CN105527884B - 支持多通信序列自动构建的wia-pa通信序列控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及支持多通信序列自动构建的WIA‑PA通信序列控制器，包括顺序连接的译码电路、状态机和定时器组；译码电路，用于接收处理器发来的定义通信序列类型的操作码，并将操作码解析成通信请求信号发送给状态机；状态机，用于根据通信请求信号控制定时器组中的定时器以及接收机、发送机和物理射频电路的开启和关闭，并按照当前通信序列的要求完成数据的收发，控制通信流程的执行；与发送机、接收机、物理射频电路连接；定时器组，用于通信序列中各时间参数进行定时，接收状态机的定时使能信号，生成定时溢出指示信号至状态机。本发明采用通信序列控制器取代处理器对整个通信流程进行控制，能够提高通信的实时性，降低处理器的工作负载。

Description

支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器

技术领域

本发明涉及工业无线通信技术，具体地说明是一种能够自动构建多种WIA-PA无线通信序列的控制器。

背景技术

工业无线网络规范WIA-PA是工业过程自动化领域的IEC国际标准之一，随着无线技术的不断提高，WIA网络已逐步应用到工业自动化控制***中，使用户以较低的投资和使用成本实现对整个工业流程的泛在感知，达到提高产品质量和节能降耗的目标。

在WIA网络中，无线节点大多数时间都是基于时间片slot进行通信的，即在被分配到的slot内进行数据的接收和发送，其它时间处于静默状态。传统无线节点由其内部的处理器控制其通信流程的执行。当无线节点处于被分配到的slot内时，处理器首先使能定时器，待定时器到达定时值后，处理器使能发送机，发送机开始发送请求数据；数据发送完成后，处理器再使能定时器，待定时器达到定时值后，处理器使能接收机，接收机开始接收响应数据，数据接收完成后，一次通信流程结束。无线节点也可采用同样的方式先执行请求数据的接收，再执行响应数据的发送。

从上述过程可以看出，传统无线节点所采用的通信部分的电路结构存在一个弊端，即在一次通信流程中，处理器必须进行多次干预，既使控制过程复杂化，也增加了处理器的工作负载。因此，本发明提出了一种通信序列控制器，能够根据需要自动构建一次通信流程中的通信序列，控制接收机和发送机的工作，不需要处理器干预，进而降低处理器的工作负载。

发明内容

本发明的目的在于在无线节点内部增加一个通信序列控制器，以解决传统结构中由处理器直接控制接收机、发送机和定时器所造成的控制过程复杂、处理器工作负载繁重的弊端。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，包括顺序连接的译码电路、状态机和定时器组；

译码电路，用于接收处理器发来的定义通信序列类型的操作码，并将操作码解析成通信请求信号发送给状态机；

状态机，用于根据通信请求信号控制定时器组中的定时器以及接收机、发送机和物理射频电路的开启和关闭，并按照当前通信序列的要求完成数据的收发，控制通信流程的执行；与发送机、接收机、物理射频电路连接；

定时器组，用于通信序列中各时间参数进行定时，接收状态机的定时使能信号，生成定时溢出指示信号至状态机。

所述状态机的通信启动信号端、通信终止信号端、空闲信道检测请求信号端、发送请求信号端、接收请求信号端、响应数据请求信号端、定时启动请求信号端和连续接收指示信号端与译码电路的输出端连接；

所述状态机的定时使能信号接口、定时溢出指示信号接口与定时器组连接；

所述状态机的接收机使能信号端、接收结束指示信号端与接收机的控制端连接；发送机使能信号端、发送结束指示信号端与发送机的控制端连接；物理射频接收使能信号端、物理射频发送使能信号端、空闲信道检测使能信号端、空闲信道状态指示信号端与物理射频电路连接。

所述定时使能信号接口包括启动定时使能信号端、空闲信道检测定时使能信号端、发送延时定时使能信号端、发送响应延时定时使能信号端、接收响应延时定时使能信号端，分别与定时器组中的各定时器连接。

