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1、MAC層無線網卡研究論文摘要：闡述擁有自主MAC層協(xié)議無線網卡的構建方法和實現(xiàn)過程。改進了基于Intersil公司的PRISM2系列無線網卡套片的無線局域網解決方案，使用DSP和CPLD來替代其中的MAC層控制芯片，實現(xiàn)自主MAC層協(xié)議的無線網卡開發(fā)。關鍵詞：無線網卡PRISM2TMS320VC5402EPM7128AEMAC協(xié)議隨著無線網絡應用領域的增長，各種無線接入方式不斷涌現(xiàn)，基于IEEE802.11無線以太網標準的寬帶無線接入系統(tǒng)憑借其高達11～54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率及其建網速度快、運營成本低、投資成本回報快等特點獲得用戶的青睞。但是無線網卡芯片供應商只向用戶提供套片解決方案，這對
2、研究無線局域網MAC層協(xié)議的高校和科研單位來說極為不便。通常的作法是：首先開發(fā)出自己的MAC層協(xié)議軟件，然后使用信道仿真器來仿真此MAC層協(xié)議。這種作法的缺點是不能在物理信道上實測。本文針對該問題，基于Intersil公司的PRISM2系列無線局域網套片的解決方案，去掉其中的MAC層控制芯片，使用TMS320VC5402和PEM7128AE來完成對套片其它芯片的控制和數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)自主的MAC層協(xié)議無線網卡。圖11無線網卡解決方案Intersil公司的PRISM2系列無線網卡套片及其主要功能如表1所列。使用該套片，根據(jù)Intersil公司提供的無線局域網解決方案，就可以方便地構建IEEE802
3、.11b的無線網卡。參考Intersil公司的提供的無線局域網解決方案，筆者提出的擁有自主MAC層協(xié)議的無線網卡解決方案如圖1所示。在該方案中，去掉了PRISM2系列套片中的MAC層控制芯片HFA3841，用TMS320VC5402和EPM7128AE來實現(xiàn)對PRISM2系列其它芯片的控制和數(shù)據(jù)交換，構建擁有自主MAC層協(xié)議的無線網卡。圖22無線網卡的接口分析3學海無涯根據(jù)Intersil公司提供的套片數(shù)據(jù)手冊及其各芯片的接口關系可知，要構建自主MAC層協(xié)議的無線網卡，替代芯片組TMS320VC5402和EPM7128AE須有以下接口能力。①具有足夠的通用I/O口，以便與套片的各個控制引腳相連
4、接，對其進行置位或清位操作，從而使無線網卡處于正確的收發(fā)狀態(tài)。②具有SPI接口，能夠對HFA3683、HFA3783和HFA3861中各個寄存器進行初始化。同時需要注意的是，對HFA3861來說應該是16位的數(shù)據(jù)傳輸格式，先傳數(shù)據(jù)高位；對HFA3783和HFA3683來說，應該是20位的數(shù)據(jù)傳輸格式，先傳輸數(shù)據(jù)高位。③具有連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，能夠與HFA3861進行連續(xù)的數(shù)據(jù)交換。需要注意的是數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的時鐘都需要由HFA3861來提供。根據(jù)TMS320VC5402的芯片資料可知，TMS320VC5402具有2個支持多種接口標準且能高速雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǔ＞彌_同步串口（McBsp）。將DM
5、A與McBsp相結合，在不占用CPU資源的情況下，可以構造自動收發(fā)的串行數(shù)據(jù)傳輸通道。同時EPM7128AE提供了足夠的門陣列單元和I/O引腳，可以完成對無線卡控制引腳的置位或清位操作，同時還可以在EPM7128AE里面設計完成802.11b的部分功能（如退避、定時、設置NA位、CRC32校驗等）。由以上分析可知，使用TMS320VC5402和EPM7128AE來替代HFA3841完成對套片的設置、控制和數(shù)據(jù)交換，以實現(xiàn)擁有自主MAC層協(xié)議的無線網卡是可行的。替代芯片組與無線網卡套片的接口關系如圖2所示。其中，TMS320VC5402的串口0負責對HFA3861、HFA3783和HFA3683
6、的寄存器進行初始化；串口1負責與HFA3861進行數(shù)據(jù)交換；EPM7128AE的I/O引腳與套片的控制引腳相連，進行相應的控制操作。3無線網卡的接口實現(xiàn)根據(jù)上述分析可知，利用TMS320VC5402和EPM7128AE完成對無線網卡的控制主要分以下三個步驟。①3學海無涯對于無線網卡的各個寄存器的初始化。由于DSP對HFA3861、HFA3783和HFA3683寄存器初始化時的數(shù)據(jù)傳輸格式不同，而在本接口設計中又使用了同一個串口，所以在對寄存器進行設置前要將DSP的串口0初始化為正確的工作模式。另外，若寄存器的初始化值錯誤或寄存器的初始化順序不對，則初始化工作不能正常進行，各個芯片也不能處于正確
7、的工作狀態(tài)。由于這里涉及的寄存器過多，在這里就不一一多述，請參考數(shù)據(jù)手冊的說明。圖4②對于無線網卡的控制引腳設置。套片控制引腳的配置，主要由CPLD內的“控制引腳配置模塊”來完成?，F(xiàn)對網卡發(fā)數(shù)據(jù)過程作一示例，此時要求各個相關的控制引腳狀態(tài)如圖3所示。當DSP要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送一個特殊的配置數(shù)據(jù)CTRL_SND，在CPLD內完成譯碼工作，然后啟動“發(fā)送數(shù)據(jù)控制引腳配置模塊”，由該模塊來完成各控制
