[發(fā)明專利]一種適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910237776.4
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN102065569A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尉志偉;吳斌;馬洪亮;周玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H04W80/00
• 分類號: H04W80/00;H04W84/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，該控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊、狀態(tài)模塊、控制模塊、MII管理模塊、發(fā)送緩存、接收緩存和寄存器模塊；其中，發(fā)送緩存和接收緩存采用讀地址可載入的異步FIFO，實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的存儲、重傳和丟棄；主機與MAC子層控制器之間的數(shù)據(jù)幀信息的交互通過數(shù)據(jù)幀緩存描述符來進行，數(shù)據(jù)幀緩存描述符分為發(fā)送緩存描述符和接收緩存描述符，發(fā)送緩存描述符用來控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過程并記錄和返回發(fā)送狀態(tài)；接收緩存描述符用來控制讀取接收到的數(shù)據(jù)幀并向主機返回幀接收狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述發(fā)送模塊包括發(fā)送數(shù)據(jù)通路子模塊、發(fā)送CRC子模塊、隨機數(shù)子模塊和發(fā)送狀態(tài)機子模塊，其中：

發(fā)送數(shù)據(jù)通路子模塊，為發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)通路，用于為一幀數(shù)據(jù)添加前導(dǎo)碼，填充字段以及CRC校驗字段，并以半位元的格式輸出一幀數(shù)據(jù)；

發(fā)送CRC子模塊，用于計算一幀數(shù)據(jù)的CRC校驗碼序列，它在一幀數(shù)據(jù)結(jié)束后產(chǎn)生32位的有效的幀校驗序列，并通過數(shù)據(jù)通路子模塊發(fā)送至MII接口；

隨機數(shù)子模塊，用來產(chǎn)生符合二進制指數(shù)隨機退避時間長度的隨機數(shù)；

發(fā)送狀態(tài)機子模塊，是發(fā)送模塊的狀態(tài)機，按照IEEE?802.3協(xié)議的要求完成發(fā)送一幀數(shù)據(jù)時的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；模塊內(nèi)部還包含若干個計數(shù)器，包括記錄發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)、重發(fā)次數(shù)的計數(shù)、IPG時間的計數(shù)和延遲時間計數(shù)，它與發(fā)送狀態(tài)機子模塊一起實現(xiàn)復(fù)雜的發(fā)送控制，包括對數(shù)據(jù)通路的控制、控制發(fā)送CRC子模塊的初始化及使能，以及根據(jù)在發(fā)送過程中產(chǎn)生的各種狀況產(chǎn)生狀態(tài)信號至狀態(tài)模塊、發(fā)送緩存和接收緩存。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述接收模塊用于完成數(shù)據(jù)幀的接收和錯誤校驗，接收模塊從MII接口接收數(shù)據(jù)，識別前導(dǎo)碼、目的地址，決定是否將此幀數(shù)據(jù)交給接收緩存，并對幀數(shù)據(jù)進行CRC校驗；同時，接收模塊會響應(yīng)在接收過程中發(fā)生的各種情況并在接收結(jié)束后產(chǎn)生此幀數(shù)據(jù)的接收狀態(tài)信號rx_status；接收模塊包含接收計數(shù)器子模塊、地址檢測子模塊、接收CRC子模塊、接收數(shù)據(jù)通路子模塊和接收狀態(tài)機子模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述接收計數(shù)器子模塊中包含若干計數(shù)器，用來對接收到的字節(jié)數(shù)、接收到的半字節(jié)數(shù)及幀間間隔進行計數(shù)；接收CRC子模塊用來實現(xiàn)對一幀數(shù)據(jù)的CRC校驗；接收狀態(tài)機子模塊用來控制幀接收過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述發(fā)送緩存和接收緩存所采用的讀地址可載入的異步FIFO，使用握手方式實現(xiàn)讀寫指針安全的異步時鐘域之間的傳輸，通過握手方式傳遞讀寫指針，使得讀寫指針可以跳躍變化。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述異步FIFO工作在三種工作模式：普通FIFO模式、讀地址可載入/幀保護模式和讀地址可載入/非幀保護模式；其中，讀地址可載入/幀保護模式的特征為：在下一次讀地址載入前，正在讀取的一幀數(shù)據(jù)不會被覆蓋掉；讀地址可載入/非幀保護模式的特征為：讀地址可載入，當前正在讀取的幀中，已經(jīng)讀取過的數(shù)據(jù)可以被覆蓋掉。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于WLAN的以太網(wǎng)MAC子層控制器，其特征在于，所述異步FIFO使用握手方式實現(xiàn)讀寫指針安全的異步時鐘域之間的傳輸，在將讀指針同步到寫時鐘域時，具體包括：

步驟1：首先讀時鐘域更新讀指針寄存器r_wptr，然后向?qū)憰r鐘域發(fā)送一個請求讀取讀指針寄存器的的信號w_req，w_req同步到寫時鐘域后變?yōu)閣_req_sync；

步驟2：寫時鐘域檢測到w_req_sync的上升沿會讀取讀指針寄存器，同時向讀時鐘域發(fā)送一個回應(yīng)信號w_ack，w_ack同步到讀時鐘域后產(chǎn)生信號w_ack_sync；

步驟3：讀時鐘域檢測到w_ack_sync的上升沿并更新讀指針計數(shù)器，同時復(fù)位w_req信號；

步驟4：寫時鐘域檢測到w_req_sync的下降沿后，復(fù)位w_ack；

步驟5：讀時鐘域檢測到w_ack_sync的下降沿后，開始新一次的讀取讀指針寄存器的請求。