淺談藍(lán)牙技術(shù)、產(chǎn)品與應(yīng)用

白玉鑫　七七一研究所



　　摘 要：20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的藍(lán)牙技術(shù)及其產(chǎn)品，以其獨(dú)特的性能引起廣泛重視，很快就將深入到無線連接的各個(gè)領(lǐng)域。本文簡要介紹藍(lán)牙技術(shù)、藍(lán)牙元件、模塊的發(fā)展和應(yīng)用。



1概述


　　隨著通信事業(yè)的迅速發(fā)展，無線通信越來越普及，幾乎深入到人們?nèi)粘Ｉ�活的各個(gè)角落，有代替有線通信的趨勢。在這個(gè)基礎(chǔ)上，上個(gè)世紀(jì)90年代,瑞典Ericsson公司開發(fā)了一種新技術(shù)，并以北歐國王HaroldBluetooth為之命名，稱為“藍(lán)牙技術(shù)”。


　　Bluetooth可代替線纜的短距離，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)電話、便攜式電腦和其他電子裝置間的無縫線連接。它具有成本低、功耗低、體積小的特點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)的目標(biāo)是用無線技術(shù)連接所有的移動(dòng)電子設(shè)備。


　　藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無線接口，可將多個(gè)移動(dòng)設(shè)備互相連接在一起，即將智能移動(dòng)電話與筆記本電腦、掌上電腦以及數(shù)字化的通信設(shè)備不再用電纜而用一種小型低成本的無線通信技術(shù)連接起來，進(jìn)而形成一種個(gè)人身邊網(wǎng)絡(luò)，使得其范圍內(nèi)的各種信息化的移動(dòng)和便攜設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)資源共享。因此藍(lán)牙技術(shù)是無線個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）的標(biāo)準(zhǔn)。雖然在用途上它與紅外技術(shù)類似，但這種新型射頻（RF）技術(shù)可用于更長的距離，可使通信范圍達(dá)到近100米。


　　藍(lán)牙技術(shù)一出現(xiàn)，立刻就成為全球范圍無線通信和信息家電業(yè)最為熱門的話題。因?yàn)樗{(lán)牙技術(shù)實(shí)際上是一種短距離無線連接技術(shù)，其目的是提供一個(gè)低成本、方便高效，支持較高質(zhì)量話音數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信網(wǎng)絡(luò)。


　　藍(lán)牙技術(shù)不需（頻率占用）許可證的波段，短距離通過無線連接傳輸無損聲音和數(shù)據(jù)。本世紀(jì)，世界各地的信息設(shè)備將是無線的、自動(dòng)化的、彼此相連的，而藍(lán)牙是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要技術(shù)。它在許多產(chǎn)品的開發(fā)上的巨大潛力已被發(fā)掘出來，包括玩具、游戲、打印機(jī)、手機(jī)、汽車、手表、儀器和幾乎任何想得到的設(shè)備。


2藍(lán)牙元器件的發(fā)展


　　初期的藍(lán)牙器件，一般以適配器和PC卡的形式出現(xiàn)，用于設(shè)備的接口處。經(jīng)過長期的等待，啟用藍(lán)牙連接的便攜式設(shè)備在2000年已經(jīng)進(jìn)入市場。IBM、NationalSemiconductor、Nokia、Sockercommunications、TDKsystems和Toshiba等公司已可提供藍(lán)牙卡和USB適配卡。適配器模塊一般含有藍(lán)牙收發(fā)器，無線及協(xié)議棧存貯器。


　　小型藍(lán)牙收發(fā)器嵌入在移動(dòng)設(shè)備內(nèi)，或安裝在適配器上。無線收發(fā)單元由發(fā)送與接收共用的電路元件組成。由于CMOS技術(shù)的成本低、功耗小，所以藍(lán)牙模塊大都采用CMOS技術(shù)制造。


2.1藍(lán)牙適配器


　　藍(lán)牙器件的第一個(gè)浪潮出現(xiàn)在附件領(lǐng)域，如適配卡連接器或外存卡。NationalSemiconductor最近推出一款具有藍(lán)牙功能的USB適配卡；IBM與Toshiba推出的藍(lán)牙PC卡中也含有Digianswer的協(xié)議棧和研發(fā)套件；Motorola也提供具有Digianswer技術(shù)的PC卡和USP適配套。














