一种可监听蓝牙广播的无线接收芯片及其应用电路的制作方法

1.本发明涉及无线芯片技术领域，特别涉及一种可监听蓝牙广播的无线接收芯片及其应用电路。


背景技术：

2.ble(低功耗蓝牙)通信中，采用的是gfsk调制方式，工作在2.4ghz ism频段，频率范围2.400～2.4835ghz，这个频率范围被划分为40个信道(f＝2402 k*2mhz,k＝0,1,
…
,39),信道间隔2mhz,其中广播信道有3个(2402mhz,2426mhz,2480mhz)，数据通道37个，自适应跳频。
3.ble(低功耗蓝牙)设备广播分两大类，一类是传统广播数据，一类是扩展广播(ble5.0之后支持)。ble设备发送传统广播时，ble设备会在三个主广播信道(第37、38、39信道)依次发送广播数据；按ble协议，发送扩展广播的方式则如下：
4.先在几个主广播信道依次发送广播数据，广播数据类型标记为adv_ext_ind，其中携带第二广播信道的相关信息(信道编号、接收时限aux offset等)；
5.接收设备收到adv_ext_ind类型的广播数据包后，根据其中携带的信息【含信道编号、phy(物理层)信息】，在第二广播信道(0～36信道中的一个)监听aux_adv_ind类型的扩展广播包，如果在符合要求的时限内开始有符合要求的广播包在传输，该广播包就是扩展广播包。
6.一个传统广播包，包括6字节的广播设备地址信息在内，可以有6～37个数据；一个扩展广播包可广播的数据，最多可以达到254个字节。
7.由于ble工作的频率范围是无许可频段，除蓝牙设备外，还有wifi、zigbee等设备也会工作在这个范围，无线通信中在空间中是有较高冲突的概率。现有的ble芯片，同一时刻只能工作于一个信道，在接收主广播信息时，芯片工作于37、38、39三个信道其中的一个，在广播信息被发送时，若刚好该信道被干扰，则这次的广播数据就无法成功接收，必须等下一轮广播过来时再去尝试接收，即使接收设备切换接收信道，每一轮广播过来时，都有一定概率被干扰导致接收失败。
8.虽然每轮广播在3个主广播信道都有发送，但只要接收端当时所在的那个信道被干扰，就无法接收到该次的广播数据。这导致接收端要成功接收到完整广播报文费时会比较长。


技术实现要素：

9.鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种可监听蓝牙广播的无线接收芯片及其应用电路，可提高蓝牙广播包的响应效率。
10.为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：
11.一种可监听蓝牙广播的无线接收芯片，其包括：
12.至少四个接收解调模块，其中三个为广播信道接收解调模块，分别工作于蓝牙的3
个广播信道，实时监听相应广播信道的蓝牙广播包；剩余的接收解调模块为扩展广播包接收解调模块，接收扩展广播包；
13.与接收解调模块数量相同的解码器；
14.数据包过滤与缓存模块；
15.无线接收管理模块；
16.通信接口控制模块；
17.时钟模块；
18.所述时钟模块连接接收解调模块、解码器、数据包过滤与缓存模块、无线接收管理模块和通信接口控制模块，各接收解调模块分别通过一解码器连接数据包过滤与缓存模块，所述数据包过滤与缓存模块连接通信接口控制模块，无线接收管理模块连接接收解调模块、解码器、数据包过滤与缓存模块和通信接口控制模块
19.作为本发明的改进，所述的无线接收芯片，还包括第一低噪声放大器，所述第一低噪声放大器的输入端连接无线接收芯片的天线管脚，低噪声放大器的输出端连接各接收解调模块。
20.作为本发明的改进，所述接收解调模块包括：第一时钟生成单元、第一正交混频器、第一带通滤波器、第一vga放大器、第一模数转换器和第一数字下变频与解调单元，所述第一时钟生成单元连接第一正交混频器和第一数字下变频与解调单元，第一正交混频器将放大后的接收信号混频处理生两路正交的低中频信号，分别经一第一带通滤波器滤波、第一vga放大器放大、第一模数转换器进行模数转换后，发送给第一数字下变频与解调单元，由第一数字下变频与解调单元处理生成基带信号。
