無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層通信芯片的研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是搭載傳感器和無線局域網(wǎng)絡(luò)，可以無線采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控環(huán)境的新興信息交互網(wǎng)絡(luò)。通過在某一特定區(qū)域快速建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備和通信終端形成了一個自組織、動態(tài)的數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的引入和應(yīng)用給人們生產(chǎn)生活帶來了智能和便利，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用價值、應(yīng)用需求以及芯片設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的專屬通信芯片設(shè)計的研究應(yīng)運(yùn)而生。
　　IEEE802.15.4是一種低功耗低速率的無線局域網(wǎng)協(xié)議，協(xié)議定義

2、了物理層和介質(zhì)訪問控制層。本文結(jié)合了目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，基于ASIC數(shù)字芯片設(shè)計技術(shù)和IEEE802.15.4 MAC協(xié)議，提出了功能完備的MAC通信控制芯片的設(shè)計方案。
　　本文的MAC芯片設(shè)計能基本實(shí)現(xiàn)MAC層定義的功能，整個芯片設(shè)計包含MAC控制器和8位RISC CPU兩部分，MAC控制器包括CSMA-CA算法控制器、MAC發(fā)送模塊和MAC接收模塊，MAC控制器可以基于數(shù)據(jù)總線和RISC CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

3、MAC控制器內(nèi)嵌的 CSMA-CA算法控制器實(shí)現(xiàn)競爭信道機(jī)制，通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過競爭信道連接通信網(wǎng)絡(luò)，同一時間只允許一個節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行通信傳輸?；诰喼噶罴O(shè)計的 CPU邏輯簡單，單獨(dú)的 CPU設(shè)計可以更好的實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理功能。
　　本文的MAC芯片設(shè)計在邏輯上通過了ModleSim仿真驗(yàn)證，低功耗設(shè)計且功能完備。不同于一般的 FPGA半定制芯片設(shè)計，本文基于 ASIC數(shù)字芯片設(shè)計流程，完成了從前端仿真到后端物理設(shè)計的