在mini2440上面搞定CC2500物理层驱动

1. 写在前面
   

最近基本搞定了CC2500在linux下面的驱动，在这个过程中遇到了好多问题，特此总结出来和大家分享。但是需要注意的事情是：
第一，本文不负责程序的具体讲解，诸如每一行程序都讲什么：这个在程序的里面有注释。本篇文章更侧重于从整体结构上让大家对于linux下的CC2500DE驱动有一个整体的了解，如果到时候需要深入研究的时候，再来看具体的代码；
第二，很多师弟师妹没有习惯在linux下编程，或曰，在操作系统下面写程序；并且，对于本专业的东西理解并不扎实。但是，文章中不可能就每一个涉及到的概念都大加讲解。因此，这篇文章还是需要有一些基础才能来阅读的，如果遇到什么不明白的地方，请及时来问我，或者跟帖，或者自己查资料。毕竟，这个驱动花费了我半个多月的时间，其中遇到的问题，不可能在一篇文章中就讲得清清楚楚。

1. 
   
   背景知识
   

如果大家看过实验室的WSN方面的程序，可能会被其中的架构搞得天昏地暗。这里，简单的帮助大家把实验室的WSN的软件、硬件方面捋一捋。
说到软件，就不能不说硬件。我们的节点由两部分组成，一个是单片机，一个是CC2500的射频模块。射频模块通过SPI接口和单片机进行通信。除了SPI模块用到的4条线，实际上CC2500还需要告诉单片机“我接收到一个数据”，这个地方CC2500可以通过配置GDO来实现。我们这里采用的CC2500的GDO0作为单片机的一个外部中断，当接收到数据的时候，GDO0就会变为低电平，然后触发CC2500的中断，从而接收数据。
那么，CC2500究竟是如何来进行数据发送、接收的呢？其实很简单。如果大家稍微用过一点可以控制的芯片就会知道，很多芯片内部都有寄存器，CC2500之所以能够完成发送、接收的功能，就是通过配置寄存器来完成的。比较重要的配置有信道、波特率、信号强度等等，另外，CC2500还有64bytes的RXFIFO和64bytes的TXFIFO，他们的作用就是用来发送和接收。当配置CC2500结束之后，如果用来发送，那么就把数据放在TXFIFO里面，然后把CC2500的状态变为发射状态，数据就自动发送出去了。同样的道理，当RXFIFO里面接收到了数据之后，CC2500就会如前所说，发出一个中断，通知单片机来读取数据。
单片机通过SPI接口读出了CC2500中的数据，就需要进行简单的处理了。我们的节点是遵循802.15.4协议的，如果有兴趣，大家可以去看一看这个协议的内容。对于我们来说，比较重要的就是帧的结构。下面这个是物理层帧的结构：

字节：4	1	1	可变
先导码	帧定界符	帧长度（7位）	保留位（1位）	负载内容
同步头	PHY头	PHY负载

简单的讲，因为是无线通信，没有一个时钟的存在，因此本质上所有的无线通信都是一个异步的通信。那么，就需要发送和接收的双方首先对数据进行同步——这个就是同步头的作用。随后的是PHY的头，很简单，就是一个长度。换句话说，每个帧不能够超过2的8次方减一个数据（127个）。随后就是负载的内容了，简单吧？另外，由于CC2500是一个802.15.4兼容的芯片，这一部分内容都已经固化在芯片里面了，像同步头这种东西，都是芯片帮我们完成（当然也可以自行配置）。我们只需要把写入的数据大小和数据内容写入即可。
虽然简单，但是还有一个问题：每次从CC2500中读取了数据，存放到哪里呢？有的同学可能想的比较简单，比如建立一个大数组，收到多少个数，放在里面就行了。但是，这样就会遇到问题：如果收到了两个包，上层来不及处理怎么办？建立两个大数组？更多的包呢？当然，我们可以通过建立好多个数组来解决这个问题。但是，从效率上讲，这个是非常笨的一个办法。因此，我们建立了一个环形缓冲区PHY_RX_BUFFER，来解决这个问题。环形缓冲区的具体原理不过多涉及，可以自行百度。
另外一个问题就是，如果我们从CC2500中接收到了数据，那么应该怎样才能告诉上层来进行处理呢？这里就要用到操作系统的消息机制了。如果确定接收到了一个数据，那么就给上层发送一个消息，来通知上层。上层接收到这个消息，就会知道接收到了数据。
当从CC2500读取到了数据，因为物理层没有什么东西，我们就直接通知MAC层来处理数据。MAC层的结构如下：

字节：2	1	0/2	0/2/8	0/2	0/2/8	可变	2
帧控制域	序列号	目的PAN标示符	目的地址	源PAN标示符	源地址	帧负载	FCS
		地址域
MAC帧头						MAC负载	MFR

具体内容可以参见老师的《无线传感器网络技术与工程应用》这本书，这里不再详细的讲，大概内容就是，会有一系列的帧头，然后是帧数据，最后有校验。而我们最关心的就是帧的内容。但是，帧头也比较麻烦，因此我们需要首先对帧头进行处理，把数据给“剥离”出