21.作为本发明的改进，所述接收解调模块包括：第二时钟生成单元、第二低噪声放大器、第二正交混频器、第二带通滤波器、第二vga放大器、第二模数转换器和第二数字下变频与解调单元，天线接收的信号经第二低噪声放大器放大，并由第二正交混频器混频处理生两路正交的低中频信号，分别经一第二带通滤波器滤波、第二vga放大器放大、第二模数转换器进行模数转换后，发送给第二数字下变频与解调单元处理生成基带信号。
22.作为本发明的改进，与广播信道接收解调模块连接的解码器包括：第一时钟管理单元和依次连接的第一包头检测单元、第一地址过滤单元、第一pdu数据反白化单元、第一pdu数据crc校验单元、第一pdu数据缓存管理单元、第一pdu数据发送单元。
23.作为本发明的改进，与扩展广播包接收解调模块连接的解码器包括：第一配置管理单元、第二时钟管理单元和依次连接的第二包头检测单元、第二地址过滤单元、第二pdu数据反白化单元、第二pdu数据crc校验单元、第二pdu数据缓存管理单元、第二pdu数据发送单元。
24.作为本发明进一步的改进，所述数据包过滤与缓存模块包括重复数据包预过滤单元、与接收解调模块数量相同的第一数据包过滤单元、与扩展广播包接收解调模块数量相同的第二数据包过滤单元、第二配置管理单元和数据包管理单元；所述重复数据包预过滤单元连接各广播信道接收解调模块，将三个广播信道接收解调模块接入的数据包去重处理后发送给第一数据包过滤单元，经第一数据包过滤单元过滤后发送给数据包管理单元缓存；第二数据包过滤单元接收扩展广播包接收解调模块输出的数据包并过滤后发送给数据包管理单元缓存。
25.作为本发明更进一步的改进，所述无线接收管理模块包括：配置寄存器管理单元、配置寄存器和配置值更新管理单元，所述配置寄存器管理单元连接配置值更新管理单元，所述配置寄存器与配置寄存器管理单元和配置值更新管理单元连接。
26.作为本发明再进一步的改进，所述通信接口控制模块包括通信接口选择管理单元、协议解析单元、内部总线、数据包管理模块通信接口和无线管理模块通信接口，所述通信接口选择管理单元连接协议解析单元，所述协议解析单元通过内部总线连接数据包管理模块通信接口和无线管理模块通信接口。
27.本发明还提供无线接收芯片的应用电路，包括电感、晶振、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、天线和如权利要求1-9任意一项所述的无线接收芯片，无线接收芯片的vdd脚连接3.3v供电端、也通过第一电容接地，无线接收芯片的x1脚连接晶振的一端、也通过第三电容接地，无线接收芯片的x2脚连接晶振的另一端、也通过第二电容接地，无线接收芯片的ant脚依次通过电感、第四电容连接第六电容的一端和第五电容的一端，所述第六电容的另一端连接天线、也通过第七电容接地。
28.相较于现有技术，本发明提供的可监听蓝牙广播的无线接收芯片及其应用电路，通过4个独立的接收解调模块，工作于4个接收信道，各接收解调模块可互不影响独立工作，大大提高广播包的接收效率和速度，也增加了抗干扰能力。
附图说明
29.图1为本发明提供的可监听蓝牙广播的无线接收芯片的封装结构示意图。
30.图2为本发明第一较佳实施例提供的可监听蓝牙广播的无线接收芯片的结构框图。
31.图3为本发明第一较佳实施例中无线接收芯片的接收解调模块的结构框图。
32.图4为本发明第二较佳实施例提供的可监听蓝牙广播的无线接收芯片的结构框图。
33.图5为本发明第二较佳实施例中无线接收芯片的接收解调模块的结构框图。
34.图6为本发明提供的无线接收芯片的锁相环倍频单元的结构框图。
35.图7为本发明提供的无线接收芯片的第一解码器的结构框图。
36.图8为本发明提供的无线接收芯片的第二解码器的结构框图。
37.图9为本发明提供的无线接收芯片的数据包过滤与缓存模块的结构框图。
38.图10为本发明提供的无线接收芯片的无线接收管理模块的结构框图。
39.图11为本发明提供的无线接收芯片的通信接口控制模块的结构框图。
40.图12为本发明提供的无线接收芯片的应用电路的示意图。
41.图13为本发明提供的无线接收芯片的应用电路用于遥控风扇上电路原理图。
42.附图标注说明：
