嵌入式无线局域网设备的设计与实现

4软件系统设计

软件系统主要包括操作系统、TCP/IP协议的移植、驱动程序的安装以及用户应用程序的编写等。

S3C2410X集成了内存管理单元，因而可以实现嵌入式操作系统中更多的功能。在本文中采用Linux作为嵌入式操作系统。

Linux是从UNIX 发展而来，继承了UNIX大多数的优点且弥补其不适合在PC机上运行的缺点，Linux公开的内核源代码使得它成为目前最流行的操作系统。

Linux是真正的多用户、多任务、多平台操作系统，可运行于许多硬件平台，具有内置安全措施的分层的文件系统，支持多达32种文件系统，支持大量的外部设备。

定制操作系统的步骤如下：（1）编写板基支持包BSP；（2）裁剪和配置操作系统的各个部件，并修改相应的配置文件；（3）编译Kernel、组件和BSP，生成操作系统镜像文件;（4）将镜像文件下载到目标板上，进行调试。

将操作系统下载到目标板上有如下几种方法：通过BDM或JTAG接口下载、USB下载、网络接口下载和串口下载等。后面几种方法都要先通过JTAG接口将相应的监控程序下载到Flash中，然后CPU从Flash启动。

要在操作系统支持下实现TCP/IP协议，就需要进行任务划分，可以将TCP/IP的实现划分为4个任务来实现：①IP任务，主要用来解决IP分片的重组；②TCP输入任务，主要用来处理接收到的TCP报文段；③TCP输出任务，主要用来将要输出的数据打包、发送；④TCP定时器任务，主要用来为各种时延事件（如重发事件）提供时钟。它们之间的关系可用图3来表示。




图3任务关系

USB驱动程序设计采用WDM(Winddows Drive Mode)。WDM设备驱动程序提供了一个参考框架，大大降低了由DDK书写驱动程序带来的难度。

USB驱动程序包含如下几个部分：

（1）创建设备

创建设备函数带两个参数调用，一个参数是指向驱动程序对象的指针，另一个参数是指向物理设备对象的指针。

（2）关闭设备

（3）读取设备数据

当客户应
用程序有读取设备数据的要求时，系统将此要求以IRP_MJ_READ的IRP形式传递给功能驱动程序，由设备的D12Meter_Read程序执行，然后再由D12Meter_Read指定USB总线驱动程序直接与设备实现信息交互。

（4）对设备写入数据

当客户应用程序有写设备数据的要求时，系统将此要求以IRP_MJ_WRITE的IRP形式传递给功能驱动程序，并由D12Meter_Write执行，然后再由D12Meter_Write指定USB总线驱动程序直接与设备实现信息交互。

USB驱动程序通过安装文件（.inf文件）中PID(产品识别号)和VID（厂商识别号）识别USB设备。

一旦操作系统装载完成后，就可以安装无线网卡的驱动程序和其他相应的应用程序。将无线网卡的驱动程序作为一个模块打包到操作系统中，可避免系统掉电后每次都要重装无线网卡驱动程序。

用户应用程序要针对具体的应用情况而定，一般都用C语言编写。

5总结

嵌入式无线局域网设备可以用于有线网络无法延伸或难以安装、有可灵活移动和临时性使用等要求的场合。可以数据的采集和无线传输、可以用于嵌入式手持移动终端、可以用来构建家庭无线局域网，若加摄像头和图象处理芯片，还可以用于工业现场中的远程无线视频监控。  

参考文献

1S3C2410X 32-Bit RISC Microprocessor USER'S MANUAL Revision 1.2

2贺科峰 李式巨 S3C2410在无线宽带通信网中的应用 电子技术应用 2004.5：50～52

3杜春雷编著 ARM体系结构与编程 清华大学出版社 2004.4

4王田苗主编 嵌入式系统设计与实例开发 清华大学出版社 2003

5唐演编著 实时操作系统应用开发指南 中国电力出版社 2002.6

6萧世文编著 USB2.0硬件设计 清华大学出版社2002

7 TCP/IP协议族（第二版）Behrouz A.Forouzan,Sophia Chung Fegan 著 谢希仁译 清华大学出版社 2003