一種基ARM7的無線局域網(wǎng)MAC片上系統(tǒng)架構(gòu)
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1 無線局域網(wǎng)MAC層協(xié)議
在IEEE推出802.11-1999和802.11b以來，無線局域網(wǎng)在技術(shù)上已日漸成熟。在國家863計劃 SoC設(shè)計方法及其關(guān)鍵支撐技術(shù)專項資金的資助下，我們初步完成無線局域網(wǎng)MAC層控制器知識產(chǎn)權(quán)核（IP core）的設(shè)計和驗證。設(shè)計了用ARM7TDMI實現(xiàn)的MAC層控制器的體系結(jié)構(gòu)，同時片上總線使用先進微控制器總線架構(gòu)（AMBA）。該實現(xiàn)結(jié)構(gòu)清晰，利于設(shè)計重用且設(shè)計復(fù)雜度不大，是一種值得推薦的體系結(jié)構(gòu)。
無線局域網(wǎng)協(xié)議描述數(shù)據(jù)鏈路層MAC子層及其以下各層的規(guī)范。MAC層控制器實現(xiàn)的規(guī)范為IEEE 802.11-1999有關(guān)的無線局域網(wǎng)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(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部分的物理實現(xiàn)。由于協(xié)議比較復(fù)雜，一般在設(shè)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(jié)構(gòu)，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(xiàn)了比16位體系結(jié)構(gòu)更高的性能和比32位體系結(jié)構(gòu)更高的代碼密度。
先進微控制器總線架構(gòu)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(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)的總線分開，完成片上數(shù)據(jù)傳送。AMBA包括先進高性能總線（AHB）、先進系統(tǒng)總線(ASB)和先進外設(shè)總線(APB)。AHB和ASB都是高性能總線，采用高性能、高帶寬系統(tǒng)設(shè)計，它支持多個主 (Master)設(shè)備和多個從(Slave)設(shè)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(shè)備。APB通過橋與AHB/ASB連接。
另外AMBA結(jié)構(gòu)用仲裁器支持主設(shè)備總線仲裁，需要譯碼器啞從設(shè)備響應(yīng)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(tǒng)圍繞AMBA總線構(gòu)成，完成所需控制信號和數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)中共有4個主設(shè)備：ARM7核、PCMCIA接口、物理層數(shù)據(jù)接口和有線網(wǎng)等效加密引擎。各個模塊的功能：
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