43.接收解调模块11、12，广播信道接收解调模块11，第一时钟生成单元111，第一正交混频器112，第一带通滤波器113，第一vga放大器114，第一模数转换器115，第一数字下变频与解调单元116，扩展广播包接收解调模块12，第二时钟生成单元121，第二低噪声放大器122，第二正交混频器123，第二带通滤波器124，第二vga放大器125，第二模数转换器126，第二数字下变频与解调单元127，解码器20，第一时钟管理单元211，第一包头检测单元212，第
一地址过滤单元213，第一pdu数据反白化单元214，第一pdu数据crc校验单元215，第一pdu数据缓存管理单元216，第一pdu数据发送单元217，第一配置管理单元221，第二时钟管理单元222，第二包头检测单元223，第二地址过滤单元224，第二pdu数据反白化单元225，第二pdu数据crc校验单元226，第二pdu数据缓存管理单元227，第二pdu数据发送单元228，鉴相器1011，低通滤波器1012，压控振荡器1013，分频器1014，数据包过滤与缓存模块30，重复数据包预过滤单元311，第一数据包过滤单元312，第二数据包过滤单元313，第二配置管理单元314，数据包管理单元315，无线接收管理模块40，配置寄存器管理单元411，配置寄存器412，配置值更新管理单元413，通信接口控制模块50，通信接口选择管理单元511，协议解析单元512，数据包管理模块通信接口513，无线接收管理模块通信接口514，时钟模块60，基准时钟模块70，电源管理模块80，第一低噪声放大器90，电感l1，晶振y1，第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6，第七电容c7，天线rf1，无线接收芯片u1，主控芯片u2，按键模块11，指示灯模块2，电机驱动模块3
具体实施方式
44.本发明提供的可监听蓝牙广播的无线接收芯片可接收频率范围从2.400～2.4835ghz的gfsk(高斯频移键控调制)信号，通过至少4路独立的接收信道接收广播包，提高广播包的响应速度。
45.请参阅图1，本发明的无线接收芯片为一款16脚封装的无线芯片，其管脚控制如表1所示：
[0046][0047][0048]
表1
[0049]
为了更有效率的响应ble广播包，本发明的无线接收芯片在无线接收部分设置至少4个独立的接收解调模块，各接收解调模块可互不影响独立工作。
[0050]
其中，接收解调模块中的3个分别固定工作于3个蓝牙主广播信道(第37、38、39信道)用来接收蓝牙广播包，从而保证工作时3个主广播信道同一时刻都可以被监听到，从而提高广播包接收效率和速度，同时也增强了抗干扰能力。因为3个主广播信道同时出现被干扰的概率相比其中1个广播信道被干扰的概率要低很多[按一个简单模型推算，假设单一广播信道被干扰的概率是1/x,则三个广播信道同时被干扰的概率为1/(x3),其中x为大于等于1的自然数]。
[0051]
剩余至少1个接收解调模块，用于支持扩展广播包的接收，可根据在主广播信道接收到的adv_ext_ind广播报文中的信息设置其工作信道及phy(物理层)的符号率。
[0052]
本发明对蓝牙主广播信道传输的广播包的扫描命中率能有大幅提升，相比现有的蓝牙芯片，可更好满足低时延要求的使用场景，尤其在不需要建立蓝牙连接，但需要频繁接
收广播数据的使用场景下。
[0053]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0054]
请参阅图2，在本发明的第一较佳实施例中，无线接收芯片包括：至少四个接收解调模块(11、12)，解码器20，数据包过滤与缓存模块30，无线接收管理模块40，通信接口控制模块50，时钟模块60、基准时钟模块70和电源管理模块80；基准时钟模块70连接无线接收芯片的x1脚和x2脚，所述电源管理模块80连接无线接收芯片的vdd脚和gnd脚，所述通信接口控制模块50连接无线接收芯片的sck/scl脚、miso/sda/txd脚、mosi/rxd脚、csn脚、cm1脚、cm2脚、ce脚和irq脚。
[0055]
其中，接收解调模块的三个为广播信道接收解调模块11，分别工作于蓝牙的3个广播信道，实时监听相应广播信道的蓝牙广播包，剩余的接收解调模块为扩展广播包接收解调模块12，接收扩展广播包。
[0056]
