無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)芯片的設(shè)計研究

【摘要】近年來，隨著我國無線網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)研究的重要課題。本文主要針對無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)芯片設(shè)計做了簡要分析，并提出了比較好的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)置，另外，對于系統(tǒng)中的無線通信芯片進(jìn)行高效的仿真，提高在無線通信系統(tǒng)的作用等。

【關(guān)鍵詞】無線通信系統(tǒng)計算機(jī)芯片設(shè)計

無線計算機(jī)與相關(guān)的數(shù)據(jù)通信公司簽訂和規(guī)范了必要的協(xié)議，主要是針對解決無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)的協(xié)議，具有數(shù)據(jù)傳輸速率較高、載波率較高以及擴(kuò)頻技術(shù)較高等共同特點(diǎn)。一般采用這些協(xié)議的產(chǎn)品的價格都比較高，消耗比較大以及設(shè)計比較復(fù)雜等，低消耗，通信速率較低的無線計算機(jī)設(shè)備一般不采用這些協(xié)議（無線計算機(jī)設(shè)備主要包括無線的鼠標(biāo)，鍵盤，遙控系統(tǒng)以及自動化的計算機(jī)設(shè)備等）。

一、無線計算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)的設(shè)計

1.無線通信系統(tǒng)是低速的通信系統(tǒng)，通信速率為10kbit/s。此系統(tǒng)主要是用來阻止通信系統(tǒng)范圍內(nèi)所產(chǎn)生的同頻干擾的，此系統(tǒng)主要采用的是多通信信貸系統(tǒng)的設(shè)計。在無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)運(yùn)行中，為了防止通信范圍內(nèi)產(chǎn)生的同頻對無線通信系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生干擾，在協(xié)議中針對通信的頻率具有明確的規(guī)定。比如，無線點(diǎn)管理機(jī)構(gòu)做使用的通信頻率必須使通過無線發(fā)射器的設(shè)備使用通過協(xié)議的認(rèn)可，但是管理部門針對不同的需求是具有不同的頻帶許可的，頻帶一般包括科研、醫(yī)用（ISM）以及工業(yè)等頻帶。無線計算機(jī)通信系統(tǒng)采用的頻率范圍為用27MHz，屬于國際上可以通用的醫(yī)用頻段，根據(jù)我國的《微功率無線電設(shè)備的管理規(guī)定》判斷，無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)屬于規(guī)定內(nèi)的C類系統(tǒng)設(shè)備，頻率的范圍一般在26.950-27.280MHz，除此之外，醫(yī)用的頻段在整個系統(tǒng)中的設(shè)計是比較簡單的，被廣泛的應(yīng)用于大多數(shù)的計算機(jī)設(shè)備系統(tǒng)之中。同時醫(yī)用頻段在設(shè)計上人存在不足之處：（1）在醫(yī)用頻段設(shè)備上，天線的設(shè)計具有一定的困難性，如果從理論上講的話，天線的長度控制在占據(jù)通信載波1/4時可以獲得最佳的效果，但是無線計算機(jī)通信系統(tǒng)的頻率范圍僅為27MHz，相當(dāng)于波長11米左右，因此，天線的長度需要達(dá)到2.9米長才能夠與之相對應(yīng)，但是天線的這種長度在常用的設(shè)計產(chǎn)品中是不允許被應(yīng)用的，因此，無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾时幌拗啤＃?）無線計算機(jī)通信系統(tǒng)中的電波設(shè)備遇見金屬的時候工作將會被阻礙，無法進(jìn)行正常的電波吸收，并且穿透力也開始變差，傳輸?shù)男盘柎蟠蟮乃p，如果將其置于金屬面之上，電波的傳輸工作將會迅速停止，無法正常工作。（3）無線計算機(jī)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^低，不適合應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)的傳輸。

二、無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中芯片的設(shè)計

1.關(guān)于USB接口層的設(shè)計。無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)內(nèi)芯片設(shè)計中，USB接口傳輸信號、電源主要通過的路徑是一組由四條線組成的電纜，電纜內(nèi)的VBUS、GND的主要作用是為通信系統(tǒng)設(shè)備提供電源（VBUS必須為+5V的電源）。D+，D-是兩根差分?jǐn)?shù)據(jù)線。USBl.1主要供低速為1.5Mb/s以及全速為11Mb/s這兩種數(shù)據(jù)傳輸速率的模式。

2.計算機(jī)接口控制器芯片的設(shè)計。本文中所涉及到的設(shè)計的接口控制器為USB接口控制器。主要是因?yàn)閁SB接口是近年來計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)最標(biāo)準(zhǔn)的控制器，目前所用的計算機(jī)設(shè)備中均有USB接口。從設(shè)計上看，這種設(shè)備比較復(fù)雜。在USB以Windows操作系統(tǒng)出現(xiàn)的時候，還未包含所有外圍的設(shè)備驅(qū)動程序，不過，目前這問題已經(jīng)得到解決，導(dǎo)致越來越多的控制芯片，USB接口的設(shè)備逐漸成為外圍設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口等。另外，芯片已經(jīng)應(yīng)用在無線鼠標(biāo)、無線鍵盤的系統(tǒng)之中，為人們提供更加方便快捷的設(shè)備服務(wù)等。

3.在無線計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，USB根據(jù)不同的傳輸速度對設(shè)備端上拉電阻的位置進(jìn)行變換，如果全速設(shè)備為11Mb/s的時候，設(shè)備上端的上拉電阻需要連接在D+信號線與電源之間的位置；如果低速設(shè)備為1.5Mb/s的時候，設(shè)備上拉電阻就需要連接在D-與電源之間的位置，注意：D+，D-兩條數(shù)據(jù)線如果與計算機(jī)進(jìn)行同時連接的話，必須連接14K的下拉電阻等。除此之外，設(shè)備如果還未與計算機(jī)進(jìn)行連接時，D+，D-兩條信號線應(yīng)為低電平，等到設(shè)備與計算機(jī)進(jìn)行連接時，將設(shè)備上端的上拉電阻與主機(jī)方的下拉電阻進(jìn)行分壓，致使其中一根數(shù)據(jù)線的電壓與電源的電壓相接近。因此，當(dāng)設(shè)備與計算機(jī)連接時，計算機(jī)如果檢測出其中任何一根數(shù)據(jù)線的電壓與電源的電壓相接近時，根據(jù)這個條件就可以判斷出另一根數(shù)據(jù)線的是否與設(shè)備連接成功，此外，計算機(jī)設(shè)備每隔一段時間都要對USB接口進(jìn)行輪詢，對D+，D-兩條數(shù)據(jù)線的電位變化進(jìn)行檢查，確定此時設(shè)備與計算機(jī)連接的狀態(tài)以及將會發(fā)生的變化等。