本文設計了一種基于S3C4480X的藍牙音頻網關(AG)系統，該系統可實現與藍牙耳機之間的點對點連接，以建立一個音頻連接，從

　　而實現兩者之間的配對與語音數據傳輸。

　　1藍牙體系結構

　　藍牙無線通信協議標準包括核心協議和應用框架兩大部分。藍牙協議標準的目的是在遵循規范應用的情況下能夠進行相互間的操作，為了實現相互間的操作，在遠程設備上的對應應用程序必須以同一協議棧運行。藍牙協議的體系結構可分為物理層、數據鏈路層、中間協議層和應用層，圖1所示是藍牙系統協議棧的系統組成框圖。藍牙的核心協議包括4部分，即基帶、鏈路管理、邏輯鏈路控制與適應協議(L2CAP)、業務搜尋協議(SDP)等。其中L2CAP負責建立邏輯鏈路連接，提供協議復用、高層與底層間數據分組的分段與重組等任務。SDP可提供服務搜索和服務瀏覽功能，負責藍牙設備間服務的查詢和訪問。

　　藍牙主機控制接口(HCl)可為基帶控制器、連接控制器、硬件狀態、控制寄存器提供命令接口，并可在藍牙設備的主機和基帶之間提供一個通用接口。HCI層以上的協議在主機上運行，而以下的協議由藍牙主機控制器硬件來完成。這樣既可保證底層協議傳輸的穩定性，又支持了上層應用協議的可擴展性。

　　2 系統硬件結構與設計

　　本文選用三星公司的32位內核ARM7TDMIS3C44BOX為處理器，并通過藍牙模塊、音頻編/解碼器(CODEC)、以太網接口等來構建系統硬件平臺。本系統基于藍牙BlueStack協議棧，可以實現藍牙的所有功能，藍牙音頻網關系統就是基于BlueStack實現的。S3C44BOX 與RTL8019用于開發10Mbps的以太網接口，可使系統連通以太網，并通過以太網進行操作。圖2為其系統構成框圖。

　　2.1 藍牙模塊ROKl01008的結構特點

　　本系統選用ERICSSON公司的ROKl0l008模塊，該藍牙模塊集成度高，功耗小，可提供高至控制接口HCI層的功能，并具有UART、I2C和PCMCIA三種主機控制接口，可方便地與主機進行藍牙語音和數據的傳輸。ROKl0l008支持藍牙規范v1.OB，其接收器的最大輸入電平為+13 dBm，動態范圍較廣，能確保發送器可靠的通信，其輸出功率可達Class2，UART最大數據流為460 kbps。同時ROKl01008可支持語音和數據傳輸功能，能夠實現點對點的連接。

　　ROKl01008模塊的組成如圖3所示。該模塊內部帶有無線收發器、基帶控制器、閃存、電源管理和時鐘五個模塊。其中無線收發模塊由藍牙收發器和天線組成。其功能是為網關和終端設備提供無線通道。基帶控制器可完成頻率的合成，同時完成基帶模塊的數據比特信號到無線電信號的轉換過濾，并將無線電信號以一定的功率和跳頻頻率發送出去。ROKOl008的工作頻段在2.4 GHz～2.5 GHz ISM之間，有79個信道，每個信道l MHz。

　　2.2 藍牙音頻網關硬件結構

　　藍牙音頻網關的硬件包括藍牙芯片和音頻編/解碼器(CODEC)。嵌入式藍牙音頻網關電路主要用于提供音頻輸入/輸出接口，并建立音頻連接。圖 4為藍牙音頻網關的硬件電路。藍牙模塊電壓為+3.3 V。利用藍牙模塊的UART與單片機S3C44BOX的UART進行相互連接?？蓸嫵赏ㄐ磐ǖ?。而S3C44BOX也可與PC機通過UART接口進行通信并互操作。CODEC負責音頻的輸入輸出。

　　3 藍牙音頻網關的軟件設計

　　藍牙音頻網關的實現主要基于Bluestack協議棧來完成，音頻網關軟件分為三層機構，即BlueStack協議棧、AG客戶機程序和連接管理器。

　　BlueStack是劍橋咨詢有限公司的藍牙協議軟件棧，可用C語言實現。它遵循藍牙特殊興趣小組提出的分層模型，可支持邏輯鏈路控制并適配協議上使用串口仿真協議或二進制電話控制協議，并將其作為傳輸協議的規范層?；贐lueStack協議棧可實現Bluetooth的所有功能。

　　整個BlueStack的協議棧實現采用消息驅動，層與層之間使用消息隊列傳遞。在嵌入式藍牙音頻網關應用程序中，一般會涉及兩大類消息：CM 消息和BlueStack消息。CM消息可在客戶機和連接管理器之間進行傳遞，而BlueStack消息則在BlueStack協議棧之間傳遞。 BlueStack原語類型有DM PRIM、RFC_PRIM、SDP_PRIM 及L2CAP_PRIM四種，在AG應用中，一般會用到前三種。BlueStack消息格式為DM (RFC、SDC或SDS)_原語_擴展名。

　　AG應用中通常會定義兩個任務，一個是CM任務，任務號與隊列號為O;另一個是AG任務，任務號與隊列號為1。AG客戶機將所要傳遞給CM的消息提交給隊列l，CM則將要傳遞給AG的消息提交給隊列0。

　　應用程序應為ARM與藍牙之間提供通信接口，主要是在主機間建立兩個L2CAP信道(控制信道與數據信道)。初始化時，藍牙模塊應被喚醒，并進行寫數據操作(隊列形式)，然后通過請求建立連接。當AG客戶機發出請求信號時，如果CM有回應，說明可以建立連接。數據收發過程中，數據要進行封裝/解封、分類等操作。圖5所示為藍牙數據收發過程的軟件流程圖。

　　4 結束語

　　S3C44BOX內核的功能強大，并可實現操作系統的內嵌，因而可通過單片機系統構建嵌入式操作系統平臺。本文在ARM平臺的基礎上，設計了一種基于S3C44BOX的藍牙音頻網關。經測試，該網關可實現藍牙耳機的接入，并成功實現配對與語音數據傳輸。藍牙耳機與音頻網關在進行相互操作前，需要建立配對連接，也就是說，這種連接是要通過藍牙鑒權和綁定來實現的。而這種關系一旦建立，之后就不用再執行此操作了。