文档介绍：学校代码 10701 学号 1411122802
分类号 TN4 密级公开
西安电子科技大学

硕士学位论文
蓝牙 BLE 基带数据处理 IP 核的设计与验证

作者姓名：王若飞
领域：软件工程
学位类别：工程硕士
学校导师姓名、职称：包军林副教授
企业导师姓名、职称：于涛高工
学院：微电子学院
提交日期：2017 年 6 月
Design and Verification of Baseband Data
Processing IP Core for Bluetooth Low Energy

A thesis submitted to
XIDIAN UNIVERSITY
in partial fulfillment of the requirements
for the degree of Master
in Software Engineering

By
Wang Ruofei
Supervisor: Bao Junlin Title: Associate Professor
Supervisor: Yu Tao Title: Senior Engineer
June 2017
摘要
摘要
低功耗蓝牙（BLE）是一种新型的超低功耗无线传输技术。它可以很方便的实现
计算机与通信设备之间的互连，并且支持点到点、点到多点的语音、数据业务。近年
来，BLE 凭借其低复杂度、低成本、低功耗等特点，开拓了十分广阔的市场应用前
景。因此掌握低功耗蓝牙技术具有非常重要的意义。
在 BLE 数据通信系统中，硬件开发是掌握其核心技术的关键，其中基带 IP 核的
开发又是整个硬件开发的关键。因此本论文以蓝牙和规范为标准，详细分析
了低功耗蓝牙的基带功能，并设计了数字基带系统的架构，其中重点对链路
层的数据处理部分进行设计与验证。
首先，使用 Verilog HDL 硬件描述语言设计了数据处理中的发送子系统，即比特
流处理中的发送过程，包括组帧、CRC、白化和编码四部分。然后使用 Verilog HDL
设计了数据处理中的接收子系统，该接收子系统包括对数据的时间频率同步处理和比
特流处理中的接收部分。其中时间频率同步处理是由采样、相关、符号恢复和同步缓
存四部分组成的，比特流处理的接收部分是由译码、解白化、帧解析、CRC 校验和
相关窗口五部分组成的。仿真结果表明，当基带 IP 核采用 24MHz 的时钟频率时，可
实现 1Mbps 和 2Mbps 的数据在编码或非编码物理层的传输。最后，对时钟模块进行
了设计，包括主从设备的蓝牙时钟、帧间隔及使能信号。仿真结果表明，