所述定时溢出指示信号接口包括启动定时溢出指示信号端、空闲信道检测定时溢出指示信号端、发送延时定时溢出指示信号端、发送响应延时定时溢出指示信号端、接收响应延时定时溢出指示信号端，分别与定时器组中的各定时器连接。

所述定时器组包括：

启动定时器，用于通信序列的启动定时，接收状态机的启动定时使能信号，生成启动定时溢出指示信号至状态机；

空闲信道检测定时器，用于对执行信道空闲检测的时长进行定时；接收状态机的空闲信道检测定时使能信号，生成空闲信道检测定时溢出指示信号至状态机；

发送延时定时器，用于对空闲信道检测执行结束到请求数据发送开始之间的延时进行定时；接收状态机的发送延时定时使能信号，生成发送延时定时溢出指示信号至状态机；

发送响应延时定时器，用于对请求数据接收完毕到响应数据发送开始之间的延时进行定时；接收状态机的发送响应延时定时使能信号，生成发送响应延时定时溢出指示信号至状态机；

接收响应延时定时器，用于对请求数据发送完毕到响应数据接收开始之间的延时进行定时；接收状态机的接收响应延时定时使能信号，生成接收响应延时定时溢出指示信号至状态机。

本发明提出的通信序列控制器，是在充分考虑了WIA网络中无线节点的通信特性的前提下提出的，具有通信实时性强、使用灵活性好等优点，具体表现在：

1.本发明采用硬件方式实现通信序列的自动构建，避免处理器过多干预，降低处理器工作负担，提高软件执行效率。

2.本发明采用由硬件处理物理射频电路、接收机和发送机接口信号的方式，使通信序列执行过程中，各事件的触发和响应更及时、准确，确保通信序列执行时序的确定性。

3.本发明采用处理器配置操作码的方式，能够根据应用需求，配置通信序列控制器生成各种所需的通信序列，满足无线节点所需的全部通信功能。

4.本发明采用专用的定时器对通信序列中的时间参数进行计时，确保通信序列中各通信操作之间能够准确的实时衔接，保证通信的实时性。

5.本发明采用处理器配置各定时器定时值的方式，可根据不同的实时性需求，设置不同的定时值，确保对不同实时性应用的支持。

6.本发明采用通信序列控制器取代处理器对整个通信流程进行控制，能够提高通信的实时性，降低处理器的工作负载。

附图说明

图1为本发明带有通信序列控制器的无线节点通信部分结构框图；

图2为通信序列控制器结构图；

图3为通信序列控制器内部状态机的状态转换图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种支持多种通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，包括译码电路、定时器组和状态机。译码电路接收处理器发来的操作码，操作码定义了通信序列的类型，译码电路将操作码解析成一组通信请求信号，并发送给状态机。

定时器组包括5个定时器，分别是启动定时器：用于通信序列的启动定时，定时值通过处理器配置；空闲信道检测定时器：用于对执行信道空闲检测的时长进行定时，定时值通过处理器配置；发送延时定时器：用于对空闲信道检测执行结束到请求数据发送开始之间的延时进行定时，定时值通过处理器配置；发送响应延时定时器：用于对请求数据接收完毕到响应数据发送开始之间的延时进行定时，定时值通过处理器配置；接收响应延时定时器：用于对请求数据发送完毕到响应数据接收开始之间的延时进行定时，定时值通过处理器配置。

状态机接收译码电路生成的通信请求信号，并根据请求信号的值控制定时器组中相关定时器、接收机、发送机和物理射频电路的开启和关闭，进而按照当前通信序列的要求完成数据的收发，控制通信流程的执行。

在通信序列启动前，处理器会先根据待启动通信序列的时间参数，配置定时器组中相关定时器的定时值；然后，配置操作码，启动相应的通信序列；接着，通信序列控制器开始工作，译码电路将操作码转译成通信请求信号，状态机根据通信请求信号控制定时器、接收机、发送机和物理射频电路的开启和关闭，监测它们的状态信号，控制通信流程的执行。

所述通信序列的类型包括：立即启动空闲信道检测、定时启动空闲信道检测、立即启动数据发送、定时启动数据发送、立即启动数据接收、定时启动数据接收、立即启动带空闲信道检测的数据发送、定时启动带空闲信道检测的数据发送、立即启动数据发送并接收响应数据、定时启动数据发送并接收响应数据、立即启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据、定时启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据、立即启动数据接收并发送响应数据、定时启动数据接收并发送数据响应、连续接收、通信终止。

