基于A(yíng)RM的IEEE802.11bMAC層協(xié)議IP核設計

目前各種協(xié)議的設計實(shí)現，大多數是基于微處理器、微控制器或DSP的嵌入式系統。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)先的體系結構，被廣泛6應用于各種系統設計中?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/ARM">ARM的開(kāi)發(fā)通常使用C、C++或匯編語(yǔ)言。筆者采用了更高級的形式語(yǔ)言SCL，大大縮短了協(xié)議的開(kāi)發(fā)周期并提高了設計的可移植性。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)是目前通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)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(jìn)行無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)802.11b MAC層協(xié)議的設計以及基于微處理器ARM7TDMI的系統實(shí)現方案。其設計方法具有普遍意義。

1 系統硬件平臺設計及功能描述

整個(gè)系統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(xiàn)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(shí)現IEEE 802.11b MAC層協(xié)議定義的有線(xiàn)網(wǎng)等效加/解密算法。

·物理層數據接口，此接口用于完成物理層與MAC的數據交互操作，內部設計有發(fā)關(guān)和接收FIFO，用來(lái)完成數據的接收發(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(wú)數據收發(fā)時(shí)，可以通過(guò)此接口控制物理層部分轉入節能狀態(tài)。

·存儲器管理模塊，此模塊用于實(shí)現對系統所有存儲器（如FLASH、ROM、RAM）的管理，處理器通過(guò)此模塊對存儲器進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。

·中斷控制邏輯，此模塊用于對系統中各模塊產(chǎn)生的中斷信號進(jìn)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(gè)系統的控制和管理。

·基帶處理單元，主要用于完成基帶信號的處理操作，如Rake接收、均衡、數/模、模/數轉換等。

·中頻處理單元，主要用于完成信號的調制解調處理。

·混頻處理單元，主要用于完成射頻中頻的變頻處理。

·射頻處理單元，主要完成射頻信號的功率放大功能。

MAC層的主要模塊單元（外部存儲器單元除外）用Verilog硬件描述語(yǔ)言設計并用Xilinx的FPGA Vertex II xc2v3000編程實(shí)現。物理層部分則主要用Intersil公司的PRISM芯片組及少量外圍電路設計實(shí)現。