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输出缓冲器B1有可编程的控制器，它们可以是缓冲器成为三态或集电极开路状态，并且可控制缓冲器的输出摆率。这些控制端允许FPGA输出到大多数标准的TTL或CMOS器件。输入缓冲器B2能够被编程为不同的输出阈值电压。典型的阈值电压为TTL或CMOS电平，以便于和TTL或CMOS器件相接口。在每一个引脚上的输入和输出缓冲器的组合以 及它们的可编程性，意味着每一个I/O模块都可以被用于一个输入信号、一个输出信号或者一个双向信号[16]。

5.2.3 互连资源

FPGA的互连电路与CPLD的完全不同，但它却非常类似于一个门阵列ASIC的互连电路。图5-2示出了互连资源的可配置逻辑模块（CLB）结构。每一个CLB都被连接到与它紧挨着的其他CLB上，如图中左上角所示CLB。这些连线有时被称作短线（注意，为简单起见，图中只画出了左上角CLB的连线，实际上，所有四个CLB都有连线分别与最靠近它们的其他CLB相连。这些连线使得那些因过于复杂而无法装入某个单一CLB的逻辑能够被分开装入多个CLB）[16]。

图5-2互连资源

其他的路径资源由经纬连线所组成。这些连线在到达开关矩阵之前经过许多CLB。这些开关矩阵允许信号从一个开关矩阵传递到另一个开关矩

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阵，再传递到下一个开关矩阵，最后连接到CLB。这些CLB可能彼此相互关联，但又互相原理。这种传递新好方法的缺点是每一条通过某个开关矩阵的路径都会导致一个显著的延时。经常的情况是，为了通过芯片传递信号，路径的延时变得比逻辑门的延时还要大。

第三种类型的路径资源是长线，设计者可以用它去连接某些条件苛刻的CLB，即这些CLB在芯片上的物理位置彼此相连“甚远”，而它们之间的连接又不会产生太大的延时。这些长线通常是从一个CLB模块的末端一直通向另一个CLB模块，而中间并不与某个开关矩阵相连。对于条件苛刻的路径逻辑，长线确保不会产生显著的延时。长线还可以在芯片当中被用作总线[16]。

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第6章 蓝牙模块

6.1 蓝牙技术

蓝牙（Bluetooth）是无线数据和语音传输的开发式标准，它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。它的传输距离为10cm-10m，如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它工作于无需许可证的工业、科学与医学频段（ISM），频率范围为2.4G-2.485GHz，采用跳频扩频技术（FHSS），使用权向纠错编码、ARQ，TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625us，基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输，语音编码为CVSD，发射功率分别为1mw,2.5mw和100mw，并使用全球统一的48比特的设备识别码。由于蓝牙采用无线接口来代替有线电缆连接，具有很强的移植性，并且适用于多种场合，加上该技术功耗低、对人体危害小，而且应用简单、容易实现，所以易于推广[17]。

6.1.1 蓝牙优缺点

与其他工作在相同频段的系统相比，减少了射频干扰，这使蓝牙技术比其他系统更稳定。蓝牙协议提供较高的传输速率和多种上层应用标准协议，与其他无线通信技术相比，具有低功耗、廉价等特点。因此，蓝牙被认为是最适合构建小型数据采集网络的无线通信技术之一。

蓝牙跳频技术可以使多个微网在近距离内同时存在。在构造个人区域网络或无线传感器网络时，802.11也是一个候选技术。Johansson等对蓝牙和802.11作了对比，说明它们之间互有优劣：

1. 802.11的链路速度可达到10Mbps，而蓝牙只有1Mbps。但是当节点数增加时，蓝牙能增加网络整体容量

2. 当网络规模增加，蓝牙的能耗效率能保持不变。相反的是，因节点增加导致的冲突增大，是802.11的能耗效率很快降低，会浪费能量

3. 如果系统之间整体平均吞吐率可以比较的话，802.11中的TCP连

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接之间的容量是不公平共享的。这是因为在较大流量情况下的MAC层和TCP流控机制的交互作用所致。而在相同情况下，蓝牙中的TCP连接的容量却能相当公平的公布

4. 蓝牙比802.11能更好的支持具有Qos要求的连接，如语音连接 总之，蓝牙自组网的网络规模可以很大，能很好的抗击节点间的干扰，有更好的能耗效率，节点上的应用在延迟和吞吐率上能达到稳定持久的性能，实现如语音和低速数据等交互服务。在构建数据采集系统时蓝牙具有更好的抗干扰性，具有较好的应用前景[17]。

6.1.2 蓝牙协议体系结构

蓝牙技术规范的目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现互操作。互操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用需要不同的协议栈。但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。

完整的蓝牙协议栈如图6-1所示，不是任何应用都必须使用关不协议，而是可以只使用其中的一列或多列。图6-1显示了所有协议之间的相互关系，但这种关系在某些应用中是有变化的完整的协议栈包括蓝牙专用协议已经非专用协议。设计协议和协议栈的主要原则是尽可能利用现有的各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互操作，充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统。蓝牙技术规范的开发性保证了设备制造商可以自由的选用其专用协议或习惯使用的公共协议，在蓝牙技术规范基础上开发新的应用[16]。

1. 核心协议：BaseBand、LMP、L2CAP、SDP 2. 电缆替代协议：RFCOMM

3. 电话传送控制协议：TCS-Binary、AT命令集

4. 选用协议：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCard、vCal、WAE

除上述协议层外，规范还定义了主机控制器接口（HCI），它为基带控制器、连接管理器、硬件状态和控制寄存器提供命令接口。在图6-1中，HCI位于L2CAP的下层，但HCI也可位于L2CAP上层。

蓝牙核心协议由SIG制定的蓝牙专用协议组成。绝大部分蓝牙设备都

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