蓝牙技能是一种无线数据与数字通讯的敞开性标准。它以低成本、近距离无线衔接为根底，为固定与移动设备树立了一种完好的通讯方法和技能。蓝牙技能的本质是树立通用无线接口及其操控软件的标准，使移动通讯与计算机网络之间能完结无缝衔接，由此，为不同厂家出产的便携式设备供给了近距离（10m~100m）范围内的互操作通道。
在工业操控体系和许多使用领域，跟着电子技能的开展，现在操控器和传感器现已完结了智能化。在一般的传感器或测验外表中，很多运用CPU 操控下的数字化技能，因而，许多操控体系或传感器体系现已完结了数字化传输。如果在数字化的操控体系和传感器中嵌入蓝牙技能，则能够完结体系数据和操控指令的无线传输，这关于许多使用领域都是非常重要的。
本文经过对蓝牙协议栈结构的评论，提出一个嵌入式SoC 器材结构。这个嵌入式SoC 器材是一种具有蓝牙通讯功用的SoC 器材;SoC 中的CPU 对用户敞开，用户能够运用这种结构的SoC 器材完结智能传感器或操控器单元。
1 蓝牙协议栈
蓝牙技能标准1.0 版别作了如下规则。
蓝牙作业在全球通用的2.4GHz ISM（Industrial ，ScienTIfic and Medical）免付费、免请求的无线电频段。
选用快速承认和跳频技能，以保证链路的安稳。
选用二进制调频（FM）技能的跳频收发器，按捺搅扰和避免式微。
选用前向纠错（FEC）技能，按捺长距离链路的随机噪声。
数据传输速率为1Mb/s 。
选用时分双工传输，其基带协议是电路交流和分组交流的结合。
一个跳频频率发送一个同步分组，每个分组占用一个时隙，也可扩展到5 个时隙。
支撑一个异步数据通道，或3 个并发的同步语音通道，或一个一起传送异步数据和同步语音的通道。每一个语音通道支撑64Kbps 的同步话音。异步通道支撑最大速率为721Kbps 、反向应对速率为57.6Kbps 的非对称衔接，或者是432.6bps 的对称衔接。
现在，作业在2.4GHz 频段上的无线局域网技能中，除了蓝牙技能外，还有IEEE802.11、HomeRF 和红外技能。总的来说，IEEE802.11 比较适合于办公室无线网络，HomeRF 适用于家庭中的移动数据、语音设备等与主机之间的通讯，而蓝牙技能则能够使用于任何答应无线方法代替线缆的场合。
在实践使用中，蓝牙技能的使用一般选用嵌入式技能。在使用体系中嵌入蓝牙协议栈，可为体系供给一个通明的无线网络通讯层。
蓝牙技能协议栈的规划只需契合蓝牙技能标准的要求，才干完结不同厂家产品的无缝对接。蓝牙技能标准（specificaTIon）包含协议（protocol）和使用标准（profile）两个部分。完好的蓝牙协议栈如图1 所示。
协议标准中界说了各功用元素的作业方法，供给了蓝牙技能完结中功用元素间的横向体系结构。使用标准则介绍了完结特定使用模型，描绘了各层协议间的协同机制，然后供给了技能完结的纵向体系结构。蓝牙协议包含中心协议层、代替电缆协议层、电话操控协议层和选用协议层。
中心协议。中心协议包含基带协议、链路办理协议（LMP）、逻辑链路操控和适配协议（L2CAP）、服务发现协议（SDP）。
代替电缆协议。代替电缆协议包含串行电路仿真协议（ RFCOMM ） ，用于完结数据的转化。
电话代替协议。本协议包含二元电话操控标准（TCS Binary）与AT- 指令（AT-command）。用于供给音频通讯的处理标准和相应的操控指令。
选用协议。选用协议与用户的使用有关，包含点到点协议（PPP）、用户数据报/ 传输操控协议/ 互联网协议（UDP 和TCP/IP）、方针交流协议（OBEX）、无线使用协议（WAP）、无线使用环境（WAE）、vCard 、vCal 、红外移动通讯（IrMC）。选用协议层的具体内容由使用体系依据需要挑选。
除了以上协议层外，蓝牙协议栈中还应包含二个接口：一个是主机操控接口（HCI），用来为基带操控器、链路操控器以及拜访硬件状况和操控寄存器等供给了指令接口;另一个是与基带处理部分直接相连的音频接口，用以传递音频数据。
在蓝牙协议栈中，HCI 以上部分通常用软件完结，包含逻辑链路操控和适配协议L2CAP 、串行仿真RFCOMM 、链路办理协议（LMP）、电话代替协议和选用协议;而HCI 以下部分则用硬件完结，包含基带协议和链路办理协议（LMP） ，这部分也叫作蓝牙协议体系结构中的底层硬件模块。
