無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC控制器的軟硬件設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。符合IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)成功的市場(chǎng)化，成為市場(chǎng)的主流。IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了媒體訪問(wèn)控制層（MAC）和物理層（PHY）的詳細(xì)功能。在MAC 層，標(biāo)準(zhǔn)定義了信道爭(zhēng)用算法以及協(xié)調(diào)器和精簡(jiǎn)指令設(shè)備通信過(guò)程。在物理層，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在898MHz/915MHz/2.4 GHz的頻段，采用BPSK和O-QPSK 調(diào)制的通信格式，能分別提供20 kbps、40

2、 kbps、250 kbps的通信速度。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)MAC 控制器是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)SOC的重要組成部分，而無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)SOC 是構(gòu)建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，因而MAC 控制器的研究對(duì)推動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用具有重要的意義。 本篇論文主要討論了一種符合IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的MAC 層控制器的軟硬件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。所設(shè)計(jì)的MAC 控制器是基于協(xié)處理器的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且基本功能通過(guò)了FPGA 上的驗(yàn)證。MAC 控制器的系統(tǒng)設(shè)

3、計(jì)包含硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的兩部分。 硬件設(shè)計(jì)主要包括基于數(shù)據(jù)發(fā)送部分，數(shù)據(jù)接收部分和協(xié)處理器部分Verilog 設(shè)計(jì)，接口模塊主要有特殊功能寄存器接口模塊，物理層射頻芯片的接口模塊等。軟件設(shè)計(jì)主要是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通訊程序，實(shí)現(xiàn)MAC 功能的程序和接口硬件C 程序三部分，這些程序都是在KEIL C 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的C 程序。 MAC 控制器的驗(yàn)證平臺(tái)由Xilinx的FPGA和TI的物理層芯片CC1000組成，其中FP