较佳地，扩展广播包接收解调模块12可以为2个以上，从而可工作在更多的信道，实现更多蓝牙数据的接收。
[0057]
本实施例中，所述时钟模块60连接基准时钟模块70、接收解调模块(11、12)、解码器20、数据包过滤与缓存模块30、无线接收管理模块40和通信接口控制模块50，各接收解调模块分别通过一解码器20连接数据包过滤与缓存模块30，所述数据包过滤与缓存模块30连接通信接口控制模块50，无线接收管理模块40连接接收解调模块、解码器20、数据包过滤与缓存模块30和通信接口控制模块50。
[0058]
可选的，本发明的无线接收芯片还包括第一低噪声放大器90，所述第一低噪声放大器90的输入端连接无线接收芯片的天线管脚，低噪声放大器的输出端连接各接收解调模块。第一低噪声放大器90把从天线接收的射频信号，即无线信号(其包括蓝牙广播包)放大后再发送给如图2所示的接收解调模块中。
[0059]
请参阅图3，所述接收解调模块包括：第一时钟生成单元111、第一正交混频器112、第一带通滤波器113、第一vga放大器114(可变增益放大器)、第一模数转换器115和第一数字下变频与解调单元116。
[0060]
所述第一时钟生成单元111连接第一正交混频器112和第一数字下变频与解调单元116，第一正交混频器112将放大后的接收信号混频处理生两路正交的低中频信号，分别经一第一带通滤波器113滤波、第一vga放大器114放大、第一模数转换器115进行模数转换后，发送给第一数字下变频与解调单元116，由第一数字下变频与解调单元116处理生成基带信号。
[0061]
在接收解调模块中，经低噪声放大器放大的射频信号由第一正交混频器112混频生成两路正交的低中频信号，分别经过一个第一带通滤波器113滤波后，再经第一vga放大器114放大，再通过adc转为数字信号，之后第一数字下变频与解调单元116进行数字混频、数字滤波、数字解调等处理生成基带信号，并以数字信号方式(即ds信号)输出给解码器20。
[0062]
请参阅图4和图5，在本发明第二较佳实施例提供的无线接收芯片中，所述接收解调模块包括：第二时钟生成单元121、第二低噪声放大器122、第二正交混频器123、第二带通滤波器124、第二vga放大器125、第二模数转换器126和第二数字下变频与解调单元127。
[0063]
天线接收的信号经第二低噪声放大器122放大，并由第二正交混频器123混频处理生两路正交的低中频信号，分别经一第二带通滤波器124滤波、第二vga放大器125放大、第二模数转换器126进行模数转换后，发送给第二数字下变频与解调单元127处理生成基带信号。
[0064]
在本第二较佳实施例中，在各接收解调模块中设置独立的低噪声放大器，将接收的射频信号放大后，再进行正交混频处理。
[0065]
本发明可通过第一较佳实施例先将天线接收的射频信号放大，再由各信道的接收解调模块接收，也可通过第二较佳实施例先由信道的接收解调模块接收射频信号再由接收解调模块放大处理。
[0066]
具体地，所述接收解调模块的时钟生成单元(即第一、二钟生成单元)包括锁相环倍频电路，如图6所示，其包括：鉴相器1011、低通滤波器1012、压控振荡器1013和分频器1014，所述鉴相器1011连连接分频器1014的输出端、也通过低通滤波器1012连接压控振荡器1013，所述分频器1014的输入端连接压控振荡器1013的输出端和正交混频器。
[0067]
因此，正交混频器用于与信号混频的时钟，由所述锁相环倍频电路生成并提供。锁相环倍频电路的参考时钟(clk)由基准时钟模块70提供，所述分频器1014采用小数分频器1014，其参数由无线接收管理模块40根据所需工作的信道配置，接收解调模块的clk_cfg是配置输入信号，各接收解调通道中的该信号对应无线接收管理模块40的chn cfg1～chn cfg4。
[0068]
接收解调模块输入的clk作为锁相环倍频电路的参考时钟，无线接收管理模块40根据接收解调模块的clk_cfg送入的配置信息中包含的信道值计算出小数分频器1014参数，用来配置锁相环中的小数分频器1014，从而使其工作于期望的信道。
[0069]
