基于DSP的Bluetooth嵌入式系统应用

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：

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。

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具有专用硬件算术运算逻辑，大量的片内存储器、增强的片内外设以及高度专业化的指令集，使其具有高度的操作灵活性和运行速度。主要特点如下：

运算速度快：指令周期为25/20/15/12.5/10ns，运算能力为40/50/66/80/100MIPS；

优化的CPU结构：内含1个40位的算术运算逻辑单元，2个40位的累加器，2个40位的加法器，1个17×17的硬件乘法器和1个40位的桶形移位器。有4条内部总线和2个地址产生器等。先进的CPU优化结构可以使DSP高效地实现无线通信系统中的各种功能。

    低功耗方式：54x系列DSP可以在3.3V或2.7V电压下工作，而有些DSP内核采用1.8V电压工作以减小功耗。

智能外设：除了标准的串行口和分时复用（TDM）串口外，54x还提供了多路缓冲串口（McBSP）和外部处理器通信的HPI并行接口。

2.3 系统构成

本系统中，采用单5V电源供电，嵌入式系统控制器与蓝牙模块之间的HCI接口采用UART方式。硬件构成框图如图6所示。整个系统分为四个部分：发射机、嵌入式控制器、电源管理、接口逻辑。

（1）发射机由蓝牙模块ROK101007和阻抗为50Ω的天线构成。初始化阶段，模块接收控制器通过UART发送的HCI命令，实现蓝牙设备的复位、启动、地址查询、跳频算法、自动寻呼等初始化操作，与附近的蓝牙设备建立可靠的物理链路，并对物理链路进行相应的加密。在数据传送阶段，接收控制器（HCI驱动模块）送来的HCI数据包，经过模块中HCI固件（HCI Firmwire）转化为基带数据包并送给基带协议层（Baseband）处理，基带对上层送来的数据进行解码，将其变为可以发送的位数据流，按照设定的跳频算法，采用高斯频移键控（GFSK）编码方式通过天线送出去。接收数据时，以相反的过程将接收到的数据进行编码，组合成HCI数据包格式并通过UART口送给控制器。具体的收发执行过程可以参考ROK101007数据及应用手册以及蓝牙协议相关部分。