[发明专利]一种串口802.11n无线网卡芯片接收数据的方法

说明书

技术领域

本发明属于无线局域网领域，作为一种串口802.11n无线网卡芯片接收通路结构，特别适用于串口的802.11n无线网卡芯片设计领域，尤其为USB、SDIO主机接口的802.11n无线网卡芯片设计。采用本发明提出的串口802.11n无线网卡芯片接收通路结构，可以提高串口传输的利用率，减少缓存使用的buf空间，提高整个芯片处理协议的吞吐率。

背景技术

802.11n无线协议不同于以前的802.11协议，提出了聚合的概念。为了提高无线信道的利用率，采用了聚合帧的格式，见说明书附图1。简单的说，就是把多个802.11的单帧组合成一个长帧，其规则就是在帧与帧之间插入delimiter。这样，当接收方收到这样一个长帧时，可以通过搜索其中的delimiter，把各个子帧给解析出来。子帧之间的间隔最小为4个字节，最大没有限制。在802.11协议中，一个子帧与下一个子帧之间的时间间隔最小为sifs(16us)，而在802.11n的聚合协议中，在150Mbps物理层速率下，最小只有100ns的时间。可见，802.11n协议的高效率对于内部的硬件接收结构提出了新的要求。

串口无线网卡，不同于PCI、PCIe设备，只能作为主机的从设备，其传输是被动的。当主机需要获取数据时，从设备才会把数据送上去。串口另一个特点是采用block传输，每一次的传输数据量会限制在block内。由此可以看出，充分利用block传输的数据量、减少block次数，才能提高串口的利用率。

为了能够最大程度减少丢帧，需要足够的缓冲空间。在接口速率一定的情况下，改善接口的传输利用率是减少缓冲空间的唯一方法。串口的每一次block传输，都能充分利用，这需要把各个独立的单帧按照类似802.11n协议中的聚合帧的方式给重新聚合起来。制定的规则不是采用delimiter的方式，而是为了上层驱动与软件的方便，采用了私有的协议。

把几个buf的子帧聚合成一个长帧，通过串口传送，等整个帧传送完毕，才释放这几个buf。显然会浪费buf的空间利用率。采用边上传边释放的方式，当其中一个子帧确认传输成功后，会立即释放掉此buf。

串口的每一次传输都会伴随着传输数据的校验，只有校验通过的数据才能认为此次block传输成功。因此，在长帧的传输过程中，不可避免地出现多次重传。重传的结果是降低了串口的利用率，同时带来了设计的复杂。需要一种机制，来保证buf在正确的时机释放。

发明内容

本发明提出了一种串口802.11n无线网卡芯片接收通路结构。芯片接收机从空中信道接收到聚合帧，由MAC协议处理单元完成聚合帧的解析，把一个聚合帧拆分成多个子帧，存放在不同的buf中。在聚合帧的解析过程中，会得到各个子帧的详细信息，同时会保存在帧描述符中(BD)，见附图2，便于上层驱动和软件识别。当上层主机通过串口询问接收buf的状态时，就可以把多个存有数据帧的buf组合成一个超长的数据帧，把帧的整体长度告诉主机。此后，主机就会按照此帧的长度，下发多个block进行数据读取。这样，每一次block传输携带的数据量都是足够的，充分利用了串口的传输效率。

当一次block传输过程中，跨越多个buf时，会根据前一个buf中帧的长度，提前预测出下一个buf的地址，从而能够在传送过程中，不间断数据的读取，完成buf之间的无缝衔接。从串口看去，感觉在访问同一个buf，其地址访问采用虚拟地址的方式。串口的block传输会进行传送数据的校验，校验不成功会重新发起此次block的传输。传输地址以虚拟地址的方式回退到block传输的起始地址。判断block传输是否成功，是通过比较此次block的起始地址与上一次block的起始地址是否相同得到的。如果两者相同，block进行重传；反之，是一次新的block传输。

当block传输跨越两个buf的边界时，存在释放buf的可能。根据上述block重传的判断规则，当block重传发生时，不能释放buf；反之，可以释放buf，用来接收新的帧。通过边上传边释放的方式，提高了buf的利用率。