小数分频器1014是已有成熟技术，为方便理解本发明的技术方案，此处对小数分频器1014稍作介绍，以使用16mhz参考时钟产生2402mhz时钟为例，2402/16＝150.125，商是一个小数，说明按常规的整数分频器1014是无法满足要求的，这时就要用到小数分频器1014，小数分频器1014按计数周期a分频x次，按计数周期b分频y次，这两个过程组成一次完整的分频，这样总的分频值就可以是(a*x b*y)/(x y)；当a＝150,b＝151,x＝7,y＝1时就可以实现150.125的分频。此过程通过数字电路可实现，实现方法有很多，具体实现过程此处不再详述。
[0070]
在接收解调模块得到基带信号后，该基带信号(ds)进入解码器20中，解码器20完全由数字电路实现，解码器20根据蓝牙广播包格式对收到的数字码流解码得到符合要求的数据包并缓存起来，然后只提取出其中的pdu部分发出。对于接收通道1～接收通道3(即三个广播信道接收解调模块11)接收的数据包，采用如图7所示的解码器20按照主广播信道的码流速率采样数据，对于接收通道4(即扩展广播包接收解调模块12)接收的数据包，采用如图8所示的解码器20按照外部配置来的码流速率来采样数据。
[0071]
请参阅图7，所述与广播信道接收解调模块11连接的解码器20(21)包括：第一时钟管理单元211和依次连接的第一包头检测单元212、第一地址过滤单元213、第一pdu数据反白化单元214、第一pdu数据crc校验单元215、第一pdu数据缓存管理单元216、第一pdu数据发送单元217，所述第一时钟管理单元211与基准时钟模块70连接，保持数据同步。
[0072]
具体地，解码器20(21)依据蓝牙协议链路层规定的蓝牙广播包格式去解析数据
包。其中，蓝牙数据包由4部分组成：前导、接入地址、pdu(protocol data unit，协议数据单元)，crc(cyclic redundancy check，循环冗余校验)，具体格式如表2所示：
[0073][0074]
表2
[0075]
蓝牙广播数据包前导长度为1字节值为0xaa,接入地址值为0x8e89bed6(通信中按小端方式传输，按字节依次为0xd6,0x8e,0x89,0x8e共4个字节)，解码器20只对这两部分数值相符的蓝牙数据包进行后续处理，不符的直接抛弃。应当说明的是，数据包的pdu部分在发送时有白化处理，因此解码器20在接收时要进行反白化处理，处理完的数据还要作crc校验，校验通过后，该数据包才可以流入下一环节。
[0076]
ble(蓝牙)目前所支持的广播包类型如下表3所示：
[0077][0078]
表3
[0079]
处理接收通道1～接收通道3的解码器20(21)，专用于处理来自主广播信道(第37、
38、39信道)的广播包，而用于接收通道4的解码器20，专用于处理来自第二广播信道(0～36信道中的一个)的广播包。
[0080]
用于接收通道4的解码器20(22)会根据无线接收管理模块40配置的phy(物理层)类型，按对应的符号速率从输入数据流中采样数据；其它3个接收通道则根据默认符号速率(1msym/s)从数据流采样数据；
[0081]
主广播信道传输的广播包，只有adv_ext_ind类型的包是扩展广播包，其余都是传统广播(legcay adv)包，第二广播信道的数据包都是扩展广播(extended adv)包；这两种广播包的pdu部分的长度不同，传统广播包的pdu最大长度为39，扩展广播包的pdu最大长度为257字节。
[0082]
由于在数据发出前，蓝牙发出广播包时，会通过对pdu所含数据加白噪声来增强蓝牙数据抗干扰能力，这个过程叫作白化，所以在解码器20(21)接收到数据包后需要对pdu中的数据作反白化处理，反白化处理和白化处理过程相同；此过程按蓝牙协议实现即可，其为现有技术，此处不详述。
[0083]
反白化后再根据校验生成多项式x24 x10 x9 x6 x4 x3 x 1计算它的24位crc值，并将其与数据包中的crc值比对，校验没错的话，将得到的pdu数据发送给数据包过滤与缓存模块30。
[0084]
请参阅图8，与扩展广播包接收解调模块12连接的解码器20包括：第一配置管理单元221、第二时钟管理单元222和依次连接的第二包头检测单元223、第二地址过滤单元224、第二pdu数据反白化单元225、第二pdu数据crc校验单元226、第二pdu数据缓存管理单元227、第二pdu数据发送单元228。
