手機(jī)設(shè)計(jì)集成的關(guān)鍵―IP模塊

模塊化IP結(jié)構(gòu)充分考慮了硬件/軟件設(shè)計(jì)、軟件應(yīng)用設(shè)計(jì)、以及快速原型的需要，因而便于集成和系統(tǒng)的驗(yàn)證。本文以現(xiàn)成的無(wú)線SoC設(shè)計(jì)(如GSM手機(jī))中增加一個(gè)復(fù)雜的無(wú)線功能，即Bluetooth功能的實(shí)例來(lái)說(shuō)明這一原理。Bluetooth實(shí)例充分體現(xiàn)確切地定義了硬件與軟件接口模塊化協(xié)議的優(yōu)勢(shì)，帶來(lái)了諸多靈活性，且可優(yōu)化每個(gè)組件的成本和功率。

　　SoC選擇

　　目前，市場(chǎng)上有兩類(lèi)產(chǎn)品;單片IC器件和IP內(nèi)核，它們?cè)诩床寮从蒙鲜堑刃У摹oC設(shè)計(jì)者也有兩種選擇，或連接一個(gè)外部IC;或?yàn)榱私档涂傁到y(tǒng)成本，采用IP內(nèi)核將Bluetooth功能歸入片內(nèi)。

　　Synopsys Designware Blue IQ 是一個(gè)可合成的Bluetooth內(nèi)核，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)4線UART(H4)接口連接至主CPU，例如ARM9嵌入式微處理器，管理上層Bluetooth協(xié)議載，另一方面，Bluetooth IP內(nèi)核通過(guò)通用 14引腳“Bluetooth RF”接口連接至RF器件，例如Silicon Wave。

　　Bluetooth功能在Bluetooth IP內(nèi)核是完全自給自足的，它的內(nèi)部基帶處理器可以主CPU處下載全部實(shí)時(shí)Bluetooth 工作程序。對(duì)SoC軟件組，這類(lèi)體系結(jié)構(gòu)確保Bluetooth 不會(huì)干擾與手機(jī)其余部分相關(guān)聯(lián)的任何定時(shí)關(guān)鍵的軟件，從而簡(jiǎn)化了Bluetooth 功能的集成。

　　手機(jī)設(shè)計(jì)

　　圖1是2.5G手機(jī)(GSH/GRPS/EDGE)的方框圖。一條AMBA總線構(gòu)成了SoC的骨架，它由高速AHB(高級(jí)硬件總線)段和低速APB(高級(jí)外設(shè)總線)段組成。連接在AMBA結(jié)構(gòu)上有蜂窩分系統(tǒng)以及 RTOS用和控制手機(jī)上各種按鍵和顯示屏用低速外設(shè)。一個(gè)GPS單元也連接在APB上，為手機(jī)提供符合新E911/E112要求的位置信息。Bluetooth分系統(tǒng)則是將Bluetooth IP內(nèi)核連接在APB UART 外設(shè)添加到SoC設(shè)計(jì)的，并由主CPU的Bluetooth 協(xié)議棧軟件進(jìn)行控制。

　　從硬件集成觀點(diǎn)，附加Bluetooth分系統(tǒng)就象手機(jī)設(shè)計(jì)增加一個(gè)UART一樣簡(jiǎn)單。從軟件集成透視，同樣十分簡(jiǎn)單。Bluetooth規(guī)范清晰地定義了協(xié)議棧上級(jí)與下級(jí)之間的邊界。定時(shí)關(guān)鍵軟件程序放置在棧的下層，靠近硬件并遠(yuǎn)離應(yīng)用層。上層和下層通過(guò)確切定義的API連接的，HCI(主控制器接口)不僅定義了棧上層和下層之間的協(xié)議，而且也定義了諸如 UART、RS-323和USB各種標(biāo)準(zhǔn)物理傳輸協(xié)議。這種模塊化硬件與軟件方案給SoC設(shè)計(jì)組帶來(lái)了顯著的即插即用好處。