無線基帶控制芯片WT6104CLVG的典型應(yīng)用設(shè)計

作者：王陸林，劉貴如，蔣朝根

目前，WLAN作為一種實現(xiàn)寬帶無線IP接入的典型方式，由于其接入速率高、架構(gòu)使用靈便、可支持移動計算、系統(tǒng)費用低及可擴(kuò)展性較好等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。本文將詳細(xì)介紹一款支持802.11a/b/g協(xié)議的高速基帶芯片，以及它在通信系統(tǒng)中的典型應(yīng)用設(shè)計，包括硬件設(shè)計和驅(qū)動開發(fā)。

WT6104CLVG功能介紹

WT6104CLVG是北京六合萬通微電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的無線基帶控制芯片。它是一款高度集成的無線局域網(wǎng)芯片，完整實現(xiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的802.11a/b/g基帶信號處理、協(xié)議處理以及各種附加增強功能模塊。完全支持802.11b/g和802.11a所要求的各種調(diào)制方式，能夠完整提供協(xié)議規(guī)定的1Mbps“54Mbps傳輸速率。該芯片還提供了大量的安全和加密算法，例如AES、TKIP、WEP、WPI等。針對移動設(shè)備的特點，它提供多種工作模式，其工作頻率為40MHz，有效地降低了功耗。它能夠與多種RF無縫集成，并提供了多種主機(jī)接口，如Cardbus、MiniPCI、Memory 接口。該芯片內(nèi)部主要功能模塊包括MAC、基帶、ADC/DAC 以及RF接口。向上提供HCI接口，向下提供RF和SPI配置接口。各模塊功能如下：MAC模塊完成了媒體接入層所規(guī)定的所有協(xié)議，其中包括安全和加密算法協(xié)議;基帶模塊完全支持802.11b 和802.11a 所要求的所有調(diào)制方式;ADC/DAC是低功耗、單通道、差分輸入/輸出器件，內(nèi)部集成采樣/保持放大器。同時具有節(jié)能功能，采用模擬電源3.3V、數(shù)字電源1.8V的雙電源供電。芯片內(nèi)部集成了44KB的存儲單元。

無線模塊硬件電路設(shè)計

WT6104CLVG與主控制器的接口設(shè)計

本設(shè)計的主控制器采用三星公司的S3C2410。通過TST_MOD［2:0］=3b:010將芯片設(shè)置為 Memory 接口工作模式，直接和S3C2410的數(shù)據(jù)、地址、控制總線連接。P_AD_OUT_［15:0］接S3C2410的低16位數(shù)據(jù)總線D［15:0］;P_AD_OUT_［31:16］接低16位地址總線A［15:0］;P_CBEN _［1:0］總線高低字節(jié)使能， 低有效，分別接nWBE［1:0］引腳;P_CBEN_［3:2］分別接nWE、nOE引腳。P_IDSEL片選信號接nGCS2引腳，P_INIT接EINT9外部中斷引腳。具體連接電路如圖1所示。

圖1 WT6104CLVG與D3C2410的連接電路

WT6104CLVG與RF收發(fā)器的接口設(shè)計

RF芯片采用絡(luò)達(dá)科技公司的AL2230S。它是一款支持802.11b/g無線協(xié)議的收發(fā)芯片。

WT6104CLVG通過RF接口和AL2230S連接。SHDN_OUT RF使能控制信號接AL2230S的PLLON引腳。A_RX_ENA、A_TX_ENA接收、發(fā)送通道使能信號分別接RXON、TXON引腳。PA_PE_11A、PA_PE_11G為802.11a/g模式使能信號，一起接PAON引腳。B［6:0］收發(fā)控制信號線接AL2230S的GC［7:1］引腳。TR_SW、TR_SW_BAR為收發(fā)切換控制信號。RF_CS片選信號接AL2230S的LE引腳。RF_SCLK、RF_SD_OUT為IIC接口信號線，分別接AL2230S的CLK、DATA引腳，具體連接如圖2所示。WT6104CLVG通過IIC接口來配置AL2230S。

圖2 WT6104CLVG與AL2230S的連接電路

基帶芯片和RF收發(fā)芯片分開雖然增加了設(shè)計難度，但是設(shè)計起來更加靈活，可以根據(jù)需要選擇發(fā)射功率大的收發(fā)芯片，從而增加數(shù)據(jù)的傳輸距離。

無線模塊驅(qū)動軟件設(shè)計

此設(shè)計采用微軟的嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE，下面詳細(xì)介紹以WT6104CLVG芯片為核心的無線網(wǎng)卡的NIC驅(qū)動程序設(shè)計。

