基于A(yíng)RM的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡設備驅動(dòng)設計

1 硬件系統構成
1．1 USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡介紹
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)的重要組成部分，WLAN的物理層及MAC層是用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的硬件及其軟件完成的，而LLC層以上各層均由計算機軟件來(lái)實(shí)現。WLAN包括進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò )接口卡(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡)和接人點(diǎn)／橋接器(AP／網(wǎng)橋)。其中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡提供了最終用戶(hù)設備(手持設備)與接人點(diǎn)／橋接器之間的接口。目前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡主要以PCMCIA，CompactFlash(CF)卡的形式廣泛應用。大多數可用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡都是基于Intersil Prism或Lucent Hermes芯片組的，其中USB設備的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡則由Ateml芯片組支持。該系統采用D-Link的WLG-122無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，芯片組為Prism2，它通過(guò)USB host port接入。
1．2 系統構成
主控制器采用Atmel 9261，工作頻率180 MHz，具有16 KB數據cache和16 KB指令cache，外接64 MBNAND FLASH和64 MB SDRAM，外圍接口由10／100 Mb／s自適應以太網(wǎng)卡，3個(gè)USB 2.0接口，2個(gè)通用異步收發(fā)器(UART)，LCD接口以及串行外圍接口(SPI)等組成，可以方便地外接工作設備。操作系統采用Linux 2.6.15；Bootloader采用U-boot；根文件系統采用ramdisk。系統啟動(dòng)后掛載yaffs文件系統，該系統采用Ateml公司的Atmel 9261開(kāi)發(fā)板，外圍接口包括2個(gè)USB host接口，其中一個(gè)外接USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡。無(wú)線(xiàn)路由器采用Cisco-Linksys的WRTl60N，支持802.11g標準、TCP協(xié)議和TFTP協(xié)議，如圖1所示。

2 USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡驅動(dòng)
2．1 Linux USB驅動(dòng)模塊結構
對于接入系統中的USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，從CPU的角度首先看到的是USB總線(xiàn)，然后才是網(wǎng)卡芯片，所以USB驅動(dòng)要先于網(wǎng)卡驅動(dòng)實(shí)現。USB設備接口有主機端與設備端區別，因而USB驅動(dòng)程序也有USB主機端驅動(dòng)程序與USB設備端驅動(dòng)程序之分。在主控機方面，主要有UHCI和OHCI兩種規范。
上層的應用軟件對系統的USB設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)是通過(guò)文件系統的形式進(jìn)行的。每個(gè)連接到系統總線(xiàn)上的USB設備可以同時(shí)對應一個(gè)或多個(gè)驅動(dòng)程序，即每個(gè)USB設備可以在Linux系統上設置一個(gè)或多個(gè)節點(diǎn)供應用程序使用。
由于USB接口為主從方式和多設備連接的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò )結構，所以USB主機必須具備對所有連接在總線(xiàn)上不同類(lèi)型的USB設備進(jìn)行配置管理的功能。LinuxUSB主機驅動(dòng)程序可以同時(shí)支持多路USB總線(xiàn)功能，每路USB總線(xiàn)獨立工作。USB主機驅動(dòng)由USB主機控制器驅動(dòng)(HCD)，USB驅動(dòng)(USBD)和不同的USB設備類(lèi)型驅動(dòng)三部分組成。圖2描述了Linux USB驅動(dòng)程序的結構。Linux定義了通用請求塊(UniversalReqlaest Block，URB)，用來(lái)在USB設備類(lèi)驅動(dòng)程序與USBD，USBD與HCD間進(jìn)行數據傳輸。
2．2 LinUX網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序結構
所有的Linux網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序都遵循通用的接口。設計時(shí)采用面向對象的方法，即一個(gè)設備就是一個(gè)對象(net device結構)，它內部有自己的數據和方法。一個(gè)網(wǎng)絡(luò )設備最基本的方法有初始化、發(fā)送和接收。Linux網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序的結構可以劃分為網(wǎng)絡(luò )協(xié)議接口、網(wǎng)絡(luò )設備接口、設備驅動(dòng)功能和網(wǎng)絡(luò )媒介四層。網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序中最主要的工作就是完成設備驅動(dòng)層功能，使其滿(mǎn)足所需要的功能。
2．2．1 USB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡驅動(dòng)設備的訪(fǎng)問(wèn)和控制
與PCI,ISA等設備不同，USB,1394等新一代總線(xiàn)沒(méi)有IO／MEM映射、中斷和DMA硬件資源，取而代之的是抽象出來(lái)的硬件資源概念。對USB設備來(lái)說(shuō)，資源主要包括配置(configuration)、接口(interface)和端點(diǎn)(endpoint)。這些資源中，端點(diǎn)對于USB設備有著(zhù)最重要的意義，實(shí)際的數據傳輸就是通過(guò)端點(diǎn)的讀寫(xiě)實(shí)現的。驅動(dòng)程序通過(guò)描述符來(lái)獲取這些資源。在初始化時(shí)，USB驅動(dòng)程序從設備端點(diǎn)0讀取描述符，經(jīng)過(guò)解析后保存這些資源的屬性，為傳輸數據做準備。