WLAN技術(shù)和嵌入式技術(shù)是目前比較熱門的兩個(gè)研究方向，而將二者相結(jié)合，即具有無線接入功能的嵌入式系統(tǒng)更具有誘人的發(fā)展前景。本文介紹了將IEEE802.11b無線網(wǎng)絡(luò)適配器與嵌入式主機(jī)通過USB總線進(jìn)行連接的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的ARM處理器，除具有10M/100M以太網(wǎng)接口外，還提供USB主接口方便連接具有USB接口的IEEE 802.11b無線網(wǎng)絡(luò)適配器。
1.系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)
1.1系統(tǒng)的構(gòu)成
系統(tǒng)CPU采用Samsung公司推出的帶有ARM7TDMI內(nèi)核的S3C4510B作為CPU，RAM采用8M 32位SDRAM，ROM采用4M 16 位FLASH。帶有一個(gè)JTAG接口用于系統(tǒng)調(diào)試，一個(gè)RS-232串行端口用于終端調(diào)試，一個(gè)以太網(wǎng)控制器，一個(gè)USB主機(jī)控制器。嵌入式主機(jī)采用uClinux操作系統(tǒng)。uClinux是縮微版的Linux，和Linux內(nèi)核保持同步開發(fā)。不同之處在于uClinux不帶有內(nèi)存管理單元(MMU)，不能實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存管理，比較適合嵌入式系統(tǒng)的需求。
由于CPU是ARM指令系統(tǒng)，所以要在PC上用交叉編譯器重新編譯uClinux內(nèi)核，產(chǎn)生基于ARM的uClinux內(nèi)核二進(jìn)制代碼。在編譯之前要進(jìn)行uClinux內(nèi)核的配置工作，包括RAM、ROM的大小，地址空間的分配，外圍設(shè)備的支持。除此以外，關(guān)鍵的工作就是實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)程序，這也是研究工作的重點(diǎn)。
2. USB 主機(jī)控制器
在介紹USB主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序之前，先讓我們了解一下USB系統(tǒng)和USB主機(jī)控制器。
2.1 USB系統(tǒng)和USB主控制器的基本概念
在USB系統(tǒng)中，各種USB設(shè)備要與主機(jī)相連，就必須通過一個(gè)共同的接口接入主機(jī)。這個(gè)接口就是USB主機(jī)控制器(USB Host Controller)。HC是軟件、硬件以及固件的綜合，是USB拓?fù)涞闹行摹?br /> USB總線在物理上是一種以主機(jī)為根的樹狀分層星型拓?fù)洌琀UB作為分枝結(jié)點(diǎn)，USB設(shè)備作為葉子結(jié)點(diǎn)。在邏輯上，USB總線是以主機(jī)為中心的星型拓?fù)洌琀UB在邏輯上也看做為一個(gè)USB邏輯設(shè)備。在邏輯上，主機(jī)直接通USB邏輯設(shè)備通信，就好像沒有中間的HUB一樣。USB邏輯設(shè)備是指各種各樣的USB設(shè)備與主機(jī)連接所必須具有的基本的標(biāo)準(zhǔn)接口，主機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)接口管理和配置所有的USB設(shè)備。
3.USB無線網(wǎng)卡的實(shí)現(xiàn)及測試
嵌入式主機(jī)完成以后，下面的工作就是要將USB無線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序移植到主機(jī)上。本方案采用的無線網(wǎng)卡是ACCTON公司推出的EW3301。該網(wǎng)卡采用帶有ARM核的無線局域網(wǎng)MAC層控制器，標(biāo)準(zhǔn)USB接口。射頻模塊采用Intersil公司的i3861 IEEE802.11b基帶控制器。
將無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序安裝到uClinux源代碼的./driver/usb目錄下，并且對(duì)Config.in文件和Makefile文件做適當(dāng)修改，將驅(qū)動(dòng)編譯進(jìn)uClinux內(nèi)核。
結(jié)語
通過USB接口將無線網(wǎng)卡同嵌入式主機(jī)連接，可以使嵌入式主機(jī)方便的從固定狀態(tài)轉(zhuǎn)為移動(dòng)狀態(tài)，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。同時(shí)，這樣的嵌入式移動(dòng)主機(jī)也為下一步移動(dòng)IP(Mobile IP)的研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。USB主機(jī)控制器的實(shí)現(xiàn)，給嵌入式系統(tǒng)提供了更加方便的外圍設(shè)備擴(kuò)展方式。本系統(tǒng)應(yīng)用在上海市科委重點(diǎn)科研項(xiàng)目“基于嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)色譜儀”中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)異地采集、集中處理，為有限的實(shí)驗(yàn)室資源提供了無限的工作空間。