原標題：無線網絡接口卡收發器的設計與實現方案

無線網絡接口卡收發器的設計與實現方案

隨著無線通信技術的不斷成熟和應用，各種各樣的智能化和網絡化的無線通信產品不斷涌現，無線網絡產品也得到飛速發展。無線網絡接口卡收發器作為無線網絡的重要組成部分，其設計和實現方案對于整個系統的性能至關重要。本文將詳細分析無線網絡接口卡收發器的設計過程，并提出實現方案，同時對其主控芯片型號及其在設計中的作用進行詳細探討。

一、無線網絡接口卡收發器的基本構造

無線網絡接口卡（NIC）的基本構造主要由三部分組成：數據鏈路控制器、Manchester代碼轉換器和無線收發電視。其中，數據鏈路控制器是實現數據鏈路層協議控制的核心部分。

1. 數據鏈路控制器

數據鏈路控制器采用DP8390，該芯片負責實現數據鏈路層協議的控制。在NIC中，設計了8K×2bits的RAM作為網卡的緩沖區，以提高系統的執行速度。DP8390芯片通過PCI總線與主機相連，實現數據的快速傳輸。

2. Manchester代碼轉換器

Manchester代碼轉換器用于將接收到的信號進行解碼，并生成相應的數據流。這一環節在數據同步和幀頭校驗中起到關鍵作用。

3. 無線收發電視

無線收發電視部分負責無線信號的發送和接收。通過天線接收到的無線信號，經過解碼和處理后，由數據鏈路控制器傳輸給主機。

二、內部硬件基本模塊

無線網絡接口卡的內部硬件基本模塊主要由無線收發模塊、編碼轉換模塊、接收處理模塊、發送處理模塊、DMA控制模塊、串并轉換模塊等組成。

1. 無線收發模塊

無線收發模塊負責無線信號的發送和接收。該模塊通過天線接收無線信號，并將其轉換為電信號進行處理。同時，該模塊也負責將處理后的電信號轉換為無線信號進行發送。

2. 編碼轉換模塊

編碼轉換模塊主要用于將接收到的信號進行解碼，并生成相應的數據流。在發送過程中，該模塊將待發送的數據進行編碼，并轉換為適合無線傳輸的格式。

3. 接收處理模塊

接收處理模塊負責處理接收到的數據幀。該模塊判斷接收到的數據幀是控制幀還是數據幀，并進行幀的校驗。校驗通過后，將接收到的數據轉換為并行數據，并送入緩沖區。

4. 發送處理模塊

發送處理模塊負責處理待發送的數據。該模塊將待發送的數據進行編碼，并轉換為適合無線傳輸的格式。同時，該模塊還負責處理發送過程中的沖突檢測，確保數據的可靠傳輸。

5. DMA控制模塊

DMA控制模塊負責實現數據的直接內存訪問。通過DMA方式，可以實現微機與網卡中緩沖RAM之間的快速數據交換，提高數據傳輸效率。

6. 串并轉換模塊

串并轉換模塊用于將串行數據轉換為并行數據，或將并行數據轉換為串行數據。這一環節在數據的發送和接收過程中起到關鍵作用。

三、系統時鐘與數據幀同步

系統時鐘統一采用10MHz方波發生器的時鐘，以開展數據幀的同步。通過時鐘信號的控制，可以確保數據的發送和接收過程在正確的時間點進行。

四、發送模塊的設計

發送模塊是無線網絡接口卡收發器的核心部分之一。該模塊通過DMA方式讀取RAM中的數據，并將數據交給無線發送模塊進行發送。

1. 發送模塊的主要組成

發送模塊主要由10MHz標準方波發生器、一個D觸發器、4034并/串雙向移位存放器、一個4040計數器和兩個雙端與門組成。

• 10MHz標準方波發生器：用于產生10MHz標準方波，提供發送數據的時鐘信息。

• D觸發器：用于鎖存計數器4040的Q3輸出端狀態，告知CPU此時外設已準備就緒。

• 4034并/串雙向移位存放器：在10MHz脈沖控制下，將數據總線上的并行數據轉換成10MHz的串行數據發往曼徹斯特編碼器。

• 4040計數器：用于發送位計數。在發送完一個字節后，4040用其Q3送出完成信號，在D觸發器中鎖存，即生成字節轉換完畢信號，允許送出下一字節。

2. 發送模塊的工作原理

發送模塊的工作原理如下：

• 初始化過程：在發送開始前，對發送模塊進行初始化，包括設置計數器、觸發器等。

• 數據讀取：通過DMA方式讀取RAM中的數據，并將數據加載到數據總線上。

