針對(duì)短距離藍(lán)牙多媒體數(shù)據(jù)傳輸終端的設(shè)計(jì)

藍(lán)牙多媒體可視移動(dòng)終端實(shí)際足一款基于藍(lán)牙的多媒體手機(jī)，通過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)約20幀/s的動(dòng)態(tài)圖象和語(yǔ)音同步近距離傳輸。他帶有TFT LCD、130萬(wàn)象素?cái)z像頭、64和弦MIDI、藍(lán)牙芯片及GPRS模塊，以Motorola的MXL為主處理器，經(jīng)過(guò)MPEG一4動(dòng)態(tài)圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)和G．729語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)圖像和語(yǔ)音進(jìn)行編碼同步傳輸。

2整體設(shè)計(jì)方案

藍(lán)牙多媒體可視移動(dòng)終端硬件部分主要由處理器、攝像頭、音頻編解碼器、和弦鈴聲芯片、存儲(chǔ)器、SD卡、鍵盤、藍(lán)牙模塊、GPRS模塊和LCD組成，其總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

硬件主要器件選擇時(shí)主要考慮了手機(jī)的性能、功耗、成本、可靠性、電磁兼容性和外形尺寸等各方面因素。處理器是核心，主要完成對(duì)整個(gè)手機(jī)的控制、信號(hào)轉(zhuǎn)換、編解碼等功能及人機(jī)接口。藍(lán)牙/GPRS模塊相當(dāng)于射頻部分，他實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的調(diào)制/解調(diào)、接收和發(fā)射。

圖2是多媒體手機(jī)數(shù)據(jù)流程圖。

語(yǔ)音經(jīng)麥克風(fēng)接收，到語(yǔ)音編解碼器中進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)IIS接口進(jìn)入處理器，在處理器中對(duì)數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼處理。處理器專門有一個(gè)攝像頭接口與攝像頭相接，攝像頭進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)處理器根據(jù)MPEG-4協(xié)議進(jìn)行編碼壓縮，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)和遵循G．729協(xié)議編碼后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行同步復(fù)用，然后經(jīng)過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)射出去。

反過(guò)來(lái)也一樣，經(jīng)藍(lán)牙天線接收來(lái)的信號(hào)經(jīng)解復(fù)用、解同步、解壓縮、解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的語(yǔ)音和圖像媒體流分別在揚(yáng)聲器播出和LCD上顯示出來(lái)。

3主要模塊介紹及設(shè)計(jì)

3．1 多媒體處理器

多媒體手機(jī)的核心器件是處理器，處理器選用Motorola的MC9328MXL，該處理器有集成度高、功能強(qiáng)大、多媒體處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別是內(nèi)部集成MPEG-4的視頻加速器，能對(duì)運(yùn)算量要求大的圖像處理部分進(jìn)行硬件處理。該處理器內(nèi)核是ARM9，帶有的主要外設(shè)有：MMA多媒體加速器、LCDC控制器、外掛Memory控制器和USB控制器。提供的主要接口有：接攝像頭的Videoport、接GPRS和藍(lán)牙的UART、接語(yǔ)音編解碼器的SSI/IIS，MMC/SD接口、I2C接口及USB接口等。

3．2存儲(chǔ)器分析

由于處理器要對(duì)動(dòng)態(tài)圖象進(jìn)行實(shí)時(shí)處理存儲(chǔ)，所以對(duì)RAM和FLASH的速度和容量性能要求較高。綜合考慮這些因素選擇用32位256 Mb的SDRAM和32位128 Mb的NOR-FLASH。選32位主要是為了運(yùn)行速度方面的考慮，選NOR-FLASH是為了存儲(chǔ)程序，并且上電時(shí)自動(dòng)運(yùn)行在BOOT里面的程序。

3．3攝像頭接口分析

MXL處理器提供攝像頭接口(CSI)，他能對(duì)Sensor出來(lái)的YUV信號(hào)進(jìn)行處理，主要有以下性能：

(1)可設(shè)置接口模式直接接Motorola和其他常用的攝像頭；

(2)8 b數(shù)據(jù)端口，支持YUV或Bayer-RGB數(shù)據(jù)輸入；

(3)有存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的32*32 FIFO，支持ARM920T的數(shù)據(jù)讀和DMA數(shù)據(jù)脈沖傳送到系統(tǒng)內(nèi)存；

