EZMacTM媒體接入控制軟件(07-100)

　　休眠模式

　　初始化之后，MAC層處于“休眠”模式。在這種模式下，射頻硬件是完全關(guān)閉的，僅消耗不到0.3uA的電流。在開始發(fā)射或接收之前，至少需要5ms來喚醒MAC。這5ms是晶體振蕩器達(dá)到穩(wěn)定所需的最長時(shí)間。

　　空閑模式

　　使用喚醒命令喚醒收發(fā)器后，MAC就切換到“空閑”模式。在這種模式下，MAC等待進(jìn)一步的指令。雖然收發(fā)器中的晶振已經(jīng)在運(yùn)行，但射頻的各個(gè)模塊還是處于禁用狀態(tài)，芯片的電流消耗大約是0.6mA。MAC系統(tǒng)始終處于該模式中，直到接收到下一個(gè)接收、發(fā)射或休眠指令為止。

　　因?yàn)镋ZMac僅支持半雙工通信，所以不能同時(shí)發(fā)射和接收。

　　發(fā)射模式

　　發(fā)送發(fā)射指令之前，數(shù)據(jù)會和它的目標(biāo)地址一起裝載到MAC對應(yīng)的寄存器中。發(fā)射指令發(fā)送后，MAC開始發(fā)射。芯片的電流消耗激增到26mA(在最大輸出功率的情況下，但實(shí)際的消耗電流取決于輸出功率的設(shè)定)。完成發(fā)射任務(wù)后，如果MAC還處在激活狀態(tài)，它會自動回到空閑模式或直接進(jìn)入休眠模式。

　　接收模式

　　在“空閑”模式中，如果MAC接收到接收指令，它會改變到“接收”模式。收發(fā)器的消耗功率增加到大約15mA左右。MAC掃描可用的頻率，以有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

　　一旦接收到一個(gè)有效的數(shù)據(jù)包，而且該數(shù)據(jù)包通過了所有激活的錯(cuò)誤檢測和地址過濾，MAC就把收發(fā)器工作模式改為節(jié)電模式，等待更高層的軟件讀出接收數(shù)據(jù)。讀出數(shù)據(jù)之后，MAC也會進(jìn)入“空閑”模式，或者直接進(jìn)入“休眠”模式。

　　EZMac的包過濾方法

　　EZMac具備智能化的包過濾功能。過濾器可由幾種選項(xiàng)來配置，以便能很好地滿足處于更高的軟件層(應(yīng)用層)的需求。

　　EZMac被配置好后，更高層將只需發(fā)射和接收有效數(shù)據(jù)。EZMac則執(zhí)行所有的打包和拆包的任務(wù)。EZMac自動運(yùn)行CRC，上層僅得到?jīng)]有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。

　　圖2是數(shù)據(jù)包過濾的流程圖。

　　圖2 數(shù)據(jù)包過濾的流程圖

　　實(shí)時(shí)操作

　　數(shù)據(jù)包的過濾在接收過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行。這就意味著，當(dāng)接收到一段(字節(jié))數(shù)據(jù)包報(bào)頭時(shí)，過濾器就會對數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢查。如果相應(yīng)的過濾器檢測到數(shù)據(jù)包報(bào)頭的任何一部分有錯(cuò)誤時(shí)，都會終止數(shù)據(jù)包的接收。

　　這種技術(shù)使EZMac在接收進(jìn)程剛開始的階段不去理會意外出現(xiàn)的無效數(shù)據(jù)包。終止數(shù)據(jù)包的接收后，EZMac會及時(shí)報(bào)告錯(cuò)誤并跳到下一個(gè)可用的頻率上，繼續(xù)搜尋有效的數(shù)據(jù)包。

　　實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)包過濾節(jié)約了各種資源(處理器的消耗功率和電池的使用壽命)， 而且，因?yàn)闊o需處理無效的數(shù)據(jù)包，所以減少了資源浪費(fèi)而達(dá)到了顯著提升系統(tǒng)性能的目標(biāo)，同時(shí)也避免了其它頻率上的重要數(shù)據(jù)包的丟失。

　　客戶ID過濾

　　CID是使用EZMac協(xié)議的用戶的唯一ID號。雖然是否使用CID是可由用戶自選的，但是強(qiáng)烈推薦用戶使用CID，以避免安裝在同一區(qū)域的、均使用EZMac的不同系統(tǒng)之間出現(xiàn)意外的交互。如果使用了CID，CID會緊跟在前導(dǎo)和同步碼后發(fā)射出去。這就意味著在先入先出的算法中CID是第一個(gè)被讀到的字節(jié)。