• 數據轉換：4034并/串雙向移位存放器將數據總線上的并行數據轉換為串行數據。

• 數據發送：串行數據通過曼徹斯特編碼器進行編碼，并通過天線發送出去。

• 沖突檢測：在發送過程中，通過判斷接收方是否忙來檢測線路狀態，避免沖突的發生。

五、接收模塊的設計

接收模塊是無線網絡接口卡收發器的另一個核心部分。該模塊負責接收無線信號，并將其轉換為適合主機處理的數據格式。

1. 接收模塊的主要組成

接收模塊主要由初始化模塊和接收中斷模塊兩部分組成。

• 初始化模塊：完成對NIC寄存器的初始化，并對網卡中斷INT3和DMA參數進行初始化，等待中斷。

• 接收中斷模塊：當網絡有數據需要接收時，引發網卡中斷INT3，接收處理模塊通過DMA與RAM進行數據傳送。

2. 接收模塊的工作原理

接收模塊的工作原理如下：

• 初始化過程：在接收開始前，對接收模塊進行初始化，包括設置寄存器、中斷等。

• 數據接收：當網絡有數據需要接收時，引發網卡中斷INT3。接收處理模塊通過DMA與RAM進行數據傳送，將接收到的數據存入緩沖區。

• 數據處理：接收處理模塊對接收到的數據幀進行處理，判斷是控制幀還是數據幀，并進行幀的校驗。校驗通過后，將接收到的數據轉換為并行數據，并送入緩沖區。

六、主控芯片型號及其在設計中的作用

無線網絡接口卡收發器的設計離不開主控芯片的支持。主控芯片是網卡的核心元件，其性能直接影響到整個系統的性能。以下是一些常用的主控芯片型號及其在設計中的作用。

1. Realtek 8139C/D

Realtek 8139C/D是被使用最多的網卡之一。該芯片支持10M/100Mbps的速度，并增加了電源管理功能。在設計無線網絡接口卡收發器時，Realtek 8139C/D可以作為主控芯片，提供穩定的數據傳輸和電源管理功能。

• 作用：

• 提供10M/100Mbps的數據傳輸速度。

• 支持電源管理功能，降低功耗。

• 穩定的性能和兼容性。

2. Intel PRO/1000

Intel PRO/1000是一款千兆網卡芯片，支持千兆級別的數據傳輸速度。在設計高性能無線網絡接口卡收發器時，Intel PRO/1000可以作為主控芯片，提供高速的數據傳輸和穩定的性能。

• 作用：

• 提供千兆級別的數據傳輸速度。

• 穩定的性能和兼容性。

• 支持高級網絡功能，如VLAN、QoS等。

3. Davicom DM9102HEP

Davicom DM9102HEP是一款PCI接口10/100Mbps以太網控制器，適用于主芯片帶PCI總線的嵌入式應用。在設計無線網絡接口卡收發器時，DM9102HEP可以作為主控芯片，提供穩定的數據傳輸和靈活的接口選擇。

• 作用：

• 提供10/100Mbps的數據傳輸速度。

• 支持PCI總線接口，方便與主機連接。

• 靈活的接口選擇和配置。

4. Broadcom BCM43xx系列

Broadcom BCM43xx系列是一款高性能的無線網卡芯片，支持802.11n等無線標準。在設計無線網絡接口卡收發器時，BCM43xx系列可以作為主控芯片，提供高速的無線數據傳輸和穩定的性能。

• 作用：

• 支持802.11n等無線標準，提供高速的無線數據傳輸。

• 穩定的性能和兼容性。

• 支持高級無線功能，如MIMO、WPS等。

七、結論

無線網絡接口卡收發器的設計與實現方案需要綜合考慮多個因素，包括數據鏈路層協議的控制、無線信號的發送和接收、數據的編碼和解碼等。通過合理的硬件設計和主控芯片的選擇，可以實現穩定、高速的無線數據傳輸。

在本文中，我們詳細分析了無線網絡接口卡收發器的基本構造、內部硬件基本模塊、系統時鐘與數據幀同步、發送模塊的設計、接收模塊的設計以及主控芯片型號及其在設計中的作用。通過這些分析，我們可以更好地理解無線網絡接口卡收發器的設計和實現過程，為實際應用提供有力的支持。

隨著無線通信技術的不斷發展，無線網絡接口卡收發器的設計和實現方案也將不斷優化和完善。未來，我們可以期待更加高效、穩定的無線網絡接口卡收發器的出現，為人們的日常生活和工作帶來更多的便利和效益。