蓝牙单芯片在车载信息娱乐设备中的应用及开发

2011-05-30 14:30:07来源: 互联网

    蓝牙单芯片领头芯片厂商CSR的Bluecore是目前普遍应用的蓝牙单芯片系列,在蓝牙耳机、蓝牙手机和免提装置等设备中应用广泛,也是很多蓝牙工程师的首选。笔者采用Bluecore5-MM(以下简称BC5)和Freescale的Coldfire架构的32位处理器MCF5251,开发了一款整合USB音乐播放、iPOD控制、蓝牙免提和流媒体音乐播放等功能的车载信息娱乐设备。

    硬件结构

    图1为车载娱乐设备的硬件结构图,包括电源管理、音频输入输出及音源管理、处理器及其外围电路、USB接口及其供电保护、CAN接口等几个部分。

图1  车载娱乐设备硬件结构图


    如图1所示,系统采用BC5-MM+32位外部嵌入式处理器的双处理器结构设计,蓝牙部分用BC5-MM实现。下面,首先介绍该芯片的关键特性,然后介绍其RF子系统的电路设计。其芯片特性如下:

    (1)以单芯片的形式集成了蓝牙系统的射频和基带控制、RISC结构的16位MCU和性能高达64MIPS的Kalimba DSP。其中,MCU部分实现蓝牙协议栈和应用软件,DSP用于实现音频和语音处理以及流媒体音乐文件的编解码。

    (2)具有独立的音频输入输出系统。

    (3)无线发射功率达+8dBm,接受灵敏度-90dBm,无须外部放大器,只需印刷电路板天线便可满足蓝牙射频规范Class 2的要求,通信距离可达10m。

    (4)具有USB、I2C、SPI、UART等多种接口,可以外接外部主控制器以实现复杂应用。其中,BC5-MM和主处理器通过UART进行通信,SPI接口用于BC5-MM程序的调试、下载以及关键PSKEY属性的设置。

    蓝牙RF子系统设计如图2所示。由于BC5-MM内部集成了蓝牙射频和基带控制,所以只需外接滤波器和PCB天线便能实现RF子系统设计。滤波器选用插入损耗低、衰减特性高的蓝牙平衡滤波器DBF81F04,保证了蓝牙通信的可靠性;PCB天线采取F型天线,反馈点位置需要根据蓝牙2.4GHz的频率中心点确定。另外,在音频输入输出系统设计中需要注意的是音频输入有最大电压的要求,所以在外围麦克风输入电路设计时要注意选择电路放大参数以控制输入电压。

图2  RF子系统电路图

    软件开发

    图3所示为双处理器结构的车载信息娱乐设备的软件结构图。MCF5251端的软件设计不再赘述,BC5软件包括固件、操作系统、剖面和应用程序四个部分。固件的功能是和硬件连接,提供底层驱动的实现,包括蓝牙底层协议栈及片上各种外设,如IO、UART、Timer、ADC等的接口;操作系统Virtual Machine(VM)完成内存管理、任务调度和消息处理功能;剖面的功能是定义某类型设备应该包含的功能及其标准实现方式,保证设备间的互操作性。应用程序是在剖面和VM提供的一系列API上进行开发的,定义了任务和相应的消息,在VM的控制下采用消息队列机制异步发送消息进行通信,软件开发环境为Roadtunes-SDK。该SDK提供了完整的蓝牙协议栈和各种剖面的源代码,并提供了车载应用的软件解决方案。下面讲述下连接管理及内存问题和DSP开发中的关键技术。

图3 车载设备软件结构图

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关键字:车载信息娱乐设备  蓝牙单芯片

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0530/article_5964.html
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