藍牙芯片ROK 101 007在語音系統中的應用

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?。考慮到編碼的健壯性，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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