CN113285768B - 一种蓝牙开发平台及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蓝牙通信技术领域，具体涉及一种蓝牙开发平台及其测试方法，该平台包括：第一开发板和第二开发板；所述第一开发板用于对信号的处理以及控制；所述第二开发板用于对第一开发板发出的蓝牙物理信号进行调制解调和蓝牙射频的收发；第一开发板包括处理器、蓝牙基带以及第一通信接口模块；第二开发板包括第二通信接口模块、蓝牙调制调解器以及蓝牙射频模块；本发明的第一开发板与第二开发板之间的接口信号数量少，频率低，易于约束接口时序，方便连接与调试。
Description
技术领域
本发明属于蓝牙通信技术领域，具体涉及一种蓝牙开发平台及其测试方法。
背景技术
蓝牙技术是一种短距离无线通讯技术，已经被广泛应用在手机、耳机、玩具等产品上。蓝牙芯片是蓝牙技术的载体，全面实现了从底层物理层到上层应用层的软硬件功能。由于蓝牙协议层次较多，在蓝牙芯片的研发过程中，往往需要若干软硬件开发人员分工合作。而且蓝牙无线通信的调试往往需要与其它电子设备进行实时的交互，不能仅仅在模拟的平台上进行开发。软件开发人员如果在芯片研发的早期阶段就开始在一套真实的无线开发平台上调试，就能够尽早发现并解决软硬件的错误，加速软件迭代与收敛，缩短芯片上市周期。
专利《一种基于软件无线电的蓝牙通信调试系统及其调试方法》(CN106851534A)中提供了一种蓝牙调试系统。该系统基于软件无线电方案，主要用于替代蓝牙协议分析仪进行蓝牙通信监听，作为开发平台使用时成本较高，电路板接口复杂，调试不便。
发明内容
为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种蓝牙开发平台，该平台包括：第一开发板和第二开发板；所述第一开发板用于对信号的处理以及控制；所述第二开发板用于对第一开发板发出的蓝牙物理信号进行调制解调和蓝牙射频的收发。
优选的，所述第一开发板包括处理器、蓝牙基带以及第一通信接口模块；所述处理器用于处理联合测试工作组发出的测试信号，生成控制命令；所述蓝牙基带获取处理器生成的控制命令，并根据该命令执行蓝牙底层协议收发包流程；所述第一通信接口模块通过蓝牙基带执行的蓝牙底层协议收发包控制第二开发板执行蓝牙数据包的接收。
进一步的，所述第一通信接口模块中设置有并串转换子模块，该模块用于将多比特的蓝牙参数通过串行接口传输给第二开发板。
优选的，所述第一开发板为现场可编程门阵列FPGA芯片。
优选的，所述第二开发板包括第二通信接口模块、蓝牙调制调解器以及蓝牙射频模块；所述第二通信接口模块用于接收第一开发板发出的参数，并对该参数进行处理后发送给蓝牙调制解调器；蓝牙调制解调器和蓝牙射频模块通过协同作用产生调制信号，并将该信号通过天线进行发射；蓝牙调制解调器还需要将从天线接收的蓝牙调制信号转换为基带数据信号。
进一步的，所述第二通信接口模块中设置有串并转换子模块，该模块用于将接收到的串行的蓝牙参数恢复成多比特参数。
一种蓝牙开发平台的测试方法，包括：将蓝牙开发平台与待测的蓝牙设备进行无线蓝牙通信；第一开发板上的处理器将蓝牙协议栈的运行日志实时记录在存储器中；采用数据分析仪实时获取第一通信接口和第二通信接口的数据流；采用蓝牙协议分析仪实时抓取第二开发板收发的蓝牙数据包；根据存储在蓝牙协议栈的运行日志、第一通信接口和第二通信接口的数据流以及第二开发板收发的蓝牙数据包进行时间同步处理，根据同步的信号得到测试结果。
优选的，待测的蓝牙设备为蓝牙开发平台或者蓝牙手机或者蓝牙耳机等产品。
优选的，所述数据分析仪为一种进行数据采集分析的示波器或者为逻辑分析仪。
