Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Розрахунок витрат на розробку модифікованого алгоритму 77

Розрахунок витрат на розробку модифікованого алгоритму 77




Сторінка5/17
Дата конвертації16.03.2017
Розмір0.82 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

1.3 Принципи побудови і функціонування

Bluetooth – це технологія передачі даних по радіо на коротку дистанцію, що дозволяє здійснювати зв'язок безпровідних телефонів, комп'ютерів і різної периферії за відсутності прямої видимості.

Розробку Bluetooth зачала компанія ERICSSON ще в 1994 році. Первинною метою було отримання нового радіоінтерфейсу з низьким рівнем енергоспоживання і невисокою вартістю, який дозволив би встановлювати зв'язок між стільниковими телефонами і безпровідними гарнітурами. Крім того, згідно концепції ERICSSON, новий інтерфейс призначався для передачі даних і мовних повідомлень, причому з будь-якої точки миру.

Ві́дстань або ві́ддаль між двома точками простору - довжина уявного відрізка прямої, що сполучає ці точки.

Конце́пція (лат. conceptio - розуміння) - система поглядів, те або інше розуміння явищ і процесів; єдиний, визначальний задум.

Для забезпечення ширшої підтримки молодої технології в таких секторах ринку, як настільні системи, кишенькові комп'ютери і мобільні телефони, ERICSSON в лютому 1998 року організувала консорціум по розробці і просуванню нової технології під назвою Bluetooth SIG (Special Interest Group).

Консóрціуми - тимчасові статутні об'єднання промислового і банківського капіталу для досягнення спільної мети (спільне розміщення позики або здійснення єдиного промислового проекту).

Нині в нього входить більше 2000 різних фірм, у тому числі такі великі, як 3СOM, NOKIA, INTEL, NATIONAL SEMICONDACTOR і так далі.

Організа́ція (від грец. ὄργανον - інструмент) - цільове об'єднання ресурсів для досягнення певної мети.

У Bluetooth-технології сфокусовані кращі на сьогоднішній день досягнення сучасної мікроелектроніки як в області апаратури (Hardware), так і в програмному забезпеченні (Software). Bluetooth-системи відносяться до класу взаємодіючих відкритих систем. Bluetooth-пристрої фізично є мікросхемами, що забезпечують зв'язок в діапазоні 2,4 Ггц. Цей діапазон в більшій частці європейських країн і США відноситься до смуги для приладів промислового, наукового і медичного застосування – ISM (Industrial, Ssientific, Medical).

Діапазо́н (від грец. δϊα πασον (χορδων) - через усі (струни).

Мікросхе́ма, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) - електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Фі́зика (від грец. φυσικός природний, φύσις природа) - природнича наука, яка досліджує загальні властивості матерії та явищ у ній, а також виявляє загальні закони, які керують цими явищами; це наука про закономірності Природи в широкому сенсі цього слова.

Мікроелектро́ніка - галузь сучасної промисловості, виробництво кремнієвих кристалів інтегральних мікросхем. Мікроелектроніка - це непорушний фундамент не тільки всієї сучасної індустрії інформаційних і комп'ютерних технологій, але і дуже багатьох суміжних галузей - побутової електроніки, індустрії розваг (включаючи музику і відео), медицини, військової і автомобільної промисловості тощо.

Євро́па (іноді Евро́па) - частина світу в Північній півкулі.

Його експлуатація не вимагає ліцензування. Вживана частота означає, що майдан кристалів в Bluetooth-пристроях не перевищує квадратного сантиметра, а споживана потужність вельми мала (1 - 2,5 мВт).

Ліце́нзія (лат. licentia - дозвіл) - у загальному значенні - це документ, що демонструє певний дозвіл. Документ державного зразка, що засвідчує право ліцензіата на провадження зазначеного в ньому виду господарської діяльності протягом визначеного строку за умови виконання ліцензійних умов.

Криста́л (англ. crystal, нім. Kristall m) - тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристала (атомів, молекул, йонів), що зумовлює виникнення т.зв.

Сантиметр (см, cm; заст. стм.) - одиниця довжини в системі СІ.

Квадра́т - чотирикутник, у якого всі сторони рівні і всі кути прямі. Для задання квадрата необхідно і достатньо задати дві точки на координатній площині, які відповідатимуть будь-яким двом кутам та врахувати їх суміжність.

