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(多图) 基于DSP的Bluetooth嵌入式系统应用

来源:电子技术应用/许四毛 邓小鹏 路俊明?? 2006年09月23日 ?? 收藏0

蓝牙(Bluetooth)协议标准是由蓝牙特别兴趣小组(Bluetooth SIG)发布的,1999年发布了Bluetooth 1.0版, 2001年2月发布了Bluetooth1.1版。目前SIG成员已经发展到3000家左右。蓝牙协议规定的无线通信标准,基于免申请的2.4GHz的 ISM频段,采用GFSK跳频技术和时分双工(TDD)技术,通信距离为10米左右,Blue tooth 1.0版标准规定的数据传输速率为 1Mbps。主要适用于各种短距离的无线设备互连应用场合。可以提供点到点或点到多点的无线连接。

1 基于电缆替代的蓝牙协议简析

1.1 蓝牙协议体系

蓝牙协议规范所措述的协议栈模式如图1所示。

?????? 蓝牙协议规范所措述的协议栈模式

蓝牙体系结构中的协议可分为四层:

核心协议:基带控制协议(Baseband)、链路管理协议(LMP)、逻辑链路控制应用协议(L2CAP)、服务发现协议(SDP);

电缆替代协议:RFCOMM;

电话传送控制协议:TCS二进制、AT命令集;

可选协议:PPP、UDP/TCP/IP、OBEX

、WAP、vCard、vCal、IrMC、WAE。

在协议中,规定了为基带控制器、LMP、硬件状态及控制寄存器提供命令接口的主机控制器接口(HCI)。在不同的应用模式下,HCI所处的位置不同。它可以位于L2CAP的下面,也可以在L2CAP之上。

1.2 电缆替代协议应用模式

基于ETSI标准的TS07.10信令的RFCOMM协议,提供了一个基于L2CAP协议之上的串口仿真应用模式。蓝牙协议1.0版中,RFCOMM提供的上层服务模式主要有三种:对9针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应用模式框图如图2所示。

???????? 典型的RFCOMM应用模式框图

1.3 蓝牙嵌入式应用模式

仅仅以RFCOMM协议为基础,作为串口的电缆替代应用,无形中限制了蓝牙设备的应用范围,降低了蓝牙设备的应用价值。目前计算机与外部设备的接口种类繁多,比较常见的有RS-232、RS-485、Parallel Port、CAN总线、SPI总线、I2C总线等。如果要使蓝牙设备在各种场合发挥作用,必须使蓝牙设备具备适合这些应用场合的多种接口功能。使用DSP数字信号处理器作为嵌入式控制器,不仅实现蓝牙物理设备的初始化、蓝牙高层协议,而且利用其接口灵活的特点,可以方便地对蓝牙电缆替代协议进行有效扩展。具体应用模式如图3所示。

????? 应用模式

2 系统硬件结构

本系统的构成在硬件上分为两个部分,蓝牙基带和射频部分采用爱立信(ERICSSON)公司提供的蓝牙模块ROK101007;嵌入式控制器采用美国TI公司的TMS320VC54X系列的DSP数字信号处理器。

2.1 ERICSSON蓝牙模块

ROK101007 是根据蓝牙规范1.0版(Bluetooth 1.0B Version)而设计的短距离蓝牙通信模块,它包括三个主上部分:基带控制芯片、Flash存储器和Radio芯片。它工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段,支持声音和数据的传输,其主上功能参数有:

Bluetooth 1.0B预认证;

2级RF射频功率输出;

提供FCC和ETSI纠错处理;

最大460 KB/s UART数据传输速率;

提供UART、USB、PCM、I2C等多种HCI接口;

提供内部晶振;

内部预制HCI框架;

点到点、点到多点操作;

嵌入式屏蔽保护。

? ROK101007特别适合计算机及外围设备、手持设备、端口设备使用。其内含的蓝牙协议构架及内部系统框图如图4、图5所示。

??????????????????????????????? 蓝牙协议构架
????????????? 内部系统框图


2.2 DSP处理器

TMS320C54X是16-bit定点DSP,适合无线通信等实时嵌入式应用的需要。C54x使用了改进的哈佛结构。CPU具有专用硬件算术

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DSP? Bluetooth? 嵌入式?

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