优选的，采用数据分析仪获取的实时获取第一通信接口和第二通信接口的数据流包括第一通信接口和第二通信接口相互交互的数据流、控制信号以及参数。
本发明提供的蓝牙开发平台能够在芯片研发的早期阶段快速搭建成型，便于软件开发人员尽早开展真实的蓝牙无线调试，从中发现问题并进行软硬件迭代；第一开发板与第二开发板之间的接口信号数量少，频率低，易于约束接口时序，方便连接与调试，并能够采用低成本的物理插座；开发人员还能够利用较低成本的示波器或逻辑分析仪观测接口信号，对蓝牙数据包的收发情况进行实时分析。
附图说明
图1为本发明提供的蓝牙开发平台结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种蓝牙开发平台，如图1所示，该方法包括：第一开发板和第二开发板；所述第一开发板用于对信号的处理以及控制；所述第二开发板用于对第一开发板发出的蓝牙物理信号进行调制解调和蓝牙射频的收发。
可选的，第一开发板为一块基于现场可编程门阵列FPGA的开发板，FPGA中可以实现基于AHB总线的ARM处理器、存储器、蓝牙基带以及并串转换的第一通信模块电路等芯片模块的连接与通信。软件通过JTAG接口连接ARM处理器进行开发与调试。
第一开发板包括处理器、蓝牙基带以及第一通信接口模块；所述处理器用于处理联合测试工作组发出的测试信号，生成控制命令；所述蓝牙基带获取处理器生成的控制命令，并根据该命令执行蓝牙底层协议收发包流程；所述第一通信接口模块通过蓝牙基带执行的蓝牙底层协议收发包控制第二开发板执行蓝牙数据包的接收。
蓝牙基带由ARM处理器控制，负责蓝牙基带信号的产生与处理，包括蓝牙收发时序控制，蓝牙包生成与解析等功能。当需要发送蓝牙数据包时，蓝牙基带将该数据包的参数以及发送数据流与控制信号传递至第一通信模块，由第一通信模块转换后送至第二开发板。当需要接收蓝牙数据包时，蓝牙基带将该数据包的参数与控制信号传递至第一通信模块，由第一通信模块转换后送至第二开发板，并接收第二开发板返回的接收数据流。
第一通信模块负责蓝牙基带与第二通信模块之间的通信。蓝牙基带传来的数据包参数包括频点，发射功率，帧同步码等信息。这些信息包含若干比特，需要经过并串转换发送给第二通信接口，以简化两个开发板之间的连线。本实施例的串行通信采用双线模式，包括一根时钟线和一根数据线。时钟线和数据线仅在收发蓝牙数据包之前翻转，时钟频率为8MHz。由发送方在时钟线的上升沿依次将频点，发射功率，帧同步码等信息按从高位至低位的比特顺序送出，由接收方在时钟线的下降沿采样获取数据，每次传输时间小于20微秒。蓝牙基带传来的控制信号包括收发使能，调制方式选择以及发送数据流有效信号等，这些信号与蓝牙基带传来的发送数据流一起同步转发给第二通信模块。
第二开发板包括第二通信接口模块、蓝牙调制调解器以及蓝牙射频模块；所述第二通信接口模块用于接收第一开发板发出的参数，并对该参数进行处理后发送给蓝牙调制解调器；蓝牙调制解调器和蓝牙射频模块通过协同作用产生调制信号，并将该信号通过天线进行发射；蓝牙调制解调器还需要将从天线接收的蓝牙调制信号转换为基带数据信号。
第二开发板包括蓝牙调制解调器，蓝牙射频，以及包含串并转换的第二通信模块。第二通信模块将第一通信模块传来的串行数据转化为数据包参数，并用来配置蓝牙调制解调器与蓝牙射频的频点，发射功率与帧同步码。第二通信模块收到的控制信号用于进行收发切换，并选择蓝牙调制解调器的调制方式，如GFSK,DQPSK,8DPSK等。蓝牙调制解调器与蓝牙射频协同，将第一开发板传来的发射数据流转化为蓝牙调制信号，通过天线发射出去，并将从天线接收到的蓝牙调制信号转换为接收数据流，通过第二通信模块传递给第一开发板。本示例的天线集成在第二开发板上。
