论文部分内容阅读
随着无线局域网技术的不断发展,各种相关标准不断涌现。作为无线局域网协议族IEEE802.11系列成员之一的802.11a,以其运行于ISM及U-NII 5GHz频段和高达54Mbps的数据传输速率,现正成为当前工业界主流的技术标准之一。各种移动终端都是通过无线局域网网卡接入无线局域网的,所以对无线局域网网卡的研究已成为目前无线通信领域的热点。而MAC控制器是无线局域网卡中非常关键的部件,能否设计出具有自主知识产权的MAC控制器是设计国产无线局域网网卡的关键所在。本文主要目标就是完成无线局域网网卡中的MAC控制器的设计。在对MAC层协议进行较全面的分析和对比Intersil的MAC控制器设计方案的基础上,本文提出了自己的基于片上WB总线的MAC控制器设计方案。片上系统设计的最大优点就是IP的可重用性,它可以极大提高系统开发效率。MAC控制器中的收发接口单元需要在基带处理器和移动终端之间传输数据。如何匹配两个传输速率不同的系统之间的数据传输,避免因速率的不同而在系统的接口部分产生数据的复写、丢失以及读入无效数据,这是MAC控制器设计者必须考虑的问题。异步FIFO缓冲存储器正是解决这种数据传输问题的理想方法。文中详细讨论了异步FIFO的功能、设计原理和设计难点,在此基础上提出基于格雷码的异步FIFO的设计,并对其进行完整的RTL级设计、功能仿真和综合验证。本文还完成了片上总线两个主要外围设备:WB总线仲裁器和DMA控制器的设计和仿真验证工作。总线仲裁器用于对嵌入式的总线进行仲裁,文中完成了一个循环优先级仲裁器的设计,它可以保证各功能单元对总线访问的机会均等。DMA控制器用于在收发接口单元和外部SRAM直接传输网络数据帧而不需要嵌入式MCU的直接控制,这样可以减少微控制器的负担。然后用工业中常用的WB总线来实现MAC控制器的总线集成,最后在Xinlinx Virtex-II系列FPGA开发板上完成了验证工作。