基于FPGA無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC控制器的設(shè)計(jì)

(1)IDLE：初始狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送狀態(tài)機(jī)上電復(fù)位或者成功接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，進(jìn)入此狀態(tài)。如果收到TxCSP_en信號時(shí)，開始數(shù)據(jù)發(fā)送過程，否則，保持此狀態(tài)。
(2)Tx_Preamble：發(fā)送前導(dǎo)序列。當(dāng)狀態(tài)機(jī)將跳變到此狀態(tài)，開始向數(shù)據(jù)線上發(fā)送符合特定組合的前導(dǎo)碼序列。IEEE802．15．4協(xié)議的幀格式的前導(dǎo)序列是4 Byte O。
(3)Tx_SFD：發(fā)送幀起始分隔符。在這個(gè)狀態(tài)下開始發(fā)送幀的幀起始符，IEEE802．15．4協(xié)議的幀格式的幀起始符為10100111。同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，對該過程進(jìn)行計(jì)數(shù)。
(4)Tx_Data：發(fā)送數(shù)據(jù)幀MPDU部分。這個(gè)狀態(tài)下發(fā)送幀的有效數(shù)據(jù)，這個(gè)有效數(shù)據(jù)是來自上層。當(dāng)發(fā)送完8位有效數(shù)據(jù)后，便產(chǎn)生讀取FIFO緩存信號，從接收FIFO讀取1 Byte數(shù)據(jù)。
(5)Tx_Crc：發(fā)送數(shù)據(jù)包的CRC校驗(yàn)位。在這個(gè)狀態(tài)下，發(fā)送幀的16位CRC校驗(yàn)碼。
(6)Tx_Ack：發(fā)送應(yīng)答狀態(tài)。如果接收到的幀有應(yīng)答要求，則啟動(dòng)該狀態(tài)。
2．1．2 CRC校驗(yàn)電路
通過使用16位CRC串行校驗(yàn)來進(jìn)行幀的差錯(cuò)校驗(yàn)，其中校驗(yàn)多項(xiàng)式采用。將要傳送幀的MPDU通過CRC校驗(yàn)?zāi)K，便產(chǎn)生了16位CRC校驗(yàn)碼。16位串行CRC校驗(yàn)電路如圖4所示。

2．1．3 發(fā)送模塊的仿真結(jié)果
圖5是發(fā)送模塊的仿真結(jié)果，Tx_clk是來自PHY接口的發(fā)送時(shí)鐘，s_out是幀以串行方式發(fā)送。最先發(fā)送的前導(dǎo)序列碼，接下來幀起始分隔符，再就是數(shù)據(jù)位，最后是CRC檢驗(yàn)位。

2．2 MAC接收模塊
接收模塊的主要功能：接收并識別從串行數(shù)據(jù)線上輸入的符合IEEE802．15．4協(xié)議格式的幀。如果協(xié)處理器RxCSP_en信號有效，則啟動(dòng)數(shù)據(jù)接收過程。通過接收狀態(tài)機(jī)的控制，按幀格式順序接收不同的數(shù)據(jù)域。當(dāng)接收到1 Byte數(shù)據(jù)后，且Rx_fifowrite信號有效時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入到接收緩存RxFIFO中。