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基于ARM平臺的MAC協(xié)議IP核設(shè)計
摘要：在介紹IEEE802.11MAC協(xié)議結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出協(xié)議開放的方案和步驟，提出IEEE802.11MAC協(xié)議在32位ARM7TDMI微處理器S3C4510B上的一種移植方案，開發(fā)出了嵌入式IEEE802.11MAC協(xié)議的IP核。同時，圍繞著IEEE802.11MAC協(xié)議的原理和移植過程中硬件相關(guān)部分，介紹ARM平臺的結(jié)構(gòu)、可用資源以及ARM的初始化過程等。關(guān)鍵詞：IEEE802.11 MAC協(xié)議 ARM平臺 無線局域網(wǎng)
引言
無線局域網(wǎng)被認為是下一代IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的是大推動之一，被IT業(yè)賦予了極大的希望。無線局域網(wǎng)802.11系列標準的MAC協(xié)議是一樣的，只是在物理層上有差異，因此對802.11MAC協(xié)議的開發(fā)，不論是在802.11b流行的今天，還是802.11g可能會成為主流的將來，都是很有意義的。當然，ARM以其先進的體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為嵌入式市場的RISC標準，因此基于ARM的IEEE802.11MAC協(xié)議的開發(fā)是很有現(xiàn)實意義的。
我們的開發(fā)流程如圖1所示。
PC軟件開發(fā)是指脫離硬件的嵌入式軟件開發(fā)階段。此階段可以在各種IDE環(huán)境下進行開發(fā)，并進行軟仿真來驗證軟件的邏輯正確性。然后將開發(fā)出來的PC軟件結(jié)合硬件所需要的硬件相關(guān)代碼向硬件平臺進行移值調(diào)試。前兩個階段完成后就得到了開發(fā)的最終成品。
1 協(xié)議結(jié)構(gòu)
IEEE802.11MAC協(xié)議的SDL描述可以分為以下幾個功能模塊，如圖2所示。
*MAC數(shù)據(jù)服務(wù)模塊：向LLC層提供MAC層的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。
*MPDU生成模塊：將MSDU（MMPDU）生成MPDU，并對MPDU分段、加密以及進行排隊管理。
*協(xié)議控制模塊：完成DCF、PCF下的各種協(xié)議控制功能，包括RTS/CTS、ACK、ATIM、CF-ACK等，并根據(jù)信道狀態(tài)請求退避，在傳送數(shù)據(jù)挫敗后控制重傳等。該模塊還負責對所有接收到的MAC幀進行分類，按不同的類型送到不同的模塊進行處理。
*發(fā)送模塊：將MAC幀以字節(jié)流的形式發(fā)送到物理層，完成實際的發(fā)送過程。這個模塊中要完成對整個發(fā)送幀產(chǎn)生CRC校驗，向發(fā)送的beacon幀中加入時戳用來進行時間同步。這個模塊還負責處理底層獲得的當前信道的狀態(tài)，完成協(xié)議要求的隨機退避功能。
*接收模塊：對從物理層接收到的幀進行CRC校驗。如果正確接收的話，則進行地址過濾，丟棄目的地址不是自己的幀。如果數(shù)據(jù)是經(jīng)過分段的話，還有進行數(shù)據(jù)分段的重裝，然后將接收幀送往協(xié)議控制模塊進行分類處理。同時，這個模塊還要提取接收幀中的信道保留信息，結(jié)合信道上有無載波的狀況綜合判斷信道的狀態(tài)，并把信道的狀態(tài)送往發(fā)送模塊來協(xié)調(diào)退避功能的完成。
*MAC管理實體模塊：是管理核心，完成所有的管理功能，包括掃
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