基于ARM的IEEE802.11bMAC層協(xié)議IP核設(shè)計(jì)

2 SDL及軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

SDL是一種層次化的描述語(yǔ)言，采用結(jié)構(gòu)化和自頂向下的設(shè)計(jì)原則，把系統(tǒng)規(guī)范分為系統(tǒng)、塊、子塊、進(jìn)程、服務(wù)和過(guò)程幾個(gè)層次進(jìn)行描述。系統(tǒng)、塊和子塊是靜態(tài)描述，用于描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；進(jìn)程、服務(wù)和過(guò)程是動(dòng)態(tài)描述，用于描述系統(tǒng)的行為。SDL的理論模型是通信擴(kuò)展有限狀態(tài)機(jī)，每個(gè)進(jìn)程都是一個(gè)通信擴(kuò)展有限狀態(tài)機(jī)。

SDL與常用的高級(jí)語(yǔ)音有很好的接口，如可以從SDL描述的系統(tǒng)規(guī)范直接導(dǎo)出C、CHILL甚至VHDL語(yǔ)言，以嵌入式系統(tǒng)和軟硬件混合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；在進(jìn)行規(guī)范定義時(shí)，SDL又允許嵌入高級(jí)語(yǔ)言，如C/C++語(yǔ)音、義等。因而可以在多個(gè)層次上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的規(guī)范和描述。因?yàn)镾DL的上述特性，目前已被越來(lái)越多地用于協(xié)議軟件的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。

本文選用Telelogic公司的SDT4.3和ARM公司的ADS1.2作為主要的軟件開(kāi)發(fā)工具。使用SDT進(jìn)行協(xié)議軟件的開(kāi)發(fā)步驟如圖2所示。

在系統(tǒng)行為定義階段，要特別注意代碼生成器對(duì)SDL設(shè)計(jì)的結(jié)束，例如對(duì)于C advanced生成器不支持信道子結(jié)構(gòu)、信號(hào)細(xì)化等；對(duì)于C micro生成器不支持連續(xù)信號(hào)、服務(wù)、優(yōu)先輸入/輸出等。在系統(tǒng)行為分析仿真調(diào)試階段，使用C basic/C advanced代碼生成器產(chǎn)生系統(tǒng)代碼，與SDT提供的仿真內(nèi)核一起編譯連接，得到系統(tǒng)行為的仿真醋，然后可以使用text、SDL、MSC等多種跟蹤方式進(jìn)行仿真調(diào)試。在系統(tǒng)行為驗(yàn)證時(shí)，使用相同的代碼只不編譯連接時(shí)加入SDT提供的驗(yàn)證內(nèi)核，可得到系統(tǒng)行為的驗(yàn)證模型，可以使用自動(dòng)狀態(tài)空間遍歷、覆蓋率分析等方式進(jìn)行系統(tǒng)行為的驗(yàn)證。仿真和驗(yàn)證都無(wú)環(huán)境函數(shù)，由仿真器和驗(yàn)證器充當(dāng)系統(tǒng)的環(huán)境，產(chǎn)生和接收與系統(tǒng)交互的信號(hào)。在系統(tǒng)行為經(jīng)仿真驗(yàn)證正確后，可以應(yīng)用C advanced/C Micro生成器產(chǎn)生面向應(yīng)用的系統(tǒng)代碼和環(huán)境函數(shù)。

應(yīng)用SDT生成的代碼經(jīng)過(guò)適當(dāng)修改和處理后可以輸入ARM開(kāi)發(fā)工具ADS，進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，其方法和設(shè)計(jì)流程詳見(jiàn)后。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為三部分：協(xié)議軟件、驅(qū)動(dòng)軟件和接口軟件。其中協(xié)議軟件部分主要用于實(shí)現(xiàn)IEEE 802.11bMAC層協(xié)議定義的各種服務(wù)（如授權(quán)、關(guān)聯(lián)等）和算法（如DCF、PCF、時(shí)鐘同步算法等）。這一部分軟件采用圖2所示的設(shè)計(jì)流程，完全使用形式描述語(yǔ)言SDL進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并使用SDT的代碼生成器將SDL的系統(tǒng)描述換成面向應(yīng)用的C/C++代碼。驅(qū)動(dòng)軟件部分主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功能。如PCMCIA接口驅(qū)動(dòng)，這一部分軟件用C/C++語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。接口軟件部分主要完成SDL轉(zhuǎn)換出的系統(tǒng)代碼與RTOS及硬件平臺(tái)的接口功能。這一部分軟件借用于代碼生成器產(chǎn)生的環(huán)境函數(shù)，用C/C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。軟件部分的層次結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 與ADS接口及軟件后端開(kāi)發(fā)

從SDL轉(zhuǎn)化出C/C++代碼后，可使用ARM的開(kāi)發(fā)工具ADS進(jìn)行后續(xù)的軟件開(kāi)發(fā)。其與SDT工具的接口及開(kāi)發(fā)流程如圖4所示。