Пристрої забезпечують зв'язок на відстані до 10 метрів. При збільшенні потужності до 100 мВт Bluetooth-пристрої стануть більш "далекобійними" (до 100 м).

Технологія Bluetooth повністю відкрита. Будь-яка компанія, що підписала ліцензійну угоду, може увійти до складу Bluetooth SIG і зачати створювати продукти на її основі. Для виключення появи несумісних пристроїв розроблені докладні специфікації, що включають детальний опис методів використання нового стандарту і характеристики протоколів передачі даних.

На прикладі Bluetooth-зв’язку за типом "крапка - крапка" показана інформаційна взаємодія двох хостів. Кожен Bluetooth-модуль містить формуючу і приймально-передавальну апаратуру, а також вбудоване або "зашите" програмне забезпечення (Firmware). До останнього відноситься інтерфейс хост-контроллера (HCI), менеджер зв'язку (Link Manager), а також контроллер частоти (Baseband).

Керівни́к, також мéнеджер - найманий робітник, зайнятий професійною організаторською діяльністю в органах керування підприємства, фірми, установи, наділений суб'єктом власності визначеними повноваженнями.

Зв’язок модуля, що несе, з хостом на фізичному і канальному рівнях здійснюється з допомогою шин USB, UART, РС Card і відповідного вбудованого ПО. До фізичного рівня відноситься також радіолінія між модулями.

Модуль підтримує прийом - передачу даних і мовних сигналів. Зв'язок між модулем і хост-контроллером проводиться за допомогою високошвидкісного USB-інтерфейса або UART/PCM-інтерфейса. Коли використовується USB-інтерфейс, модуль є USB-ведомим приладом і тому не вимагає ресурсів персонального комп'ютера.

Інтерфейс хост-контроллера (ІХК) в модулі є командним інтерфейсом. Хост через ІХК направляє команди, а у відповідь приймає від модуля повідомлення про їх виконання. Менеджер зв'язку встановлює необхідну конфігурацію ІХК.

Технологія Вluetooth передбачає два види зв'язку: синхронну – SCO (Synchronous Connection Oriented) і асинхронну – ACL (Аsynchronous Connectionless). Перший вигляд, SCO, розрахований на встановлення симетричного з'єднання "крапка - крапка" і служить переважно для передачі мовних повідомлень.

Симетрíя (від грец. συμμετρεῖν - міряти разом) - властивість об'єкта відтворювати себе при певних змінах, перетвореннях чи трансформаціях, які називаються операціями симетрії. Розрізняють симетрію тіл, симетрію властивостей і симетрію відношень.

Швидкість передачі інформації SCO дорівнює 64 Кит/с. Другий, ACL, призначений для пакетної передачі даних. Він підтримує симетричні і асиметричні з'єднання типа "крапка - багато крапок". Швидкість передачі пакетної інформації при ACL складає порядка 721 Кбіт/с. Пакети даних мають фіксований формат. На початку блоку знаходиться 72-бит код доступу. Він може застосовуватися, зокрема, для синхронізації пристроїв. За ним слідує 54-бит заголовок пакету, що містить контрольну суму пакету і інформацію про його параметри (наприклад, про повторну передачу блоку даних). Замикає пакет область, що безпосередньо містить інформацію, що пересилається. Розмір цієї області варіюється від 0 до 2745 битий.

Основоположним принципом побудови систем Bluetooth є використання методу розширення спектру при стрибкоподібній зміні частоти (FHSS – Frequency Hop Spread Spectrum). Весь виділений для Bluetooth-радіозв'язку частотний діапазон 2,402.2,480 Ггц розбитий на N частотних каналів (рисунок 1.1а). Смуга кожного каналу 1 Мгц, рознесення каналів – 140.175 кГц. Для кодування пакетної інформації використовується частотна маніпуляція (рисунок 1.1б).

Маніпуляція (фр. manipulation) - складний прийом, операція, витівка.



