基于蓝牙的高性能无线视频传输系统的硬件设计

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1、三基于蓝牙的高性能无线视频传输系统的硬件设计运动控制用的视觉DSP芯片；图像压缩、解压缩芯片，包括JPEG、MPEG等。而目前视频处理方面较多的应用是在PC机上直接实现的，这方面的嵌入式系统实现还比较少。而且嵌入式的实现取决于传输速率和视频处理器的编解码性能。蓝牙技术的应用越来越广泛，基于蓝牙的视频传输的性能不仅取决于蓝牙本身的速率，还取决于视频处理器的性能，因此设计高性能视频处理器与高速蓝牙模块的有机结合的电路是亟待解决的问题。1．2嵌入式系统硬件设计的一般流程嵌入式系统的硬件子系统的设计【3】一般采用Top．Down的设计方法。设

2、计硬件子系统时先将硬件分成各部件或模块，并画出一张或多张部件的框图。用一个框图表示一个单独的电路板或电路板的一部分(如处理器子系统、存储器子系统可以作为一个模块)、外设等，除非硬件设计非常简单或使用现成的板卡。很可能还需将框图用于一个或多个电路板，把电路逻辑分割成大致对应于各功能的一些部件，这些功能将由某个成品芯片，某个需要制备的PAL芯片等提供。例如，CPU在任何情况下都是一个标准模块，同样的还有存储器芯片和很多其他模块，如UART部件、以太网部件、现场可编程门阵列(FPGA)、子电路板等。找出硬件各部件也就是将系统设计细化，把系统

3、分成很多的可管理的小块，能够被独立地考虑，还可能被单独设计和实现。此外，这也有助于找出哪些部件可以是成品的或可利用以前项目的部件，而不是从头做起。这一阶段设计的硬件框图不仅对硬件设计者，而且对软件工程师和项目管理人员都非常有用。框图提供了一个快速直观的参考，框图给出如何同硬件通信，硬件各部件如何互连，而且，框图帮助设计者在头脑中构建出一个高级的系统框架。如上所述，系统的有些功能既可以用硬件实现又可以用软件实现。没有一个可一刀切的方法能迅速地指导决定哪个功能应分派给硬件，那个功能应分派给软件。为了实现某个功能，一般来说，就是性能与成本间

4、的权衡，或者开发成本(多些时间)与制造成本(多些硬件)间的权衡。例如，系统需要一个日历钟，设计方案有两种，一种方案是采用硬件的实时时钟芯片，这种方法CPU的负担较轻，但是系统地硬件成本增加了；另一个方案采用软件时钟，利用处理器上的定时器／计数器，通过软件编程实现日历时钟的功能，这个方案CPU的负载加重，但是硬件成本降低。1．3论文内容及作者所做的工作本论文首先讨论了嵌入式硬件设计的一般流程，从处理器选型入手，进行了第一章绪论存储器、时钟电路、复位电路以及外围接口电路的设计，并且结合蓝牙技术，利用高速蓝牙模块、高性能视频处理器，设计了利

5、用蓝牙传输视频信号的高性能视频传输系统，并进行了PCB板级互连的设计。同时，由于本系统涉及了高速电路的领域，在进行PCB互连设计时考虑了由于上升沿较短带来的信号完整性问题，并对此问题进行了仿真，以达到改进互连的目的。本论文的章节安排如下：第一章绪论；第二章介绍了蓝牙技术特点和视频压缩技术的发展，然后设计完成了基于蓝牙的无线视频传输系统的整体方案；第三章主要进行了系统各个子单元电路的硬件设计；第四章进行了系统板级互连的PCB设计及信号完整性仿真；第五章结束语。作者在硕士阶段所作的工作：1．学习硬件设计以及所用到的EDA软件(Captur

6、e和Allegro)；2．研究蓝牙技术和高性能视频传输系统的相关电路；3．设计基于蓝牙的高性能视频传输系统的电路，并运用高速PCB设计规则进行硬件PCB设计。第二章系统整体方案设计本章主要介绍了设计本系统所用到的关键技术，包括蓝牙技术和视频技术，讨论了蓝牙模块以及高性能视频处理的如何选型的问题，最后提出了基于蓝牙的高性能无线视频传输系统的所采用的整体方案。2．1．1蓝牙特性介绍2．1蓝牙技术1．射频特性蓝牙设备的工作频段选在全世界范围内都可以自由使用的2．4GHz的ISM(工业、科学、医学)频段，频道采用79个，频道间隔均为1MHz，

7、采用时分双工方式。最大发射功率分为三个等级，100mW(20dBm)，2．5mW(4dBm)，lmW(0dBm)，采用最大256级POWERSTEP的自适应功率控制，在保证传输效果的情况下，尽可能的降低功耗。2．时分复用(TDMA)结构在蓝牙1．1版本的规范中，采用时分双工方式，基带的数据速率为1Mb／s，采用数据包的形式按时隙传送。而在蓝牙2．O版本的规范中，因为调制方式的改变在不增加带宽的情况下使基带的数据速率增加到3Mb／s。但是每个时隙还是625uSo蓝牙系统支持实时的同步面向连接和非实时的异步无连接，即SCO链路和ACL链路

8、。SCO链路主要传送语音等实时性强的信息，在规定的时隙上传输；ACL链路主要是数据传输，可在任意时隙传输。但当ACL传输占用SCO的预留时隙时，一旦系统需要SC0传输时，ACL则自动让出这些时隙以保证SC0传输的实时性。