Windows CE平臺下的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模型

Windows CE.NET引入了NDIS（網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序接口規(guī)范，Network Driver Interface Specification）。NDIS 支持以太網(wǎng)（802.3）、802.11、IrDA、WAN以及令牌環(huán)網(wǎng)（802.5）微端口。NDIS庫將網(wǎng)絡(luò)硬件抽象為網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序。NDIS也說明了網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序間的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此，它將用來管理硬件的底層驅(qū)動程序抽象為上層驅(qū)動程序，NDIS支持以下幾種類型的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序：微端口驅(qū)動程序、中間層驅(qū)動程序、協(xié)議驅(qū)動程序。

Windows CE平臺下無線局域支持組件配置

在WinCE平臺下要支持802.11x無線網(wǎng)絡(luò)，除需要注冊NIC驅(qū)動之外，還要將以下組件添加到內(nèi)核：

1） Wired Local Area Network ［802.3， 802.5］ （SYSGEN_ ETHERNET=1）

2） Wireless LAN ［802.11］-Automatic Configuration and 802.1x （SYSGEN_ETH_80211=1）

3） Wireless Access Point ［802.11］ Support （SYSGEN_WIFI_AP=1）

4） Networking Utilities ［ipConfig， Ping， Route］ （SYSGEN_NETUTILS =1）

5） TCP/IP （SYSGEN_TCPIP=1）

6） Core Server Support （SYSGEN_SERVICES=1）

7） Web Server ［HTTPD］ （SYSGEN_HTTPD=1）

8） ”Cisco 802.11b PC Card“。 SYSGEN_ETH_CISCO=1

WT6104CLVG和RF的初始化以及NIC驅(qū)動程序設(shè)計

主控制器通過WT6104CLVG的Memory接口實現(xiàn)其初始化和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。對AL2230S可以通過IIC接口進(jìn)行初始化配置和控制。該系統(tǒng)針對WT6104CLVG芯片開發(fā)了基于WinCE的NDIS微端口驅(qū)動程序，它負(fù)責(zé)與WT6104CLVG通信，完成協(xié)議包數(shù)據(jù)的收發(fā)。在驅(qū)動程序中向NDIS_MINIPORT_ CHARACTERISTICS結(jié)構(gòu)體變量 WTChar賦值了一系列在驅(qū)動中實現(xiàn)的、為微端口向上提供的一組入口函數(shù)（MiniportXxx函數(shù)）的指針，然后調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)NdisMRegister Miniport，向NDIS注冊這些函數(shù)，并同時調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)NdisMRegister Interrupt，向NDIS注冊一個系統(tǒng)中斷。具體源程序代碼就不在此詳述了。

數(shù)據(jù)包的具體發(fā)送流程見圖3（接收流程與此相似）。

圖3 發(fā)送流程圖

WT6104CLVG NIC驅(qū)動程序的注冊

WT6104CLVG NIC驅(qū)動程序的注冊需要在platform.reg注冊表文件中添加以下幾項（其中，WTWLAN.DLL為驅(qū)動編譯以后生成的動態(tài)庫）：

［HKEY_LOCAL_MACHINE\ Comm\ WTWLAN］

”DisplayName“=”WLAN 802.11“

”Group“=”NDIS“

”ImagePath“=”WTWLAN.dll“

［HKEY_LOCAL_MACHINE\Comm \WTWLAN\Linkage］

”Route“=multi_sz：”WTWLAN1“

［HKEY_LOCAL_MACHINE\Comm\ WTWLAN1］

”DisplayName“=”WLAN 802.11“

”Group“=”NDIS“

”ImagePath“=”WTWLAN.dll“

［HKEY_LOCAL_MACHINE\ Comm\WTWLAN1\Parms］

”BusNumber“=dword:0

”BusType“=dword:0

”InterruptNumber“=dword:26

”IoBaseAddress“=dword： 0xa2000000

”Transceiver“=dword:3

”CardType“=dword:1

”sysintr“=dword:26

”NetworkAddress“=”001217534633“

［HKEY_LOCAL_MACHINE \Comm\WTWLAN1\Parms\TcpIp］

”EnableDHCP“=dword:1

”DefaultGateway“=”10.0.0.138“

”LLInterface“=”“

”UseZeroBroadcast“=dword:0

”IpAddress“=”10.0.0.125“

”Subnetmask“=”255.255.255.0“

”DNS“=”10.0.0.1“

”AutoCfg“=dword:00000001

［HKEY_LOCAL_MACHINE\ Comm\Tcpip\Linkage］

”Bind“=”WTWLAN1“

結(jié)語

本文介紹了WT6104CLVG無線基帶芯片以及它在無線通信系統(tǒng)中的典型設(shè)計，采用該芯片設(shè)計的無線通信系統(tǒng)工作在802.11g模式下，具有較高的傳輸速度，可廣泛應(yīng)用于安全監(jiān)控、工業(yè)控制、醫(yī)療監(jiān)護(hù)和視頻監(jiān)控等場合。

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