基于DSP的蓝牙（Bluetooth）嵌入式系统应用

2.3    系统构成
   
本系统中，采用单5V电源供电，嵌入式系统控制器与蓝牙模块之间的HCI接口采用UART方式。硬件构成框图如图6所示。整个系统分为四个部分：发射机、嵌入式控制器、电源管理、接口逻辑。



（1）发射机由蓝牙模块ROK101007和阻抗为50Ω的天线构成。初始化阶段，模块接收控制器通过UART发送的HCI命令，实现蓝牙设备的复位、启动、地址查询、跳频算法、自动寻呼等初始化操作，与附近的蓝牙设备建立可靠的物理链路，并对物理链路进行相应的加密。在数据传送阶段，接收控制器（HCI驱动模块）送来的HCI数据包，经过模块中HCI固件（HCI Firmwire）转化为基带数据包并送给基带协议层（Baseband）处理，基带对上层送来的数据进行解码，将其变为可以发送的位数据流，按照设定的跳频算法，采用高斯频移键控（GFSK）编码方式通过天线送出去。接收数据时，以相反的过程将接收到的数据进行编码，组合成HCI数据包格式并通过 UART口送给控制器。具体的收发执行过程可以参考ROK101007数据及应用手册以及蓝牙协议相关部分。
  
（2）嵌入式控制器由TI的定点数字信号处理器TMS320C54x、Flash Memory、SRAM组成，完成对蓝牙模块的初始化、数据传送、协议实现等功能。
   
（3）接口控制逻辑包括应用接口和控制接口。控制接口为控制器的HPI接口，主要实现系统的在线特殊控制和Flash在线编程数据传送口。HPI控制接口通过DSP的HPI主机接口实现。应用接口包括RS-232/RS-485串行接口逻辑、并行接口逻辑（如IEEE488总线）、SI同步串口逻辑，在不同的嵌入式应用中，分别通过不同的接口形式实现本嵌入式系统与主设备控制器的接口。应用接口通过DSP的片内外设（enhanced peripherals）或者通用I/O端口模拟实现。
   
（4）电源管理。系统通过单5V电源供电，可以简单地从主设备接口中获取电源，无须另加电源器件。电源管理模块采用TI专用电路，提供两路电压输出，+3.3V工作电压和+1.8V控制器内核工作电压。

3    系统软件设计
   
系统采用TI提供的DSP5000系列专用集成开发工具CCS1.2开发。系统软件构成包括应用端口通信及协议模块、L2CAP协议模块、HCI接口驱动模块、HPI通信模块和Flash编程模块。主要任务可分为：系统初始化、Flash编程、建立物理链路、数据传送和接收等。整个软件流程如图7。



由于蓝牙模块本身具有线路加密功能，因此在本系统设计中没有考虑软件加密功能。在实际的设计和应用过程中，可以视其实际应用环境和系统处理速度而添加软件加密模块。由于跳频通信本身具有高抗干扰性的特点，本嵌入式蓝牙应用系统不仅可以应用于各种终端设备和手持设备间的中低速无线数据交换，而且可广泛地应用于各种工业设备、军事装备的检测和控制领域。