核心任何蓝牙设备都要有无线收发器它与用于广播的普通无线收发器的不同之处在于体积小功率小目前生产的蓝牙无线收发器的最大输出功率只有100mW25mW1mW三种它由锁相环发送模块和接收模块等组成发送部分包括一个倍频器且直接使用压控振荡器调制接收部分包括混频器中频器放大器鉴频器以及低噪音放大器等无线收发器的主要功能是调制解调帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作发送操作包括载波的产生载波调制功率控制及自动增益控制接收操作包括频率调谐至正确的载波频率及信号强度控制等 返 回 上 页 下 页 3微处理器CPU CPU负责蓝牙比特流调制和解调后的所有比特级处理且还负责控制收发器和专用的语言编码和解码器 4Flash存储器和SRAM Flash存储器用于存放基带和链路管理层中所有的软件部分SRAM作为CPU的运行空间在工作时把Flash中的软件调到SRAM中 返 回 上 页 下 页 5语音编解码器CODEC Coder Decoder 语音编解码器CODEC由DAC 数模转换器 模数转换口ADC数字接口编码模块等组成主要功能提供语音编码和解码功能提供CVSD Continuous Variable Slope Delta Modulation 即连续可变斜率增量调制及对数PCM Pulse Coded Modulation 即脉码调制两种编码方式 返 回 上 页 下 页 6蓝牙测试模块 它是由DUT Device Under Test 即被测试模块与测试设备及计量设备组成一般测试设备和被测试设备构成一个微微网测试设备对整个测试过程进行控制其主要功能提供无线层和基带层的认证和一致性规范同时还管理产品的生产和售后测试 返 回 上 页 下 页 7UART 通用
异步收发器和USB通用串行接口 提供到HCI Host Controller Interface 即主机控制器接口传输层的物理连接是高层与物理模块进行通信的通道 返 回 上 页 下 页 五 蓝牙技术的安全机制 蓝牙技术提供了一种短距离的无线通信标准同其他无线技术一样蓝牙技术的无线传输特性使它非常容易受到攻击因此安全机制在蓝牙技术中显得尤为重要虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理 返 回 上 页 下 页 返 回 上 页 下 页 二LLC帧结构 1LLC数据帧 LLC数据帧由三个位场即标识符场数据长度码 DLC-Data Length Code 场和LLC数据场组成 如图 2LLC远程帧 LLC远程帧由两个位场 标识符场和DLC场 组成 标识符格式与数据帧标识符格式相同如图所 示 返 回 上 页 下 页 二 媒体访问控制 MAC 子层 MAC子层可划分为相对独立工作的两个部分即发送部分和接收部分 发送部分功能为发送数据封装包括接收LLC帧及控制信息CRC计算在LLC帧的基础上附加MAC特定信息构造MAC帧发送媒体访问管理确认总线空闲后开始发送并应答包括MAC帧串行化插入填充位 位填充 在丢失仲裁情况下退出仲裁并转入接收方式错误检测 监控格式校验 应答校检确认超载条件构造超载帧构造出错帧输出串行位流至物理层 一MAC子层功能 返 回 上 页 下 页 接收部分功能为接收媒体访问管理包括由物理层接收串行位流解除串行结构并重新构筑帧结构检测填充位 解除位填充 错误检测发送应答构造错误帧并开始发送
确认超载条件重激活超载帧结构并开始发送接收数据卸载包括由接收帧中去除MAC特定信息和输出LLC帧和控制信息至LLC子层 返 回 上 页 下 页 二MAC帧类型及结构 a MAC数据帧结构 b 仲裁场结构 c 控制场结构 d CRC场结构 e ACK场结构 返 回 上 页 下 页 CAN系统中数据在节点间发送和接收四种不同
