手機設計集成的關鍵―IP模塊

模塊化IP結構充分考慮了硬件/軟件設計、軟件應用設計、以及快速原型的需要，因而便于集成和系統的驗證。本文以現成的無線SoC設計(如GSM手機)中增加一個復雜的無線功能，即Bluetooth功能的實例來說明這一原理。Bluetooth實例充分體現確切地定義了硬件與軟件接口模塊化協議的優勢，帶來了諸多靈活性，且可優化每個組件的成本和功率。

　　SoC選擇

　　目前，市場上有兩類產品;單片IC器件和IP內核，它們在即插即用上是等效的。SoC設計者也有兩種選擇，或連接一個外部IC;或為了降低總系統成本，采用IP內核將Bluetooth功能歸入片內。

　　Synopsys Designware Blue IQ 是一個可合成的Bluetooth內核，通過標準4線UART(H4)接口連接至主CPU，例如ARM9嵌入式微處理器，管理上層Bluetooth協議載，另一方面，Bluetooth IP內核通過通用 14引腳“Bluetooth RF”接口連接至RF器件，例如Silicon Wave。

　　Bluetooth功能在Bluetooth IP內核是完全自給自足的，它的內部基帶處理器可以主CPU處下載全部實時Bluetooth 工作程序。對SoC軟件組，這類體系結構確保Bluetooth 不會干擾與手機其余部分相關聯的任何定時關鍵的軟件，從而簡化了Bluetooth 功能的集成。

　　手機設計

　　圖1是2.5G手機(GSH/GRPS/EDGE)的方框圖。一條AMBA總線構成了SoC的骨架，它由高速AHB(高級硬件總線)段和低速APB(高級外設總線)段組成。連接在AMBA結構上有蜂窩分系統以及 RTOS用和控制手機上各種按鍵和顯示屏用低速外設。一個GPS單元也連接在APB上，為手機提供符合新E911/E112要求的位置信息。Bluetooth分系統則是將Bluetooth IP內核連接在APB UART 外設添加到SoC設計的，并由主CPU的Bluetooth 協議棧軟件進行控制。

　　從硬件集成觀點，附加Bluetooth分系統就象手機設計增加一個UART一樣簡單。從軟件集成透視，同樣十分簡單。Bluetooth規范清晰地定義了協議棧上級與下級之間的邊界。定時關鍵軟件程序放置在棧的下層，靠近硬件并遠離應用層。上層和下層通過確切定義的API連接的，HCI(主控制器接口)不僅定義了棧上層和下層之間的協議，而且也定義了諸如 UART、RS-323和USB各種標準物理傳輸協議。這種模塊化硬件與軟件方案給SoC設計組帶來了顯著的即插即用好處。