手机设计集成的关键―IP模块

模块化IP结构充分考虑了硬件/软件设计、软件应用设计、以及快速原型的需要，因而便于集成和系统的验证。本文以现成的无线SoC设计(如GSM手机)中增加一个复杂的无线功能，即Bluetooth功能的实例来说明这一原理。Bluetooth实例充分体现确切地定义了硬件与软件接口模块化协议的优势，带来了诸多灵活性，且可优化每个组件的成本和功率。

　　SoC选择

　　目前，市场上有两类产品;单片IC器件和IP内核，它们在即插即用上是等效的。SoC设计者也有两种选择，或连接一个外部IC;或为了降低总系统成本，采用IP内核将Bluetooth功能归入片内。

　　Synopsys Designware Blue IQ 是一个可合成的Bluetooth内核，通过标准4线UART(H4)接口连接至主CPU，例如ARM9嵌入式微处理器，管理上层Bluetooth协议载，另一方面，Bluetooth IP内核通过通用 14引脚“Bluetooth RF”接口连接至RF器件，例如Silicon Wave。

　　Bluetooth功能在Bluetooth IP内核是完全自给自足的，它的内部基带处理器可以主CPU处下载全部实时Bluetooth 工作程序。对SoC软件组，这类体系结构确保Bluetooth 不会干扰与手机其余部分相关联的任何定时关键的软件，从而简化了Bluetooth 功能的集成。

　　手机设计

　　图1是2.5G手机(GSH/GRPS/EDGE)的方框图。一条AMBA总线构成了SoC的骨架，它由高速AHB(高级硬件总线)段和低速APB(高级外设总线)段组成。连接在AMBA结构上有蜂窝分系统以及 RTOS用和控制手机上各种按键和显示屏用低速外设。一个GPS单元也连接在APB上，为手机提供符合新E911/E112要求的位置信息。Bluetooth分系统则是将Bluetooth IP内核连接在APB UART 外设添加到SoC设计的，并由主CPU的Bluetooth 协议栈软件进行控制。

　　从硬件集成观点，附加Bluetooth分系统就象手机设计增加一个UART一样简单。从软件集成透视，同样十分简单。Bluetooth规范清晰地定义了协议栈上级与下级之间的边界。定时关键软件程序放置在栈的下层，靠近硬件并远离应用层。上层和下层通过确切定义的API连接的，HCI(主控制器接口)不仅定义了栈上层和下层之间的协议，而且也定义了诸如 UART、RS-323和USB各种标准物理传输协议。这种模块化硬件与软件方案给SoC设计组带来了显著的即插即用好处。