走进主板中的蓝牙无线技术

前言

随着CPU频率的急速提升，主板芯片组的更新换代也的4EABV。

在不断的推进。然而主板并不单单是CPU的归宿，它而是各个软件设施的集中地，是整个平台的功能中枢，所以我们发现主板技术的演进也是日新月异。从SoftMenu的流行，到Dual BIOS的诞生，到RAID芯片的集成，再到PC-to-PC和今天的蓝牙，都是主板设计的一些里程碑。

大家可记得，就在845E主板推出的之后，我们发现的除了是支持533MHz外频的Pentium IV主板，我们还开始接触到一个新生的名词——蓝牙主板。何谓蓝牙主板？说到蓝牙主板，大家也许很自然就想到MSI(微星)的MS-845E MAX2，因为它是世界上第一款带有蓝牙技术的主板。不过随着蓝牙技术的不断发展壮大，第二款的蓝牙主板已经面世，那就是磐英

那到底蓝牙主板有哪些可以吸引我们的地方呢？它的发生又为我们增添了哪些呢？让我们从蓝牙的发源开始——

蓝牙就是蓝了的牙？

蓝牙——Bluetooth，是一种全球开放性的、低成本的短距离无线通讯规范。蓝牙这个名字来源于一段颇具传奇特色的历史：公元前10世纪的北欧处于一个诸侯争霸的动荡年代，丹麦国王Harald Bluetooth(蓝牙)挺身而出，经过他的执着拼命，血腥的战斗被阻止，各方都坐到了谈判桌上。通过交谈，诸侯们冰释前嫌，成为了同学。这位英雄的丹麦国王酷爱吃蓝梅，以至于牙齿都被染成了红色。一千年后的昨天，他的名字或者染成蓝色的牙齿，被选作一种沟通各种电子仪器的现代通信规范的代称。

1994年，Errison(爱立信)公司无线通信部门起初了一项对移动电话与其周边器材间低功耗、低成本无线介质开发的可行性研究工程，起主要目的是替代电话与个人电脑、无线手机等设施间的电缆。这项研究就是蓝牙计划的前身。

1998年2月，由爱立信、诺基亚、IBM、东芝、英特尔五大公司成立了Bluetooth SIG(Special Interest Group，即非常兴趣小组)。随后Bluetooth SIG的活动逐渐受到了比如许多全球最知名的计算机、通信或者消费电子产品领域的企业，如3COM、摩托罗拉、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致支持，其中，甚至也有汽车与照相机的制造商和制造厂商。可以想象，蓝牙技术受到广泛应用之时，诸如移动电话、计算机、数字手机、摄像机、打印机、传真机和个人数字助理(PDA)等许多电子设施都可以“随心可欲”地无线互联，而不必拖着一条或长或短的尾巴了。

蓝牙发展状况

据各方面的报导，目前世界上各大芯片厂家均已投入少量人力、物力进行蓝牙芯片的研发与检测，并在第一时间发布自己的阶段性成果。美国半导体公司、SiliconWave等公司已经推出了蓝牙固件芯片和RF芯片。英国初创公司Cambridge Silicon Radio(CSR)也宣布启用单芯片RF及功耗IC，每颗价格仅为5美元。日本冲电气公司(OKI)已在2000年底开始出厂包括由RF芯片LSI和功耗处理器LSI所构成的蓝牙芯片组及中间硬件的工业样品，并在设计蓝牙接口时所必需的软件一并出售给设施工厂。TDK已经开始经销蓝牙天线的工业样品。朗讯公司宣布了它的第一个蓝牙集成芯片W7020，该产品由一个单芯片无线发送子系统、一个基带控制器和蓝牙协议插件组成，样品和研发工具也于2001年3月面世。

蓝牙先锋——T39

而蓝牙的发起者爱立信公司已经推出了蓝牙无线模块、基带模块(带射频单元)、开发板和简化开发板。时至今日，蓝牙技术尚未越来越接近他们的生活，Errison的T39蓝牙手机作为了第一款面市的蓝牙手机终于是上一年的事情，还有明天我们发现了第二款蓝牙主板的问世。

磐英蓝牙主板套件

蓝牙技术通览

1.射频技术

蓝牙的工作频段是2.4GHz，这一频段一般称为工业、科学及医药设施(ISM,Industrial Scientific Medical)频段。在国际上，该频段是免费的，所以蓝牙会与长期设备占用同一带宽，这些设施比如婴儿监视器、微波炉或者车库门控制器，因而可能会导致相互干扰。

各种无线传输技术规格

工作频段

最高带宽

有效距离(室内)

IrDA(红外线)

1Mbps-4Mbps

Bluetooth(蓝牙)

1Mbps(1.1)