[0085]
其与上述解码器20相比增加了第一配置管理单元221，用来根据无线接收管理模块40配置的phy类型，按对应的符号速率从输入数据流中采样数据。
[0086]
请参阅图9，所述数据包过滤与缓存模块30包括广播数据包过滤和缓存管理两块功能，其包括重复数据包预过滤单元311、与接收解调模块数量相同的第一数据包过滤单元312、与扩展广播包接收解调模块12数量相同的第二数据包过滤单元313、第二配置管理单元314和数据包管理单元315；所述重复数据包预过滤单元311连接各广播信道接收解调模块11，将三个广播信道接收解调模块11接入的数据包去重处理后发送给第一数据包过滤单元312，经第一数据包过滤单元312过滤后发送给数据包管理单元315缓存；第二数据包过滤单元313接收扩展广播包接收解调模块12输出的数据包并过滤后发送给数据包管理单元315缓存。
[0087]
数据包过滤与缓存模块30接收几个通道的解码器20发送来的pdu数据包，根据无线接收管理模块40的配置值(包含过滤规则)，对收到的数据包进行过滤，将符合条件的数据包缓存到数据包队列中，由于传统广播包的pdu最大长度是39，扩展广播包的pdu最大长度是257，为方便处理，两种广播包各使用一个独立的fifo(first input first output，先入先出队列)；在配置使能扩展广播包接收的情况下，通道1～3接收解调模块接收到adv_ext_ind广播包时，会从中提取出扩展广播辅助信道信息，将这些配置信息发送给无线接收管理模块40，无线接收管理模块40会根据这些配置信息设置通道4的接收解调模块的混频器锁相环的分频器1014参数(可决定工作所在信道)，并根据通道4配置解码器20的采样码率。
[0088]
在数据过滤和缓存时，数据包过滤与缓存模块30同时响应信接口控制模块的读操作，将所需读取的数据包发送出去，即完成缓存数据包的出队操作。在本发明的无线接收芯片有低成本要求时，数据包过滤与缓存模块30也可以舍掉过滤功能；在使能数据包中断功能的情况下，数据包过滤与缓存模块30还会在缓存区有未接收完的数据包时，通过dps信号指示该状态。
[0089]
具体的实施中，在数据包过滤时，从4路解码器20输出的广播数据包都会先经过过滤，再将过滤后符合要求的数据包缓存起来，其过滤过程如下：
[0090]
第1～3路解码器20提供的是主广播信道的数据，如果无线管理模块中的配置需要过滤掉重复广播包，则根据配置值保留一个时间窗里的相同广播包的第一个；如果不需要过滤，则这3个通道的数据包全部进行下一环节的过滤。
[0091]
若第1～3路过来的数据包是adv_ext_ind广播包，将其中用于进一步接收扩展广播包的辅助信息提取出来，发送给无线接收管理模块40，无线接收管理模块40用其来配置第4个接收通道的工作信道及phy的工作模式；如果上一个扩展广播包的接收周期还没结束，则舍弃最近这次的扩展广播包接收操作。
[0092]
若第1～3路过来的数据包不是adv_ext_ind广播包，则一律按传统广播包过滤，而第4路过来的数据包则一律按扩展广播包方式过滤，过滤的基本原理就是比对数据包中特定位置一定位长的数据是否与要求的相符，可比对多处位置，如果全都与要求相符，则保留该广播包，否则弃用。本例中的实现方式如下文的无线接收管理模块40中的配置寄存器412部分，本实施例中，第1～3路虽然使用独立的过滤器，但所用到的配置值是相同的。
[0093]
进一步地，数据包缓存管理方式如下：
[0094]
过滤满足要求的广播数据包后，将它按队列方式缓存到数据包管理单元315中。数据包管理单元315包括辅助包信息提取、缓存管理、读取管理、数据缓存队列1、数据缓存队列2。
[0095]
由于传统广播包与扩展广播包最大包长不同，故采用两个独立的f ifo(队列)来保存收到的广播数据包；入队时可以根据配置值决定是否给数据包打上时间戳，即给数据包加个两个字节的前缀，两个字节分别是模块中的系统时间计数值的高字节和低字节，系统时间计数值以毫秒为计数单位；入队时可以根据配置值决定是否给数据包标记信道来源，即在数据包前边加上该广播包来源的信道编号；对于收到的扩展广播包，需要按蓝牙协议比对其是否满足接收的时效性，满足的话才入队；在任意一个队列中有数据包的情况下，根据配置寄存器412的值选择输出数据包状态信号(如图9中的dps信号)。
