一種藍(lán)牙基帶芯片實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)

2 低功耗工作模式
藍(lán)牙協(xié)議V4．0新加入低功耗工作模式及其相應(yīng)的低功耗管理器LE。由于低功耗模式和BR／EDR模式工作流程和機(jī)制類似，且都使用跳頻通信，因此本文將BR／EDR和LE模式整合在一起以實(shí)現(xiàn)資源共用。但低功耗工作模式和BR／EDR模式相比，也有自己不同的工作特性。
2．1 低功耗模式下的物理層
從2．402～2．480 GHz均勻分為40個(gè)信道，每個(gè)信道寬2MHz；使用GFSK調(diào)制解調(diào)方式；輸出功率為：0．01～10mw；傳輸速率1 Mb／s。
2．2 LE模式下工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)分組的格式
低功耗模式下有：待機(jī)、初始化、掃描、連接、廣播5種工作狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3所示。分組的基本模式如圖4所示。凈荷部分的數(shù)據(jù)處理流程為：加密、CRC校驗(yàn)、白化。低功耗模式下數(shù)據(jù)加密采用AES-128方式。這種編譯碼方式重在預(yù)防密碼分析攻擊，而不是蠻力攻擊。
(1)安全性。需要進(jìn)行2 128次測試才能找到密鑰，對統(tǒng)計(jì)攻擊、差分、線性攻擊有很強(qiáng)的防御作用。
(2)可執(zhí)行性。AES在軟件、硬件、固件上都可執(zhí)行。
(3)復(fù)雜性和費(fèi)用。算法簡單，存儲(chǔ)量很小。

3 AMP通信模式
藍(lán)牙協(xié)議V3．0融合了IEEE 802．11協(xié)議，使藍(lán)牙的傳輸速度達(dá)到24 Mb／s。由于AMP通信模式和BR／EDR在物理層和工作機(jī)制上有較大不同，因此在構(gòu)架上將其與BR／EDR和LE兩種模式分離。
(1)AMP模式不再只采用跳頻通信，而加入了直接序列擴(kuò)頻通信。采用增強(qiáng)速率物理層(EPR)，使用2．4 GHz和5 GHz兩個(gè)頻率段。
(2)媒介訪問控制層(MAC)位于各式物理層之上，控制數(shù)據(jù)的傳輸，負(fù)責(zé)核心成幀操作以及與有限骨干網(wǎng)絡(luò)之間的交互，因此它在功能上相當(dāng)于BR／EDR模式的鏈路控制層。
(3)AMP模式和LE、BR／EDR模式是相互聯(lián)系和影響的。AMP通信是在ACL鏈路建立起來后，所以AMP管理器要通過BR／EDR模式建立起ACL信道并完成鑒權(quán)，再進(jìn)行AMP通信。由于802．11和802．15協(xié)議共同使用2．4 GHz頻段，所以PAL層要隔離兩者對相互的干擾。BR／EDR通信的優(yōu)先級(jí)要高于AMP通信。

4 結(jié)語
本文根據(jù)藍(lán)牙最新協(xié)議V4．0提出對藍(lán)牙基帶部分的一種架構(gòu)模式，著重闡述各模塊的功能和模塊間的協(xié)作關(guān)系。結(jié)構(gòu)只涉及了藍(lán)牙基帶的主體模塊，藍(lán)牙語音調(diào)制模塊未含在內(nèi)。針對協(xié)議V3．0和V4．0的新特性，文中進(jìn)行了簡要介紹，重點(diǎn)分析了新特性帶給藍(lán)牙基帶在低版本協(xié)議基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)和功能的變化。