基于ARM的IEEE802.11bMAC層協(xié)議IP核設計
摘要:介紹了IEEE 802.11b MAC層協(xié)議IP核設計,提出了基于32位微處理器ARM7DMI的系統(tǒng)設計方案,闡述了系統(tǒng)硬件平臺的設計、結構及主要模塊單元的功能;給出了利用形式描述語言SDL進行MAC層協(xié)議設計開發(fā)的完整設計流程;闡述了軟件的層次結構,并針對設計中遇到的代碼生成器的選擇、設計優(yōu)化、與實時操作系統(tǒng)(RTOS)的集成和環(huán)境函數(shù)編寫等問題進行了深入討論。關鍵詞:ARM 802.11, IP
目前各種協(xié)議的設計實現(xiàn),大多數(shù)是基于微處理器、微控制器或DSP的嵌入式系統(tǒng)。ARM是ARM公司推出的高性能32位RISC微處理器,具有業(yè)界領先的體系結構,被廣泛6應用于各種系統(tǒng)設計中。基于ARM的開發(fā)通常使用C、C++或匯編語言。筆者采用了更高級的形式語言SCL,大大縮短了協(xié)議的開發(fā)周期并提高了設計的可移植性。無線局域網(wǎng)是目前通信領域的一個研究熱點,無線局域網(wǎng)的協(xié)議是非常典型的協(xié)議。本文將詳細討論使用SDL進行無線局域網(wǎng)802.11b MAC層協(xié)議的設計以及基于微處理器ARM7TDMI的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。其設計方法具有普遍意義。
1 系統(tǒng)硬件平臺設計及功能描述
整個系統(tǒng)硬件平臺的設計主要分MAC層和物理層兩部分。硬件平臺的結構框圖如圖1所示。其中MAC層部分主要圍繞32位微處理器ARM7TDMI和AMBA總線設計,其主要的單元模塊和功能如下:
·PCMCIA接口,此接口為硬件平臺和主機的通信接口。其設計遵循PC Card標準(版本5)。
·WEP算法加解密模塊,此模塊用硬件實現(xiàn)IEEE 802.11b MAC層協(xié)議定義的有線網(wǎng)等效加/解密算法。
·物理層數(shù)據(jù)接口,此接口用于完成物理層與MAC的數(shù)據(jù)交互操作,內(nèi)部設計有發(fā)關和接收FIFO,用來完成數(shù)據(jù)的接收發(fā)送緩存。
·物理層控制接口,此接口用于完成MAC層對物理層的控制功能。例如無數(shù)據(jù)收發(fā)時,可以通過此接口控制物理層部分轉入節(jié)能狀態(tài)。
·存儲器管理模塊,此模塊用于實現(xiàn)對系統(tǒng)所有存儲器(如FLASH、ROM、RAM)的管理,處理器通過此模塊對存儲器進行訪問。
·中斷控制邏輯,此模塊用于對系統(tǒng)中各模塊產(chǎn)生的中斷信號進行控制和管理。
·微處理器單元ARM7TDMI,用于完成與主機的通信,負責整個系統(tǒng)的控制和管理。
圖1 硬件平臺結構框圖
物理層部分的設計主要分為四個單元:
[1] [2] [3] [4]