所述译码电路生成的通信请求信号包括：

通信启动信号，若该信号有效，表示通信序列开始执行；

通信终止信号，若该信号有效，表示当前通信序列的执行被终止；

空闲信道检测请求信号，若该信号有效，则表示当前通信序列中包括空闲信道检测操作，否则，就不包括该操作；

发送请求信号，若该信号有效，则表述当前通信序列中包括请求数据发送操作，否则，就不包括该操作；

接收请求信号，若该信号有效，则表示当前通信序列中包括请求数据接收操作，否则，就不包括该操作；

响应数据请求信号，若该信号有效，表示当前通信序列中包括响应数据的发送或接收操作，否则，就不包括响应数据的发送或接收操作；

定时启动请求信号，该信号有效表示当前通信序列是定时启动的，否则，就表示当前通信序列是立即启动的；

连续接收指示信号，该信号有效时，若接收请求信号也有效，则表示当前通信序列为连续接收，否则，就不是连续接收。

所述译码电路采用以下译码策略：

若操作码为立即启动空闲信道检测，则将通信启动信号和空闲信道检测请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动空闲信道检测，则将通信启动信号、空闲信道检测请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动数据发送，则将通信启动信号和发送请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动数据发送，则将通信启动信号、发送请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动数据接收，则将通信启动信号和接收请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动数据接收，则将通信启动信号、接收请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动带空闲信道检测的数据发送，则将通信启动信号、空闲信道检测请求信号和发送请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动带空闲信道检测的数据发送，则将通信启动信号、空闲信道检测请求信号、发送请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动数据发送并接收响应数据，则将通信启动信号、发送请求信号和响应数据请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动数据发送并接收响应数据，则将通信启动信号、发送请求信号、响应数据请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据，则将通信启动信号、空闲信道检测请求信号、发送请求信号和响应数据请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据，则将通信启动信号、空闲信道检测请求信号、发送请求信号、响应数据请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为立即启动数据接收并发送响应数据，则将通信启动信号、接收请求信号和响应数据请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为定时启动数据接收并发送响应数据，则将通信启动信号、接收请求信号、响应数据请求信号和定时启动请求信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为连续接收，则将通信启动信号、接收请求信号和连续接收指示信号置为有效，其它信号置为无效；

若操作码为通信终止，则将通信终止信号置为有效，其它信号置为无效。

所述状态机控制通信序列控制器的工作流程，具有11个工作状态：空闲状态、等待启动状态、空闲信道检测状态、等待发送状态、请求数据发送状态、等待响应接收状态、响应接收状态、请求数据接收状态、等待响应发送状态、响应发送状态和连续接收状态。其中，

空闲状态，表示当前没有通信序列在执行；

等待启动状态，表示等待启动定时器到达定时值；

空闲信道检测状态，表示正在执行空闲信道检测；

等待发送状态，表示等待发送延时定时器到达定时值；

请求数据发送状态，表示使能发送机执行请求数据发送；

等待响应接收状态，表示等待接收响应延时定时器到达定时值；

响应接收状态，表示使能接收机执行响应数据接收；

请求数据接收状态，表示使能接收机执行请求数据接收；

等待响应发送状态，表示等待发送响应延时定时器到达定时值；

响应发送状态，表示使能发送机执行响应数据发送；

连续接收状态，表示使能接收机进行连续数据监听。

所述立即启动空闲信道检测的执行流程为：首先，状态机使能物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器；然后，当空闲信道检测定时器溢出后，检查物理射频电路生成的信道状态信号，判断信号是否空闲；最后禁止物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器。

所述定时启动空闲信道检测的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动空闲信道检测的执行流程。

所述立即启动数据发送的执行流程为：首先，状态机使能物理射频电路的发送部分和发送机，数据发送开始；然后，状态机监测发送机的反馈信号，若检测到发送结束信号或发送错误信号有效，则数据发送完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的发送部分和发送机。