2 蓝牙中心协议栈硬件电路结构
底层模块是蓝牙技能的中心模块，首要由射频（RF）单元电路、基带层（base band）电路和链路办理层（LMP，Link Manger Protocol）电路组成。
（1）射频（RF）单元
RF 单元电路为蓝牙技能供给了通讯中的物理层，也叫作蓝牙收发器。经过2.4GHz 的微波，完结数据流的过滤和传输。蓝牙协议供给了有关蓝牙收发器的各项技能指标。
（2）基带层电路
基带层供给了基带数字信号处理硬件，其功用是供给链路操控，因而也叫作基带及链路操控层电路。经过基带层电路，能够树立蓝牙通讯网络中的物理链路，然后构成轻轻网（piconet）。基带层中有两种物理链路，一种是面向衔接的同步链路（SCO） ，另一种是异步无衔接链路（ACL） 。此外，基带层还可为语音和数据分组供给不同水平的前向纠错（FEC）或循环冗余度校验（CRC）处理，并可对数据进行加密。一起，基带层电路还为不同类型的数据（ 包含传输信息数据、链路办理和操控信息） 供给特定的信道。
（3）链路办理层（LMP）电路
链路办理层电路也叫作链路办理器电路，功用是供给链路办理通讯协议。链路办理协议用来对链路进行设置和操控，并担任树立和吊销各蓝牙设备间的衔接、功率操控以及认证和加密，一起还操控蓝牙设备的作业状况（坚持hold 、休眠park 、呼吸sniff 和活动acTIve ）。链路办理层的首要功用由软件完结，链路办理器电路供给运转于蓝牙设备的处理器中的软件。链路办理器之间的通讯协议称为链路办理协议（LMP） 。
蓝牙技能全体结构以HCI（Host Controller Interface）为界，区分为硬件模块以及上层软件协议两部分。蓝牙技能标准中，挑选了USB、UART 或是RS232 作为硬件模块与主机间的接口。当蓝牙模块以USB、UART或RS232 中的任何一个接口与主机衔接时，HCI 接口上层的通讯协议由主机担任处理，而HCI 接口基层的通讯协议则由模块内的基带层芯片与RF 芯片担任。依据蓝牙标准，蓝牙体系的根本组成包含天线、收发器、基带操控器。由此可知，在天线、RF 收法器和基带操控器的支撑下，蓝牙体系的组成能够非常灵敏，即可完结多种不同的完结计划。
嵌入式蓝牙体系是将RF 和基带部分集成在一块芯片上，单芯片蓝牙硬件模块结构如图2 所示。在嵌入式蓝牙器材中，硬件结构可分为链路办理器、链路操控器与RF 模块3 部分，担任处理LMP 层、基带层与RF 层的协议。链路办理器内包含处理器（CPU）、内存等组件。链路办理器与基带层芯片合称为链路操控器。RF 模块内含RF 射频发射组件，与主机相衔接的接口坐落链路操控器上。
在嵌入式计划中，蓝牙协议的上层软件协议也悉数固化在芯片中，芯片经过USB 或UART 接口与使用体系相衔接。因为片内嵌入了CPU ，所以，嵌入式蓝牙体系实践上是一个智能终端，适合于任何具有CPU 器材的体系。例如，智能传感器中，只需添加一个单芯片蓝牙器材，就能够组成一个以蓝牙为通讯方法的传感器。
由图2 可知，它由微处理器（CPU） 、无线收发器（RF）、基带操控器（BB） 、闪存（ Flash 程序存储器） 、通用异步收发器UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、通用串行接口USB（Universal Serial Bus）及蓝牙测验模块组成。其间蓝牙基带操控器是蓝牙硬件模块的要害模块。其首要功用是在微处理器操控下，完结蓝牙基带部分的一切实时处理功用，包含担任对接纳的bit 流进行符号守时提取和康复;分组头及净荷的循环冗余度校验（CRC） ，分组头及净荷的前向纠错码FEC 处理，加密和解密处理等，且能供给从基带操控器到其它芯片的接口等。CPU一般选用RISC 结构的嵌入式微处理器，如ARM7TDMI微处理器，才干满意对蓝牙中心协议的高速处理和很多数据bit 流的处理。Flash 存储器用于寄存基带和链路办理层中的一切协议软件。SRAM 作为CPU 的运转空间，在作业时把Flash 中的软件调入SRAM 中处理。射频收发器担任接纳或发送高频的通讯信号。UART 和USB 接口供给到HCI 的主机操控器接口传输层的物理衔接，是上层协议与蓝牙硬件模块进行通讯的通道。蓝牙测验模块首要供给无线层和基带层的认证和一致性标准，一起还办理产品的出产和售后的测验，为可选模块。