　　因此，數(shù)據(jù)包接收一開始，EZMac就能識別出接收包的開始，繼而確定它是否為系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)包。如果不是，MAC就會取消接收，并跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)頻率，繼續(xù)搜索有效數(shù)據(jù)包。用戶可以從Integration公司處得到CID。

　　發(fā)射包過濾

　　EZMac通過檢測接收包的報(bào)頭中的發(fā)送者ID字段來對接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾。如果發(fā)射包過濾器啟用的話，MAC將僅從特定的某一節(jié)點(diǎn)或者某群節(jié)點(diǎn)處接收數(shù)據(jù)包

　　群組是通過數(shù)據(jù)包報(bào)頭的發(fā)送方ID(SID)中的重要位和SFLT寄存器中的相同數(shù)位的掩碼運(yùn)算來定義的。如果出現(xiàn)以下情況，數(shù)據(jù)包才算通過過濾：

　　SFLT & SMSK == SID & SMSK

　　Where:

　　&: Bitwise AND operator

　　SID: 發(fā)送方ID號在接受到的數(shù)據(jù)包的報(bào)頭中。)

　　如果把SMSK設(shè)置成0xFF時(shí)，群過濾器的選項(xiàng)就不可用了，這時(shí)MAC只能從有SFLT地址的節(jié)點(diǎn)處接收數(shù)據(jù)包。

　　目的地址過濾

　　目的地址包濾包括3種地址過濾，這三種方式都要檢測接受數(shù)據(jù)包報(bào)頭的DID字節(jié)：

　　自綁定地址過濾

　　多播地址過濾

　　廣播地址過濾

　　自綁定地址過濾器始終是可用的，但是多播地址和廣播地址的啟用和停用是各自獨(dú)立的。只要數(shù)據(jù)包能通過上述任何一個(gè)過濾器，就能通過目的地址過濾器。

　　自綁定地址過濾

　　只用通過自綁定地址(SFID)才能在通信網(wǎng)絡(luò)中識別EZMac。也只有那些報(bào)頭中DID字段顯示SFID的數(shù)據(jù)包才能通過自綁定地址過濾。

　　多播地址過濾

　　多播地址負(fù)責(zé)檢測接受包是否為一組組節(jié)點(diǎn)所專用，以及EZMac是否是該群組的一部分。多播定址有兩個(gè)方法：

　　定義一個(gè)稱為多播地址(MCA)的專用地址。只有報(bào)頭中的DID字段等于MCA的那些數(shù)據(jù)包才能通過多播過濾器。

　　在自綁定地址過濾中定義并使用多播屏蔽(MCM)：

　　DID & MCM == SFID & MCM

　　where & is the bitwise AND operator

　　其中&是逐位進(jìn)行的AND運(yùn)算。

　　只能在同一時(shí)間激活MCA過濾和MCM過濾中的一個(gè)。實(shí)際的模式可通過PFCR寄存器的A/nM比特位來選擇到底使用哪一種過濾。

　　廣播地址過濾

　　廣播地址有專用的地址：0xFF。

　　只有報(bào)頭中的DID字段是0xFF的數(shù)據(jù)包才能通過廣播地址過濾。

　　注：整個(gè)目的地址過濾由數(shù)據(jù)包過濾控制寄存器的DFEN位來確定是否啟用。

　　如果這個(gè)比特被清除，目的地址過濾將不可用，具有任何目地地址的數(shù)據(jù)包都可以被接收。

　　包長度過濾器

　　這個(gè)過濾器用于檢測動態(tài)變化的數(shù)據(jù)包長度(參見“主控寄存器”一節(jié))。如果該過濾器可用，長度超過最大容許接收長度的數(shù)據(jù)包將無法通過。最大容許長度可在MPL寄存器中設(shè)置。

　　混雜模式

　　若通過設(shè)置PCFR寄存器的PREN位來啟用混雜模式，則所有的地址過濾器和包長度過濾器都被忽略。

　　CRC過濾器

　　CRC過濾器是唯一不能被忽略的過濾器。它對數(shù)據(jù)包的所有字節(jié)執(zhí)行CRC(包括報(bào)頭)。如果接收包沒有通過CRC，EZMac將報(bào)告出錯(cuò)并忽略該數(shù)據(jù)包。