所述定时启动数据发送的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动数据发送的执行流程。

所述立即启动数据接收的执行流程为：首先，状态机使能物理射频电路的接收部分和接收机，数据接收开始；然后，状态机监测接收机的反馈信号，若检测到接收结束信号或接收错误信号有效，则数据接收完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的接收部分和接收机。

所述定时启动数据接收的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动数据接收的执行流程。

所述立即启动带空闲信道检测的数据发送的执行流程为：第一步，状态机使能物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器；第二步，当空闲信道检测定时器溢出后，检查物理射频电路生成的信道状态信号，若信道忙碌，则状态机终止当前通信序列，并且禁止物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器，否则，状态机禁止物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器，使能发送延时定时器；第三步，当发送延时定时器溢出后，状态机禁止发送延时定时器，使能物理射频电路的发送部分和发送机，数据发送开始；第四步，状态机监测发送机的反馈信号，若检测到发送结束信号或发送错误信号有效，则数据发送完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的发送部分和发送机。

所述定时启动带空闲信道检测的数据发送的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动带空闲信道检测的数据发送的执行流程。

所述立即启动数据发送并接收响应数据的执行流程为：第一步，状态机使能物理射频电路的发送部分和发送机，数据发送开始；第二步，状态机监测发送机的反馈信号，若检测到发送错误信号有效，则状态机终止当前通信序列，并且禁止物理射频电路的发送部分和发送机，若检测到发送结束信号有效，则发送机使能接收响应延时定时器，并且禁止物理射频电路的发送部分和发送机；第三步，当发送响应延时定时器溢出后，状态机使能物理射频电路的接收部分和接收机，响应数据接收开始；第四步，状态机监测接收机的反馈信号，若检测到接收结束信号或接收错误信号有效，则响应数据接收完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的接收部分和接收机。

所述定时启动数据发送并接收响应数据的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动数据发送并接收响应数据的执行流程。

所述立即启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据的执行流程为：第一步，状态机使能物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器；第二步，当空闲信道检测定时器溢出后，检查物理射频电路生成的信道状态信号，若信道忙碌，则状态机终止当前通信序列，并且禁止物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器，否则，状态机禁止物理射频电路的接收部分和空闲信道检测定时器，使能发送延时定时器；第三步，当发送延时定时器溢出后，状态机禁止发送延时定时器，使能物理射频电路的发送部分和发送机，数据发送开始；第四步，状态机监测发送机的反馈信号，若检测到发送错误信号有效，则状态机终止当前通信序列，并且禁止物理射频电路的发送部分和发送机，若检测到发送结束信号有效，则发送机使能接收响应延时定时器，并且禁止物理射频电路的发送部分和发送机；第五步，当发送响应延时定时器溢出后，状态机使能物理射频电路的接收部分和接收机，响应数据接收开始；第六步，状态机监测接收机的反馈信号，若检测到接收结束信号或接收错误信号有效，则响应数据接收完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的接收部分和接收机。

所述定时启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动带空闲信道检测的数据发送并接收响应数据的执行流程。

所述立即启动数据接收并发送响应数据的执行流程为：第一步，状态机使能物理射频电路的接收部分和接收机，数据接收开始；第二步，状态机监测接收机的反馈信号，若检测到接收错误信号有效，则状态机终止当前通信序列，并且禁止物理射频电路的接收部分和接收机，若检测到接收结束信号有效后，则状态机使能发送响应延时定时器，并且禁止物理射频电路的接收部分和接收机；第三步，当发送响应延时定时器溢出后，状态机使能物理射频电路的发送部分和发送机，响应数据发送开始；第四步，状态机监测发送机的反馈信号，若检测到发送结束信号或发送错误信号有效，则响应数据发送完毕；最后，状态机禁止物理射频电路的发送部分和发送机。

所述定时启动数据接收并发送响应数据的执行流程为：首先，状态机使能启动定时器；然后，当启动定时器溢出后，再执行立即启动数据接收并发送响应数据的执行流程。

所述连续接收的执行流程为：状态机使能物理射频电路的接收部分和接收机，直到处理器终止当前通信序列。

所述通信终止的执行流程为：状态机终止上一个未完成的通信序列，禁止物理射频电路、接收机、发送机和定时器组。

本实施例采用硬件描述语言Verilog编写RTL代码，使用逻辑综合工具designCompiler生成Verilog网表，形成译码电路、状态机以及定时器组的逻辑电路。

