基于NIOS II的BCMO4藍(lán)牙通信模塊的設(shè)計

　　圖4 藍(lán)牙技術(shù)模塊的SOPC Builder上的配置圖

　　SOPC設(shè)計包括以32位NIOS Ⅱ軟核處理器為核心的嵌入式硬件配置、硬件設(shè)計、硬件仿真、軟件設(shè)計和軟件調(diào)試等。在SOPC Builder中定義了CPU、存儲器接口(FLASH和SDRAM)、標(biāo)準(zhǔn)外圍接口(藍(lán)牙接口)、三態(tài)橋、硬軟件程序下載口和定時器。

　　軟件設(shè)計

　　藍(lán)牙通信模塊的軟件設(shè)計主要集中在NIOS Ⅱ軟核的驅(qū)動開發(fā)和藍(lán)牙協(xié)議的轉(zhuǎn)換上。Altera公司提供了包括硬件抽象層中字符模式器件、定時器件、文件子系統(tǒng)、以太網(wǎng)器件、DMA器件和Flash 器件，并為每個器件提供一系列統(tǒng)一的初始化函數(shù)和訪問函數(shù)接口。通過對這些接口的讀寫，可完成NIOS Ⅱ軟核的驅(qū)動開發(fā)的開發(fā)。

　　首先初始化藍(lán)牙模塊。藍(lán)牙模塊加載了各種協(xié)議層后并不能工作，還需要根據(jù)不同的硬件設(shè)計對模塊初始參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。初始參數(shù)設(shè)置又稱為PSK設(shè)置，可以通過BlueLAB集成開發(fā)環(huán)境或者PS Key設(shè)置軟件來實現(xiàn)，圖5所示為PS Key設(shè)置界面。

　　圖5 PS Key設(shè)置界面

　　藍(lán)牙協(xié)議棧已固化在藍(lán)牙芯片中，所以在初始化藍(lán)牙模塊后，就可通過藍(lán)牙模塊對工業(yè)現(xiàn)場的其他無線設(shè)備進(jìn)行讀寫，更新藍(lán)牙指令。以下程序是實現(xiàn)藍(lán)牙串口驅(qū)動的所有函數(shù)指針。

　　小結(jié)

　　藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動通信設(shè)備的通信環(huán)境建立了一個特別連接的短程無線技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)具有低消費、低功耗、安全性高等特點。本設(shè)計在藍(lán)牙技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了嵌入NIOS Ⅱ軟核的CPU，采用SOPC技術(shù)，可裁減、可擴(kuò)充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)中可編程的功能。FPGA芯片在藍(lán)牙通信模塊上的使用，使得通信模塊在可根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場實際需要更改CPU的配置成為可能，方便日后系統(tǒng)的軟硬升級，延長了通信模塊的使用壽命，為應(yīng)付工業(yè)現(xiàn)場多變的環(huán)境提供了保證。