基于蓝牙多媒体可视移动终端设计
发布时间：2010-7-24 21:08
发布者：lavida
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1 系统简介 蓝牙多媒体可视移动终端实际足一款基于蓝牙的多媒体手机，通过蓝牙实现约20帧/s的动态图象和语音同步近距离传输。他带有TFT LCD、130万象素摄像头、64和弦MIDI、蓝牙芯片及GPRS模块，以Motorola的MXL为主处理器，经过MPEG一4动态图象压缩标准和G．729语音标准来对图像和语音进行编码同步传输。 2 整体设计方案 蓝牙多媒体可视移动终端硬件部分主要由处理器、摄像头、音频编解码器、和弦铃声芯片、存储器、SD卡、键盘、蓝牙模块、GPRS模块和LCD组成，其总体结构框图如图1所示。  硬件主要器件选择时主要考虑了手机的性能、功耗、成本、可靠性、电磁兼容性和外形尺寸等各方面因素。处理器是核心，主要完成对整个手机的控制、信号转换、编解码等功能及人机接口。蓝牙/GPRS模块相当于射频部分，他实现射频信号的调制/解调、接收和发射。 图2是多媒体手机数据流程图。  语音经麦克风接收，到语音编解码器中进行模/数转换，然后通过IIS接口进入处理器，在处理器中对数字语音信号进行编码处理。处理器专门有一个摄像头接口与摄像头相接，摄像头进来的数 据信号经处理器根据MPEG-4协议进行编码压缩，压缩后的图像数据和遵循G．729协议编码后的语音数据进行同步复用，然后经过蓝牙模块发射出去。 反过来也一样，经蓝牙天线接收来的信号经解复用、解同步、解压缩、解码和数模转换成相应的语音和图像媒体流分别在扬声器播出和LCD上显示出来。 3 主要模块介绍及设计 3．1 多媒体处理器 多媒体手机的核心器件是处理器，处理器选用Motorola的MC9328MXL，该处理器有集成度高、功能强大、多媒体处理能力强等优点，特别是内部集成MPEG-4的视频加速器，能对运算量要求大的图像处理部分进行硬件处理。该处理器内核是ARM9，带有的主要外设有：MMA多媒体加速器、LCDC控制器、外挂Memory控制器和USB控制器。提供的主要接口有：接摄像头的Videoport、接GPRS和蓝牙的UART、接语音编解码器的SSI/IIS，MMC/SD接口、I2C接口及USB接口等。 3．2 存储器分析 由于处理器要对动态图象进行实时处理存储，所以对RAM和FLASH的速度和容量性能要求较高。综合考虑这些因素选择用32位256 Mb的SDRAM和32位128 Mb的NOR-Flash。选32位主要是为了运行速度方面的考虑，选NOR-FLASH是为了存储程序，并且上电时自动运行在BOOT里面的程序。 3．3 摄像头接口分析 MXL处理器提供摄像头接口(CSI)，他能对Sensor出来的YUV信号进行处理，主要有以下性能： (1)可设置接口模式直接接Motorola和其他常用的摄像头； (2)8 b数据端口，支持YUV或Bayer-RGB数据输入； (3)有存储图像数据的32*32 FIFO，支持ARM920T的数据读和DMA数据脉冲传送到系统内存； (4)有单独的中断源去中断控制可屏蔽的摄像头中断源：帧开始、FIFO满和FIFO过载； (5)输出给摄像头的主时钟频率可设置； 3．4 LCD控制器 (1)MXL处理器集成LCD控制器，他提供与LCD直接相接的RGB接口，下面是他的主要性能： (2)支持单屏黑白/彩色LCD和自动刷新的LCD；支持4／8／12 bpp的静态图像；支持4／8／12 bpp的TPLCD；支持8 b表示的256色显示和12 b表示的4 096显示； (3)支持16 bpp的64 k彩色； (4)接口支持黑白或彩色的16／12／8／4／2 b宽度的LCD数据总线； (5)能直接接SHARP 320×240 HR-TFT盘； (6)显示时可以共享系统内存； (7)对颜色硬件指针和背景间进行操作； (8)8 b的脉宽调制器用来软件对比控制； (9)根据处理器LCD控制器性能，我们要选RGB接口的LCD。 3．5 语音编解码器 处理器带有标准的SSI接口，也可设置为IIS接口AUDIO CODEC一般都是接标准的IIS接口。在处理器中用G．729协议对语音处理，这要求选的AUDIO CODEC必须是线性PCM 16位编解码，并且希望编解码器能带有MIC和SPEAKER等接口。 3．6 蓝牙模块 蓝牙部分相当于射频部分，用模块实现，直接接在处理器的USB口，实现对处理后的混合数据流的发射和部信号的接收。 蓝牙硬件模块由蓝牙协议栈的无线收发器(RF)、带控制器(BC)和链路管理层(LMP)组成。蓝牙基带控器是蓝牙硬件模块的关键模块。他主要由微处理器、存器、接口电路、电源管理与时钟电路等组成。无线收发器是蓝牙设备的核心，任何蓝牙设备都要有无线收发器实现蓝牙的无线功能，与基带模块进行数字通信。他由锁相环、发送模块和接收模块等组成。发送部分包括一个合器，且直接使用压控振荡器调制(VCO)；接收部分包括频器、中频器放大器、鉴频器以及低噪音放大器等。 3．7 电源管理 利用GPRS模块中带有的充电电路对锂电池进行充电。充电电池选用1 000 mAh锂电池，能达到待机约80h通话3 h。手机中要用到的供电电源有：MXL处理器I/O3．0 V／最大电流250 mA，MXL处理器内部数据部分1．8 V／最大电流20 mA，SDRAM和FLASH3 V／最大电流320 mA和70 mA，ALadio codec：3 V／最大电流100 mA，MIDI 3 V／最大电流420 mA，Bluetooth 1．8 V／最大电流80 mALCD 3 V／最大电流30 mA和Sensor 2．5 v／最大电流 20 mA，LCD背光灯5 v／最大电流50 mA。 故选用下列LDO实现：3．0 V／800 mA LDO供电MXL、SDRAM和Flash，3． O V／800 mA LDO供电Codec MIDI和LCD，2．5 V／150 mA LDO供电Sensor，1．8 V/150 mA LDO供电MXL数字部分，l.8 V／150 mA LDO供电Bluetooth，5 V DC／DC供电LCD背光灯。 3．8 测试设计 MXL 上有专门的DEBUG接口部分，设计时引出接口作MultICE调试用。另外专门将UARTl口引出，作为串口调试用。还引出了一些需要测试的点，作为调试时测试。 4 结语 本文是针对短距离多媒体数据传输终端的设计，主要采用蓝牙为射频模块，实现短距离的音频和视频图像的传输，当数据带宽在移动网中进一步增长后，把本设计中的GPRS模块换成3G产品中的某一模块，再采用相应的编码调制方式即可实现多媒体数据长距离的无线通信。 |
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