2.2模塊、系統(tǒng)


　　藍(lán)牙連接可以采用多芯片模塊（MCM）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。有的公司，如AgereSystems，首款藍(lán)牙產(chǎn)品就開始步入模塊化軌道。AgereW2020射頻子系統(tǒng)已經(jīng)藍(lán)牙認(rèn)證，集成了天線濾波器和RX與TX轉(zhuǎn)換器的Bi-CMOS基收發(fā)器，如圖1所示。


　　在用藍(lán)牙技術(shù)設(shè)計(jì)模塊或系統(tǒng)時(shí)，功耗是考慮的關(guān)鍵因素之一。因此Conexant公司開發(fā)了一種低功耗的藍(lán)牙射頻解決方案，其中包括用SiGe工藝技術(shù)制作的1.8V供電的單片射頻收發(fā)器CX72303，如圖2所示。


　　最近美國Zeevo公司又開發(fā)了名為TC2000的芯片。該芯片包含了鏈路控制器、基帶處理器、電源管理電路、微控制器和快速閃存。當(dāng)然它也需要一些外部元件，如晶體諧振器，天線、基準(zhǔn)電阻器及4個(gè)去耦電容器。把這些不同的功能組合在一起是采用0.18微米的工藝。其嵌入式12MHzARM7TDMICPU可滿足藍(lán)牙功能所需的要求，如圖3所示。


　　眾多預(yù)測表明，未來5年將不再需要適配器，藍(lán)牙功能會(huì)嵌入在主機(jī)器件中。很可能是分離的射頻單元，但可共用主機(jī)現(xiàn)有無線電路的元件。CombridgeSiliconRadio公司推出的BluecoreoⅠ包括集成化的CMOS基射頻、基帶、有全部集成藍(lán)牙協(xié)議棧的MCU以及CMOS收發(fā)器。STMicroelectrics正在開發(fā)集成在單片中的藍(lán)牙系統(tǒng)。ST的芯片按EricssonIP核構(gòu)建，集成了RF前端、基帶、ROM、RAM、MCO以及外設(shè)等。可在同一芯片上同時(shí)設(shè)計(jì)高速、高集成度的數(shù)字電路和高性能的射頻前端。種種跡象表明藍(lán)牙模塊已經(jīng)進(jìn)入系統(tǒng)集成領(lǐng)域。


3藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用


　　我們主要看到藍(lán)牙技術(shù)在筆記本電腦，手提電腦和蜂窩式電話方面的應(yīng)用。由于用藍(lán)牙技術(shù)可以組成個(gè)人局域網(wǎng)，它還能應(yīng)用到其他許多方面。例如瑞典律勒歐科技大學(xué)EIS實(shí)驗(yàn)室就開發(fā)出無線個(gè)人局域網(wǎng)，對曲棍球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，培養(yǎng)曲棍球運(yùn)動(dòng)員。


　　藍(lán)牙技術(shù)還可以用在遙控汽車上。SigmaComtech介紹了一種用具有藍(lán)牙功能的操作桿來無線控制汽車，輸入指令從操縱桿傳送到計(jì)算機(jī)，由其產(chǎn)生控制信號發(fā)送給汽車。這一平臺還可以在工業(yè)應(yīng)用中使用。


　　藍(lán)牙的市場是廣闊的，前景是光明的。有人預(yù)測，到2005年將有14億個(gè)藍(lán)牙產(chǎn)品，價(jià)格也會(huì)大幅度下降。那時(shí)的最大市場是數(shù)字移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備、PC卡、適配器和耳機(jī)。大量普及階段將在2006年，到2010年后藍(lán)牙產(chǎn)品就會(huì)無處不在。






　　由于市場需求，越來越多的藍(lán)牙硅片即將投入生產(chǎn)。旅館、郵局、高爾夫球場、飛機(jī)場、零售商場、會(huì)議中心和商業(yè)領(lǐng)域都在采用藍(lán)牙技術(shù)。BluetoothSiG現(xiàn)已擁有2400家會(huì)員公司，預(yù)計(jì)2005年藍(lán)牙芯片將達(dá)14億片，應(yīng)用機(jī)器近7億臺。




摘自　電子元器件應(yīng)用