[0096]
所述数据包管理单元315还需要响应通信接口的读操作，主要内容包括：清fifo操作；读数据包(让数据包从fifo中出队，将其返回给通信管理接口模块)；读fifo状态(两个fifo的状态，是否满，是否空，队列中的数据包数量)。
[0097]
当然，在进一步地实施例中，所述数据包过滤与缓存模块30也可使用两个以下，提高数据缓存处理速度。
[0098]
请参阅图10，所述无线接收管理模块40包括：配置寄存器412管理单元411、配置寄存器412和配置值更新管理单元413，所述配置寄存器412管理单元411连接配置值更新管理单元413，所述配置寄存器412与配置寄存器412管理单元411和配置值更新管理单元413连接，通过无线接收管理模块40配置四个接收信道。
[0099]
无线接收管理模块40，可通过clk、di、do接收通信接口控制模块50的读写配置操作，也可通过aux cfg in接收来自数据包过滤与缓存模块30发来的扩展广播包接收所需的配置信息，所有配置信息都保存在此模块中的配置寄存器412中，当配置寄存器412中的配置值有变动时，配置值更新管理单元413就将相关配置值下发给相关模块，ext adv cfg用来配置通道4所用的解码器20，chn cfg1～chn cfg4依次用来配置通道1～通道4的接收解调模块。
[0100]
具体地，所述无线接收管理模块40主要功能是管理所有与无线接收功能相关的寄存器，即对各配置寄存器412作读取和写入操作，上电对各寄存器进行默认值初始化，根据内部模块及通信接口的操作更新配置寄存器412，并响应外部操作及时把内部配置寄存器412中的相关值设置到各接收解调模块和解码器20中；主要的配置寄存器412如下表4所述：
[0101]
[0102]
[0103]
[0104]
[0105][0106]
表4
[0107]
为便于理解，对于数据包过滤功能本发明再补充描述下：
[0108]
如果过滤使能设置为0，则直接入队；如果过滤使能位是1，具体过滤逻辑如下：
[0109]
设val为数字电路中的一个配置寄存器412，长度等于每组过滤值的最大字节长度，如上表中，对于fifo1，这个值的长度是8字节，对于fifo2，这个值是长度是16；在每次触发过滤操作时，数字电路会执行以下逻辑过程：
[0110]
val＝pdu[filtpos:(filtpos filtlen)]
[0111]
val＝val xor filtval[filtpos:(filtpos filtlen)]
[0112]
val＝val and filtmask[filtpos:(filtpos filtlen)]
[0113]
如val为0，即可将该数据包入队，否则弃之。
[0114]
注：上文的filtpos/filtlen/filtval/filtmask可对配置寄存器412表中的filtpos123/filtlen123/filtval123/filtmask123,或者对应filtpos4/filtlen4/filtval4/filtmask4。
[0115]
本发明可根据实际需要，增加多组过滤单元，这样即可对pdu中的数据分段过滤，在数据包满足所有使能的过滤单元的条件时，才可以将数据包入队，否则弃之。
[0116]
请参阅图11，所述通信接口控制模块50包括通信接口选择管理单元511、协议解析单元512、内部总线、数据包管理模块通信接口513和无线管理模块通信接口514，所述通信接口选择管理单元511连接协议解析单元512，所述协议解析单元512通过内部总线连接数据包管理模块通信接口513和无线管理模块通信接口514。
[0117]
通信接口控制器模块根据外部cm1和cm2选择对外启用的通信接口，其中的协议解析模块将外部输入的通信数据解析出来，根据约定的协议，可分为3种外部操作，再根据操作类型将其传递给不同的模块，比如将数据包读取操作传递给数据滤波和缓存管理模块，将读写寄存器操作传递给无线接收管理模块40。
[0118]
