飞思卡尔：蓝牙飞鼠方案成就智能显示终端

　　随着智能网络电视的发展，电视机的功能也越来越丰富，可以实现的功能越来越多，譬如上网、体感游戏、家庭娱乐、网上购物等。这也就意味着新兴的遥控器除了实现传统的电视遥控器的功能外，还需要实现鼠标的相关功能，对于一些高端的应用甚至还需要具有语音遥控功能，于是“空鼠”的概念应运而生。特别是随着诸如机顶盒以及小米盒子、乐视盒子等各种O盒子在国内市场的大行其道，空中鼠标（俗称飞鼠）必将会得到广泛应用，从而让用户的智能操控变得更加便捷，大大提高用户体验。

　　俗话说，好马配好鞍，好的智能显示设备当然也要配上好的遥控器才能发挥其最佳性能。相比传统的遥控设备，飞鼠使得用户可以将鼠标不需要放在任何平面上，可以随意移动；可以定义各种功能按键（多媒体功能键等）；可以传输语音，实现网络电话及语音控制等。为了做到这一点，飞鼠遥控器通常会选择增加陀螺仪、G-Sensor以及磁传感器等MEMS传感器，从而实现根据用户的手势动作及手的移动来控制智能设备。飞思卡尔中国团队针对这一市场需求，开发并推出了一套完整的高性价比、低功耗的蓝牙飞鼠解决方案。

　　图1为飞思卡尔超低功耗蓝牙空中飞鼠（睡眠功耗仅6.5mA/3.7V）的实物图，当然客户可以根据自己的需求定制符合自己产品需求的外观设计。

　　关键软硬件技术剖析

　　此方案采用飞思卡尔Kinetis L(Cortex-M0+)系列的MCU MKL16Z256VLH4作为主控芯片，采用飞思卡尔的加速度计、陀螺仪和电子罗盘传感器芯片获取运动空间位置。系统使用蓝牙无线传输与主机通讯，支持蓝牙HID/HFP/SSP协议，实现鼠标键盘，语音数据以及传感器原始数据的传输。

　　1.Kinetis MCU MKL16Z256

　　主控MCU来自高能效Kinetis MCUL系列单片机，它是一款基于ARM Cortex-M0+的低功耗、支持模数混合信号的处理器。该系列中的MKL16Z256VLH4用于此蓝牙飞鼠设计，具备256KBFlash与32KBRAM容量。

　　2.蓝牙功能模块

　　该飞鼠方案无线通讯采用蓝牙方式，采用RDA公司的蓝牙芯片RDA5876A，蓝牙协议栈运行在MCU端，此种方式非常方便用户扩展支持一些特定应用场合的蓝牙协议。RDA5876A支持Bluetooth2.1+EDR规范，串口通讯速率高达4Mbps，支持蓝牙HCI层协议。

　　3.轴传感器

　　蓝牙飞鼠通过飞思卡尔的运动传感器获取空间位置信息，本方案支持6轴或者9轴空间位置定位。对于鼠标的应用，6轴（加速度传感器与陀螺传感器）能够满足需求。9轴系统主要针对游戏应用做处理。

　　4.语音输入输出设计

　　语音输入输出设计直接使用了Kinetis MCUKL16的ADC与DAC功能，从而帮助用户节省了Audio Codec的成本。方案中，ADC用于麦克风数据采集，以支持语音输入功能，而DAC主要用于语音输出。本方案支持语音识别、蓝牙耳机功能、语音数据与主机的交互主要通过蓝牙的HFP协议。

　　5.红外控制器

　　在蓝牙飞鼠方案中，红外遥控功能可以支持市面上绝大多数红外设备，比如电视机、机顶盒、空调等等。红外发射功能是通过MCU的PWM功能产生38kHz载波信号，1/3占空比可调，然后通过红外编码调制载波后发射，载波的调制主要是通过MCU的定时器功能实现红外载波的使能与关断。

　　6.低功耗管理

　　蓝牙飞鼠对于功耗非常敏感，系统由锂电池供电，为了尽量挖掘锂电池的使用时间，目前飞思卡尔蓝牙飞鼠方案支持以下三种电源管理方式：

　　运行状态：动态管理各个模块的电源，尽量减少运行时功耗，比如系统支持飞鼠的正反面检测，当飞鼠处于全键盘一面时，陀螺传感器将被待机，而系统处于降频工作状态。

　　STOP模式：此模式下蓝牙保持连接，系统支持按键以及蓝牙唤醒。

　　LLS/VLLS模式：系统除却MCU供电，外设电源被关闭，系统仅支持按键唤醒。

　　而在软件方面，该方案具备以下特性：

　　1.基于2.1版本的RDA蓝牙栈的蓝牙2.1HID设备；

　　2.蓝牙自动与已配对主机连接；

　　3.Qwerty键盘按键扫描矩阵；

　　4.拥有自学习功能的红外遥控；

　　5.带语音识别的通过蓝牙的语音输入输出；

　　6.支持UART0和SAI的直接存储器读取技术（DMA）以降低CPU负担；

　　7.支持突发读写的裸板IIC驱动；

　　8.存储配对主机信息和已学习的红外信息的Flash模块；

　　9.飞鼠在待机及唤醒状态下的低功耗模式；

　　10.BTSPP支持为游戏应用的传感器的原始数据上载(陀螺仪+加速器+电子罗盘)；

　　11.A2DP(蓝牙立体声音乐)支持(可选)；

　　12.支持多种编译开发环境Code Warrior，IAR及Keil；

　　13.支持通过UART的软件升级。飞思卡尔蓝牙飞鼠方案的软件架构，其中的各个软件模块都是现成方案，以源码的形式提供给客户，从而方便用户自定义产品的功能，从而加快开发和上市时间。

　　小结

　　单独实现一个蓝牙飞鼠的功能已经不是什么难事，但是将这么多的功能集成到一起可就不那么容易了，并且此方案中包含的每一项功能，做到能用也许比较容易，但要做精就需要坚实的技术积累了。当然，作为一个参考方案，用户也可以根据需要删减一部分功能，从而进一步降低成本。

　　飞思卡尔本地MCU研发团队开发了这一完整参考的蓝牙飞鼠方案。深圳市捷恩斯威科技有限公司的空中鼠标就是一个成功案例。

　　特别值得一提的是，此蓝牙飞鼠方案在提供强大性能的同时，其成本也与市面上绝大部分的飞鼠可以媲美。元件+PCB的成本在50元以内，模具的成本和使用量有关。