如图1所示，带通信序列控制器的无线节点通信部分结构示意图。处理器通过***总线101对通信序列控制器的工作参数进行配置，包括定时器组中各定时器的定时值和通信操作码；通信序列控制器分别通过信号线102、104和106控制发送机、接收机和物理射频电路的开启和关闭，通过信号线103、105和107获取发送机、接收机和物理射频电路的反馈状态。

如图2所示，通信序列控制器内部结构及各模块之间信号连接示意图。通信序列控制器由3个模块组成，分别是译码电路、定时器组和状态机。

译码电路接收处理器发来的操作码op_code，将其解析成一组通信请求信号，并发送给状态机。通信请求信号中包括：通信启动信号tran_start、通信终止信号tran_abort、空闲信道检测请求信号cca_req、发送请求信号tx_req、接收请求信号rx_req、响应数据请求信号ack_req、定时启动请求信号time_en和连续接收指示信号continuous。

定时器组包括5个定时器，每个定时器都以微秒为时间单位，它们分别是：启动定时器，宽度12位，定时值start_time由处理器配置；空闲信道检测定时器，宽度8位，定时值cca_time由处理器配置；发送延时定时器，宽度8位，定时值tx_time由处理器配置；发送响应延时定时器，宽度12位，定时值ack_tx_time由处理器配置；接收响应延时定时器，宽度12位，定时值ack_rx_time由处理器配置。各定时器的定时使能信号由状态机生成，当定时使能信号有效后，定时器开始定时计数，当计数值到达定时值后，定时器溢出指示信号有效，送至状态机。启动定时器的定时使能信号为start_timer_en，溢出指示信号为start_timeout；空闲信道检测定时器的定时使能信号为cca_timer_en，溢出指示信号为cca_timeout；发送延时定时器的定时使能信号为tx_timer_en，溢出指示信号为tx_timeout；发送响应延时定时器的定时使能信号为ack_tx_timer_en，溢出指示信号为ack_tx_timeout；接收响应延时定时器的定时使能信号为ack_rx_timer_en，溢出指示信号为ack_rx_timeout。

状态机接收译码电路生成的通信请求信号，并根据请求信号的值生成相关的定时器定时使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en，监测定时器的溢出指示信号、接收机的接收结束指示信号rx_finish、发送机的发送结束指示信号tx_finish和空闲信道状态指示信号cca_confirm，按照当前通信序列的要求完成数据的收发，控制通信流程的执行。

操作码op_code位宽为5位，其编码格式如表1所示，每一个编码值对应一个通信序列类型。

表1.操作码op_code编码表

译码电路的功能是对操作码op_code进行译码，生成通信请求信号，通信请求信号与操作码op_code之间的对应关系如表2所示。

表2.通信请求信号生成

状态机控制通信序列控制器的工作流程，图3描述了状态机的状态转换图，共11个工作状态：空闲状态idle、等待启动状态wait_for_start、空闲信道检测状态CCA、等待发送状态wait_for_tx、请求数据发送状态TX、等待响应接收状态wait_for_ack_rx、响应接收状态ack_rx、请求数据接收状态RX、等待响应发送状态wait_for_ack_tx、响应发送状态ack_tx和连续接收状态rx_continuous。

在idle状态下，通信序列控制器不执行任何通信序列，各定时器定时使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到tran_start信号有效，且time_en信号也有效时，状态机切换为wait_for_start状态，同时将启动定时器使能信号start_timer_en置为有效，等待定时启动；否则，当检测到tran_start信号有效且cca_req信号也有效时，状态机切换到CCA状态，同时将空闲信道检测定时器使能信号cca_timer_en置为有效，准备执行空闲信道检测；否则，当检测到tran_start信号有效且tx_req信号也有效时，状态机切换到TX状态，同时将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为有效，准备执行数据发送；否则，当检测到tran_start信号有效且rx_req信号也有效时，状态机切换到RX状态，同时将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为有效，准备执行数据接收；否则，当检测到tran_start信号有效且rx_req信号和continuous信号也有效时，状态机切换到rx_continuous状态，同时将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为有效，准备执行连续数据接收。

