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Linux下Wi-Fi驱动程序的设计与实现 摘要：针对目前流行的Wi-Fi无线通信模块在嵌入式系统开发中的应用要求，设计开发了Linux下基于ARM9处理器S3C2440的Marvell 88W8686 Wi-Fi驱动程序。结合S3C2440与88W8686的硬件连接以及Wi-Fi驱动程序体系结构。给出了网络设备初始化和数据传递、转发的实现过程。实验结果表明，该Wi-Fi驱动程序能够实现预期目标，并已成功应用于系统开发。 关键词：Wi-Fi无线通信Linux ARM驱动程序网络设备 0 引言 近年来，Wi-Fi无线通信技术发展迅速。相比有线接入技术，Wi-Fi网络连接更具灵活性；而与其他无线技术相比，Wi-Fi则具有传输数据快、距离远等优势。目前，很多公共场所都提供免费Wi-Fi服务，只要随身携带支持Wi-Fi功能的电子产品，即可方便地接入因特网[1]。 由于ARM嵌入式技术已广泛应用于各种便携式电子设备的开发，因此，在ARM设备上增加Wi-Fi无线通信功能已成为热门话题。常见的连接ARM与Wi-Fi模块的接口有SPI、SDIO和USB等，其中SPI具有硬件连接方便、软件设计简单及节省系统资源等优点[2]。目前，对Linux下SPI驱动的研究已较为广泛且深入，但还没有针对Wi-Fi驱动的专门研究。本文分析了Wi-Fi模块通过SPI接口与ARM连接时Wi-Fi驱动程序的设计与实现，并在此基础上总结出Linux下Marvell系列Wi-Fi模块驱动程序开发的一般方法。 1 Wi-Fi技术及模块介绍 1．1 Wi-Fi技术及88W8686芯片介绍 Wi-Fi技术是IEEE定义的无线局域网通信工业标准IEEE 802.11。该标准包括IEEE 802.1la、802.11b和802.1lg，其中802.1lb是使用历史最长的Wi-Fi技术，其工作在2.4 GHz频段，可提供11 Mbit／s的无线传输速率[3]。 88W8686是Marvell推出的一款面向移动电话、PDA及数字摄像机等移动设备的高整合Wi-Fi芯片。其在单一的芯片上集成了可以工作于2.4 GHz和5 GHz的双频射频无线收发器、物质层、媒介接入控制器和一个ARM处理器，实现了无线局域网通信、电源管理和加密等功能，并支持视频、语音和多媒体应用。88W8686向用户提供了SDIO和SPI数据传输接口。该模块将从SDIO或SPI接口传过来的用户数据封装成数据帧，通过WLAN传送给远程的客户端。本设计采用的是SPI接口。 1．2 Wi-Fi与ARM硬件连接 S3C2440通过SPI接口与Marvell 88W8686的SPI接口连接，实现数据的收发，如图1所示。其中，S3C2440是数据的发送源，所以将其配置为主设备，88W8686配置为从设备。SPI采用全双工通信模式，主设备的MISO、MOSI和CLK引脚分别与从设备的SDO、SDI和CLK引脚相连接；88W8686的SPI-SINTn是低电平中断输出引脚，它与S3C2440的EINT，引脚相连，用于在通信过程中检测Wi-Fi的状态；S3C2440的nSS是片选引脚，低电平有效，用于激活从设备。 S3C2440 88W8686 图1 SPI接口连接图 2 Wi-Fi驱动程序实现 2．1 Wi-Fi驱动体系结构 Marvell 88W8686 Wi-Fi模块正常工作所需的Host驱动包括WLAN和SPI接口驱动两部分。WLAN驱动在整个数据收发过程中充当数据中转的角色，即接收上层用户应用程序的数据流，通过SPI口转发到Wi-Fi硬件或响应Wi-Fi硬件中断，并从硬件的缓冲区读取数据流，通过驱动程序注册的接口函数，发送到上层应用程序。Wi-Fi设备在Linux下的软件结构层次如图2 所示。 图2 Wi-Fi软件结构层次图 Firmware是在Wi-Fi设备硬件中执行的一段程序，系统上电后由WLAN驱动将其下载到Wi-Fi模块中，实现Wi-Fi硬件接口控制、数据缓冲、802.11与802.3帧类型转换、802.1l MAC层管理、WLAN MAC中断管理以及硬件控制等功能。发送数据时，Host驱动程序将从上层接收到的标准802.3帧发送给Firmware，Firmware将收到的数据帧转换成802.11帧，再通过无线连接将数据传输出去；接收数据时，Firmware将接收到的所有802.11帧转换成802.3帧后，通过SPI口发送给Host驱动。由此可见，Wi-Fi无线网卡设备在Linux中是被当作普通的以太网设备对待的，在Wi-Fi驱动程序中无需实现802.11帧与802.3帧之间的类型转换。 2．2 WL