类型的帧下面以CAN 20A为例论述MAC层的帧类型 1．MAC数据帧 数据帧将数据由发送器传至接收器MAC数据帧由七个不同位场构成如图834所示它们是帧起始 SOF-Start Of Frame 仲裁场控制场 两位保留DLC场 数据场CRC场ACK场和帧结束 EOF-End Of Frame 1 帧起始 SOF 标志数据帧和远程帧的起始它由 单个显性位构成所有节点必须同步于SOF的上 升沿 2 仲裁场由来自LLC子层的11位标识符和 RTR Remote Transmission Request 位构成 在MAC数据帧中RTR位数值为0 返 回 上 页 下 页 3 控制场由六位构成包括2位用于未来DLC扩展的 保留位r0rl和4位数据场长度编码 DLC 4 数据场MAC数据场与LLC数据场格式相同由08 个字节组成 5 CRC场包括CRC序列及CRC界定符 6 ACK场ACK场为两位ACK隙和ACK界定符 ACK隙是隐性位所有无错误地接收到该数据帧 的节点以显性位改写此隐性位作为应答 ACK界定符为ACK场的第二位也是 隐性位 7 帧结束 EOF MAC的每个数据帧和远程帧均由7个 隐性位构成帧结束标志 返 回 上 页 下 页 2．MAC远程帧 用以请示发送具有相同标识符的数据帧远帧程由 6个位场构成帧起始 SOF 仲裁场控制场CRC场ACK场和帧结
束 EOF 如图所示 仲裁场由来自LLC子层的标识符场和RTR位构成注意在MAC远程帧中RTR位数值为1 帧起始 SOF 控制场CRC场ACK场和帧结束 EOF 等位场与MAC数据帧的相应场相同 返 回 上 页 下 页 3．出错帧 CAN是广播式发送总线上的每一个节点都对帧接收校验如果发现错误就向总线发出错帧出错帧由两个不同场构成如图 出错帧结构 返 回 上 页 下 页 1 错误标志 活动错误标志由6位连续的 显性位构成 认可错误标志由6位连续的 隐性位构成 由于每个节点都可能同时检测到错误 如总线故 障 所以可能同时发送错误标志由于出错帧没有 严格的同步规则所以各节点的错误标志场将在总 线上叠加使得总线上呈现的错误标志场大于6 位但最长是12位 2 错误界定符 错误界定符由8位隐性位构成发送错误标 志场后每个节点送出隐性位并监控总线直 至检测到隐性位此后它开始发送剩余的7个 隐性位作为错误界定符 返 回 上 页 下 页 4．超载帧 超载帧为相邻的数据帧或远程帧之间提供附加延时超载帧包括两个位场超载标志和超载界定符如图836所示超载标志由6个显性位构成当某节点的超载标志出现在总线上时所有其他节点都将检测到也发送超载标志由于超载帧没有严格的同步规则所以各节点的超载标志场将在总线上叠加使得总线上呈现的超载标志场大于6位但最长是12位超载界定符由8位隐性位构成发送超载标志后每个节点均监总线直至检测到隐性位此时每个节点完成送出超载标志并且所有节点同时开始发送剩余的7个 隐性位以完成8位长度超载界定符 超载帧结构 返 回 上 页 下 页 5．帧间空间 数据
帧和远程帧同前述的任何帧 数据帧远程帧超载帧 以帧间空间隔开但超载帧间无帧间空间分隔超载恒和错误帧前面不存在帧间空间帧间空间包括间歇场和总线空闲场如果先前是错误认可型的出错帧则还有中间暂停发送场 返 回 上 页 下 页 b错误认可的帧间空间 a非错误认可的帧空间 返 回 上 页 下 页 1 间歇场 间歇场由 3个 隐性位构成间歇期间不允许节 点开始发送数据帧或远程帧仅起标注作用 2 总线空闲场 总线空闲时间可以是任意长度总线空闲时任 何节点均可访问总线以便发送如果在总线空闲 期间检测到总线上显性位将被理解为数据帧或 远程帧 的帧起始SOF 3 暂停发送场 某节点的 错误一认可出错帧完成发送后紧随 同歇场发送八位隐性位作为暂停发送场其 间若有其他节点的发送启动则该节点中断后 面的其他位立即将
变为接收器 返 回 上 页 下 页 三MAC帧编码和发送接收 帧起始仲裁场控制场数据场和CRC场均以位填充方法进行编码当发送器在发送位流中检测到5个数值相同的连续位 包括填充位 时它在实际发送位流中自动插入一个补码如下所示 末填充位流 100000abc 0111111abc 填充位流 1000001abc 0111110abc 其中abc∈ 01 返 回 上 页 下 页 数据帧或远程帧的其余位场 CRC界定符ACK场和帧结束 为固定形式不进行位填充错误帧和超载帧也为固定格式同样不使用位填充方法进行编码发送器和接收器对帧的有效时点是不同的对于发送器若在帧结束完成前不存在错误则该帧为有效对于接收器