CN107835108A - 基于OpenWrt的MAC层协议栈验证平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于OpenWrt的MAC层协议栈验证平台，主要解决现有MAC协议栈验证需要设计完整验证平台问题。其包括主板、MAC协议栈硬件模块和控制单元；主板上搭载高性能处理器，其预留有多种通用总线接口，并通过通用总线接口与MAC协议栈硬件模块联通；MAC协议栈硬件模块由MAC协议栈芯片及外围电路组成；控制单元包括操作系统模块，驱动模块和MAC协议栈，操作系统对软件和硬件进行管理，驱动模块驱动MAC协议栈芯片正常工作，MAC协议栈实现媒体介入控制功能。本发明减少了硬件电路设计的工作量，降低了验证平台存在故障的概率，加快了协议栈的测试和验证，可用于对WIFI芯片MAC层协议栈验证和测试。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种MAC层协议栈验证平台，可用于对WIFI芯片MAC层协议栈验证和测试。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，无线通信技术的成熟，其典型应用分支WIFI也凭借自身的优势得到广泛应用，演变成一种技术热点，无论是商业还是家庭都进行了大范围的WIFI覆盖，成了日常生活中不可或缺的组成部分。无线通信技术的另一个分支物联网技术作为近几年的发展热点，越来越多的物联网智能设备通过无线通信技术接入网络，这其中智能家居产品得到了大家的重点关注。智能家居设备通过WIFI技术连入到智能家居服务器，通过智能家居服务器对家庭智能统一管理，使日常生活更加方便快捷。无线通信技术加速了家居生活数字化、无线化和智能化的发展。
WIFI技术从1997年6月IEEE802.11标准正式实施以来已经发展了多代，技术得到了快速的革新。速率也从802.11的1Mbps或2Mbps到802.11b的11Mbps，802.11a(g)的54Mbps，802.11n的450Mbps以及目前主流标准802.11ac的1300Mbps和应用于远距离通信的802.11ah。每一种物理层通信技术的革新都需要媒体接入控制层协议进行技术升级以满足其物理层速率的要求。
应用于不同业务的MAC层协议因需求不同而不同，如语音类，为了保证实时性则要求该业务在MAC协议栈中具有高优先级，背景类数据传输对实时性要求相对较低，传输失败后可以进行重传，不会对用户体验造成较大的影响，因此该业务在MAC协议栈中优先级可以相对较低。不同的业务优先级需要通过仿真、验证和测试进行确定，仿真可通过相应的软件进行，验证和测试则需要在相应的软硬件平台上进行。不同科技公司研发的MAC层协议栈不仅需要严格依照相关的标准还需要根据相应业务需求做对应的优化和改进，开发出适应不同应用场景的WIFI芯片。研发的WIFI芯片所需要的验证和测试则在特定的软硬件平台上完成。随着个人便携电脑、智能手机和智能家居设备的普及，通过WIFI技术接入互联网的设备正在呈井喷式的增长，如何优化MAC协议栈降低网络拥堵提高信道利用率是一个亟待解决的问题。
针对以上问题，不同的厂商都拥有其自己的解决和测试方案。厂商根据不同的业务需求依照IEEE802.11协议标准进行研究设计和实现，然后根据MAC层协议栈应用场景设计专用的硬件测试电路和相应的软件模块搭建MAC层协议栈测试平台，借助相应的工具对MAC协议栈功能和性能进行测试和验证，进而确定MAC协议栈功能和性能是否满足设计要求。传统的测试平台是根据不同的业务场景和不同的MAC层协议栈标准设计专用的硬件电路和相应的软件模块，对设计实现的MAC层协议栈进行测试和验证，这无形的增加了验证和测试工作的难度和复杂度，硬件平台的利用度也不高，也增加了验证和测试过程中的不确定性和不稳定性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于OpenWrt的MAC层协议栈验证平台，以降低因适应不同协议标准而重新设计硬件和软件带来的工作难度和复杂度，提升工作效率，保证验证和测试工作的顺利进行。
为解决以上技术问题，本发明是通过更换不同MAC协议栈硬件模块，完成相应的MAC层协议栈测试和验证工作，其包括：
主板1、MAC协议栈硬件模块2和控制单元3，其特征在于：