在wait_for_start状态下，通信序列控制器等待启动定时器溢出，此时启动定时器使能信号start_timer_en保持有效，其它定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到start_timeout信号有效，且cca_req信号也有效时，状态机切换到CCA状态，同时将启动定时器使能信号start_timer_en置为无效，将空闲信道检测定时器使能信号cca_timer_en和空闲信道检测使能信号cca_en置为有效，准备执行空闲信道检测；否则，若检测到start_timeout信号有效，且tx_req信号也有效时，状态机切换到TX状态，同时将start_timer_en置为无效，将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为有效，准备执行数据发送；否则，若检测到start_timeout信号有效，且rx_req信号也有效时，状态机切换到RX状态，同时将start_timer_en置为无效，将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为有效，准备执行数据接收。

在CCA状态下，通信序列控制器执行空闲信道检测，保持空闲信道检测定时器使能信号cca_timer_en和空闲信道检测使能信号cca_en有效，其它定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到空闲信道检测定时器溢出信号cca_timeout和空闲信道状态指示信号cca_confirm有效，且tx_req信号有效，则状态机切换到wait_for_tx状态，同时将cca_timer_en信号和cca_en信号置为无效，将发送延时定时器使能信号tx_time_en置为有效，等待发送延时溢出；否则，若检测到cca_confirm信号无效或tx_req信号无效，则状态机切换到idle状态，同时将cca_timer_en信号和cca_en信号置为无效，通信序列执行结束。

在wait_for_tx状态下，通信序列控制器等待发送延时溢出，保持发送延时定时器使能信号tx_time_en有效，其它定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到发送延时定时器溢出信号tx_timeout有效后，状态机切换到TX状态，同时将发送延时定时器使能信号tx_time_en置为无效，将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为有效，准备执行数据发送。

在TX状态下，通信序列控制器执行数据发送，保持物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en有效，各定时器使能信号、空闲信道检测使能信号cca_en、接收机使能信号rx_en和物理射频接收使能信号phy_rx_en均无效。当检测到发送结束指示信号tx_finish和响应数据请求信号ack_req有效时，状态机切换到wait_for_ack_rx状态，同时将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为无效，将接收响应延时定时器使能信号ack_rx_timer_en置为有效，准备等待接收响应延时定时器溢出；否则，若检测到发送结束指示信号tx_finish有效且响应数据请求信号ack_req无效时，状态机切换到idle状态，同时将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为无效，通信序列执行结束。

在wait_for_ack_rx状态下，通信序列控制器等待接收响应延时溢出，保持接收响应延时定时器使能信号ack_rx_timer_en有效，其它定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到接收响应延时定时器溢出信号ack_rx_timeout有效后，状态机切换到ack_rx状态，同时将接收响应延时定时器使能信号ack_rx_timer_en置为无效，将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为有效，准备执行响应数据接收。

在ack_rx状态下，通信序列控制器执行响应数据接收，保持物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en有效，各定时器使能信号、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到接收结束指示信号rx_finish有效时，状态机切换到idle状态，同时将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为无效，通信序列执行结束。

在RX状态下，通信序列控制器执行数据接收，保持物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en有效，各定时器使能信号、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到接收结束指示信号rx_finish和响应数据请求信号ack_req有效时，状态机切换到wait_for_ack_tx状态，同时将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为无效，将发送响应延时定时器使能信号ack_tx_timer_en置为有效，准备等待发送响应延时定时器溢出；否则，若检测到接收结束指示信号rx_finish有效且响应数据请求信号ack_req无效时，状态机切换到idle状态，同时将物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en置为无效，通信序列执行结束。

在wait_for_ack_tx状态下，通信序列控制器等待发送响应延时溢出，保持发送响应延时定时器使能信号ack_tx_timer_en有效，其它定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均无效。当检测到发送响应延时定时器溢出信号ack_tx_timeout有效后，状态机切换到ack_tx状态，同时将发送响应延时定时器使能信号ack_tx_timer_en置为无效，将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为有效，准备执行响应数据发送。

