关于XilinxVirtexII实现的蓝牙协议.doc

基于Xilinx Virtex II实现的蓝牙协议 摘要： 现在，市场有一种将许多功能整合到一台设备上的强烈趋势。传统上这些目标的实现是通过使用强大的通用处理器来处理额外工作实现的。然后，引进特别针对应用的处理器（协处理器或硬件加速器）来减轻和更有效率的处理任务。当前，这种趋势正朝着包含可重组处理器承担不需要同时处理的任务方向发展。通过这种方式，可以节省很多成本，并减少特别处理器的使用。在后两个应用方法中，应用概况首先要确定以决定是用基于计算的还是基于数据存储的硬件实现。本文，我们展示了基于蓝牙标准的实现的概况结果。据我们所知，这是第一次关于蓝牙协议的概况结果的讨论。首先，我们仅关注蓝牙协议，并确定计算/数据存储操作/函数。第二步，我们将考虑由于蓝牙代码根据系统整合需要所作的附加功能。我们的结果显示六个函数模块是最重要的。当包括操作系统系统后（不包括相关干扰功能），最重要的函数是memcpy。 关键字：无线协议，蓝牙协议，配置，可重组的硬件 I. 引言 现在，我们正在见证一种持续不断整合许多功能到一个设备上的趋势。特别的，在移动设备上整合了许多功能，如：议事日程功能，音乐，游戏，无线连接功能等。根据设备周围的网络情况，可以使用许多功能，如：无线网（Wi-Fi）,GPRS.UMS,蓝牙等。 传统上有两种方式实现整合功能。第一，强大的通用处理器（GPP）可以应对新添加功能的需求。第二，不同的特别处理器可以提升GPP的作用，并针对处理计算或存储部分。需要指出的是，两种方法并不排斥，可以结合两种方法达到更好的结果。而且，通常来说扩展的GPP将会更通用，但性能不好。另一方面，ASP可提供很好的处理性，但缺乏通用性。最后，GPP被用作控制任务的处理，而ASP用作计算任务的处理。图1展示了这种传统的方法。 图1 传统方法 仅包含大量处理器这种整合方法将导致大型、笨重、缺乏处理能力的设备。一种另外的解决办法是，把计算和数据存储任务用可重构处理器处理（RP），而把其他任务（通常是控制相关的任务）交给GPP处理。图2展示了该方法的简图。 图2 可重组方法 使用RP需要的条件是任务量足够大并需要同时处理（或者不要要实时处理时就使用小型的可重组处理器）。使用RP的好处是，通过使用特殊的硬件电路设计，对于它支持的任务将能提供很好的处理。其他的优势是产品整体成本的下降，以及无需添加硬件进行升级。更重要的是，面向市场的时间大大缩短。 像使用传统的ASP一样，怎样把RP跟GPP结合起来需要由计算、数据的繁复程度以及应用和网络标准状况来决定。因为之前没有蓝牙标准概述，我们把蓝牙标准作为我们研究的起点。当运用蓝牙协议观测处理过程时，我们的结果显示有六个函数是最为中要的。对蓝牙实现的观测将和Linux操作系统紧密结合起来。因此，我们的概况结果包括了在蓝牙处理过程中对系统函数的调用（但不包括相关的干扰函数），而最重要的函数是MEMCPY 论文组织结构如下：II部分介绍了蓝牙堆和它的实现情况。在III中，我们介绍描述了系统和检索概况信息。在IV中，我们讨论了蓝牙标准相关的概况结果。在V中，我们讨论了当包括操作系统函数时的结果，并且我们把函数候选等同于在RP上的实现。最后，在VI中我们得出了一些结论。 II 蓝牙标准 蓝牙标准最初是为了代替线缆而设计的。除此之外，蓝牙开发和使用者都一直在发掘其它适于蓝牙标准的应用设备。这些设备包括：LAN节点接入（Lan Access Point），文件传输等。蓝牙允许在100m之内最多7台设备之间的通信，并且它们中有一个主设备，通信速率为723.2Kbps. 蓝牙设备应用的广泛性说明了现有很多蓝牙软件层。底层（如：射频基带，链路控制，链路管理）和空中传输非常相似。它们可以处理侦测到的错误和重发信息，以及管理设备之间的链接。它们还可以提供语音链接，以及两个或更多设备之间的数据通道。为了简化将蓝牙整合到已有设备中区，蓝牙协议提供了中间层可供隐藏部分无线通信的复杂性。 图3 蓝牙堆层 蓝牙无线技术的基本层（见图3）是：射频基带，链路控制和管理，逻辑链路控制，适应协议（L2CAP），发现服务协议（SDP）。在这些层之上，根据不同的需要可以选择不同的层（见图4）。每种配置都调用更高层。 图4 每个配置中所涉及到的层 更低的队层位于蓝牙软件狗，而高的堆层位于主控端（如果该产品是移动的，主控端也就是PC或微处理器）。蓝牙软件狗通过主控界面和主控端通信，该界面位于下层和上层之间。HCI不属于软件层，但它是一个通信转发协议，它的目标是解决不同厂商之间的交互操作性问题。 L2CAP层把两个或更对设备之间的上层数据多路传输到异步少链接处（ACL），在主控状态时，引导数据进入从属状态。它还可以把数据分割重组为数据簇，以适应HCL