針對短距離藍牙多媒體數(shù)據(jù)傳輸終端的設(shè)計

藍牙多媒體可視移動終端實際足一款基于藍牙的多媒體手機，通過藍牙實現(xiàn)約20幀/s的動態(tài)圖象和語音同步近距離傳輸。他帶有TFT LCD、130萬象素攝像頭、64和弦MIDI、藍牙芯片及GPRS模塊，以Motorola的MXL為主處理器，經(jīng)過MPEG一4動態(tài)圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)和G．729語音標(biāo)準(zhǔn)來對圖像和語音進行編碼同步傳輸。

2整體設(shè)計方案

藍牙多媒體可視移動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、存儲器、SD卡、鍵盤、藍牙模塊、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主要考慮了手機的性能、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，主要完成對整個手機的控制、信號轉(zhuǎn)換、編解碼等功能及人機接口。藍牙/GPRS模塊相當(dāng)于射頻部分，他實現(xiàn)射頻信號的調(diào)制/解調(diào)、接收和發(fā)射。

圖2是多媒體手機數(shù)據(jù)流程圖。

語音經(jīng)麥克風(fēng)接收，到語音編解碼器中進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，然后通過IIS接口進入處理器，在處理器中對數(shù)字語音信號進行編碼處理。處理器專門有一個攝像頭接口與攝像頭相接，攝像頭進來的數(shù)據(jù)信號經(jīng)處理器根據(jù)MPEG-4協(xié)議進行編碼壓縮，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)和遵循G．729協(xié)議編碼后的語音數(shù)據(jù)進行同步復(fù)用，然后經(jīng)過藍牙模塊發(fā)射出去。

反過來也一樣，經(jīng)藍牙天線接收來的信號經(jīng)解復(fù)用、解同步、解壓縮、解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的語音和圖像媒體流分別在揚聲器播出和LCD上顯示出來。

3主要模塊介紹及設(shè)計

3．1 多媒體處理器

多媒體手機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、功能強大、多媒體處理能力強等優(yōu)點，特別是內(nèi)部集成MPEG-4的視頻加速器，能對運算量要求大的圖像處理部分進行硬件處理。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和藍牙的UART、接語音編解碼器的SSI/IIS，MMC/SD接口、I2C接口及USB接口等。

3．2存儲器分析

由于處理器要對動態(tài)圖象進行實時處理存儲，所以對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位主要是為了運行速度方面的考慮，選NOR-FLASH是為了存儲程序，并且上電時自動運行在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Sensor出來的YUV信號進行處理，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過載；

(5)輸出給攝像頭的主時鐘頻率可設(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)顯示時可以共享系統(tǒng)內(nèi)存；

(7)對顏色硬件指針和背景間進行操作；

(8)8 b的脈寬調(diào)制器用來軟件對比控制；

(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)議對語音處理，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 藍牙模塊

藍牙部分相當(dāng)于射頻部分，用模塊實現(xiàn)，直接接在處理器的USB口，實現(xiàn)對處理后的混合數(shù)據(jù)流的發(fā)射和部信號的接收。

藍牙硬件模塊由藍牙協(xié)議棧的無線收發(fā)器(RF)、帶控制器(BC)和鏈路管理層(LMP)組成。藍牙基帶控器是藍牙硬件模塊的關(guān)鍵模塊。他主要由微處理器、存器、接口電路、電源管理與時鐘電路等組成。無線收發(fā)器是藍牙設(shè)備的核心，任何藍牙設(shè)備都要有無線收發(fā)器實現(xiàn)藍牙的無線功能，與基帶模塊進行數(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鋰電池進行充電。充電電池選用1 000 mAh鋰電池，能達到待機約80h通話3 h。手機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測試設(shè)計

MXL 上有專門的DEBUG接口部分，設(shè)計時引出接口作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試的點，作為調(diào)試時測試。

4結(jié)語

本文是針對短距離多媒體數(shù)據(jù)傳輸終端的設(shè)計，主要采用藍牙為射頻模塊，實現(xiàn)短距離的音頻和視頻圖像的傳輸，當(dāng)數(shù)據(jù)帶寬在移動網(wǎng)中進一步增長后，把本設(shè)計中的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)制方式即可實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)長距離的無線通信。