基于DSP的Bluetooth嵌入式系統(tǒng)應用

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作者：許四毛鄧小鵬路俊明時間：2006-09-28 來源：電子技術應用

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藍牙（Bluetooth）協(xié)議標準是由藍牙特別興趣小組（Bluetooth SIG）發(fā)布的，1999年發(fā)布了Bluetooth 1.0版， 2001年2月發(fā)布了Bluetooth1.1版。目前SIG成員已經(jīng)發(fā)展到3000家左右。藍牙協(xié)議規(guī)定的無線通信標準，基于免申請的2.4GHz的 ISM頻段，采用GFSK跳頻技術和時分雙工（TDD）技術，通信距離為10米左右，Blue tooth 1.0版標準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為 1Mbps。主要適用于各種短距離的無線設備互連應用場合。可以提供點到點或點到多點的無線連接。

1 基于電纜替代的藍牙協(xié)議簡析

1.1 藍牙協(xié)議體系

藍牙協(xié)議規(guī)范所措述的協(xié)議棧模式如圖1所示。

藍牙體系結構中的協(xié)議可分為四層：

核心協(xié)議：基帶控制協(xié)議（Baseband）、鏈路管理協(xié)議（LMP）、邏輯鏈路控制應用協(xié)議（L2CAP）、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）；

電纜替代協(xié)議：RFCOMM；

電話傳送控制協(xié)議：TCS二進制、AT命令集；

可選協(xié)議：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCal、IrMC、WAE。

在協(xié)議中，規(guī)定了為基帶控制器、LMP、硬件狀態(tài)及控制寄存器提供命令接口的主機控制器接口（HCI）。在不同的應用模式下，HCI所處的位置不同。它可以位于L2CAP的下面，也可以在L2CAP之上。

1.2 電纜替代協(xié)議應用模式

基于ETSI標準的TS07.10信令的RFCOMM協(xié)議，提供了一個基于L2CAP協(xié)議之上的串口仿真應用模式。藍牙協(xié)議1.0版中，RFCOMM提供的上層服務模式主要有三種：對9針RS-232接口仿真模式、空Modem仿真模式和多串口仿真模式。典型的RFCOMM應用模式框圖如圖2所示。

1.3 藍牙嵌入式應用模式

僅僅以RFCOMM協(xié)議為基礎，作為串口的電纜替代應用，無形中限制了藍牙設備的應用范圍，降低了藍牙設備的應用價值。目前計算機與外部設備的接口種類繁多，比較常見的有RS-232、RS-485、Parallel Port、CAN總線、SPI總線、I2C總線等。如果要使藍牙設備在各種場合發(fā)揮作用，必須使藍牙設備具備適合這些應用場合的多種接口功能。使用DSP數(shù)字信號處理器作為嵌入式控制器，不僅實現(xiàn)藍牙物理設備的初始化、藍牙高層協(xié)議，而且利用其接口靈活的特點，可以方便地對藍牙電纜替代協(xié)議進行有效擴展。具體應用模式如圖3所示。

2 系統(tǒng)硬件結構

本系統(tǒng)的構成在硬件上分為兩個部分，藍牙基帶和射頻部分采用愛立信（ERICSSON）公司提供的藍牙模塊ROK101007；嵌入式控制器采用美國TI公司的TMS320VC54X系列的DSP數(shù)字信號處理器。

2.1 ERICSSON藍牙模塊

ROK101007 是根據(jù)藍牙規(guī)范1.0版（Bluetooth 1.0B Version）而設計的短距離藍牙通信模塊，它包括三個主上部分：基帶控制芯片、Flash存儲器和Radio芯片。它工作在2.4GHz～2.5GHz的ISM頻段，支持聲音和數(shù)據(jù)的傳輸，其主上功能參數(shù)有：

Bluetooth 1.0B預認證；

2級RF射頻功率輸出；

提供FCC和ETSI糾錯處理；

最大460 KB/s UART數(shù)據(jù)傳輸速率；

提供UART、USB、PCM、I2C等多種HCI接口；

提供內部晶振；

內部預制HCI框架；

點到點、點到多點操作；

嵌入式屏蔽保護。

ROK101007特別適合計算機及外圍設備、手持設備、端口設備使用。其內含的藍牙協(xié)議構架及內部系統(tǒng)框圖如圖4、圖5所示。