來源：單片機(jī)及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用  作者：汪安民 蔡湘平 李安

摘 要：研究基于802．11B的無線網(wǎng)卡在嵌入式數(shù)字信號處理器(DSP)OMAP5912上的實現(xiàn)。整個系統(tǒng)以DSP為核心，采用T1公司的TNETll00B無線網(wǎng)卡模塊實現(xiàn)802．11B通信協(xié)議，進(jìn)行無線信號收發(fā)。系統(tǒng)制造簡單，集成度高，適用于多種無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)卡 802．1lB 嵌入式 OMAP5912
　
引 言

無線局域網(wǎng)是指以無線信道作為傳輸媒介的計算機(jī)局域網(wǎng)；無線網(wǎng)絡(luò)是有線聯(lián)網(wǎng)方式的重要補(bǔ)充和延伸，并逐漸成為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個至關(guān)重要的組成部分，廣泛應(yīng)用于需要可移動數(shù)據(jù)處理或無法進(jìn)行物理傳輸介質(zhì)布線的領(lǐng)域。隨著IEEE802．11無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的制定與發(fā)展，使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加成熟與完善；能夠給用戶提供更加安全可靠、移動、高效、遠(yuǎn)距離的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案，并已成功應(yīng)用于眾多行業(yè)。無線網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大加密技術(shù)和極低的輻射以及可以自由架設(shè)的2．4 GHz自由頻段，可使無線網(wǎng)絡(luò)得到進(jìn)一步發(fā)展。下面介紹一種在嵌入式數(shù)字信號處理器(DSP)OMAP5912上實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)802．11B的方法。DSP對PC機(jī)數(shù)據(jù)或者直接采樣語音信號，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。由于系統(tǒng)以DSP為核心，使得無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字信號處理更加方便，可以較方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、信號壓縮等較復(fù)雜的算法。
　
1 無線網(wǎng)卡模塊TNETll00B

無線信號的收發(fā)采用無線網(wǎng)卡模塊TNETll00B實現(xiàn)。TNETll00B是TI公司最近推出的遵循802．11B通信標(biāo)準(zhǔn)的無線信號收發(fā)芯片。

TNETll00B的內(nèi)部功能如圖1所示。TNETll00B主要由射頻信號處理單元、基帶信號處理單元、中間接入控制單元以及嵌入式CPU、RAM、主機(jī)硬件接口、時鐘管理模塊等多個部分組成。

射頻信號處理單元實現(xiàn)無線信號的接收和發(fā)送。集成有1個8位22MHz的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD和1個10位44MHz的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA。AD／DA都具有自動增益控制功能，DA還具有功率控制功能。射頻信號處理單元還提供可調(diào)的參考時鐘，為AD的全速、半速時鐘或者其1／4分頻時鐘，分別對應(yīng)為22 MHz、11MHz和5．5 MHz。

基帶信號處理單元實現(xiàn)基帶信號的調(diào)制解調(diào)，支持IEEE Std的802．11B協(xié)議�；鶐卧臄�(shù)據(jù)速率可以和射頻單元的時鐘一致，也可以設(shè)置成較低的1 Mb／s或者2 Mb／s。較低速率下的基帶信號為了和射頻單元進(jìn)行通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時采用插值濾波，使得低速率信號變成高速率信號；同樣，接收數(shù)據(jù)時采用抽取濾波，使得高速率信號變成低速率信號。

中間接人控制單元完成射頻單元和基帶單元與處理器的邏輯控制，處理器、RAM、時鐘以及與外設(shè)硬件接口的控制。處理器為44 MHz主頻的ARM7TDMI嵌入式處理器，RAM容量為64 KB，可以動態(tài)分配接收和發(fā)送數(shù)據(jù)所占用的塊。接人單元響應(yīng)硬件產(chǎn)生的應(yīng)答ACK、請求發(fā)送RTS、清除發(fā)送CTS等Modem命令。接人單元還具有對接收數(shù)據(jù)包的解析功能，具有64、128或者256位的加密／解碼密鑰注入功能。

主機(jī)硬件接口支持33 MHz的PCl2．2協(xié)議或者USBl．1接口，數(shù)據(jù)通信可以使用DMA后臺方式傳輸。為了支持USB接口，TNETll00B專門配有1個48 MHz的時鐘接口。此外，為了嵌入式CPU保持實時時鐘，TNETll00B配有sleep時鐘接口。該時鐘信號需要配置電池。這樣系統(tǒng)在斷電情況下，依靠電池仍然保持準(zhǔn)確的時鐘信號。實時時鐘在電池情況下功耗極低，功耗為12μW。
　
2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

整個系統(tǒng)由OMAP5912、TNET1100B、音頻AD／DA、人機(jī)接口、PC機(jī)以及Flash組成，硬件連接如圖2所示。圖2中，13SP是核心控制單元；音頻AD用于將采集的模擬語音信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字語音信號；音頻DA將數(shù)字語音信號轉(zhuǎn)換成模擬語音信號。FLASH_1保存DSP所需要的程序，供DSP上電調(diào)用；FLASH_2保存TNETll00B所需要的程序，供TNETll00B上電調(diào)用。DSP和PC機(jī)之間使用HPI口，使用PCI橋芯片，實現(xiàn)和PC機(jī)的連接。

　
PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)包可以直接在PC上完成數(shù)據(jù)的壓縮、交織以及編碼等數(shù)據(jù)處理，OMAP5912負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)。對OMAP5912直接采樣的語音信號，基于WiFi的語音傳輸，(VoWiFi)要求數(shù)字化的語音信號必須以數(shù)據(jù)包的形式通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，為此OMAP5912必須實現(xiàn)數(shù)據(jù)組包處理算法。此外，無線網(wǎng)絡(luò)要求語音數(shù)據(jù)必須在規(guī)定的時間間隔內(nèi)傳送出去，一般最長的時間間隔為20ms。這樣語音信號到目的地后，目的網(wǎng)卡才有足夠的時間進(jìn)行拆包并最終形成語音數(shù)據(jù)實時播放出去。無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)必須保證數(shù)據(jù)包的丟失、延遲以及誤碼在規(guī)定的門限以下。在802．ll的升級協(xié)議中，還要求了新的服務(wù)質(zhì)量協(xié)議、允許控制協(xié)議、快速漫游協(xié)議、智能安全協(xié)議以及無線資源管理協(xié)議等各種新的算法。這些均由OMAP5912中的嵌入式ARM處理器完成。
　
3 TNETll00B和OMAP5912的硬件設(shè)計

TNETll00B和OMAP