藍牙單芯片領頭芯片廠商CSR的Bluecore是目前普遍應用的藍牙單芯片系列，在藍牙耳機、藍牙手機和免提裝置等設備中應用廣泛，也是很多藍牙工程師的首選。筆者采用Bluecore5-MM（以下簡稱BC5）和Freescale的Coldfire架構的32位處理器MCF5251，開發了一款整合USB音樂播放、iPOD控制、藍牙免提和流媒體音樂播放等功能的車載信息娛樂設備。下面，首先簡要介紹設備硬件結構，然后從設備軟件結構、BC5軟件開發方式、內存和DSP的開發上詳細講一下開發中遇到的問題及解決方法。

硬件結構
圖1為車載娛樂設備的硬件結構圖，包括電源管理、音頻輸入輸出及音源管理、處理器及其外圍電路、USB接口及其供電保護、CAN接口等幾個部分。

圖1 車載娛樂設備硬件結構圖

如圖1所示，系統采用BC5-MM+32位外部嵌入式處理器的雙處理器結構設計，藍牙部分用BC5-MM實現。下面，首先介紹該芯片的關鍵特性，然后介紹其RF子系統的電路設計。其芯片特性如下：
(1)以單芯片的形式集成了藍牙系統的射頻和基帶控制、RISC結構的16位MCU和性能高達64MIPS的Kalimba DSP。其中，MCU部分實現藍牙協議棧和應用軟件，DSP用于實現音頻和語音處理以及流媒體音樂文件的編解碼。

(2)具有獨立的音頻輸入輸出系統。

(3)無線發射功率達+8dBm，接受靈敏度-90dBm，無須外部放大器，只需印刷電路板天線便可滿足藍牙射頻規范Class 2的要求，通信距離可達10m。

(4)具有USB、I2C、SPI、UART等多種接口，可以外接外部主控制器以實現復雜應用。其中，BC5-MM和主處理器通過UART進行通信，SPI接口用于BC5-MM程序的調試、下載以及關鍵PSKEY屬性的設置。

藍牙RF子系統設計如圖2所示。由于BC5-MM內部集成了藍牙射頻和基帶控制，所以只需外接濾波器和PCB天線便能實現RF子系統設計。濾波器選用插入損耗低、衰減特性高的藍牙平衡濾波器DBF81F04，保證了藍牙通信的可靠性；PCB天線采取F型天線，反饋點位置需要根據藍牙2.4GHz的頻率中心點確定。另外，在音頻輸入輸出系統設計中需要注意的是音頻輸入有最大電壓的要求，所以在外圍麥克風輸入電路設計時要注意選擇電路放大參數以控制輸入電壓。

圖2 RF子系統電路圖

軟件開發
圖3所示為雙處理器結構的車載信息娛樂設備的軟件結構圖。MCF5251端的軟件設計不再贅述，BC5軟件包括固件、操作系統、剖面和應用程序四個部分。固件的功能是和硬件連接，提供底層驅動的實現，包括藍牙底層協議棧及片上各種外設，如IO、UART、Timer、ADC等的接口；操作系統Virtual Machine（VM）完成內存管理、任務調度和消息處理功能；剖面的功能是定義某類型設備應該包含的功能及其標準實現方式，保證設備間的互操作性。應用程序是在剖面和VM提供的一系列API上進行開發的，定義了任務和相應的消息，在VM的控制下采用消息隊列機制異步發送消息進行通信，軟件開發環境為Roadtunes-SDK。該SDK提供了完整的藍牙協議棧和各種剖面的源代碼，并提供了車載應用的軟件解決方案。下面講述下連接管理及內存問題和DSP開發中的關鍵技術。

圖3 車載設備軟件結構圖