在ack_tx状态下，通信序列控制器执行响应数据发送，保持物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en有效，各定时器使能信号、接收机使能信号rx_en、空闲信道检测使能信号cca_en和物理射频接收使能信号phy_rx_en均无效。当检测到发送结束指示信号tx_finish有效时，状态机切换到idle状态，同时将物理射频发送使能信号phy_tx_en和发送机使能信号tx_en置为无效，通信序列执行结束。

在rx_continuous状态下，通信序列控制器执行连续数据接收，保持物理射频接收使能信号phy_rx_en和接收机使能信号rx_en有效。

在任何除idle状态下，若检测到通信终止信号tran_abort有效，则状态机切换到idle状态，同时将各定时器定时使能信号、接收机使能信号rx_en、发送机使能信号tx_en、空闲信道检测使能信号cca_en、物理射频接收使能信号phy_rx_en和物理射频发送使能信号phy_tx_en均置为无效，通信序列执行结束。

Claims (5)

1.支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，其特征在于，包括顺序连接的译码电路、状态机和定时器组；

译码电路，用于接收处理器发来的定义通信序列类型的操作码，并将操作码解析成通信请求信号发送给状态机；

状态机，用于根据通信请求信号控制定时器组中的定时器以及接收机、发送机和物理射频电路的开启和关闭，并按照当前通信序列的要求完成数据的收发，控制通信流程的执行；与发送机、接收机、物理射频电路连接；

定时器组，用于通信序列中各时间参数进行定时，接收状态机的定时使能信号，生成定时溢出指示信号至状态机。

2.根据权利要求1所述的支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，其特征在于所述定时器组包括：

启动定时器，用于通信序列的启动定时，接收状态机的启动定时使能信号，生成启动定时溢出指示信号至状态机；

空闲信道检测定时器，用于对执行信道空闲检测的时长进行定时；接收状态机的空闲信道检测定时使能信号，生成空闲信道检测定时溢出指示信号至状态机；

发送延时定时器，用于对空闲信道检测执行结束到请求数据发送开始之间的延时进行定时；接收状态机的发送延时定时使能信号，生成发送延时定时溢出指示信号至状态机；

发送响应延时定时器，用于对请求数据接收完毕到响应数据发送开始之间的延时进行定时；接收状态机的发送响应延时定时使能信号，生成发送响应延时定时溢出指示信号至状态机；

接收响应延时定时器，用于对请求数据发送完毕到响应数据接收开始之间的延时进行定时；接收状态机的接收响应延时定时使能信号，生成接收响应延时定时溢出指示信号至状态机。

3.根据权利要求2所述的支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，其特征在于：

所述状态机的通信启动信号端、通信终止信号端、空闲信道检测请求信号端、发送请求信号端、接收请求信号端、响应数据请求信号端、定时启动请求信号端和连续接收指示信号端与译码电路的输出端连接；

所述状态机的定时使能信号接口、定时溢出指示信号接口与定时器组连接；

所述状态机的接收机使能信号端、接收结束指示信号端与接收机的控制端连接；发送机使能信号端、发送结束指示信号端与发送机的控制端连接；物理射频接收使能信号端、物理射频发送使能信号端、空闲信道检测使能信号端、空闲信道状态指示信号端与物理射频电路连接。

4.根据权利要求3所述的支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，其特征在于所述定时使能信号接口包括启动定时使能信号端、空闲信道检测定时使能信号端、发送延时定时使能信号端、发送响应延时定时使能信号端、接收响应延时定时使能信号端，分别与定时器组中的各定时器连接。

5.根据权利要求3所述的支持多通信序列自动构建的WIA-PA通信序列控制器，其特征在于所述定时溢出指示信号接口包括启动定时溢出指示信号端、空闲信道检测定时溢出指示信号端、发送延时定时溢出指示信号端、发送响应延时定时溢出指示信号端、接收响应延时定时溢出指示信号端，分别与定时器组中的各定时器连接。