一种蓝牙基带芯片实现的系统架构.doc

1 蓝牙基带划分以及各部分功能  基带主要完成编码、解码、加密、解密、分组处理和跳频频率的生成和选择,同时管理同步和异步链路、处理数据包、寻呼、查询、连接蓝牙设备、鉴权等。蓝牙基带协议是电路和分组交换的结合。图1是按功能划分的蓝牙基带的构架图。 图1蓝牙基带的构架图   蓝牙的功能是发送和接收数据,打包器是将上层数据按格式组合后通过物理层(PHY)发送出去,是核心功能部件。图2为基本速率包的格式。 图2基本速率包的格式图2中接入码用于同步、DC偏移补偿和标识;分组头包含链路控制消息;净荷是要传送的内容,为了提高传送信息的准确性,要经过白化、CRC校验、FEC编码等检错纠错过程,为了保证传送信息的安全性还要对信息进行加密。根据不同情况,包的具体结构是不同的,BR有15种包格式。,新增加10种包的格式,包的格式也有所差异,但工作原理是类似的。低功耗工作模式和BR/EDR工作模式在基带和物理层可以共用,因此加入低功耗工作模式后打包器的结构会改变。打包器的工作细节如下: (1)逻辑控制器根据不同情况控制打包的流程。根据不同的通信需求,数据包的类型大体分为:链路控制分组、ACL分组、SCO分组,分别传送控制信息、异步通信数据、同步通信数据。定时器是逻辑控制器的辅助模块,控制数据的处理次序及接入码、分组头、净荷各部分数据处理和融合的时间;EDR分组含有同步序列,FHS分组也含时钟信息,因此需要系统时钟信息。(2)包的数据信息来源有两个:主机地址、包的类型、上次分组接收的状态、接收方的微微网内地址等信息从参量寄存器中取得,这些信息主要含在接入码和包头中;TX_BUF(发送缓存器)存储等待发送的数据,这些数据来源于上层部分。(3)为了防止信息在传输过程中泄露,需要对信息进行加密,密钥产生器生成加密密钥,净荷和加密密钥在相关器中完成加密操作。   解包器的主要工作有:检验接收到的数据是否已损坏。把信息从接收到的分组中提取出来。解包器的工作细节和相关模块的协同工作关系为: (1)逻辑控制器控制解码主体流程;参量寄存器提供相关工作信息,例如微微网的主机地址以确认信息发送方为网内成员,链路建立阶段也需要向参量寄存器写入随机数、扫描间隔等信息;定时器控制解码流程;密钥产生器提供解密密码。(2)解码器首先检测接入码以确认接收信息是否为网内成员发送,然后进行CRC校验、BCH解码以检测分组是否已损坏,其次检测分组头信息以判断分组的状态。如果检测到分组已经损坏,将状态信息写入状态寄存器中,上层管理器和控制器通过检查寄存器的信息,决定重传或放弃分组(主要针对ACL数据传输)。分组的信息回馈给逻辑控制器,逻辑控制器根据分组的类型确定回复分组的格式以及时刻,在一定范围内控制重传和丢弃分组。(3)将解码后的数据信息写入RX_BUF(接收缓存器)中传给主机,控制信息直接传给LM,LE,AMP管理器。   密钥产生器的功能有:为鉴权产生各种密钥包括初始密钥、组合密钥、临时密钥(节点密钥在新协议中已被禁用);启动加密配置后,产生加密密钥和解密密钥;随机数产生器。与相关模块的关系为: (1)逻辑控制器。逻辑控制器的主要事务:启动鉴权模式后,根据通信双方的状况控制密钥产生器生成不同的链路密钥;确定加密密钥的长度;根据不同的工作模式