(4)有單獨(dú)的中斷源去中斷控制可屏蔽的攝像頭中斷源：幀開始、FIFO滿和FIFO過(guò)載；

(5)輸出給攝像頭的主時(shí)鐘頻率可設(shè)置；

3．4 LCD控制器

(1)MXL處理器集成LCD控制器，他提供與LCD直接相接的RGB接口，下面是他的主要性能：

(2)支持單屏黑白/彩色LCD和自動(dòng)刷新的LCD；支持4／8／12 bpp的靜態(tài)圖像；支持4／8／12 bpp的TPLCD；支持8 b表示的256色顯示和12 b表示的4 096顯示；

(3)支持16 bpp的64 k彩色；

(4)接口支持黑白或彩色的16／12／8／4／2 b寬度的LCD數(shù)據(jù)總線；

(5)能直接接SHARP 320×240 HR-TFT盤；

(6)顯示時(shí)可以共享系統(tǒng)內(nèi)存；

(7)對(duì)顏色硬件指針和背景間進(jìn)行操作；

(8)8 b的脈寬調(diào)制器用來(lái)軟件對(duì)比控制；

(9)根據(jù)處理器LCD控制器性能，我們要選RGB接口的LCD。

3．5語(yǔ)音編解碼器

處理器帶有標(biāo)準(zhǔn)的SSI接口，也可設(shè)置為IIS接口AUDIO CODEC一般都是接標(biāo)準(zhǔn)的IIS接口。在處理器中用G．729協(xié)議對(duì)語(yǔ)音處理，這要求選的AUDIO CODEC必須是線性PCM 16位編解碼，并且希望編解碼器能帶有MIC和SPEAKER等接口。

3．6 藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙部分相當(dāng)于射頻部分，用模塊實(shí)現(xiàn)，直接接在處理器的USB口，實(shí)現(xiàn)對(duì)處理后的混合數(shù)據(jù)流的發(fā)射和部信號(hào)的接收。

藍(lán)牙硬件模塊由藍(lán)牙協(xié)議棧的無(wú)線收發(fā)器(RF)、帶控制器(BC)和鏈路管理層(LMP)組成。藍(lán)牙基帶控器是藍(lán)牙硬件模塊的關(guān)鍵模塊。他主要由微處理器、存器、接口電路、電源管理與時(shí)鐘電路等組成。無(wú)線收發(fā)器是藍(lán)牙設(shè)備的核心，任何藍(lán)牙設(shè)備都要有無(wú)線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的無(wú)線功能，與基帶模塊進(jìn)行數(shù)字通信。他由鎖相環(huán)、發(fā)送模塊和接收模塊等組成。發(fā)送部分包括一個(gè)合器，且直接使用壓控振蕩器調(diào)制(VCO)；接收部分包括頻器、中頻器放大器、鑒頻器以及低噪音放大器等。

3．7 電源管理

利用GPRS模塊中帶有的充電電路對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。充電電池選用1 000 mAh鋰電池，能達(dá)到待機(jī)約80h通話3 h。手機(jī)中要用到的供電電源有：MXL處理器I/O3．0 V／最大電流250 mA，MXL處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)部分1．8 V／最大電流20 mA，SDRAM和FLASH3 V／最大電流320 mA和70 mA，ALadio codec：3 V／最大電流100 mA，MIDI 3 V／最大電流420 mA，Bluetooth 1．8 V／最大電流80 mALCD 3 V／最大電流30 mA和Sensor 2．5 v／最大電流 20 mA，LCD背光燈5 v／最大電流50 mA。

故選用下列LDO實(shí)現(xiàn)：3．0 V／800 mA LDO供電MXL、SDRAM和Flash，3．O V／800 mA LDO供電Codec MIDI和LCD，2．5 V／150 mA LDO供電Sensor，1．8 V/150 mA LDO供電MXL數(shù)字部分，l.8 V／150 mA LDO供電Bluetooth，5 V DC／DC供電LCD背光燈。

3．8測(cè)試設(shè)計(jì)

MXL 上有專門的DEBUG接口部分，設(shè)計(jì)時(shí)引出接口作MultICE調(diào)試用。另外專門將UARTl口引出，作為串口調(diào)試用。還引出了一些需要測(cè)試的點(diǎn)，作為調(diào)試時(shí)測(cè)試。

4結(jié)語(yǔ)

本文是針對(duì)短距離多媒體數(shù)據(jù)傳輸終端的設(shè)計(jì)，主要采用藍(lán)牙為射頻模塊，實(shí)現(xiàn)短距離的音頻和視頻圖像的傳輸，當(dāng)數(shù)據(jù)帶寬在移動(dòng)網(wǎng)中進(jìn)一步增長(zhǎng)后，把本設(shè)計(jì)中的GPRS模塊換成3G產(chǎn)品中的某一模塊，再采用相應(yīng)的編碼調(diào)制方式即可實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離的無(wú)線通信。