具体地，通信接口控制模块50根据外部管脚cm1和cm2选用对应的通信方式对外通信，其所支持的通信接口有uart(默认115200bps)、spi、i2c；其中spi和i2c都是以从器件模式工作，通信每个字节都是按从高位到低位的顺序传输。
[0119]
本发明支持的操作有几种:
[0120]
指令名称操作描述写寄存器写配置寄存器412读寄存器读配置寄存器412
读fifo1读fifo1读fifo2读fifo2清fifo1清fifo1中的所有数据包清fifo2清fifo2中的所有数据包清所有fifo清所有fifo中的所有数据包
[0121]
表5
[0122]
通信接口中uart、spi、i2c的协议实现都是成熟技术，也不属于专利的关注点，此处不详细描述。
[0123]
外部主器件[比如与本芯片通信的mcu(单片机)]通过通信接口管理模块，可实现对内部寄存器的写入和读取；也可以实现对接收fifo中的数据包的读取。
[0124]
在外部主器件读写寄存器时，通信接口管理模块会通过内部总线与无线接收管理模块40通信，将读写操作传达过去，起到桥梁作用；在外部主器件操作fifo时，通信接口管理模块会通过内部总线与数据包接收过滤缓存模块通信，将相关操作传达过去，起到桥梁作用。
[0125]
进一步地，所述通信接口管理模块与外部处理器之间的通信接口，可根据芯片成本需求作调整，比如减少支持的接口类型降低芯片成本，或者再增多几种接口，以增加芯片的通讯兼容性。
[0126]
更进一步地，本发明的无线接收芯片还可包括一个或多个蓝牙发送模块，在无线接收功能的基础上，增加了无线发射功能。
[0127]
基于上述的无线接收芯片u1，本发明还提供一种无线接收芯片u1的应用电路，请参阅图12，无线接收芯片u1的应用电路包括电感l1、晶振y1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、天线rf1和无线接收芯片u1，无线接收芯片u1的vdd脚连接3.3v供电端、也通过第一电容c1接地，无线接收芯片u1的x1脚连接晶振y1的一端、也通过第三电容c3接地，无线接收芯片u1的x2脚连接晶振y1的另一端、也通过第二电容c2接地，无线接收芯片u1的ant脚依次通过电感l1、第四电容c4连接第六电容c6的一端和第五电容c5的一端，所述第六电容c6的另一端连接天线rf1、也通过第七电容c7接地。
[0128]
由所述无线接收芯片u1根据基准时间模块的时钟使晶振y1产生相应的振荡频率，在天线rf1接收到射频信息(包括蓝牙广播包)后，通过ant端输入内部的接收解调模块，之后经过解码器、过滤、缓存由通讯接口输出给外部控制器(如单片机)。
[0129]
如图13所示，其为无线接收芯片u1及其应用电路使用于遥控风扇的应用。遥控风扇包括主控芯片u2、按键模块、指示灯模块2、电机驱动模块3，所述按键模块、指示灯模块2、电机驱动模块3和与主控芯片u2的io口连接。本实施例中，所述主控芯片u2使用型号为ob38s08a1的单片机。无线接收芯片u1的scl/scl脚、miso/sda/txd脚、mosi/rxd脚、csn脚、iro脚、ce脚分别连接单片机的p0.0脚、p1.6脚、p1.7脚、p0.1脚、p1.3脚、p1.5脚。譬如，当无线接收芯片u1接收的射频信号的蓝牙数据包中指令为打开风扇时，单片机的p0.7脚输出高电平，使电机开启。当然也可通过按键模块接收的指令进行相同的操作。遥控风扇的工作方式为现有技术，此处不作详细描述。
[0130]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0131]
1、本发明适用于只需要借助蓝牙广播包即可完成产品功能的应用，且由于提升了接收广播包的成功率，故扫描广播包速度更快，可接收更高频次的广播信息；
[0132]
2、本发明只用于接收蓝牙的广播包，不再需要复杂的协议处理功能，对于只需要接收广播包的应用来说，可降低成本；
[0133]
3、本发明的无线接收芯片自带的数据包过滤功能，可更有效率的监听数据包；
[0134]
4、本发明的无线接收芯片在同一时刻支持四个以上的信道同时监听，可以更好的适应复杂电磁波环境。
[0135]
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。