構建擁有自主MAC層協議的無線網卡

摘要：闡述擁有自主MAC層協議無線網卡的構建方法和實現過程。改進了基于Intersil公司的PRISM 2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，實現自主MAC層協議的無線網卡開發。

    關鍵詞：無線網卡 PRISM2 TMS320VC5402 EPM7128AE MAC協議

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，基于IEEE 802.11無線以太網標準的寬帶無線接入系統憑借其高達11～54Mbps的數據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，這對研究無線局域網MAC層協議的高校和科研單位來說極為不便。通常的作法是：首先開發出自己的MAC層協議軟件，然后使用信道仿真器來仿真此MAC層協議。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據交換，實現自主的MAC層協議無線網卡。

圖1

1 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Intersil公司提供的無線局域網解決方案，就可以方便地構建IEEE802.11b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來實現對PRISM2系列其它芯片的控制和數據交換，構建擁有自主MAC層協議的無線網卡。

圖2

2 無線網卡的接口分析

根據Intersil公司提供的套片數據手冊及其各芯片的接口關系可知，要構建自主MAC層協議的無線網卡，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狀態。

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位的數據傳輸格式，先傳數據高位；對HFA3783和HFA3683來說，應該是20位的數據傳輸格式，先傳輸數據高位。

③具有連續數據傳輸的能力，能夠與HFA3861進行連續的數據交換。需要注意的是數據接收和發送的時鐘都需要由HFA3861來提供。

根據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據傳輸的多通常緩沖同步串口（McBsp）。將DMA與McBsp相結合，在不占用CPU資源的情況下，可以構造自動收發的串行數據傳輸通道。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）。

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