3.4.2. Радио модуль рва 313 02

Рис. 3.6. Внешний вид радио модуля РВА 313 01/3

СВЧ приемопередатчик РВА 313 02 (рис.3.6) предназначен для реализации фи­зического уровня Bluetooth интерфейса в ISM диапазоне 2.4-2.5 ГГц. Применяет­ся технология скачкообразной перестройки частоты (1600 скачков/сек) по 79 рабо­чим каналам (от 2.402 до 2.480 ГГц) с битовой скоростью 1 Мбит/сек, что соответ­ствует максимально допустимой ширине канала в ISM диапазоне. Используется частотная манипуляция с фильтрацией модулирующего сигнала фильтром с гаус-совской характеристикой - GFSK. Модуль РВА 313 02 построен на основе специа­лизированной микросхемы (ASIC) приемопередатчика, выполненной по техноло­гии BiCMOS. Антенный фильтр, приемный и передающий симметрирующие трансформаторы, переключатель и усилитель мощности интегрированы в радио модуль. Крепление модуля на поверхность платы осуществляется шариковыми вы­водами. Архитектура радио модуля представлена на рис. 3.7.

Ключевые особенности модуля:

• Bluetooth v 1.1 сертифицирован;

• Выходная мощность передатчика 100 мВт;

• Для построения функционально полного устройства дополнительно требует:

• Антенну;

• Резонатор 10—20 МГц или источник опорного синхросигнала 10—20 МГц;

Рис. 3.7. Архитектура радио модуля РВА 313 01/3

• Baseband-контроллер;

• Миниатюрный LGA-корпус 11.8 х 11.8 х 1.6 мм;

• Не требует внешнего экранирования; Области применения:

• Точки доступа;

• Компьютеры;

• Портативные устройства и аксессуары;

• Модемы;

Архитектурные особенности модуля:

• Техника модуляции при разомкнутой петле синтезатора;

• Малопотребляющий генератор 3.2 кГц для энергосберегающих режимов рабо­ ты Bluetooth;

• Программная подстройка кварцевого генератора и генератора 3.2 кГц; Основные характеристики модуля:

• Напряжение питания = 2.7 В;

• Потребляемый ток: Режим передачи = 50 мА; Режим приема = 60 мА;

Антенный выход:

• Выходное сопротивление = 50 Ом; Передатчик:

• Девиация частоты = 140-175 кГц;

• Дрейф несущей частоты при передаче пакетов: - 1 слот: ±25 кГц;

3 слота: ±40 кГц;

132

Раздел 3

ПРАКТИЧЕСКАЯ НЬАЛИЗАЦИЯ

5 слотов: ±40 кГц;

• Выходная мощность =+14 ++20 дБм;

• Внеполосное излучение соответствует спецификации Bluetooth vl.l; Приемник (BER< 0.1%):

• Чувствительность = -86 дБм;

• Максимальный уровень входного сигнала = +14 дБм;

• Внеполосное излучение:

2300 МГц — 3000 ГГц = -27 дБм (максимальное значение);

• Избирательность (в соответствии со спецификацией Bluetooth vl.l): 30-880 МГц =+11 дБм

880-915 МГц =+11 дБм 915-1710 МГц = +11 дБм 1710-1785 МГц =+11 дБм 1785-1850 МГц =+11 дБм 1850-1980 МГц =+11 дБм 1980-2000 МГц =+11 дБм 2000-2100 МГц = 0 дБм 2100-2200 МГц = -10 дБм 2200-2300 МГц = -13 -27 дБм 2300-3000 МГц = -15 -27 дБм 3000-12750 МГц = -5 дБм Управляющий интерфейс:

• Последовательный (на базе JTAG), настройка модуля производится через ре­ гистры.

3.4.3. Bluetooth Baseband контроллер РВМ 990 90/2

Рис. 3.8. Внешний вид Bluetooth Baseband контроллера РВМ 990 90/2

Baseband контроллер РВМ 990 90/2 (рис. 3.8) основан на модульной архитектуре Ericsson Bluetooth Core (EBC) [22]. В качестве процессорного ядра применяется встроенный ARM7 TDMI RISC микропроцессор, взаимодействующий с ЕВС и пе­риферийными интерфейсами, подсоединенными к внутренней системной шине АМВА™. Такая схема позволяет использовать контроллер как во встроенных при­ложениях, так и в системах, где приложение выполняется центральным процессо-

ром системы. Разнообразные стандартные внешние интерфейсы: USB, I²C, GPIO, PCM, UART, позволяют успешно применять РВМ 990 90/2 в стационарных и мо­бильных устройствах. Блок схема Baseband контроллера РВМ 990 90/2 представ­лена на рис. 3.9.

В основе контроллера лежит принцип совмещения аппаратных и программных средств, что позволяет создавать малогабаритные гибкие модульные системы для реализации приложений Bluetooth.

ARM7TDMI RISC процессорное ядро вместе с относящимся к нему блоками ОЗУ, ПЗУ, системным контроллером, модулем интерфейса с внешней шиной и внешней Flash памятью формируют процессорную часть, которая управляет режи­мами работы контроллера и взаимодействием протоколов внутри Bluetooth стека. Режим работы РВМ 990 90/2 задается программированием управляющих регист­ров. Имеется возможность выбора между необходимой производительностью, по­требляемой мощностью и конфигурацией.

Рис. З.9. Блок схема Bluetooth Baseband контроллера РВМ 990 90/2

ЕВС (Bluetooth DSP-блок), является блоком аппаратной поддержки ARM7TDMI RISC процессора. Здесь выполняются прямые и обратные задачи формирования пакетов: помехоустойчивое кодирование, скремблирование, форми­рование проверочного CRC поля, криптошифрование данных. Реализованные в блоке алгоритмы соответствуют спецификации Bluetooth vl.l.

