一種基ARM7的無線局域網MAC片上系統架構

1 無線局域網MAC層協議

在IEEE推出802.11-1999和802.11b以來，無線局域網在技術上已日漸成熟。在國家863計劃 SoC設計方法及其關鍵支撐技術專項資金的資助下，我們初步完成無線局域網MAC層控制器知識產權核（IP core）的設計和驗證。設計了用ARM7TDMI實現的MAC層控制器的體系結構，同時片上總線使用先進微控制器總線架構（AMBA）。該實現結構清晰，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。

無線局域網協議描述數據鏈路層MAC子層及其以下各層的規范。MAC層控制器實現的規范為IEEE 802.11-1999有關的無線局域網MAC層部分。MAC層的控制分點控制和分布控制兩種，其中分布控制是CSMA/CA。802.11同時定義了可選的有線網等效加密（WEP）機制。

2 ARM核和AMBA

MAC層控制器是802.11 協議MAC部分的物理實現。由于協議比較復雜，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兩個指令集，ARM對16位的Thumb指令集的支持，使其實現了比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。

先進微控制器總線架構AMBA是ARM公司為高性能片上微控制器定義的一套總線標準，是一種中央多路選擇器互連方案，它讀數據和寫數據的總線分開，完成片上數據傳送。AMBA包括先進高性能總線（AHB）、先進系統總線(ASB)和先進外設總線(APB)。AHB和ASB都是高性能總線，采用高性能、高帶寬系統設計，它支持多個主 (Master)設備和多個從(Slave)設備，ARM公司推薦使用AHB。APB實際上是二級總線，為AHB/ASB 提供一個低功耗和接口簡單的擴展。它從整體上說是一個從設備。APB通過橋與AHB/ASB連接。

另外AMBA結構用仲裁器支持主設備總線仲裁，需要譯碼器啞從設備響應處理器。

3 基于AMBA的MAC層控制器方案

基于AMBA的MAC控制器方案如圖1。整個系統圍繞AMBA總線構成，完成所需控制信號和數據傳輸。系統中共有4個主設備：ARM7核、PCMCIA接口、物理層數據接口和有線網等效加密引擎。各個模塊的功能：

另外，需要設計PCMCIA接口的NDIS5 WDM網絡設備驅動程序。

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