所述主板1，其上预留有多种通用总线接口12，并通过通用总线接口12与MAC协议栈硬件模块2联通，且存储并运行控制单元3；
所述MAC协议栈硬件模块2，其由MAC协议栈芯片及外围电路组成，MAC协议栈芯片引出通用总线接口，并与主板1联通。
进一步，所述控制单元3包括：
操作系统模块31，采用OpenWrt系统，用于管理软件和硬件资源；
驱动模块32，用于驱动MAC协议栈芯片正常工作；
MAC协议栈模块33，用于根据IEEE802.11协议，实现媒体接入控制功能的协议栈软件。
进一步，所述主板1包括：高性能处理器11、通用总线接口12、供电电路13、JTAG调试接口14、存储模块15、以太网模块16和串口通信模块17；高性能处理器11分别与通用总线接口12、JTAG调试接口14、存储模块15、以太网模块16和串口通信模块17相连；通用总线接口12的另一端与MAC协议栈硬件模块2相连；JTAG调试接口14的另一端与JTAG调试器相连；以太网模块16的另一端与互联网相连；串口通信模块17另一端与PC机相连；存储模块15用于存储控制单元3；供电电路13用于为主板1提供电能。
进一步，所述高性能处理器11，其选用能支持PCI-E或USB或SDIO或RGMII总线协议的芯片，用于运行控制单元3。
进一步，所述通用总线接口12，其采用PCI-E接口或USB接口或SDIO接口。
进一步，所述供电电路13，其采用5路开关电源电路，用于将输入电源电压转换为主板1所需的12V，5V，3.3V，1.8V和1.2V。
进一步，所述存储模块15，其采用NAND Flash芯片或SPI Flash芯片，用于存储控制单元3。
进一步，所述以太网模块16，其采用GiGE PHY芯片，并通过RGM II协议与高性能处理器11联通。
进一步，所述以串口模块17，其通过RS232协议与PC电脑相连，用于控制和采集主板1相应信息。
本发明具有以下优点：
1.本发明由于采用主板与MAC协议栈硬件模块分开设计，通过通用总线进行连接；降低了验证平台存在故障的概率，更加有利于硬件电路排错。
2.本发明针对不同版本协议栈芯片，只需根据协议栈芯片设计MAC协议栈硬件模块，引出通用总线接口，通过通用总线与主板联通，降低了相关协议栈芯片电路设计的工作量，降低了成本。
3.本发明通过控制单元搭建起相应的验证系统，加快了协议验证和测试工作，加速产品上市。
附图说明
图1本发明整体结构图；
图2本发明中的主板硬件框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1，本发明基于OpenWrt的MAC层协议栈验证平台，包括主板1、MAC协议栈硬件模块2和控制单元3。
所述主板1包括核心处理器11，通用总线接口12、供电电路13、JTAG调试接口14、存储模块15、有线以太网模块16和串口通信模块17；该高性能处理器11分别与通用总线接口12、JTAG调试接口14、存储模块15、以太网模块16和串口通信模块17相连；该通用总线接口12的另一端与MAC协议栈硬件模块2相连；该JTAG调试接口14的另一端与JTAG调试器相连；该以太网模块16的另一端与互联网相连；该串口通信模块17另一端与PC机相连；该存储模块15用于存储控制单元3；该供电电路13用于为主板1提供电能。
所述MAC协议栈硬件模块2，其由待验证MAC层协议栈芯片及其外围电路构成，MAC协议栈芯片引出通用总线接口12，并通过通用总线12与主板1进行联通，用于实现MAC协议栈硬件模块12与主板1之间的通信。
所述控制单元3，其由操作系统模块31、驱动模块32和MAC协议栈33组成；其中操作系统模块31为开源操作系统OpenWrt；驱动模块32为待验证MAC协议栈芯片驱动程序，用于驱动MAC协议栈芯片正常工作；MAC协议栈33为根据IEEE802.11协议标准，实现媒体接入控制功能的协议栈软件。
参见图2，本发明主板1中的各部件选用如下：
所述高性能处理器11，其选用能支持PCI-E或USB或SDIO或RGMII总线协议的芯片，用于运行控制单元3，本实施例采用但不限于Marvell 88F6281，其支持PCI-E、USB、SDIO和RGM II总线接口。
所述通用总线接口12，其采用PCI-E接口或USB接口或SDIO接口。本实施例高性能处理器Marvell 88F6281所引出的通用总线接口12包括PCI-E接口、USB接口和SDIO接口。
