无线基带控制芯片WT6104CLVG的典型应用设计

作者：王陆林，刘贵如，蒋朝根

目前，WLAN作为一种实现宽带无线IP接入的典型方式，由于其接入速率高、架构使用灵便、可支持移动计算、系统费用低及可扩展性较好等优点，越来越受到人们的青睐。本文将详细介绍一款支持802.11a/b/g协议的高速基带芯片，以及它在通信系统中的典型应用设计，包括硬件设计和驱动开发。

WT6104CLVG功能介绍

WT6104CLVG是北京六合万通微电子技术有限公司生产的无线基带控制芯片。它是一款高度集成的无线局域网芯片，完整实现IEEE标准所规定的802.11a/b/g基带信号处理、协议处理以及各种附加增强功能模块。完全支持802.11b/g和802.11a所要求的各种调制方式，能够完整提供协议规定的1Mbps“54Mbps传输速率。该芯片还提供了大量的安全和加密算法，例如AES、TKIP、WEP、WPI等。针对移动设备的特点，它提供多种工作模式，其工作频率为40MHz，有效地降低了功耗。它能够与多种RF无缝集成，并提供了多种主机接口，如Cardbus、MiniPCI、Memory 接口。该芯片内部主要功能模块包括MAC、基带、ADC/DAC 以及RF接口。向上提供HCI接口，向下提供RF和SPI配置接口。各模块功能如下：MAC模块完成了媒体接入层所规定的所有协议，其中包括安全和加密算法协议;基带模块完全支持802.11b 和802.11a 所要求的所有调制方式;ADC/DAC是低功耗、单通道、差分输入/输出器件，内部集成采样/保持放大器。同时具有节能功能，采用模拟电源3.3V、数字电源1.8V的双电源供电。芯片内部集成了44KB的存储单元。

无线模块硬件电路设计

WT6104CLVG与主控制器的接口设计

本设计的主控制器采用三星公司的S3C2410。通过TST_MOD［2:0］=3b:010将芯片设置为 Memory 接口工作模式，直接和S3C2410的数据、地址、控制总线连接。P_AD_OUT_［15:0］接S3C2410的低16位数据总线D［15:0］;P_AD_OUT_［31:16］接低16位地址总线A［15:0］;P_CBEN _［1:0］总线高低字节使能， 低有效，分别接nWBE［1:0］引脚;P_CBEN_［3:2］分别接nWE、nOE引脚。P_IDSEL片选信号接nGCS2引脚，P_INIT接EINT9外部中断引脚。具体连接电路如图1所示。

图1 WT6104CLVG与D3C2410的连接电路

WT6104CLVG与RF收发器的接口设计

RF芯片采用络达科技公司的AL2230S。它是一款支持802.11b/g无线协议的收发芯片。

WT6104CLVG通过RF接口和AL2230S连接。SHDN_OUT RF使能控制信号接AL2230S的PLLON引脚。A_RX_ENA、A_TX_ENA接收、发送通道使能信号分别接RXON、TXON引脚。PA_PE_11A、PA_PE_11G为802.11a/g模式使能信号，一起接PAON引脚。B［6:0］收发控制信号线接AL2230S的GC［7:1］引脚。TR_SW、TR_SW_BAR为收发切换控制信号。RF_CS片选信号接AL2230S的LE引脚。RF_SCLK、RF_SD_OUT为IIC接口信号线，分别接AL2230S的CLK、DATA引脚，具体连接如图2所示。WT6104CLVG通过IIC接口来配置AL2230S。

图2 WT6104CLVG与AL2230S的连接电路

基带芯片和RF收发芯片分开虽然增加了设计难度，但是设计起来更加灵活，可以根据需要选择发射功率大的收发芯片，从而增加数据的传输距离。

无线模块驱动软件设计

此设计采用微软的嵌入式操作系统Windows CE，下面详细介绍以WT6104CLVG芯片为核心的无线网卡的NIC驱动程序设计。

Windows CE平台下的网络驱动模型

Windows CE.NET引入了NDIS（网络驱动程序接口规范，Network Driver Interface Specification）。NDIS 支持以太网（802.3）、802.11、IrDA、WAN以及令牌环网（802.5）微端口。NDIS库将网络硬件抽象为网络驱动程序。NDIS也说明了网络驱动程序间的标准接口，因此，它将用来管理硬件的底层驱动程序抽象为上层驱动程序，NDIS支持以下几种类型的网络驱动程序：微端口驱动程序、中间层驱动程序、协议驱动程序。