第一通信模块与第二通信模块之间的接口信号数量不超过10根，信号频率不超过10MHz，能够支持较高电压，如3.3V单端信号传输，因此通过简单的低成本插座即可进行连接。在开发调试过程中，开发人员还能够利用较低采样率的示波器或逻辑分析仪观测接口信号，对蓝牙数据包的收发情况进行实时分析。
一种蓝牙开发平台的测试方法，基于的蓝牙开发平台包括第一开发板和第二开发板。该蓝牙开发平台与另一蓝牙设备进行无线蓝牙通信。第一开发板上的处理器将蓝牙协议栈的运行日志实时记录在存储器上。使用示波器或逻辑分析仪实时抓取第一通信接口与第二通信接口交互的数据流，控制信号以及参数，从而观测蓝牙数据包收发的开始和结束时间，蓝牙频点，帧同步码，数据内容等信息。使用蓝牙协议分析仪实时抓取第二开发板收发的蓝牙数据包，从而观测空中蓝牙数据包的频点，数据内容等信息。将上述保存的运行日志，抓取的接口信号以及抓取的蓝牙数据包按照时间进行同步，从而定位单个数据包的收发过程，对收发中的异常进行分析。另一蓝牙设备可以是另一套蓝牙开发平台，从而在测试中同时观测两套蓝牙开发平台的收发过程，并可完成自定义的蓝牙测试用例。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种蓝牙开发平台，其特征在于，包括：第一开发板和第二开发板；所述第一开发板用于对信号的处理以及控制；所述第二开发板用于对第一开发板发出的蓝牙物理信号进行调制解调和蓝牙射频的收发；
所述第一开发板包括处理器、蓝牙基带以及第一通信接口模块；所述处理器用于处理联合测试工作组发出的测试信号，生成控制命令；所述蓝牙基带获取处理器生成的控制命令，并根据该命令执行蓝牙底层协议收发包流程；所述第一通信接口模块通过蓝牙基带执行的蓝牙底层协议收发包控制第二开发板执行蓝牙数据包的接收；
所述第二开发板包括第二通信接口模块、蓝牙调制调解器以及蓝牙射频模块；所述第二通信接口模块用于接收第一开发板发出的参数，并对该参数进行处理后发送给蓝牙调制解调器；蓝牙调制解调器和蓝牙射频模块通过协同作用产生调制信号，并将该信号通过天线进行发射；蓝牙调制解调器还需要将从天线接收的蓝牙调制信号转换为基带数据信号。
2.根据权利要求1所述的一种蓝牙开发平台，其特征在于，所述第一通信接口模块中设置有并串转换子模块，该模块用将多比特的蓝牙参数通过串行接口传输给第二开发板。
3.根据权利要求1所述的一种蓝牙开发平台，其特征在于，所述第一开发板为现场可编程门阵列FPGA芯片。
4.根据权利要求1所述的一种蓝牙开发平台，其特征在于，所述第二通信接口模块中设置有串并转换子模块，该模块用于将接收到的串行的蓝牙参数恢复成多比特参数。
5.一种蓝牙开发平台的测试方法，其特征在于，包括：将蓝牙开发平台与待测的蓝牙设备进行无线蓝牙通信；第一开发板上的处理器将蓝牙协议栈的运行日志实时记录在存储器中；采用数据分析仪实时获取第一开发板中第一通信接口的数据流和第二开发板中第二通信接口的数据流；采用蓝牙协议分析仪实时抓取第二开发板收发的蓝牙数据包；根据存储在蓝牙协议栈的运行日志、第一通信接口和第二通信接口的数据流以及第二开发板收发的蓝牙数据包进行时间同步处理，根据同步的信号得到测试结果。
6.根据权利要求5所述的一种蓝牙开发平台的测试方法，其特征在于，待测的蓝牙设备为蓝牙手机或者蓝牙耳机。
7.根据权利要求5所述的一种蓝牙开发平台的测试方法，其特征在于，所述数据分析仪为一种进行数据采集分析的示波器或者为逻辑分析仪。
8.根据权利要求5所述的一种蓝牙开发平台的测试方法，其特征在于，采用数据分析仪获取的实时获取第一通信接口和第二通信接口的数据流包括第一通信接口和第二通信接口相互交互的数据流、控制信号以及参数。
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