低耗高速微型藍牙模塊的製作方法

2023-05-07 08:10:11

專利名稱：低耗高速微型藍牙模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型具體涉及一種藍牙模塊，特別是一種低耗高速微型藍牙模塊，適用於各種可攜式各手持設備的無線數據傳輸。
背景技術：
2007 年 7 月 26 日，藍牙技術聯盟 SIG (Special Interest Group)發布 V2. 1+EDR (Enhanced Data Rate)後，藍牙技術聯盟又於2009年4月21日SIG發布了新一代高速藍牙技術標準 V3.0 (High Speed)。藍牙v3. 0標準，較之前的v2. 1標準，在功耗和傳輸特性方面做了很大優化，而意法愛立信推出的STLa690晶片更是從輸入電壓入手大大降低了功耗，使藍牙技術具備更為廣泛的應用，基於v3. 0協議藍牙產品開發成為的該行業的當務之急。當前，中國市場上出現的大多是基於藍牙VI. 2和V2. 0版本的相關產品，這些產品的傳輸速率普遍較低，最高能達到1Mbps，而其功耗與同類其他技術相比偏高，這對藍牙技術的廣泛應用帶來了很大影響，技術的落後已經造成了藍牙技術在使用上中的缺陷，比如功耗過大，對便攜設備的電池容量要求較高，導致其使用時間過短。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種低耗高速微型藍牙模塊。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下—種低耗高速微型藍牙模塊，包括天線、濾波單元、基帶晶片、主控晶片以及向所述基帶晶片、主控晶片提供穩壓電壓的穩壓單元；所述基帶晶片採用藍牙STLaego晶片， 所述主控晶片採用晶圓尺寸級封裝的STM32F103RCY Cotex ARM微處理器；所述基帶晶片通過通用異步收發器與所述主控晶片進行通訊；所述基帶晶片外設有為所述主控晶片提供時鐘信號的外接時鐘。其中，所述濾波單元為帶通濾波器。本實用新型通過採用藍牙STL(^690晶片作為基帶晶片，採用晶圓尺寸級封裝的 STM32F103RCY Cotex ARM微處理器作為主控晶片，並配之以相應的嵌入式軟體部分，從而實現了該藍牙模塊的高傳輸速度及低能耗的目的。

