原标题：无线网络接口卡收发器的设计与实现方案

无线网络接口卡收发器的设计与实现方案

随着无线通信技术的不断成熟和应用，各种各样的智能化和网络化的无线通信产品不断涌现，无线网络产品也得到飞速发展。无线网络接口卡收发器作为无线网络的重要组成部分，其设计和实现方案对于整个系统的性能至关重要。本文将详细分析无线网络接口卡收发器的设计过程，并提出实现方案，同时对其主控芯片型号及其在设计中的作用进行详细探讨。

一、无线网络接口卡收发器的基本构造

无线网络接口卡（NIC）的基本构造主要由三部分组成：数据链路控制器、Manchester代码转换器和无线收发电视。其中，数据链路控制器是实现数据链路层协议控制的核心部分。

1. 数据链路控制器

数据链路控制器采用DP8390，该芯片负责实现数据链路层协议的控制。在NIC中，设计了8K×2bits的RAM作为网卡的缓冲区，以提高系统的执行速度。DP8390芯片通过PCI总线与主机相连，实现数据的快速传输。

2. Manchester代码转换器

Manchester代码转换器用于将接收到的信号进行解码，并生成相应的数据流。这一环节在数据同步和帧头校验中起到关键作用。

3. 无线收发电视

无线收发电视部分负责无线信号的发送和接收。通过天线接收到的无线信号，经过解码和处理后，由数据链路控制器传输给主机。

二、内部硬件基本模块

无线网络接口卡的内部硬件基本模块主要由无线收发模块、编码转换模块、接收处理模块、发送处理模块、DMA控制模块、串并转换模块等组成。

1. 无线收发模块

无线收发模块负责无线信号的发送和接收。该模块通过天线接收无线信号，并将其转换为电信号进行处理。同时，该模块也负责将处理后的电信号转换为无线信号进行发送。

2. 编码转换模块

编码转换模块主要用于将接收到的信号进行解码，并生成相应的数据流。在发送过程中，该模块将待发送的数据进行编码，并转换为适合无线传输的格式。

3. 接收处理模块

接收处理模块负责处理接收到的数据帧。该模块判断接收到的数据帧是控制帧还是数据帧，并进行帧的校验。校验通过后，将接收到的数据转换为并行数据，并送入缓冲区。

4. 发送处理模块

发送处理模块负责处理待发送的数据。该模块将待发送的数据进行编码，并转换为适合无线传输的格式。同时，该模块还负责处理发送过程中的冲突检测，确保数据的可靠传输。

5. DMA控制模块

DMA控制模块负责实现数据的直接内存访问。通过DMA方式，可以实现微机与网卡中缓冲RAM之间的快速数据交换，提高数据传输效率。

6. 串并转换模块

串并转换模块用于将串行数据转换为并行数据，或将并行数据转换为串行数据。这一环节在数据的发送和接收过程中起到关键作用。

三、系统时钟与数据帧同步

系统时钟统一采用10MHz方波发生器的时钟，以开展数据帧的同步。通过时钟信号的控制，可以确保数据的发送和接收过程在正确的时间点进行。

四、发送模块的设计

发送模块是无线网络接口卡收发器的核心部分之一。该模块通过DMA方式读取RAM中的数据，并将数据交给无线发送模块进行发送。

1. 发送模块的主要组成

发送模块主要由10MHz标准方波发生器、一个D触发器、4034并/串双向移位存放器、一个4040计数器和两个双端与门组成。

• 10MHz标准方波发生器：用于产生10MHz标准方波，提供发送数据的时钟信息。

• D触发器：用于锁存计数器4040的Q3输出端状态，告知CPU此时外设已准备就绪。

• 4034并/串双向移位存放器：在10MHz脉冲控制下，将数据总线上的并行数据转换成10MHz的串行数据发往曼彻斯特编码器。

• 4040计数器：用于发送位计数。在发送完一个字节后，4040用其Q3送出完成信号，在D触发器中锁存，即生成字节转换完毕信号，允许送出下一字节。

2. 发送模块的工作原理

发送模块的工作原理如下：

• 初始化过程：在发送开始前，对发送模块进行初始化，包括设置计数器、触发器等。

• 数据读取：通过DMA方式读取RAM中的数据，并将数据加载到数据总线上。