所述供电电路13，采用5路DC/DC转换器，通过该转换器将输入电源转换为主板1所需电压，包括但不限于12V，5V，3.3V，1.8V和1.2V；本实施例DC/DC芯片型号采用但不限于AOZ1094，主板电压不限于所述5路电压。
所述存储模块15，其采用NAND Flash芯片或SPI Flash芯片，用于存储控制单元3；本实施例存储模块15采用但不限于NAND Flash芯片。
所述以太网模块16，其采用GiGE PHY芯片，并通过RGM II协议与高性能处理器11联通。本实施例以太网模块16采用但不限于MV88E6171R芯片，且一端通过RGMII总线与高性能处理器11Marvell 88F6281相连，另一端与互联网相连。
所述以串口模块17，其通过RS232协议与PC电脑相连，用于控制和采集主板1的相应信息，本实施例串口通信模块17采用但不限于FT2232D串口芯片，该芯片的一端与高性能处理器11Marvell 88F6281相连，另一端与PC机相连。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.基于OpenWrt的MAC层协议栈验证平台，包括主板(1)、MAC协议栈硬件模块(2)和控制单元(3)，其特征在于：
所述主板(1)，其上预留有多种通用总线接口(12)，并通过通用总线接口(12)与MAC协议栈硬件模块(2)联通，且存储并运行控制单元(3)；
所述MAC协议栈硬件模块(2)，其由MAC协议栈芯片及外围电路组成，MAC协议栈芯片引出通用总线接口(12)，并与主板(1)联通。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述控制单元(3)包括：
操作系统模块(31)，采用OpenWrt系统，用于管理软件和硬件资源；
驱动模块(32)，用于驱动MAC协议栈芯片正常工作；
MAC协议栈模块(33)，用于根据IEEE802.11协议，实现媒体接入控制功能的协议栈软件。
3.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述主板(1)包括：高性能处理器(11)、通用总线接口(12)、供电电路(13)、JTAG调试接口(14)、存储模块(15)、以太网模块(16)和串口通信模块(17)；高性能处理器(11)分别与通用总线接口(12)、JTAG调试接口(14)、存储模块(15)、以太网模块(16)和串口通信模块(17)相连；通用总线接口(12)的另一端与MAC协议栈硬件模块(2)相连；JTAG调试接口(14)的另一端与JTAG调试器相连；以太网模块(16)的另一端与互联网相连；串口通信模块(17)另一端与PC机相连；存储模块(15)用于存储控制单元(3)；供电电路(13)用于为主板(1)提供电能。
4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述高性能处理器(11)，其选用能支持PCI-E或USB或SDIO或RGMII总线协议的芯片，用于运行控制单元(3)。
5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述通用总线接口(12)，其采用PCI-E接口或USB接口或SDIO接口。
6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述供电电路(13)，其采用5路开关电源电路，用于将输入电源电压转换为主板(1)所需的12V，5V，3.3V，1.8V和1.2V。
7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述存储模块(15)，其采用NAND Flash芯片或SPI Flash芯片，用于存储控制单元(3)。
8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述以太网模块(16)，其采用GiGE PHY芯片，并通过RGM II协议与高性能处理器(11)联通。
9.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述以串口模块(17)，其一端通过RS232协议与PC电脑相连，用于控制和采集主板(1)相应信息。
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