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蓝牙芯片ROK 101 007在语音系统中的应用
爱立信（Ｅｒｉｃｓｓｏｎ）公司推出的蓝牙芯片ＲＯＫ １０１ ００７是一款适合于短距离无线通信的射频／基带芯片，集成度高、功耗小，完全兼容蓝牙协议Ｖｅｒｓｉｏｎ １．１，可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该芯片包括基带控制器、无线收发器、闪存等功能块，可提供高至ＨＣＩ（主机控制接口）层的功能。此外，该芯片还提供ＵＳＢ、ＵＡＲＴ和ＰＣＭ接口，用于与主机通信；并且支持蓝牙语音和数据传输，输出功率满足蓝牙二级操作的要求。
１ 内部结构及各功能块介绍
ＲＯＫ １０１ ００７包含五个功能块：无线收发器（ＰＢＡ ３１３ ０１／２）、基带控制器、闪存、电源管理模块、时钟，如图１所示。
图1 芯片内部结构框图和部分外部管理
１．１ 无线收发器ＰＢＡ ３１３ ０１／２
ＰＢＡ ３１３ ０１／２是一个工作在２．４～２．５ＧＨｚ ＩＳＭ频段的短距离微波频率射频收发器，使用ＧＦＳＫ调制，最大的ＴＸ＆ＲＸ数据传输率为１Ｍｂｉｔ／ｓ。能在可供使用的７９个信道（２．４０２～２．４８０ＧＨｚ）之间快速地跳频（１６００个信道／ｓ），通道带宽是１ＭＨｚ，频率偏差在１４０ｋＨｚ和１７５ｋＨｚ之间。满足蓝牙二级操作，最大输出功率是４ｄＢｍ，不需要功率控制。安装天线之后，传输距离可达１０ｍ，符合ＩＳＭ频段的ＦＣＣ和ＥＴＳＩ标准。ＰＢＡ ３１３ ０１／２以Ｒａｄｉｏ ＡＳＩＣ为基础，集成了环路滤波器、压控振荡器、天线滤波器、收发控制器、发送器和接收器等六个操作部件，如图１所示。各部件功能如下：
①Ｒａｄｉｏ ＡＳＩＣ完成信号的调制和解调。
②环路滤波器、压控振荡器和Ｒａｄｉｏ ＡＳＩＣ构成锁相环。环路滤波器滤除Ｒａｄｉｏ ＡＳＩＣ输出的误差电压的高频成份和噪声，用以保证环路所要求的性能，增加系统的稳定性。
③收发控制器协调接收器（ＲＸ）和发送器?ＴＸ?的工作，用以保证蓝牙的全双工传输。
④天线滤波器对射频信号进行带通滤波。管脚ＡＮＴ（Ｔ２）是天线接口，应连接阻抗为５００Ω的天线。
１．２ 基带控制器
基带控制器是一个基于ＡＲＭ７－Ｔｈｕｍｂ的功能块，通过ＵＡＲＴ或ＵＳＢ接口控制无线收发器。基带控制器负责处理底层的链路层功能，如调频序列的选择等。
１．３ 闪存
闪存以二进制码的格式存放蓝牙固件，可与基带控制器交换数据、地址和控制信号。蓝牙固件包括链路管理器和主机控制接口（ＨＣＩ）。
链路管理器实现了链路管理协议（ＬＭＰ），负责处理底层链路控制。每个蓝牙设备都可以通过ＬＭＰ与另一个蓝牙设备的链路管理器进行点对点的通信。ＨＣＩ为主机提供了访问基带控制器、链路管理器以及硬件状态和控制寄存器的命令接口。主机通过ＨＣＩ驱动程序提供的一系列命令控制蓝牙接口；蓝牙固件的ＨＣＩ收到命令后，会产生事件返回给主机，用来指示接口的状态变化。主机和ＨＣＩ之间共有三类数据传输：
·ＨＣＩ命令包 从主机发往蓝牙的ＨＣＩ。
·ＨＣＩ事件包 从蓝牙的ＨＣＩ发往主机。
·ＨＣＩ数据包 既可从主机发往ＨＣＩ，也可从ＨＣＩ发往主机，包括无连接（ＡＣＬ）数据和同步连接（ＳＣＯ）数据。
ＨＣＩ传输层定义了每一类数据如何封装以及如何通过接口进行复用。ＲＯＫ １０１ ００７支持两种ＨＣＩ传输层：ＵＡＲＴ传输层和ＵＳＢ传输层。
１．４ 电源管理模块
该模块提供芯片所需电源。Ｖｃｃ的典型值是３．３Ｖ。
１．５ 时钟
该模块内置频率为１３ＭＨｚ的时钟。时钟由一个晶体振荡器产生，保证定时的精度在２０ｐｐｍ之内。
２ 芯片接口和主要管脚介绍
ＲＯＫ １０１ ００７与主机或其它设备互联时，有三种接口方式（参见图１）。
２．１ ＵＳＢ接口
ＲＯＫ １０１ ００７的ＵＳＢ接口符合ＵＳＢ１．１规范，通过双向端口Ｄ＋＆Ｄ－，数据传输可达到１２Ｍｂｐｓ。当使用ＵＳＢ接口与主机通信时，ＲＯＫ １０１ ００７是一个ＵＳＢ从设备。与该接口有关的管脚有：
·Ｄ＋（Ｂ１）＆Ｄ－?Ｂ２? 用于数据传输。
·Ｗａｋｅ ｕｐ（Ｂ４）＆Ｄｅｔａｃｈ?Ｃ１? 用于与笔记本电脑互联，可用来控制笔记本电脑的状态。当主机处于掉电模式时，如果蓝牙设备收到建立连接的请求，Ｗａｋｅ ｕｐ信号就会“唤醒”主机。而主机可通过Ｄｅｔａｃｈ信号指示自己处于“挂起”模式。
２．２ ＵＡＲＴ接口
ＲＯＫ １０１ ００７的ＵＡＲＴ接口符合工业标准１６Ｃ４５０，支持以下波速率（单位：ｂｉｔｓ／ｓ）：３００，６００，９００，１２００，１８００，２４００，４８００，９６００，１９２００，３８４００，５７６００，１１５２００，２３０４００和４６０８００。使用爱立信自定义的一条ＨＣＩ命令：ＨＣＩ＿Ｅｒｉｃｓｓｏｎ＿Ｓｅｔ＿Ｕａｒｔ＿Ｂａｕｄ＿Ｒａｔｅ可改变ＵＡＲＴ接口的波速率。该接口中有１２８字节的先入先出（ＦＩＦＯ）缓冲器。
与该接口有关的四个管脚为：
·ＴｘＤ（Ｂ５）＆ＲｘＤ（Ａ５） 用于收发数据。
·ＲＴＳ（Ａ６）＆ＣＴＳ（Ｂ６） 用于数据流控制。
２．３ ＰＣＭ语音接口
标准的ＰＣＭ语音接口采样速率为８ｋＨｚ。语音编码方式可采用ＣＶＳＤ（连续可变斜率增量调制）、μ律（８ｂｉｔ）或Ａ律?８ｂｉｔ?。考虑到编码的健壮性，应优先选择ＣＶＳＤ。
图3 系统软件模块结构
与ＰＣＭ语音接口有关的管脚信号有：
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