Рисунок 1.1 – Частотний діапазон Bluetooth (а) і спосіб кодування пакетної інформації(б)


Для США і Европи N = 79. Виняток становлять Іспанія і Франція, де для Bluetooth застосовується 23 частотних каналу. Зміна каналів проводиться по псевдовипадковому закону з частотою 1600 Гц. Постійне чергування частот дозволяє радіоінтерфейсу Bluetooth транслювати інформацію по всьому діапазону ISM і уникнути дії перешкод з боку пристроїв, що працюють в цьому ж діапазоні. Якщо даний канал зашумлений, то система перейде на іншій, і так відбуватиметься до тих пір, поки не виявиться канал, вільний від перешкод. На мал.3 показана частотно-тимчасова плоскість, що ілюструє одночасну роботу трьох Bluetooth-модулів. Модулі працюють тактами (слотами), тривалістю 625 мкс (рисунок 1.2). Кожному модулю в межах кожного такту призначається відповідний частотний канал і режим передачі або прийому.

Рисунок 1.2 – Частотно-тимчасова діаграма роботи модулів Bluetooth

Коли пара будь-яких Bluetooth-пристроїв з'єднується, то вони утворюють пікомережу. Апарат, що ініціює зв'язок, є таким, що веде (host, master), а останні – веденими (slaves). Зазвичай ведучим є той модуль, який розміщений в найбільш потужному пристрої, такому, як персональний комп'ютер або плата CPU МІНІ-ЕОМ. Число модулів в пікомережі не обмежується, але у будь-який момент часу активні мають бути не більше восьми.

Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.

Не існує різниці як в апаратній, так і в програмній частці між ведучими і веденими пристроями. Будь-яке з них може бути і тим і іншим. Те, що веде формує пікомережа (у кожній мережі воно тільки одне) і повністю контролює трафік. Ведені можуть посилати повідомлення тільки в інтервалі "ведені - ведучому" після того, як до них звернувся в попередній слот "ведучий - веденим". Якщо в цьому інтервалі у ведучого немає ніякої інформації для відправки веденим, то він передає пакет тільки з кодом доступу і заголовком. Якщо в мережі опиняється більше 8 пристроїв, то буде сформована друга пікомережа і так далі. Передбачена координація трафіку і між мережами.

Безліч пікомереж, здатних взаємодіяти одна з одною, формують розподілену мережу (Scatternet) (рисунок 1.3).

Інтерне́т (від англ. Internet), міжмере́жжя - всесвітня система взаємосполучених комп'ютерних мереж, що базуються на комплекті Інтернет-протоколів. Інтернет також називають мережею мереж. Інтернет складається з мільйонів локальних і глобальних приватних, публічних, академічних, ділових і урядових мереж, пов'язаних між собою з використанням різноманітних дротових, оптичних і бездротових технологій.


пикосети и распределённая сеть bluetooth.

Рисунок 1.3 – Пікомережі і розподілена мережа BLUETOOTH

Не дивлячись на FHSS, пристрої Bluetooth не завжди можуть виключити проблеми, пов'язані з дією перешкод в діапазоні 2,4 Ггц. Тому окрім FHSS використовується спеціальне кодування сигналів. По-перше, кодування трафіку помітно підвищує рівень захищеності зв'язку. По-друге, кодування дозволяє за допомогою спеціальних алгоритмів виявляти і коректувати помилки передачі даних. Крім того, щоб бути упевненим в тому, що пристрої вступають в зв'язок тільки з авторизованими на те пристроями, передбачена також вбудована процедура аутентифікації. Цим присікається несанкціонований доступ до даних.

Модуль ROK 101 007 виробництв ERICSSON Microelectronics є базовим для здійснення Bluetooth-звязку. Він відповідає вимогам специфікації Bluetooth v.1.0b. Розміри модуля 32,8х16,8х2,75 мм. Він може бути вбудований в будь-який електронний пристрій.

Модуль містить контроллер частоти (baseband controller), що несе, флеш-пам’ять, радіомодуль PBA 313 01/2, а також регулятор напруги і кварцевий генератор на 13 Мгц.

Автентифікáція (з грец. αυθεντικός ; реальний або істинний) - процедура встановлення належності користувачеві інформації в системі пред'явленого ним ідентифікатора. .

Генератор (рос. генератор, англ. generator, нім. Generator m) - пристрій, апарат чи машина, що виробляє якийсь продукт (газ, лід тощо), електричну енергію (генератор електромашинний, радіосигналів тощо), створюють електричні, електромагнітні, світлові або звукові сигнали - коливання, імпульси (наприклад, ламповий, магнетронний, квантовий, ультразвуковий генератор).

