基于ARM的IEEE802.11bMAC層協(xié)議IP核設(shè)計

摘要：介紹了IEEE 802.11b MAC層協(xié)議IP核設(shè)計，提出了基于32位微處理器ARM7DMI的系統(tǒng)設(shè)計方案，闡述了系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計、結(jié)構(gòu)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(shè)計開發(fā)的完整設(shè)計流程；闡述了軟件的層次結(jié)構(gòu)，并針對設(shè)計中遇到的代碼生成器的選擇、設(shè)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(guān)鍵詞：ARM 802.11, IP

目前各種協(xié)議的設(shè)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(lǐng)先的體系結(jié)構(gòu)，被廣泛6應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計中�；�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(shè)計的可移植性。無線局域網(wǎng)是目前通信領(lǐng)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(shè)計以及基于微處理器ARM7TDMI的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。其設(shè)計方法具有普遍意義。

1 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計及功能描述

整個系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計主要分MAC層和物理層兩部分。硬件平臺的結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計遵循PC Card標(biāo)準(zhǔn)（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(shè)計有發(fā)關(guān)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(zhuǎn)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(zé)整個系統(tǒng)的控制和管理。

圖1 硬件平臺結(jié)構(gòu)框圖

    物理層部分的設(shè)計主要分為四個單元：

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