基于S3C4480X控制的蓝牙音频网关设计与实现

O 引言

针对最后十米的传输问题，蓝牙技术已经逐渐成为低成本、短距离无线个人网络传输的首选技术，其主要目标是提供一个全双工的无线传输环境，从而实现语音和数据的无线传输。对于近距离传输，蓝牙可采用高速跳频技术(FH)来确保链路的稳定，而且抗干扰性强，不易窃听。此外，蓝牙芯片的价格低廉，实现扩展容易。通过蓝牙还可以对家居音频设备网络进行控制。

为此，本文设计了一种基于S3C4480X的蓝牙音频网关(AG)系统，该系统可实现与蓝牙耳机之间的点对点连接，以建立一个音频连接，从而实现两者之间的配对与语音数据传输。

1 蓝牙体系结构

蓝牙无线通信协议标准包括核心协议和应用框架两大部分。蓝牙协议标准的目的是在遵循规范应用的情况下能够进行相互间的操作，为了实现相互间的操作，在远程设备上的对应应用程序必须以同一协议栈运行。蓝牙协议的体系结构可分为物理层、数据链路层、中间协议层和应用层，图1所示是蓝牙系统协议栈的系统组成框图。蓝牙的核心协议包括4部分，即基带、链路管理、逻辑链路控制与适应协议(L2CAP)、业务搜寻协议(SDP)等。其中L2CAP负责建立逻辑链路连接，提供协议复用、高层与底层间数据分组的分段与重组等任务。SDP可提供服务搜索和服务浏览功能，负责蓝牙设备间服务的查询和访问。

蓝牙主机控制接口(HCl)可为基带控制器、连接控制器、硬件状态、控制寄存器提供命令接口，并可在蓝牙设备的主机和基带之间提供一个通用接口。HCI层以上的协议在主机上运行，而以下的协议由蓝牙主机控制器硬件来完成。这样既可保证底层协议传输的稳定性，又支持了上层应用协议的可扩展性。

2 系统硬件结构与设计

本文选用三星公司的32位内核ARM7TDMIS3C44BOX为处理器，并通过蓝牙模块、音频编/解码器(CODEC)、以太网接口等来构建系统硬件平台。本系统基于蓝牙BlueStack协议栈，可以实现蓝牙的所有功能，蓝牙音频网关系统就是基于BlueStack实现的。S3C44BOX与RTL8019用于开发10Mbps的以太网接口，可使系统连通以太网，并通过以太网进行操作。图2为其系统构成框图。

2．1 蓝牙模块ROKl01008的结构特点

本系统选用Ericsson公司的ROKl0l008模块，该蓝牙模块集成度高，功耗小，可提供高至控制接口HCI层的功能，并具有UART、I2C和PCMCIA三种主机控制接口，可方便地与主机进行蓝牙语音和数据的传输。ROKl0l008支持蓝牙规范v1．OB，其接收器的最大输入电平为+13 dBm，动态范围较广，能确保发送器可靠的通信，其输出功率可达Class2，UART最大数据流为460 kbps。同时ROKl01008可支持语音和数据传输功能，能够实现点对点的连接。

ROKl01008模块的组成如图3所示。该模块内部带有无线收发器、基带控制器、闪存、电源管理和时钟五个模块。其中无线收发模块由蓝牙收发器和天线组成。其功能是为网关和终端设备提供无线通道。基带控制器可完成频率的合成，同时完成基带模块的数据比特信号到无线电信号的转换过滤，并将无线电信号以一定的功率和跳频频率发送出去。ROKOl008的工作频段在2．4 GHz～2．5 GHz ISM之间，有79个信道，每个信道l MHz。