Для повноцінного функціонування радіомодуль має бути приєднаний до baseband або до приладу, який може його емулювати. Baseband побудований на основі процесора ARM7. Його важливими функціями є читання і запис інформації у внутрішні регістри радіоконтроллера ASIC. Ці регістри використовуються для установки частоти, налаштування і управління.

PBA 313 01/2 є крайовим каскадом системи Bluetooth-звязку. У нім використані кульові роз'єми BGA, а всі дискретні елементи змонтовані на одній стороні плати, яка побудована на основі технології LTCC – низькотемпературної спільно обпалюваної кераміки. Плата складається з 6 шарів цієї кераміки і 7 металевих шарів. Спеціалізована мікросхема Radio ASIC – радіоконтроллер за допомогою роз'ємів BGA підключена до підкладки радіомодуля, а мікросмужний резонатор VCO для забезпечення необхідних характеристик оброблений за допомогою лазера.

Резона́тор - пристрій, який має резонансні властивості, тобто відклик якого на коливання певних частот сильніший, ніж на коливання з іншими частотами.

Спільний вид радіомодуля і спосіб кріплення чіпа радіоконтроллера на його платі показаний на рисунку 2.4.



общий вид радиомодуля pba 313 01/2 (а) и способ крепления радиомодуля и asic к общей плате rok 101 007/2 (б).

Рисунок 2.4 – Спільний вид радіомодуля PBA 313 01/2 (а) і спосіб кріплення радіомодуля і ASIC до спільної плати ROK 101 007/2 (б)
Зв'язок між baseband і радіоконтроллером здійснюється через послідовний інтерфейс. Для PBA 313 01/2 потрібні зовнішня антена і кварц на 13 Мгц або вхідний тактовий сигнал. Проблема живлення вирішується так: одне джерело 2,8 В живить VCO (генератор керований напругою), а друге джерело 2,2 В – решта всіх ланцюгів. Обидва формуються з вхідної напруги 3,3 В. Джерела мають бути розв'язані по низькій частоті.

Передавач має три класи потужності: 1-й клас – 100 мВт (20 дБ), 2-й клас – 2,5 мВт (4 дБ), 3-ий клас – 1 мВт (0 дБ). Чутливість приймача не гірша – 70 дБ.

Для розробки пристроїв на основі модуля ROK 101 007 необхідно використовувати налагоджувальний (EBDK) і стартовий (EBSK) набори, що діють за принципом plug&play.

У Росії до технології Bluetooth виявляється величезний інтерес. Найбільш перспективними є ті області промисловості і народного господарства, де потрібний збір і обробка великої кількості одночасно вимірюваних параметрів, наприклад, нафтопромисли, металургійні заводи, житлово-комунальне господарство і так далі.

Металу́ргія (англ. Metallurgy) - наука, техніка і галузь промисловості, які пов'язані з одержанням металів з руд або металовмісних речовин з наданням їм необхідних властивостей. У прикладному плані - сукупність зв'язаних між собою галузей і стадій виробничого процесу від видобутку сировини до випуску готової продукції - чорних і кольорових металів та їх сплавів (стопів).

Житлово-комунальне господарство - галузь, а вірніше, сукупність галузей, що забезпечують життя і роботу населення країни в нормальних умовах, а також постачання підприємств галузей народного господарства необхідними ресурсами води, газу, тепла й електроенергії.

Металургі́йний заво́д - підприємство чорної металургії, що випускає чавун, сталь, прокат і інколи ще й вироби з прокату. Металургійний завод може бути з повним металургійним циклом (виробляє три основні види продукції: чавун, сталь, прокат) і з неповним циклом (виробляє один або два види цієї продукції).

Народнé господáрство - економічний термін, який використовується для позначення сукупності галузей і сфер виробництва, споживання та обміну.

Додаткову інформацію можна отримати в Технічно-консультаційному центрі "Ерікссон".

Офіційним дистриб'ютором продукції ERICSSON Microelectronics в Росії є фірма "Петроінтрейд".


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17



  • Рисунок 2.4 – Спільний вид радіомодуля PBA 313 01/2 (а) і спосіб кріплення радіомодуля і ASIC до спільної плати ROK 101 007/2 (б)