圖1是本實用新型實施例提供的低耗高速微型藍牙模塊硬體部分的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的晶圓尺寸級封裝的STM32F103RCY Cotex ARM的外形示意圖；圖3是本實用新型實施例提供的低耗高速微型藍牙模塊上層協議層的布置示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。參見圖1 一 3所示，一種低耗高速微型藍牙模塊，由硬體部分及相應的嵌入式軟體部分組成，所述硬體部分包括天線1、濾波單元2、基帶晶片3、主控晶片4以及向所述基帶晶片3、主控晶片4提供穩壓電壓的穩壓單元5 ；所述基帶晶片3採用藍牙STL(^690晶片，所述主控晶片4採用晶圓尺寸級封裝的STM32F103RCY Cotex ARM微處理器；所述基帶晶片3 通過通用異步收發器與所述主控晶片4進行通訊；所述基帶晶片3外設有為所述主控晶片 4提供時鐘信號的外接時鐘6。其中，所述濾波單元2為帶通濾波器。該帶通濾波器尺寸較小，具有差分單端信號轉換功能。該藍牙STL(^690晶片是意法愛立信推出的藍牙v3. O高速射頻晶片，該晶片具有 PCM脈衝編碼調製功能(pulse code modulation),同時低功耗，具有外部晶振驅動能力，支持低至今1. 75V電壓的輸入，在不存在嗅探模式時的電流消耗低至8. 3mA，在睡眠模式下該晶片的電流消耗僅為60 uA，並可以提供一90dbm的增強嗅探各IOdbm的輸出。意法半導體推出的STM32F103RCY Cotex ARM微處理器在性能上較ARM7系列處理器在處理能力方面有很大突破，該晶片主頻為72MHz，內置512KB Flash程序存儲器、48 KB RAM存儲器、SPI (serial peripheral interface)高速同步串行口、USB通用串行接口、 CAN數據總線接口、11個定時器、3個ADC (A/D Converter)模數轉換口、13個通信接口，雙口 UART (Universal Asynchronous Receiver iTransunitter通用異步收發器、16 個 GPIO (General Purpose Input Output)擴展埠，並具有低能耗模式睡眠、停止和待機模式；具有內部時鐘，可支持射頻晶片的正常工作；還具有比較靈活的信號輸入，可採用外部時鐘； 適合開發與集成應用。另外，由於選用了 STM32F103RCY Cotex ARM的晶圓尺寸級封裝(WLCSP64封裝)， 這使得本實用新型藍牙模塊的整體尺寸大大降低。在睡眠模式下，為使主控晶片和基帶晶片進入深度睡眠，本實用新型採用了一個外部時鐘為主控晶片提供時鐘信號，以達到外部喚醒的目的，這使得本實用新型藍牙模塊在睡眠模式下的功耗降至最低；另外，根據主控晶片的輸入電壓範圍，在滿足射頻參數的前提下，本實用新型採用了 2. IV的低電壓輸入，再次降低了功耗。這樣，本實用新型的最低功耗可以達到60uA。所述嵌入式軟體部分包括實現藍牙模塊高速傳輸的上層協議層，與內置於所述基帶晶片的藍牙底層協議棧連接；以及，實現由用戶進行客戶化應用開發及對藍牙模塊進行配置和控制的應用控制層。內置於所述基帶晶片的藍牙底層協議構成藍牙模塊的底層通信層，所述藍牙底層協議棧包括主機控制器接口 HCI (Host Controller Interface)、鏈路管理協議LMP (Link Management Protocol)以及藍牙物理層(BT PHY)。所述上層協議層為Amp』 edUP藍牙協議棧，存儲於主控晶片的FLASH中，包含有主機控制器接口 HCI (Host Controller Interface)、邏輯鏈路控制和適配協議L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)、生成(、議 STP (Spanning Tree Protocol)、串行線性仿真協議 RFComm, GAP (Generic Access Profile)、SPP (Serial Port Profile)、DUN (dial-up networking Profile)> GOEP(Generic Object Exchange Profile)、物體推拉傳輸協議OPP (Object Push Profile)以及藍牙協議文件。所述上層協議層與所述底層通信層通過主機控制器接口 HCI連接並通訊，通過所述上層協議層實現了藍牙v3. O的高速協議棧，從而實現了經典藍牙高達3Mbps的高速傳輸。所述應用控制層包含有abkrial AT命令集及客戶化應用的空間，用戶可以直接通過該應用控制層的abkrial AT命令集直接對該藍牙模塊進行配置和控制。本實用新型具有完善的藍牙v3. O上層高速協議棧，且支持與iOS、Android、RIM、 Symbian等手機系統的連接以及多系統的同時連接；同時具有Amp』 edUP SDK軟體開發包， 用戶可以直接在STM32F103RCY Cotex ARM上完成自己的應用開發。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種低耗高速微型藍牙模塊，包括天線、濾波單元、基帶晶片、主控晶片以及向所述基帶晶片、主控晶片提供穩壓電壓的穩壓單元；其特徵在於，所述基帶晶片採用藍牙 STLC2690晶片，所述主控晶片採用晶圓尺寸級封裝的STM32F103RCY Cotex ARM微處理器； 所述基帶晶片通過通用異步收發器與所述主控晶片進行通訊；所述基帶晶片外設有為所述主控晶片提供時鐘信號的外接時鐘。
2、根據權利要求1所述的低耗高速微型藍牙模塊，其特徵在於，所述濾波單元為帶通濾波器。
專利摘要本實用新型公開了一種低耗高速微型藍牙模塊，包括天線、濾波單元、基帶晶片、主控晶片以及向所述基帶晶片、主控晶片提供穩壓電壓的穩壓單元；所述基帶晶片採用藍牙STLC2690晶片，所述主控晶片採用晶圓尺寸級封裝的STM32F103RCYCotexARM微處理器；所述基帶晶片通過通用異步收發器與所述主控晶片進行通訊；所述基帶晶片外設有為所述主控晶片提供時鐘信號的外接時鐘。本實用新型通過採用STLC2690晶片及晶圓尺寸級封裝STM32F103RCYCotexARM，並配之以相應嵌入式軟體部分，從而實現了該藍牙模塊的高傳輸速度及低能耗目的。
文檔編號H04B5/00GK202218227SQ20112030284
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者蔡穎昭 申請人:天津安普德科技有限公司