基于NIOS II的BCMO4藍牙通信模塊的設計

　　圖4 藍牙技術模塊的SOPC Builder上的配置圖

　　SOPC設計包括以32位NIOS Ⅱ軟核處理器為核心的嵌入式硬件配置、硬件設計、硬件仿真、軟件設計和軟件調試等。在SOPC Builder中定義了CPU、存儲器接口(FLASH和SDRAM)、標準外圍接口(藍牙接口)、三態橋、硬軟件程序下載口和定時器。

　　軟件設計

　　藍牙通信模塊的軟件設計主要集中在NIOS Ⅱ軟核的驅動開發和藍牙協議的轉換上。Altera公司提供了包括硬件抽象層中字符模式器件、定時器件、文件子系統、以太網器件、DMA器件和Flash 器件，并為每個器件提供一系列統一的初始化函數和訪問函數接口。通過對這些接口的讀寫，可完成NIOS Ⅱ軟核的驅動開發的開發。

　　首先初始化藍牙模塊。藍牙模塊加載了各種協議層后并不能工作，還需要根據不同的硬件設計對模塊初始參數進行設置。初始參數設置又稱為PSK設置，可以通過BlueLAB集成開發環境或者PS Key設置軟件來實現，圖5所示為PS Key設置界面。

　　圖5 PS Key設置界面

　　藍牙協議棧已固化在藍牙芯片中，所以在初始化藍牙模塊后，就可通過藍牙模塊對工業現場的其他無線設備進行讀寫，更新藍牙指令。以下程序是實現藍牙串口驅動的所有函數指針。

　　小結

　　藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動通信設備的通信環境建立了一個特別連接的短程無線技術。藍牙技術具有低消費、低功耗、安全性高等特點。本設計在藍牙技術的基礎上，結合了嵌入NIOS Ⅱ軟核的CPU，采用SOPC技術，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統中可編程的功能。FPGA芯片在藍牙通信模塊上的使用，使得通信模塊在可根據工業現場實際需要更改CPU的配置成為可能，方便日后系統的軟硬升級，延長了通信模塊的使用壽命，為應付工業現場多變的環境提供了保證。