目前各种协议的设计实现，大多数是基于微处理器、微控制器或ｄｓｐ的嵌入式系统。ａｒｍ是ａｒｍ公司推出的高性能３２位ｒｉｓｃ微处理器，具有业界领先的体系结构，被广泛应用于各种系统设计中。基于ａｒｍ的开发通常使用ｃ、ｃ＋＋或汇编语言。笔者采用了更高级的形式语言ｓｄｌ，大大缩短了协议的开发周期并提高了设计的可移植性。无线局域网是目前通信领域的一个研究热点，无线局域网的协议是非常典型的协议。本文将详细讨论使用ｓｄｌ进行无线局域网８０２．１１ｂ ｍａｃ层协议的设计以及基于微处理器ａｒｍ７ｔｄｍｉarm7tdmi的系统实现方案。其设计方法具有普遍意义。

１ 系统硬件平台设计及功能描述

整个系统硬件平台的设计主要分ｍａｃ层和物理层两部分。硬件平台的结构框图如图１所示。其中ｍａｃ层部分主要围绕３２位微处理器ａｒｍ７ｔｄｍｉ和ａｍｂａ总线设计，其主要的单元模块和功能如下：

·ｐｃｍｃｉａ接口，此接口为硬件平台和主机的通信接口。其设计遵循ｐｃ ｃａｒｄ标准（版本５）。

·ｗｅｐ算法加解密模块，此模块用硬件实现ｉｅｅｅ ８０２．１１ｂ ｍａｃ层协议定义的有线网等效加／解密算法。

·物理层数据接口，此接口用于完成物理层与ｍａｃ的数据交互操作，内部设计有发送和接收ｆｉｆｏ，用于完成数据的接收发送缓存。

·物理层控制接口，此接口用于完成ｍａｃ层对物理层的控制功能。例如无数据收发时，可以通过此接口控制物理层部分转入节能状态。

·存储器管理模块，此模块用于实现对系统所有存储器（如ｆｌａｓｈ、ｒｏｍ、ｒａｍ）的管理，处理器通过此模块对存储器进行访问。

·中断控制逻辑，此模块用于对系统中各模块产生的中断信号进行控制和管理。

·微处理器单元ａｒｍ７ｔｄｍｉ，用于完成与主机的通信，负责整个系统的控制和管理。

物理层部分的设计主要分为四个单元：

·基带处理单元，主要用于完成基带信号的处理操作，如ｒａｋｅ接收、均衡、数／模、模／数转换等。

·中频处理单元，主要用于完成信号的调制解调处理。

·混频处理单元，主要用于完成射频中频的变频处理。

·射频处理单元，主要完成射频信号的功率放大处理。

ｍａｃ层的主要模块单元（外部存储器单元除外）用ｖｅｒｉｌｏｇ硬件描述语言设计并用ｘｉｌｉｎｘ的ｆｐｇａ ｖｉｒｔｅｘⅱｘｃ２ｖ３０００编程实现。物理层部分则主要用ｉｎｔｅｒｓｉｌ公司的ｐｒｉｓｍ芯片组及少量外围电路设计实现。

２ ｓｄｌ及软件开发平台

ｓｄｌ是一种层次化的描述语言，采用结构化和自顶向下的设计原则，把系统规范分为系统、块、子块、进程、服务和过程几个层次进行描述。系统、块和子块是静态描述，用于描述系统的结构；进程、服务和过程是动态描述，用于描述系统的行为。ｓｄｌ的理论模型是通信扩展有限状态机，每个进程都是一个通信扩展有限状态机。

ｓｄｌ与常用的高级语言有很好的接口，如可以从ｓｄｌ描述的系统规范直接导出ｃ、ｃｈｉｌｌ甚至ｖｈｄｌ语言，以嵌入式系统和软硬件混合系统实现；在进行规范定义时，ｓｄｌ又允许嵌入高级语言，如ｃ／ｃ＋＋语言、ｏｍｔ／ｕｍｌ对象模型、ａｓｎ．１或ｃｏｒｂａ／ｉｄｌ数据类型定义等。因而可以在多个层次上对系统进行准确的规范和描述。因为ｓｄｌ的上述特性，目前已被越来越多地用于协议软件的开发实现。

本文选用ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ公司的ｓｄｔ４．３和ａｒｍ公司的ａｄｓ１．２作为主要的软件开发工具。使用ｓｄｔ进行协议软件的开发步骤如图２所示。

在系统行为定义阶段，要特别注意代码生成器对ｓｄｌ设计的约束，例如对于ｃ ａｄｖａｎｃｅｄ生成器不支持信道子结构、信号细化等；对于ｃ ｍｉｃｒｏ生成器不支持连续信号、服务、优先输入／输出等。在系统行为分析仿真调试阶段，使用ｃ ｂａｓｉｃ／ｃ ａｄｖａｎｃｅｄ代码生成器产生系统代码，与ｓｄｔ提供的仿真内核一起编译链接，得到系统行为的仿真模型，然后可以使用ｔｅｘｔ、ｓｄｌ、ｍｓｃ等多种跟踪方式进行仿真调试。在系统行为验证时，使用相同的代码只不过编译链接时加入ｓｄｔ提供的验证内核，可得到系统行为的验证模型，可以使用自动状态空间遍历、覆盖率分析等方式进行系统行为的验证。仿真和验证都无环境函数，由仿真器和验证器充当系统的环境，产