一种蓝牙基带芯片实现的系统架构

1．9 逻辑控制器
逻辑控制器是基带工作的中心控制部件，在定时器、控制寄存器的配合下，控制协调整个基带芯片的工作，可以看出它几乎参与各模块的控制工作。控制打解包的次序、密钥的类型、跳频的跳频策略和模式、缓存器的开始接收数据和暂停、相关器处理数据的来源等。

2 低功耗工作模式
蓝牙协议V4．0新加入低功耗工作模式及其相应的低功耗管理器LE。由于低功耗模式和BR／EDR模式工作流程和机制类似，且都使用跳频通信，因此本文将BR／EDR和LE模式整合在一起以实现资源共用。但低功耗工作模式和BR／EDR模式相比，也有自己不同的工作特性。
2．1 低功耗模式下的物理层
从2．402～2．480 GHz均匀分为40个信道，每个信道宽2MHz；使用GFSK调制解调方式；输出功率为：0．01～10mw；传输速率1 Mb／s。
2．2 LE模式下工作状态和数据分组的格式
低功耗模式下有：待机、初始化、扫描、连接、广播5种工作状态，状态转换图如图3所示。分组的基本模式如图4所示。净荷部分的数据处理流程为：加密、CRC校验、白化。低功耗模式下数据加密采用AES-128方式。这种编译码方式重在预防密码分析攻击，而不是蛮力攻击。
(1)安全性。需要进行2 128次测试才能找到密钥，对统计攻击、差分、线性攻击有很强的防御作用。
(2)可执行性。AES在软件、硬件、固件上都可执行。
(3)复杂性和费用。算法简单，存储量很小。

3 AMP通信模式
蓝牙协议V3．0融合了IEEE 802．11协议，使蓝牙的传输速度达到24 Mb／s。由于AMP通信模式和BR／EDR在物理层和工作机制上有较大不同，因此在构架上将其与BR／EDR和LE两种模式分离。
(1)AMP模式不再只采用跳频通信，而加入了直接序列扩频通信。采用增强速率物理层(EPR)，使用2．4 GHz和5 GHz两个频率段。
(2)媒介访问控制层(MAC)位于各式物理层之上，控制数据的传输，负责核心成帧操作以及与有限骨干网络之间的交互，因此它在功能上相当于BR／EDR模式的链路控制层。
(3)AMP模式和LE、BR／EDR模式是相互联系和影响的。AMP通信是在ACL链路建立起来后，所以AMP管理器要通过BR／EDR模式建立起ACL信道并完成鉴权，再进行AMP通信。由于802．11和802．15协议共同使用2．4 GHz频段，所以PAL层要隔离两者对相互的干扰。BR／EDR通信的优先级要高于AMP通信。

4 结语
本文根据蓝牙最新协议V4．0提出对蓝牙基带部分的一种架构模式，着重阐述各模块的功能和模块间的协作关系。结构只涉及了蓝牙基带的主体模块，蓝牙语音调制模块未含在内。针对协议V3．0和V4．0的新特性，文中进行了简要介绍，重点分析了新特性带给蓝牙基带在低版本协议基础上结构和功能的变化。