蓝牙数字基带技术的研究与ASIC实现

葛维 蓝牙技术 无线连接 移动电话 链路控制 集成电路

蓝牙技术是一种低功耗,低成本,低复杂度的无线接入方式,工作在全球通用的2.4GHz ISM(工业,科学,医疗)频段,可以使个人数字设备在小范围内真正地移动起来,建立完善的无线个域网(WPAN).蓝牙是一种短距离(10-100米)的无线连接技术,主要对象是移动电话,手提电脑,PDA以及其他便携设备.蓝牙的硬件开发是掌握蓝牙核心技术的关键.基带处理器完成蓝牙通信系统的底层数据处理和链接控制,是蓝牙硬件结构中重要组成部分之一,它的开发对于蓝牙硬件开发尤为重要.本论文主要工作在于以下几个方面:1)本文简要阐述了射频(Radio Frequency)技术和基带(Baseband)技术,它是蓝牙系统的基础.介绍了现今市场中主流蓝牙芯片基本功能,并且对蓝牙技术与其他类似技术做了比较.2)文章以蓝牙规范2.0为标准,分析了蓝牙技术的具体算法,得到蓝牙芯片软硬件功能划分.在此条件下,制定出蓝牙基带芯片的系统结构,明确其中每个模块的功能.然后,进一步得到蓝牙基带数据处理核心模块,链路控制模块的系统结构.简要介绍了每一个子模块的功能.3)在蓝牙协议和系统结构的基础上,给出了基带数据处理流程;对基带数据处理部分的纠错,检错,扰码,接收相关器等进行了设计;详细介绍了蓝牙基带的跳频选择内核,蓝牙时钟模块设计,自适应跳频的实现方法;对蓝牙安全体系的各种算法进行了综合研究,提出了蓝牙基带安全系统,包括加密与鉴权算法的设计方案.4)使用当今业界最流行的专用集成电路(ASIC)设计流程和设计工具,来设计实现0.13微米级蓝牙芯片.其中包括使用LEDA完成代码纯净性分析,使用Design Compiler完成逻辑综合,使用Astro完成布局布线.并且使用DFT Complier插入扫描链进行可测试性设计,使用TetraMAX完成自动测试向量生成(ATPG),使用Primepower进行功耗分析,使用PrimeTime SI进行时序分析,使用Formality进行形式化验证等.

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