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题目:基于FPGA的蓝牙接口及数据传输的设计与实现

关键词:蓝牙,FPGA,接口,设备通信

  摘要



 

为了能够为各种电子或通信设备提供附加的无线互连通信功能,出现了诸多无线技术。其中蓝牙是一种适用于短距离无线通信的技术,可以在低成本条件下实现设备间的数据交流和资源共享。随着蓝牙技术的发展,新一代技术已经能够在低功耗的条件下实现设备间的稳定连接,并已经广泛应用于包括手机、平板电脑、笔记本电脑、无线鼠标甚至可穿戴设备等各种领域。

由于蓝牙作为短程无线技术所具有的诸多优势,本文对蓝牙协议进行了分析,研究了以蓝牙接口取代串口进行低速数据交互的可行性。其中,着重分析了蓝牙的HCI接口原理,并参考HCI协议规范设计了一个由FPGA作为蓝牙主机、以UART为HCI接口实现的蓝牙适配器。

另一方面,本文将蓝牙技术应用于以FPGA为功能主体的网络设备上,以取代传统的通过网线或串口线实现设备间互联的方式。通过在网络设备上集成蓝牙功能,可以实现从电脑(PC端)以蓝牙方式对设备(FPGA端)的配置和监控,从而将设备从庞杂的实体连线网络中解放出来,将有限的接口尽可能分配给进出设备的网络的真实流量。

本文所设计的蓝牙模块和蓝牙适配器,是基于标准的接口协议所实现的,具有较强的可移植性,所使用的蓝牙芯片可以替换为任意一款具有相同接口的蓝牙芯片;从FPGA设计角度,也可简便快捷地将工程移植到不同系列的FPGA上。