WIMAX技术点对多点的宽带无线接入探讨 第6页
DSP
实现WiMax的物理层工作，通过PCI总线与MCU相连，通过EDMA工作方式完成与MCU之间的数据交互，应该有较快的数据处理能力。比如实现快速的FFT/IFFT, CRC校验、文特比编解码、(de)puncture、交织和去交织、高阶调制解调、物理信道传送的符号(如OFDM符号)的形成和分解。至少可以实现10ms帧的双向通信，支持TDD和FDD的双工模式选择。
(3)Ethernet PHY/Enet Debug(MAC+PHY )
以太网芯片和以太网控制器。系统通过该芯片提供的网口连接到核心网络或者用户驻地网络。其中Enet PHY通过MII/RMII接口连接到MCU。而Enet Debug通过CPU总线与MCU相连。
(4)ABB&RF
空中接口单元。BS通过该单元与SS建立无线通信信道。
(5)SDRAM
用作数据外部存储器。主频可以低于MCU的主频，可以采用32bit存储器或者其他。
(6)E2PROM
用于存放系统启动时的基本配置信息。通过I2C总线连接到MCU。
(7)FLASH
用于存储VxWorks操作系统和程序映象，引导系统。同时用于存放系统数据库。通过CPU总线连接到MCU。
2. SS设备
如果是CPE或者非手持式终端，则MCU可以处理能力稍低，要求功耗比较低。硬件设计与BS相同。
如果是手持终端，比如PDA和手机，则需要另外提供多媒体接口、Voice接口、LCD接口、Keboard接口等。硬件设计需要增加Voice, LCD,Keyboard。
2.2系统底层驱动
本系统中BS和SS都是嵌入式设备，使用的操作系统是VxWorks。从系统角度讲，VxWorks属于硬件独立层。硬件独立层的实现需要底层驱动的支持。
底层驱动是底层硬件和上层软件之间的桥梁，为操作系统和应用软件提供硬件访问接口。这里所说的底层驱动即硬件抽象层，包括各种通用设备驱动和BSP。此外底层驱动软件还包括系统引导程序。
(1)BootLoader系统引导程序:
系统引导程序用于编译生成VxWorks引导映象，烧录到FLASH中，并从ROM引导操作系统。
(2)BSP:
BSP为VxWorks提供硬件环境接口，依赖于目标板环境。BSP的实现包括硬件初始化，操作系统内核启动，BSP驱动实现，硬件依赖通用设备驱动集成，VxWorks映象编译等。
(3)通用设备驱动:
通用驱动是不依赖于目标板环境的设备驱动。通用设备驱动实现依赖于目标板环境的外围设备的驱动设计，比如FLASH, SDRAM, EEPROM、以太网芯片及其控制器的驱动程序。
在我们的系统软件结构中，BSP集成了操作系统内核以及各种通用硬件驱动，包括空中链路相关硬件驱动和网络功能相关硬件的驱动，并为上层应用程序提供接口，如下图所示:
图2-4:BSP和底层驱动
a.通用设备驱动:
实现FLASH, SDRAM, EEPROM, SCSI, PCI总线、以太网芯片及其控制器的驱动程序。SS端如果是PDA等手持设备，还需要提供LCD, USB,Keyboard等外设的控制驱动程序。
就硬件角度而言，驱动开发工作主要涉及到的芯片包括MCU, DSP, PCI, SDRAM和FLASH。
b. BootLoader系统引导程序:
BootLoader是独立的VxWorks应用程序，编译生成VxWorks引导映象，烧录到FLASH中，并从ROM引导操作系统。
对于不同类型的VxWorks映象，Bootloader提供了不同的下载和引导方式。
ROM-Based VxWorks映象一压缩的或未压缩的
ROM-resident VxWorks映象
目前的设计中所采取的方式是ROM-Based VxWorks映象，并且同时实现了烧录和通过网口下载系统映像的功能。
c.BSP:
涉及到硬件初始化，最小操作内核启动，BSP驱动实现，硬件依赖通用设备驱动集成，VxWorks映象编译。目前的设计己经实现的VxWorks映象的加载和更新方式包括以下三种:
下载:由VxWorks引导映象通过网口或者串口加载
烧录:通过JTAG烧录或者加载到FLASH
BS通过网络加载SS的VxWorks映象，这里指的是如果SS提供TFTP功能，BS可以通过网络更新SS的系统映象。
就软件层面而言，BSP底层驱动开发工作主要集中在MAC与PHY接口MDI的开发上，包括中断控制机制设计，中断控制驱动和中断服务程序的实现，PCI DMA驱动的实现以及对DSP的控制驱动设计。
2.3物理层协议
WiMax可以支持多种物理层实现，比如SC(单载波)物理层，SCa(单载波多址接入)物理层，OFDM(正交频分复用)物理层，OFDMA(正交频分复用多址接入)物理层等。而在过去的几年中，OFDM已经被证明是最适合宽带无线网络的调制技术，而OFDMA则可以同时满足多址接入需求，同时为多用户提供WiMax无线网络服务，所以这里我们采取OFDMA物理层实现方案。
2.4 MAC层协议
根据WiMax协议标准，MAC层主要包括以下三个子层:
1.会聚子层:提供基于分组协议的数据性业务包接入。
2.公共部分子层:实现用户站注册管理、空中链路资源分配、上层数据包分段重组、传输QoS保证。
3.安全子层:保护用户信息安全，限制非授权用户对授权用户数据的访问权限。
本WiMax系统中设计并实现的MAC协议软件模块如下图所示:
图2-5: MAC软件模块
其中AME和DME分别是应用程序管理单元和DSP管理单元。IWF是交互功能模块，负责WiMax的MAC层网络层的交互功能。RLP是空中链路协议模块，用
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