Ipextreme推出与多种RF芯片直连的蓝牙基带模块

新兴的IPextreme公司最近向市场推出了一种可综合的模块,它可执行蓝牙基带功能、直接连接到多种RF芯片、以及在收到任何实时中断情况下立刻隔离主CPU软件堆栈。此外,该内核还包含几个独创的设计选择,它们可以用来降低系统级芯片(SoC)集成的工作量和风险度。

或许XBlue 1200内核最与众不同的地方就是它与所在SoC上其余部分进行互连的方式。Ipextreme公司在该内核中提供了一种硬件UART,意在使之与SoC上另一处的UART通过常规的双路串行接口形式相连。

“单芯片蓝牙射频和以往的双芯片解决方案通过一个UART接口连到主芯片,这只是因为UART的速度已足够快,”IPextreme公司总裁兼CEO Warren Savage表示,“在一开始设计Xblue内核时,我们就观察到了这点,并认识到了保留UART接口的重要理由,即便这时基带模块位于含有主CPU的SoC之上。”

Warren Savage透露,首先,在内核中写入软件协议栈,以期发现一个UART。为软件协议栈提供UART可以避免代码重编或引入模糊时序问题的危险。第二步,在主芯片总线和基带硬件之间设置一对UART以便提供一些有益的数据缓冲(这是蓝牙世界的一个主要难点),在这里延迟可以很大。最后,UART接口减少了将模块集成所必需的信号路由和时序分析工作。

为使UART接口有效,在基带模块内封装所有对时间敏感回路是必要的。这对SoC软件小组而言也是一个很大的胜利,因为它意味着小组没有必要必须把具有时间要求的任务加到其任务组合中,进一步加重实时操作系统的负担。这通过将一块与68HC11兼容的8位微处理器集成进内核来实现。Warren Savage表示,“HC11在这种应用上的表现很杰出”。它很简单,而且当运行蓝牙基带所必须的位操作时,其8位总线不会耗费大量能源。“因而相对于把关键定时任务放在一个32位内核上,它的功耗要小的多。还有,该微处理器的架构要比8051对C语言更为友好。”Savage说。

而且,该内核能够与多种类型的RF芯片进行接口连接。设计时,授权芯片指定了作为RF芯片将要使用的综合参数,只有这些接口所必需的电路才会被综合。而后,在给已安装好的SoC加电时,XBlue接口自动检测它实际连接的是所选定芯片中的哪一个,进而配置其接口。因此对电路板结构稍加改变,相同的SoC便可以支持不同的RF芯片。这是一种十分有趣的设计时间配置和自动配置的结合。

同样,Ipextreme公司在减少能耗上的进步也很大。Warren Savage说,“蓝牙是一种具有多种模式和多停滞时间的协议。在大部分时间里无线射频实际不做任何事情。这就使得能够快速从一种有效的休眠模式进出变的非常重要。”为HC11、语音编解码器、UART和基带硬件引擎分设的独立门控时钟区,提供了一种随需关闭和重启IP部件的能力。中断驱动任务完全在XBlue内完成的事实,为系统设计师提供了更自由地将主CPU置于休眠的条件,即使这时蓝牙接口处于激活状态。

“为了保持连接,各个625毫秒之间都没有中断”,Warren Savage强调,“我们对内部进行了处理。”他指出,这样做的结果就是与其它竞争方案相比,整体接口功率减少了大约50%。

XBlue模块采用台积电130纳米CMOS工艺,并使用Artisan元件公司的G库实现。模块大小约4.75平方毫米,拥有80k逻辑门和关联RAM及ROM,它们同逻辑内核分开。内核的大小由64k门左右到略超104k门不等,取决于授权芯片指定多少个语音通道(最多3个),以及芯片是否包含可选的加密模块而定。

Ipextreme公司的XPack中提供具体的IP,包括RTL、指导原则以及文档、验证环境和固件等。

作者: 张国勇