10Mbps(2.0)

≤10m(1.1)

≤100m(2.0)

IEEE 802.11b

2.40GHz-2.4835GHz

IEEE 802.11g

IEEE 802.11a

5.15GHz-5.35GHz

5.725GHz-5.825GHz

因为蓝牙并不是唯一的无线通信标准，我们还需要注意和其鼎立的此外两个标准——IEEE 802.11无线局域网标准和共享无线访问协议(Shared Wireless Access Protorcol,SWAP)。撇开我们接触较少的SWAP，我们来看看IEEE 802.11无线局域网标准。IEEE 802.11特别设计于将笔记本电脑连接到桌面PC以及局域网。该标准使用高频率的发射机，且每秒仅跳跃2.5次(蓝牙为1600次)。蓝牙面向的标准也有笔记本电脑。由于其具备手动的配置素质，蓝牙还提供一种设备用于连接PDA以及移动电话。由于802.11也是工作于同样免费的ISM频段，因而发生了前面我们所说的干扰问题，而且在相互干扰的之后，蓝牙设施得到的干扰更为严重(因为蓝牙使用的功率较低)。

另一方面，由于蓝牙技术和IEEE 802.11无线局域网协议都是采用无线模式通讯，不少人觉得这两个能够相互干扰的技术存在着竞争的关系。其实这是对他们适用范围的误解。蓝牙是一项为短距离的个人区域网络(Personal Area Network,PAN)应用而设计的标准。在一个PAN当中，考虑到一般所存储的数据量都非常小，数据传输率的大小从而更加不是十分重要。蓝牙技术是为用户提供轻巧、简单的联网，使用户有机会谋求不再需要任何线路就可以完成的“轻量级”数据存储。对于掌上电脑和移动电话而言，蓝牙更是它们需要选择的无线通讯手段了，因为相对于802.11而言蓝牙功能的主板，蓝牙设备的性能要小好多，这个针对通过电池驱动的掌上设备和移动电话是至关重要的。

2.组网技术

蓝牙平台支持两种类别的联接：点对点和点对多点连接，分别为同步有联结链路(SCO)和异步无连接链路(ACL)。在点到多点连接中蓝牙功能的主板，信道为多个蓝牙单元共享。

在蓝牙的任意一个有效通讯范围内，所有设施的地位都是平等的。首先强调通信要求的设备称为主设备(Master)，被动进行通信的设备称为从设备(Slave)。2个或者多个共享同样信道的蓝牙单元构成Piconet。在一个Piconet中只有一个单元为Master，其他均为Slave。在一个Piconet中同时最多只有7个Slave处于Active(活动)状态。就是说一个简单的蓝牙网络中，只能禁止8个蓝牙设施同时进行工作。另外进入Paked状态的单元在信道中不活动，但与Master保持同步。无论进入Active状态而是Paked状态的单元对信道的访问都由Master控制。

复杂一点，多个覆盖区重叠的Piconet构成一个scatternet。Slave可基于一种技术(这种科技我们将在下一段为你介绍，我们称为时分复用技术)加入到不同的Piconet中。这时，一个Piconet中的Master可能变成了另一个Piconet中的Slave。各个Piconet是不能在时间或频率上同步的。每个Piconet有自己的跳频序列。

左图：为连接主板USB插针的插槽

右图：为连接天线的接口

可以90°折起和360°旋转的天线

当主板、发射器和天线连接好以后，我们的主机就变成了蓝牙网络中的主设备(Master)。

至于从设备(Slave)的使用，我们将借助以下这个类似闪存盘的软件了。只要我们将它插入台式机或者笔记本电脑上，这台机器就立刻变成蓝牙网络中的Slave设备，可以和主设备自由通信了。

这个东西称为Bluetooth USB Donga

底部标明了工作的频段

3.时分复用多路访问技术

蓝牙的时延划分为单播(TimeSlot)，采用数据包的方式按权值传送，每个载波长度为625微妙。每个蓝牙设备在自己的轮询中发送数据，在一定程度上可以有效地防止无线通信中的“碰撞”和“隐藏终端”的弊端。通过这种的时分复用技术推动链全双工传输。

4.跳频技术

蓝牙的信道是借助在79或者23个频点间伪随机跳频来实现的。额定跳频速率是1600跳/秒。跳频顺序与每位Piconet一一对应，根据Master的蓝牙设备地址确认，跳频相位由Master的蓝牙时钟决定。信道分成时隙，每个频段对应于一个频点。在一个Piconet中的所有蓝牙单元都保持时间和跳频的同步。

当然，蓝牙通信不仅以上的科技外，还有不少更深一层的科技，不过在我们日常的应用中，了解以下的技术尚未十分足够了，所以我们也不再进一步分析。

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