面向Wi-Fi客户机的低端微控制器
Wi-Fi这种可以让各类装置与互联网、WLAN相连的无线网络连接技术,在过去几年中作为一种互联网接入技术已经变得越来越重要。Wi-Fi现在可以让移动工作者和旅行者在任何能找到接入点的地方都能够连接到这一全球性的网络上。
Wi-Fi网络利用了由IEEE802.11a、b、g所定义的无线技术,以提供快速、可靠的无线网络连接。它是一种小型化、紧凑的移动客户机装置,也是一种工业、办公室和家庭无线自动化技术,这种技术可以广泛使用具有Wi－Fi能力的8位微控制器来作为一种节约成本和降低功耗的替代方案。
WLAN可以按端到端(专设模式)或者客户机/服务器(基础架构或者BSS模式)的配置形式建立。本文将讨论客户机/服务器型的WLAN实现。
客户机/服务器基础架构
客户机/服务器 WLAN架构由两端组成：一个接入点和一个客户站(client station)(见图1)。接下来的讨论将对每一端及相应的技术作出定义。
图1 客户机/服务器 WLAN架构
接入点(AP)—无线接入点(AP)可以担当无线客户机和WLAN或者互联网之间的桥梁的角色。AP需要功能强大的硬件,以便完成处理和分发。AP必须完成一个无线接口到另一个无线接口的桥接,或在一个包含多个站、AP和集成的LAN的ESS中桥接到一个有线的接口。它还必须与附近其他的AP进行通信,对信道交换进行管理,以避免AP间的干扰。
AP所需要的能力只有一个32位的高速处理器才能提供。但是,低端的、8位的微处理器在Wi-Fi模式的客户站部分也可以发挥重要的作用。
客户站—客户站装置的类型从小的手持式一直到膝上机、PC和带有Wi－Fi能力的车辆。客户站是WLAN数据网络的末端,因此也无需桥接。类似的,它也无需为信道交换或者其他通信管理功能而操心。
因为Wi－Fi网络的客户站部分具有内在的简单性,因此它是8位技术的一种理想应用对象。基于成熟和廉价的8位处理器,如Z80,是一种巧妙的解决方案。此类的处理器建立在经过增强的Z80内核之上,可以高达50MHz的速度运行。这些处理器可以让小的客户站应用具备嵌入式的、访问互联网的能力,同时维持性能和吞吐量方面的目标,在这些小的客户站应用中,低功耗、成本经济性和设计的简单与紧凑性,都是关键要素。紧凑的客户站可以在车载导航系统、便携式娱乐装置、工业、办公和家庭自动化控制器以及消费类产品等应用中找到自己的归宿。基于8位处理器的设计能满足通信处理的需求的话,则此类应用是理想的目标。
如今的8位微处理器和处理机具有价格低廉的优势,但它们的功能也足以完成复杂的任务。这些装置目前被用于、而且一段时间以来一直就被用于数据的网络传输和通信应用,它们服务于那些需要具备无线连接能力的应用也有一段时间了。
无线自动化
考虑一个完全自动化的建筑,在这幢建筑中,空调、烟雾报警器、安全警报和其他高级系统的部署都依赖微控制器来完成。在一个典型的应用中,管理员或者工程师可以在一个Wi-Fi无线所覆盖的区域或者热点上利用具备Wi-Fi能力的膝上机来对各种设置进行控制与监测。有待控制和监管的装置都通过挂在一个I2C的总线上的或者连接到GPIO上的不同的接口来连接到微控制器上。
这样的一个系统可以是单线程或者多线程的应用,具体则取决于项目要求和系统的复杂性。有些最起码的硬件要求包括：
一个带8位微控制器的定制的板卡,必须具有串行和GPIO接口以及定时器(要求最少有64~128k的片上闪存,正如EZ80Acclaim系列控制器那样,以便烧入图像)
