一種基ARM7的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)MAC片上系統架構
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1 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)MAC層協(xié)議
在IEEE推出802.11-1999和802.11b以來(lái)，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)在技術(shù)上已日漸成熟。在國家863計劃 SoC設計方法及其關(guān)鍵支撐技術(shù)專(zhuān)項資金的資助下，我們初步完成無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)MAC層控制器知識產(chǎn)權核（IP core）的設計和驗證。設計了用ARM7TDMI實(shí)現的MAC層控制器的體系結構，同時(shí)片上總線(xiàn)使用先進(jìn)微控制器總線(xiàn)架構（AMBA）。該實(shí)現結構清晰，利于設計重用且設計復雜度不大，是一種值得推薦的體系結構。
無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)協(xié)議描述數據鏈路層MAC子層及其以下各層的規范。MAC層控制器實(shí)現的規范為IEEE 802.11-1999有關(guān)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)MAC層部分。MAC層的控制分點(diǎn)控制和分布控制兩種，其中分布控制是CSMA/CA。802.11同時(shí)定義了可選的有線(xiàn)網(wǎng)等效加密（WEP）機制。
2 ARM核和AMBA
MAC層控制器是802.11 協(xié)議MAC部分的物理實(shí)現。由于協(xié)議比較復雜，一般在設計中嵌入32 位處理器，而ARM 7核就是一種選擇。
ARM7TDMI為馮諾依曼體系結構，支持ARM 的Thumb兩個(gè)指令集，ARM對16位的Thumb指令集的支持，使其實(shí)現了比16位體系結構更高的性能和比32位體系結構更高的代碼密度。
先進(jìn)微控制器總線(xiàn)架構AMBA是ARM公司為高性能片上微控制器定義的一套總線(xiàn)標準，是一種中央多路選擇器互連方案，它讀數據和寫(xiě)數據的總線(xiàn)分開(kāi)，完成片上數據傳送。AMBA包括先進(jìn)高性能總線(xiàn)（AHB）、先進(jìn)系統總線(xiàn)(ASB)和先進(jìn)外設總線(xiàn)(APB)。AHB和ASB都是高性能總線(xiàn)，采用高性能、高帶寬系統設計，它支持多個(gè)主 (Master)設備和多個(gè)從(Slave)設備，ARM公司推薦使用AHB。APB實(shí)際上是二級總線(xiàn)，為AHB/ASB 提供一個(gè)低功耗和接口簡(jiǎn)單的擴展。它從整體上說(shuō)是一個(gè)從設備。APB通過(guò)橋與AHB/ASB連接。
另外AMBA結構用仲裁器支持主設備總線(xiàn)仲裁，需要譯碼器啞從設備響應處理器。
3 基于A(yíng)MBA的MAC層控制器方案
基于A(yíng)MBA的MAC控制器方案如圖1。整個(gè)系統圍繞AMBA總線(xiàn)構成，完成所需控制信號和數據傳輸。系統中共有4個(gè)主設備：ARM7核、PCMCIA接口、物理層數據接口和有線(xiàn)網(wǎng)等效加密引擎。各個(gè)模塊的功能：
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