• 数据转换：4034并/串双向移位存放器将数据总线上的并行数据转换为串行数据。

• 数据发送：串行数据通过曼彻斯特编码器进行编码，并通过天线发送出去。

• 冲突检测：在发送过程中，通过判断接收方是否忙来检测线路状态，避免冲突的发生。

五、接收模块的设计

接收模块是无线网络接口卡收发器的另一个核心部分。该模块负责接收无线信号，并将其转换为适合主机处理的数据格式。

1. 接收模块的主要组成

接收模块主要由初始化模块和接收中断模块两部分组成。

• 初始化模块：完成对NIC寄存器的初始化，并对网卡中断INT3和DMA参数进行初始化，等待中断。

• 接收中断模块：当网络有数据需要接收时，引发网卡中断INT3，接收处理模块通过DMA与RAM进行数据传送。

2. 接收模块的工作原理

接收模块的工作原理如下：

• 初始化过程：在接收开始前，对接收模块进行初始化，包括设置寄存器、中断等。

• 数据接收：当网络有数据需要接收时，引发网卡中断INT3。接收处理模块通过DMA与RAM进行数据传送，将接收到的数据存入缓冲区。

• 数据处理：接收处理模块对接收到的数据帧进行处理，判断是控制帧还是数据帧，并进行帧的校验。校验通过后，将接收到的数据转换为并行数据，并送入缓冲区。

六、主控芯片型号及其在设计中的作用

无线网络接口卡收发器的设计离不开主控芯片的支持。主控芯片是网卡的核心元件，其性能直接影响到整个系统的性能。以下是一些常用的主控芯片型号及其在设计中的作用。

1. Realtek 8139C/D

Realtek 8139C/D是被使用最多的网卡之一。该芯片支持10M/100Mbps的速度，并增加了电源管理功能。在设计无线网络接口卡收发器时，Realtek 8139C/D可以作为主控芯片，提供稳定的数据传输和电源管理功能。

• 作用：

• 提供10M/100Mbps的数据传输速度。

• 支持电源管理功能，降低功耗。

• 稳定的性能和兼容性。

2. Intel PRO/1000

Intel PRO/1000是一款千兆网卡芯片，支持千兆级别的数据传输速度。在设计高性能无线网络接口卡收发器时，Intel PRO/1000可以作为主控芯片，提供高速的数据传输和稳定的性能。

• 作用：

• 提供千兆级别的数据传输速度。

• 稳定的性能和兼容性。

• 支持高级网络功能，如VLAN、QoS等。

3. Davicom DM9102HEP

Davicom DM9102HEP是一款PCI接口10/100Mbps以太网控制器，适用于主芯片带PCI总线的嵌入式应用。在设计无线网络接口卡收发器时，DM9102HEP可以作为主控芯片，提供稳定的数据传输和灵活的接口选择。

• 作用：

• 提供10/100Mbps的数据传输速度。

• 支持PCI总线接口，方便与主机连接。

• 灵活的接口选择和配置。

4. Broadcom BCM43xx系列

Broadcom BCM43xx系列是一款高性能的无线网卡芯片，支持802.11n等无线标准。在设计无线网络接口卡收发器时，BCM43xx系列可以作为主控芯片，提供高速的无线数据传输和稳定的性能。

• 作用：

• 支持802.11n等无线标准，提供高速的无线数据传输。

• 稳定的性能和兼容性。

• 支持高级无线功能，如MIMO、WPS等。

七、结论

无线网络接口卡收发器的设计与实现方案需要综合考虑多个因素，包括数据链路层协议的控制、无线信号的发送和接收、数据的编码和解码等。通过合理的硬件设计和主控芯片的选择，可以实现稳定、高速的无线数据传输。

在本文中，我们详细分析了无线网络接口卡收发器的基本构造、内部硬件基本模块、系统时钟与数据帧同步、发送模块的设计、接收模块的设计以及主控芯片型号及其在设计中的作用。通过这些分析，我们可以更好地理解无线网络接口卡收发器的设计和实现过程，为实际应用提供有力的支持。

随着无线通信技术的不断发展，无线网络接口卡收发器的设计和实现方案也将不断优化和完善。未来，我们可以期待更加高效、稳定的无线网络接口卡收发器的出现，为人们的日常生活和工作带来更多的便利和效益。