無線傳感器網(wǎng)絡MAC控制器的軟硬件設計與驗證.pdf

1、近年來，無線傳感網(wǎng)絡進入了快速發(fā)展的階段。符合IEEE 802.15.4 標準的無線傳感網(wǎng)絡的產(chǎn)品已經(jīng)成功的市場化，成為市場的主流。IEEE 802.15.4 標準規(guī)定了媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY）的詳細功能。在MAC 層，標準定義了信道爭用算法以及協(xié)調(diào)器和精簡指令設備通信過程。在物理層，標準規(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。無線傳感網(wǎng)絡MAC 控制器是無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點SOC的重要組成部分，而無線傳感器節(jié)點SOC 是構建無線傳感網(wǎng)絡的基礎，因而MAC 控制器的研究對推動無線網(wǎng)絡的普及應用具有重要的意義。 本篇論文主要討論了一種符合IEEE 802.15.4 標準的MAC 層控制器的軟硬件的設計和驗證。所設計的MAC 控制器是基于協(xié)處理器的架構來實現(xiàn)的，并且基本功能通過了FPGA 上的驗證。MAC 控制器的系統(tǒng)設

3、計包含硬件設計和軟件設計的兩部分。 硬件設計主要包括基于數(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 設計，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。軟件設計主要是無線傳感網(wǎng)絡協(xié)議通訊程序，實現(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 集成開發(fā)環(huán)境下開發(fā)的C 程序。 MAC 控制器的驗證平臺由Xilinx的FPGA和TI的物理層芯片CC1000組成，其中FP