Windows CE平台下无线局域支持组件配置

在WinCE平台下要支持802.11x无线网络，除需要注册NIC驱动之外，还要将以下组件添加到内核：

1） Wired Local Area Network ［802.3， 802.5］ （SYSGEN_ ETHERNET=1）
2） Wireless LAN ［802.11］-Automatic Configuration and 802.1x （SYSGEN_ETH_80211=1）
3） Wireless Access Point ［802.11］ Support （SYSGEN_WIFI_AP=1）
4） Networking Utilities ［ipConfig， Ping， Route］ （SYSGEN_NETUTILS =1）
5） TCP/IP （SYSGEN_TCPIP=1）
6） Core Server Support （SYSGEN_SERVICES=1）
7） Web Server ［HTTPD］ （SYSGEN_HTTPD=1）
8） ”Cisco 802.11b PC Card“。 SYSGEN_ETH_CISCO=1

WT6104CLVG和RF的初始化以及NIC驱动程序设计

主控制器通过WT6104CLVG的Memory接口实现其初始化和数据的发送和接收。对AL2230S可以通过IIC接口进行初始化配置和控制。该系统针对WT6104CLVG芯片开发了基于WinCE的NDIS微端口驱动程序，它负责与WT6104CLVG通信，完成协议包数据的收发。在驱动程序中向NDIS_MINIPORT_ CHARACTERISTICS结构体变量 WTChar赋值了一系列在驱动中实现的、为微端口向上提供的一组入口函数（MiniportXxx函数）的指针，然后调用系统函数NdisMRegister Miniport，向NDIS注册这些函数，并同时调用系统函数NdisMRegister Interrupt，向NDIS注册一个系统中断。具体源程序代码就不在此详述了。

数据包的具体发送流程见图3（接收流程与此相似）。

图3 发送流程图

WT6104CLVG NIC驱动程序的注册

WT6104CLVG NIC驱动程序的注册需要在platform.reg注册表文件中添加以下几项（其中，WTWLAN.DLL为驱动编译以后生成的动态库）：

［HKEY_LOCAL_MACHINE Comm WTWLAN］
”DisplayName“=”WLAN 802.11“
”Group“=”NDIS“
”ImagePath“=”WTWLAN.dll“
［HKEY_LOCAL_MACHINEComm WTWLANLinkage］
”Route“=multi_sz：”WTWLAN1“
［HKEY_LOCAL_MACHINEComm WTWLAN1］
”DisplayName“=”WLAN 802.11“
”Group“=”NDIS“
”ImagePath“=”WTWLAN.dll“
［HKEY_LOCAL_MACHINE CommWTWLAN1Parms］
”BusNumber“=dword:0
”BusType“=dword:0
”InterruptNumber“=dword:26
”IoBaseAddress“=dword： 0xa2000000
”Transceiver“=dword:3
”CardType“=dword:1
”sysintr“=dword:26
”NetworkAddress“=”001217534633“
［HKEY_LOCAL_MACHINE CommWTWLAN1ParmsTcpIp］
”EnableDHCP“=dword:1
”DefaultGateway“=”10.0.0.138“
”LLInterface“=”“
”UseZeroBroadcast“=dword:0
”IpAddress“=”10.0.0.125“
”Subnetmask“=”255.255.255.0“
”DNS“=”10.0.0.1“
”AutoCfg“=dword:00000001
［HKEY_LOCAL_MACHINE CommTcpipLinkage］
”Bind“=”WTWLAN1“

结语

本文介绍了WT6104CLVG无线基带芯片以及它在无线通信系统中的典型设计，采用该芯片设计的无线通信系统工作在802.11g模式下，具有较高的传输速度，可广泛应用于安全监控、工业控制、医疗监护和视频监控等场合。