文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
低成本跨平台蓝牙高级音频分发框架设计
姓名:朱魁
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:戚正伟;邓畅
20091201
低成本跨平台蓝牙高级音频分发框架设计
低成本跨平台蓝牙高级音频分发框架设计

摘摘摘要要要
高级音频分发框架( Advanced Audio Distribution Profile,简称 A2DP)定义了在蓝
牙设备间进行点到点的实时高品质音频传输的相关协议和规范。最高可提供 300~400
kbps 的单向有效载荷, CD 音频(码率: 1411kbps)经该框架有损传输后,可与经 MP3/AAC
编码器有损压缩后音质相当。现广泛应用于手机、无线立体声耳机和车载娱乐系统等设
备中。
目前,市面上支持 A2DP 应用的设备中,大部分都是通过集成蓝牙模组来实现功能。
这些模组实现了独立的蓝牙子系统,通常包含了微控制器( Micro Controller Unit,简称
MCU)、数字信号处理器( Digital Signal Processor,简称 DSP)、内存、闪存和通信接
口等来支持蓝牙协议栈和应用层软件的运行。而很多嵌入式设备,如掌上电脑、智能手
机和车载导航设备等,其处理器的运算能力大大强于模组的 MCU,完全有能力代替模
组来运行大部分蓝牙协议栈和应用层组件。因此,本课题通过对蓝牙协议栈和现有模组
方案的分析,提出了基于高性能嵌入式处理器和蓝牙控制器芯片共同运行蓝牙协议栈和
A2DP 组件的优化方案。
该方案通过主控制器接口( Host Controller Interface,简称 HCI)实现。该接口是蓝
牙核心协议的一部分,把蓝牙协议栈划分成主机和控制器两部分,并为主机访问控制器
端定义了统一的软硬件接口。该接口的定义对于在具体硬件基础上自主灵活地构建蓝牙
协议栈和应用起着决定性作用。这样,蓝牙设备只需集成蓝牙控制器芯片,由高性能处
理器运行主机端协议栈和 A2DP 组件,即可实现功能。从而,大大提高了蓝牙设备的处
理器利用率和降低了硬件成本。
与模组方案相比,新方案最大的问题是如何保证该设计的跨平台性和可移植性。新
设计的具体实现,如主机端协议栈、 A2DP 组件和子带音频编码器( Sub-band Codec,
简称 SBC)等都将运行在目标设备中,与目标设备的软硬件环境密切相关。本课题通过
操作系统、 HCI 和音频硬件操作抽象层的设计解决了这个难题。核心设计和具体嵌入式
软硬件环境被这些抽象层隔离开。只需根据目标设备的软硬件环境修改这些抽象层,即
可把 A2DP 方案移植到各种嵌入式平台上。新设计的初始版本在 PC 环境中开发,并在
瑞萨 SH77710 多媒体处理器、 QNX 操作系统和英飞凌蓝牙 HCI 控制器所构成的嵌入式
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低成本跨平台蓝牙高级音频分发框架设计
平台上得到了验证,实现了完整的 A2DP 功能。
最后,新的 A2DP 方案主机端采用了模块化的设计方法,具有良好的扩展性。可通
过应用层协议模块的替换扩展到其他各种蓝牙应用框架。

关键词关键词关键词蓝牙,高级音频分发框架,主控制器接口,子带音频编码
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低成本跨平台蓝牙高级音频分发框架设计
A Low Cost and Cross Platform Design of Bluetooth Advanced
Audio Distribution Profile

ABSTRACT
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) defines the protocols and procedures for
sending high-quality audio data to peer Bluetooth devices. The audio payload can be up to
300~400kbps. It’s a loss transmission. The quality of transmitted audio which is from a CD
source (bit rate: 1411kpbs) is similar as the quality that is encoded and decoded by a
MP3/ACC codec.
A2DP technology is widely used in mobile phone, wireless headphone and car
infotainment devices. Most