摘要：利用现在802.11b无线网卡的物理层部分和altera公司的epxa1开发板实现可以收发802.11b无线网络信号的软件无线电平台，在此平台基础上可自由开发各种无线局域网媒体访问控制协议。

关键词：802.11b网卡 媒体访问控制 epxa1 开发平台

无线局域网媒体访问控制（mac）协议的开发是目前各种无线应用研究的热点。同时mac协议的开发、调试和实现离不开物理层（phy）的支持。很多mac协议的开发者由于没有物理层的支持，只能停留在协议仿真的阶段。本文提出了一个可以通过无线链路收发信号（可以与基于802.11b的无线局域网ap以及无线网卡通信）的无线mac开发平台。该平台利用现有802.11b无线网卡的物理层部分（包括天线、射频芯片、中频芯片和基带处理器），再加上epxa1开发板构成。利用该平台，可以epxa1开发板上进行各种mac协议的开发和调试。

1 系统架构

系统主要由三部分构成：802.11b无线网卡、epxa1开发板以及两者之间转接pcb板，如图1所示。

系统中使用的802.11b无线网卡通过标准的pcmcia接口与笔记本相连。该无线网卡最大的特点是mac控制芯片和基带处理芯片以及前端中射频芯片是分离的，只有这样才能将其mac芯片替换成epxa1开发板。在无线网卡启动之前必须给基带处理芯片以及前端中频、射频芯片的控制寄存器设置合适的值。这是控制逻辑plci部分要做的工作。该网卡的主要组成芯片有：

（a） hfa3841(wireless lan medium access controller)是该无线网卡的mac部分，在本设计中，将其替换成笔者的开发板。

（b） hfa3861b(baseband processor)是无线网卡的基带处理器[3]，在网卡启动过程中，需要通过相应的串行配置口对其进行配置。

（c） hfa3863a(rf/if converter and synthesizer)芯片进行射频到中频的变换[4]，需要通过相应配置口进行控制寄存器的配置。

（d） hfa3783 芯片进行中频到基带的变换[5]，也需要通过相应配置口进行寄存器的配置（工作模式和工作频率等）。

altera公司的epxa1开发板集成了arm922t嵌入式微处理器以及相应外设，其外设中拥有10万等效系统门的可编程逻辑器件以及相应的扩展i/o口，不需要再另外设计fpga电路，更方便了软件和硬件的协同设计。同时，altera公司提供的qnartusii软件，也提供了对硬件和软件协同设计的良好支持。

转接pcb板用于连接epxa1开发板的扩展i/o口和802.11b无线网卡上有用的信号线。板上设计了一个pcmcia插槽，用来固定无线网卡，转接板使用了隔离芯片sn74cbtd3384进行电平转换和保护epxa1开发板，同时也通过该板给无线网卡供电。

2 设计过程

2.1 对802.11b无线网卡的处理

首先拿掉无线网卡的mac芯片，然后将mac芯片上与基带处理器、前端射频以及中频芯片相连的线引出，因为在网卡启动过程中，需要通过这些线对前端芯片进行相应配置。图2是无线网卡的mac芯片与其他芯片之间的连接关系，在设计过程要确保将这些线引出到epxa1开发板上。

2.2 转接pcb板的设计

可以参照pcmcia接口标准，将其中的电源线、地线以及有用的地址线和数据线连接到epxa1的扩展i/o口（逻辑高电平为5v），连接过程使用了sn74cbtd3384进行电平转换（5v到3.3v的转换）。另外在epxa1的扩展i/o口中，有提供3.3v和5v电源的引脚，可以作为无线网卡的电源，pcb板上还可以加上测试引脚，方便硬件的调试。

2.3 plci部分的设计

整个系统的构架和plci所处的位置如图3所示。plci（物理层控制接口）和pldi（物理层数据接口）是设计的重点，是利用epxa1的可编程逻辑实现的，主要编程语言是verilog hdl。plci是mac与物理层的控制接口，它实现了对前端芯片（包括hfa3861b、hfa3683以及hfa3783）的控制寄存器的配置，包括产生配置所需的串行数据、时钟及片选信号。pldi是mac与物理层的数据