一种低功耗的bt40芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低功耗蓝牙芯片，尤其是一种低功耗的BT40芯片，属于蓝牙芯片的技术领域。
【背景技术】
[0002]蓝牙4.0 (BT40)技术和之前版本的蓝牙技术相比，最显著的优点是大幅降低了待机功耗，用一颗纽扣电池即可使用超过一年时间，因此也被称为低功耗蓝牙(BLE:Bluetooth Low Energy)。低功耗蓝牙技术被广泛地用作消费类电子产品无线传输的解决方案，例如智能手机、可穿戴式设备等。但现有的蓝牙芯片仍然难以满足对功耗要求特别严格的应用中。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低功耗的BT40芯片，其结构紧凑，能有效再降低蓝牙4.0的功耗，适应性好，安全可靠。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述低功耗的BT40芯片，包括用于实现基带处理能力以及蓝牙射频能力的蓝牙功能电路以及用于实现链路管理能力的微控制模块，所述微控制模块与蓝牙功能电路连接，且能配置所述蓝牙功能电路的工作状态；
所述蓝牙功能电路内包括能使得蓝牙功能电路处于主状态工作的主状态机以及能使得蓝牙功能电路处于从状态工作的从状态机，且蓝牙功能电路内还包括用于驱动主状态机的32KHz时钟电路以及用于驱动从状态机的12MHz时钟电路，所述微控制模块的时钟端与12MHz时钟电路连接。
[0005]所述微控制模块置于蓝牙功能电路外，主状态机通过低功耗省电控制模块与12MHz时钟电路连接，微控制模块还通过蓝牙功能电路内的通用接口模块与低功耗省电控制模块连接，通用接口模块的时钟端与12MHz时钟电路连接。
[0006]所述12MHz时钟电路还分别与数据分包组包模块、模拟射频模块以及数字调制解调模块相对应的时钟端连接。
[0007]所述蓝牙功能电路的主状态包括待机状态、广播状态、扫描状态、发起状态、主链接状态或从链接状态；微控制模块还能通过低功耗省电控制模块使得蓝牙功能电路处于正常工作模式或省电睡眠模式，在蓝牙功能电路处于省电睡眠模式时，关闭驱动从状态机的12MHz时钟电路，且关闭与12MHz时钟电路连接的数字调制解调模块、模拟射频模块以及数据分包组包模块。
[0008]本发明的优点:蓝牙功能电路内通过32KHz时钟电路驱动主状态机，通过12MHz时钟电路驱动从状态机，微控制器还能配置蓝牙功能电路处于正常工作模式或省电睡眠模式，当蓝牙功能电路处于省电睡眠模式时，关闭12MHz时钟电路，以降低整个芯片的功耗，提高适应范围，安全可靠。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构框图。
[0010]图2为本发明32KHz时钟电路控制主状态机的示意图。
[0011]图3为本发明12MHz时钟电路控制从状态机的示意图。
[0012]附图标记说明:1_蓝牙功能电路、2-微控制模块、3-低功耗省电控制模块、4-通用接口模块、5-主状态机、6-32KHZ时钟电路、7-数字调制解调模块、8-从状态机、9-模拟射频模块、10-数据分包组包模块以及11-12MHZ时钟电路。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示:为了能有效再降低蓝牙4.0的功耗，提高芯片的适应性，本发明包括用于实现基带处理能力以及蓝牙射频能力的蓝牙功能电路I以及用于实现链路管理能力的微控制模块2，所述微控制模块2与蓝牙功能电路I连接，且能配置所述蓝牙功能电路I的工作状态；
所述蓝牙功能电路I内包括能使得蓝牙功能电路I处于主状态工作的主状态机5以及能使得蓝牙功能电路I处于从状态工作的从状态机8，且蓝牙功能电路I内还包括用于驱动主状态机5的32KHz时钟电路6以及用于驱动从状态机8的12MHz时钟电路11，所述微控制模块2的时钟端与12MHz时钟电路11连接。
[0015]具体地，微控制模块2可以采用常用的微处理芯片，练练管理能力以协议栈的形式在微控制模块2内实现，不仅使用灵活而且省电。蓝牙功能电路I能实现基带处理以及蓝牙射频能力，蓝牙功能电路I的具体实现形式为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0016]主状态机5由32KHz时钟电路6驱动，根据微控制模块2的配置能让蓝牙功能电路I工作于待机状态，广播状态，扫描状态，发起状态，主链接状态，从链接状态等主状态，而且主状态机5以及32KHz时钟电路6不能进入省电睡眠模式，必须一直正常工作，除非断电不工作。从状态机8由12MHz时钟电路11驱动，控制当主状态机5处于前述的各个主状态时内部更精细的工作子状态。
[0017]进一步地，所述微控制模块2置于蓝牙功能电路I外，主状态机5通过低功耗省电控制模块3与12MHz时钟电路11连接，微控制模块2还通过蓝牙功能电路I内的通用接口模块4与低功耗省电控制模块3连接，通用接口模块4的时钟端与12MHz时钟电路11连接。
[0018]所述12MHz时钟电路11还分别与数据分包组包模块10、模拟射频模块9以及数字调制解调模块7相对应的时钟端连接。
[0019]本发明实施例中，数字调制解调模块7、主状态机5、模拟射频模块9、数据组包分包模块10、通用接口模块5以及低功耗省电控制模块3由RTL硬件电路实现，且其具体实现结构为本技术领域常用的结构形式，具体为本技术领域人员所熟知。
[0020]所述蓝牙功能电路I的主状态包括待机状态、广播状态、扫描状态、发起状态、主链接状态或从链接状态；微控制模块2还能通过低功耗省电控制模块3使得蓝牙功能电路I处于正常工作模式或省电睡眠模式，在蓝牙功能电路I处于省电睡眠模式时，关闭驱动从状态机8的12MHz时钟电路11，且关闭与12MHz时钟电路11连接的数字调制解调模块7、模拟射频模块9以及数据分包组包模块10。[0021 ] 本发明实施例中，之所以同时使用32KHz时钟电路6和12MHz时钟电路11，是根据蓝牙4.0协议，广播模式和数据链接模式的时间间隔是625微秒的整数倍，而32KHz时钟电路6的周期是31.25微秒，正好是32Khz时钟的周期的20倍，所以用32KHz时钟电路6提供主状态机5的驱动时钟能更好的实现硬件结构和节省硬件资源。蓝牙功能电路I其他部分由12MHz提供驱动时钟是因为蓝牙4.0协议的基带数据符号率为IMb/s，而蓝牙功能电路I在进行数字调制解调时需要的最低时钟频率是12MHz。32KHz时钟电路6驱动主状态机5而且其频率很低所以功耗很小，而12MHz时钟电路11驱动部分功耗比较大，但是由12MHz时钟电路11驱动部分的较长时间内处于省电睡眠状态。当蓝牙功能电路I处于广播状态、扫描状态、发起状态等广播模式时，一般每隔一段比较长的时间只会开一个小的时间窗让蓝牙功能电路I的广播数据包或者发起链接请求或者搜索广播包，而其余的时间让蓝牙功能电路I的绝大部分模块处于省电模式。当蓝牙功能电路I处于主链接状态或者从链接状态等链接模式时，蓝牙功能电路I也是每一个连接事件时间间隔只有一个时间窗用于传送和接收数据包。蓝牙4.0协议的基带数据符号率为IMb/s。
[0022]根据蓝牙4.0协议最长的数据包的长度为376微秒，空包的长度为80微秒。蓝牙