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      藍牙芯片ROK 101 007在語音系統中的應用

      時間:2024-06-25 01:02:01 理工畢業論文 我要投稿
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      藍牙芯片ROK 101 007在語音系統中的應用

      愛立信(Ericsson)公司推出的藍牙芯片ROK 101 007是一款適合于短距離無線通信的射頻/基帶芯片,集成度高、功耗小,完全兼容藍牙協議Version 1.1,可嵌入任何需要藍牙功能的設備中。該芯片包括基帶控制器、無線收發器、閃存等功能塊,可提供高至HCI(主機控制接口)層的功能。此外,該芯片還提供USB、UART和PCM接口,用于與主機通信;并且支持藍牙語音和數據傳輸,輸出功率滿足藍牙二級操作的要求。

      1 內部結構及各功能塊介紹

      ROK 101 007包含五個功能塊:無線收發器(PBA 313 01/2)、基帶控制器、閃存、電源管理模塊、時鐘,如圖1所示。

      圖1 芯片內部結構框圖和部分外部管理

      1.1 無線收發器PBA 313 01/2

      PBA 313 01/2是一個工作在2.4~2.5GHz ISM頻段的短距離微波頻率射頻收發器,使用GFSK調制,最大的TX&RX數據傳輸率為1Mbit/s。能在可供使用的79個信道(2.402~2.480GHz)之間快速地跳頻(1600個信道/s),通道帶寬是1MHz,頻率偏差在140kHz和175kHz之間。滿足藍牙二級操作,最大輸出功率是4dBm,不需要功率控制。安裝天線之后,傳輸距離可達10m,符合ISM頻段的FCC和ETSI標準。PBA 313 01/2以Radio ASIC為基礎,集成了環路濾波器、壓控振蕩器、天線濾波器、收發控制器、發送器和接收器等六個操作部件,如圖1所示。各部件功能如下:

      ①Radio ASIC完成信號的調制和解調。

      ②環路濾波器、壓控振蕩器和Radio ASIC構成鎖相環。環路濾波器濾除Radio ASIC輸出的誤差電壓的高頻成份和噪聲,用以保證環路所要求的性能,增加系統的穩定性。

      ③收發控制器協調接收器(RX)和發送器?TX?的工作,用以保證藍牙的全雙工傳輸。

      ④天線濾波器對射頻信號進行帶通濾波。管腳ANT(T2)是天線接口,應連接阻抗為500Ω的天線。

      1.2 基帶控制器

      基帶控制器是一個基于ARM7-Thumb的功能塊,通過UART或USB接口控制無線收發器;鶐Э刂破髫撠熖幚淼讓拥逆溌穼庸δ,如調頻序列的選擇等。

      1.3 閃存

      閃存以二進制碼的格式存放藍牙固件,可與基帶控制器交換數據、地址和控制信號。藍牙固件包括鏈路管理器和主機控制接口(HCI)。



      鏈路管理器實現了鏈路管理協議(LMP),負責處理底層鏈路控制。每個藍牙設備都可以通過LMP與另一個藍牙設備的鏈路管理器進行點對點的通信。HCI為主機提供了訪問基帶控制器、鏈路管理器以及硬件狀態和控制寄存器的命令接口。主機通過HCI驅動程序提供的一系列命令控制藍牙接口;藍牙固件的HCI收到命令后,會產生事件返回給主機,用來指示接口的狀態變化。主機和HCI之間共有三類數據傳輸:

      ·HCI命令包 從主機發往藍牙的HCI。

      ·HCI事件包 從藍牙的HCI發往主機。

      ·HCI數據包 既可從主機發往HCI,也可從HCI發往主機,包括無連接(ACL)數據和同步連接(SCO)數據。

      HCI傳輸層定義了每一類數據如何封裝以及如何通過接口進行復用。ROK 101 007支持兩種HCI傳輸層:UART傳輸層和USB傳輸層。

      1.4 電源管理模塊

      該模塊提供芯片所需電源。Vcc的典型值是3.3V。

      1.5 時鐘

      該模塊內置頻率為13MHz的時鐘。時鐘由一個晶體振蕩器產生,保證定時的精度在20ppm之內。

      2 芯片接口和主要管腳介紹

      ROK 101 007與主機或其它設備互聯時,有三種接口方式(參見圖1)。

      2.1 USB接口

      ROK 101 007的USB接口符合USB1.1規范,通過雙向端口D+&D-,數據傳輸可達到12Mbps。當使用USB接口與主機通信時,ROK 101 007是一個USB從設備。與該接口有關的管腳有:

      ·D+(B1)&D-?B2? 用于數據傳輸。

      ·Wake up(B4)&Detach?C1? 用于與筆記本電腦互聯,可用來控制筆記本電腦的狀態。當主機處于掉電模式時,如果藍牙設備收到建立連接的請求,Wake up信號就會“喚醒”主機。而主機可通過Detach信號指示自己處于“掛起”模式。

      2.2 UART接口

      ROK 101 007的UART接口符合工業標準16C450,支持以下波速率(單位:bits/s):300,600,900,1200,1800,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200,230400和460800。使用愛立信自定義的一條HCI命令:HCI_Ericsson_Set_Uart_Baud_Rate可改變UART接口的波速率。該接口中有128字節的先入先出(FIFO)緩沖器。

      與該接口有關的四個管腳為:

      ·TxD(B5)&RxD(A5) 用于收發數據。

      ·RTS(A6)&CTS(B6) 用于數據流控制。

      2.3 PCM語音接口

      標準的PCM語音接口采樣速率為8kHz。語音編碼方式可采用CVSD(連續可變斜率增量調制)、μ律(8bit)或A律?8bit??紤]到編碼的健壯性,應優先選擇CVSD。

      圖3 系統軟件模塊結構

      與PCM語音接口有關的管腳信號有:

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