基于ARM的IEEE802.11bMAC層協議IP核設計

摘要：介紹了IEEE 802.11b MAC層協議IP核設計，提出了基于32位微處理器ARM7DMI的系統設計方案，闡述了系統硬件平臺的設計、結構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層協議設計開發的完整設計流程；闡述了軟件的層次結構，并針對設計中遇到的代碼生成器的選擇、設計優化、與實時操作系統（RTOS）的集成和環境函數編寫等問題進行了深入討論。

    關鍵詞：ARM 802.11, IP

目前各種協議的設計實現，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，具有業界領先的體系結構，被廣泛6應用于各種系統設計中�；�于ARM的開發通常使用C、C++或匯編語言。筆者采用了更高級的形式語言SCL，大大縮短了協議的開發周期并提高了設計的可移植性。無線局域網是目前通信領域的一個研究熱點，無線局域網的協議是非常典型的協議。本文將詳細討論使用SDL進行無線局域網802.11b MAC層協議的設計以及基于微處理器ARM7TDMI的系統實現方案。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，此模塊用硬件實現IEEE 802.11b MAC層協議定義的有線網等效加/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，內部設計有發關和接收FIFO，用來完成數據的接收發送緩存。

·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。例如無數據收發時，可以通過此接口控制物理層部分轉入節能狀態。

·存儲器管理模塊，此模塊用于實現對系統所有存儲器（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，此模塊用于對系統中各模塊產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，負責整個系統的控制和管理。

圖1 硬件平臺結構框圖

    物理層部分的設計主要分為四個單元：

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