Основные характеристики блока:

• Поддержка скорости передачи информации до 721 кбит/сек в ACL канале;

• Поддержка до трех одновременных голосовых SCO каналов;

• Аппаратная поддержка пакетов всех типов;

• Поддержка одного последовательного синхронного РСМ канала;

• Низкая потребляемая мощность;

• Поддержка режимов HOLD, SNIFF, PARK;

• Поддержка ключей криптозащиты размерностью до 128 разрядов;

• Высококачественная фильтрация голосовых пакетов;

• Различные способы кодирования голосового сигнала (CVSD, РСМ А-закон, РСМ ц-закон);

• Организация пикосети с 7-ю подчиненными устройствами;

• Возможность переключения режимов «мастер» и «подчиненное устройство»;

• BlueRF радиоинтерфейс;

Подсистема памяти

• Размер встроенной памяти: Статическое ОЗУ = 64 Кбайт; ПЗУ = 4 Кбайт;

• Возможность адресации от 2 до 16 Мбайт внешней Flash памяти.

Взаимодействие с центральной (host) системой

Гибкость схемы контроллера предусматривает возможность использования его в системах с центральным процессором. Управление контроллером в этом слу­чае осуществляется при помощи логического командного интерфейса HCI, по­средством предусмотренных для этих целей стандартных интерфейсов USB и UART.

Интерфейсы контроллера USB

Реализует версию стандарта USB 2.0, поддерживает передачу данных со скоро­стью 12 Мбит/сек и имеет встроенные схемы драйверов.

UART1, UART2

В контроллере имеются два 16С550 совместимых порта UART1 и UART2. UART1 имеет 128-байтовое FIFO и поддерживает работу модема в полной конфи­гурации со скоростью до 921 кбит/сек. UART2 имеет 16 байтовое FIFO, две управ­ляющие линии Тх и Rx, работает со скоростью до 230 кбит/сек и предназначен для управления схемой контроллера и начальной загрузки.

Интерфейс внешней шины

Интерфейс внешней шины позволяет подключать до 3-х банков индивидуально на­страиваемой Flash памяти, каждый размером до 1024 К.

GPIO/I²C

РВМ 990 90 может задавать 10 выводов как универсальные входы — выходы. Для этих целей используются 8 выводов старшего байта данных и 2 выделен­ных вывода. Последние по включению питания сконфигурированы на 1²С ин­терфейс. Функции всех выводов задаются программно. Максимальная скорость передачи информации поддерживаемая этим интерфейсом составляет 100 кбит/сек.

РСМ

Входит в состав ЕВС блока. Обеспечивает передачу голоса. Может работать в качестве ведущего или ведомого РСМ устройства. К функциям РСМ относятся:

• Синхронизация информационных потоков;

• Переключение направления передачи для двунаправленных сигналов;

• Преобразование из последовательного в параллельный коды; Поддерживаемая скорость передачи информации от 200 кГц до 2 МГц в режиме

ведомого и 2 МГц в режиме ведущего. Переменная разрядность передаваемых ин­формационных символов 8 или 16 разрядов.

Отладочный интерфейс JTAG

Использование отладочного интерфейса JTAG позволяет применить Multi-ICETM и среду отладки ADS 1.1™ фирмы ARM, Ltd.

Дополнительные характеристики контроллера:

Внешняя частота синхронизации — задается из ряда 12.60, 12.80, 13.00, 14.40, 16.80, 19.20 и 19.44 МГц;

Напряжение питания:

внутренней части схемы = 2,8 В;

внешнего интерфейса = 3,3 В;

Рис. 3.10. Пример системы с использованием Bluetooth Baseband контроллера РВМ 990 90/2

Корпус — 96 выводной BGA, 8 х 8 х 0,85 мм;

ПКАМИЧЬ1ЖАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

Встроенное программное обеспечение

Встроенное программное обеспечение состоит из программ протоколов стека Bluetooth и драйверов ЕВС, USB, UART, GPIO и 1²С. В зависимости от уровня ин­теграции, протоколы стека либо ограничиваются программами LM и HCI при ра­боте с центральной системой, либо включают протоколы стека в более полном объ­еме, необходимом для реализации встроенных приложений.

Рис. 3.11. Bluetooth-стек в системе с центральным процессором (уровни Baseband, LM, HCI)

Таблица 3.2. Общие характеристики
		Без регулятора	С регулятором
Напряжение	VDD1	(1,8 ± 0,1) В	(3,3 ±0,1) В
питания	VDD2	(2,8-3,4) В	(3,3 ±0,1) В
	VDD3	(1,7-3,4) В	(3,3 ±0,1) В
Ток потребления в спящем режиме		20 мкА (кроме WML-C19AHN, который не имеет этого режима)
Температурный диапазон		От -40'С до +85Т
Частотный диапазон		(2402-2480) МГц
Модуляция		GFSK, 1 Мбит/сек, ВТ-0,5
Максимальная скорость		Асинхронный режим: 723,2 кбит/сек/57,6 кбит/сек
передачи		Синхронный режим: 433,9 кбит/сек/433,9 кбит/сек
Выходная мощность		0 дБм (класс 2)
Перестройка по частоте		1600 скачков в сек, ширина канала 1МГц
Чувствительность		-82дБм
Генератор		16 МГц
Хост-интерфейс	Данные	UART (BCSP или Н4)
	Голос	РСМ-интерфейс UART
Коэффициент усиления антенны		2.14 дБи

Рис. 3.12.Bluetooth-стек во встроенной системе