【写真1】ロームの無線LANシステムLSI
「BU1802GU/BU1803GU」

無線ＬＡＮ組込み機器開発者の課題

　ワイヤレス・ブロードバンド時代の本命のひとつである高速無線ＬＡＮ。店頭に並ぶノートパソコンは標準で無線ＬＡＮ機能を搭載し、特別な機器を購入することなく、自分の部屋や街のファーストフードショップなどからワイヤレスでネット接続を楽しむことができる。

　 無線ＬＡＮは、ＰＣ周辺機器にとどまらず、多くの民生、産業分野の機器へと組込みが本格化し始めている。この動きはＤＬＮＡ（Ｒ）（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｌｉｖｉｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｌｌｉａｎｃｅ：ホームネットワーク技術の標準化団体）のワイヤレス通信の標準規格を無線ＬＡＮと定めたことも影響している。

　 組込み用途においては、市場競争力の追求から、低コスト、低消費電力を課題としていることが多く、無線ＬＡＮシステム搭載においても最適化・小型化が要求される。

　 しかし、無線ＬＡＮを組み込もうとしている開発者たちは、ソフトやハードの制約の多いＬＳＩを使用せざるを得ず、組込み機器に最適化されたＬＳＩの開発が待たれていた。

　

【図1】BU1802/BU1803　無線LAN　LSIブロックダイアグラム

【図2】無線LANモジュール構成図

組込み機器用無線ＬＡＮシステムＬＳＩの開発

　ロームは組込み機器用無線ＬＡＮシステムへの要望を満たすシステムＬＳＩを専用設計に取り組み、このほど、組込み機器に最適なシステムＬＳＩ　ＢＵ１８０２ＧＵ/ＢＵ１８０３ＧＵ（写真１）を開発した。

　 このＬＳＩの開発で目指したものは、ハードウエア的にもソフトウエア的にも組込みが容易であり、無線ＬＡＮを簡単に実現することができることである（図２参照）。

　 本ＬＳＩの代表的な特徴を以下に記す。

［特徴１：無線ＬＡＮ規格準拠］

　 ＩＥＥＥ８０２．１１ａ/ｂ/ｇ準拠のベースバンドプロセッサであり、セキュアエンジンとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｉ準拠による各種暗号プロトコル（６４ｂｉｔ/１２８ｂｉｔ、ＷＥＰ、ＴＫＩＰ、ＡＥＳなど）にも対応している。

［特徴：少ない配線数］

　 無線ＬＡＮ通信に必要な機能をＬＳＩ内部でマクロ的に実現し、また、外部からは配線数の少ないシリアル通信方式であるＳＤＩＯ（ＢＵ１８０２ＧＵ）またはＳＰＩ（ＢＵ１８０３ＧＵ）で制御できることから、既存のシステムを大幅に変更することなく、容易に高速無線ＬＡＮ通信を実現することができる（表１参照）。

［特徴３：少ないコードサイズ］

　 ＢＵ１８０２ＧＵＢＵ１８０３ＧＵでは、デバイスドライバーは簡単な設定値と送受信データのやり取りをするだけといっても過言ではない。

　 デバイスドライバーのコードサイズもコンパクトになる。

　 また、ソフトウエアとして、ＩＴＲＯＮ、Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｏｂｉｌｅ（Ｒ）、Ｌｉｎｕｘ（Ｒ）に対応したデバイスドライバーを用意している。

　 もちろん、それ以外のＯＳまたはＯＳレスシステムへのデバイスドライバー移植サービスも行っている（図３参照）。

　 以上のように、ロームの無線ＬＡＮシステムＬＳＩは、ハードウエア的にもソフトウエア的にも組込みニーズに対応しており、システムへの組込みをする開発者の負担を大幅に軽減することができる。

[表1]ホストインターフェイス信号表（SPI）

ホストＣＰＵと の少ない配線数

　 無線ＬＡＮの組み込みに際して、まずハードウエア面での接続について記す。

（１）ＢＵ１８０２ＧＵ：ＳＤＩＯ（配線数：９本）インターフェイス対応

　ＰＤＡをはじめとしたＳＤＩＯインターフェイス搭載機器への組込みに対応できるように、ＢＵ１８０２ＧＵではＳＤＩＯインターフェイスを内蔵している。転送モードはＳＤＩＯの全モード、４ビットパラレルモード、１ビットシリアルモードおよびＳＰＩモードをサポートしている。

（２）ＢＵ１８０３ＧＵ：ＳＰＩ（配線数：８本）インターフェイス対応

　 市場に流通している多くのＣＰＵが持っている同期型シリアル通信インターフェイスと接続できるように、ＢＵ１８０３ＧＵはＳＰＩインターフェイスをサポートしている。ＳＰＩ通信では、マスターであるホストＣＰＵからのポーリングがない限りスレーブとの通信を行うことができないため、リアルタイム性が確保できないという問題があった。

　 ＢＵ１８０３ＧＵでは、この問題を解消するためホストＣＰＵへのイベント通知用信号線を設け、無線データ受信時に即時にホストＣＰＵへデータ転送できるようにした。また、リセット信号も用意しており、ホストＣＰＵからデバイスをリセットすることもできる。

【図3】ホストCPU側のソフトウェアスタック構成

ソフトウエアスタックとの接続

　 組込み機器では総じていろいろな資源に制約があり、無線ＬＡＮを搭載するためだけに高速ＣＰＵの搭載や大容量メモリーの増設などは、事実上不可能である。これまでの無線ＬＡＮ用ＬＳＩは、デバイスドライバーに無線ＬＡＮ規格準拠部分の処理を分担させていた。それに対して、ロームのＢＵ１８０２ＧＵＢＵ１８０３ＧＵは、規格準拠部分の処理のほぼすべてをＬＳＩ側で行っているため、ホストＣＰＵは簡単な設定値と送受信データのやりとりしか行わない。

　 そのため、デバイスドライバーのコードサイズは動作環境により若干の差異はあるものの、従来の１１０程度で収めることができる。

　 また、ＢＵ１８０２ＧＵＢＵ１８０３ＧＵには、ホストＣＰＵからのファームウエアのダウンロード以外に、外付けのシリアルフラッシュメモリーからのダウンロード機能を設けている。

　 つまり、わざわざホストＣＰＵからファームウエアデータをダウンロードすることなく、無線ＬＡＮシステムＬＳＩ側を自己起動することができる。そのことにより高速、高機能のＣＰＵへの設計変更や新たな採用をすることなく無線ＬＡＮの導入が可能となる。

組込み機器への導入サポート

　 ロームは、組込み機器への導入に際して、無線ＬＡＮシステムＬＳＩの評価を素早く行うための開発キットを用意している（写真２）。この開発キットは無線ＬＡＮシステムＬＳＩ用リファレンスモジュール、アンテナ、ホストＣＰＵボード、マニュアル各種およびサンプルのＣソースコードで構成されている。このキットのみですぐに無線ＬＡＮシステムの構築および無線ＬＡＮを介した通信評価を行うことができる。

　 ホストＣＰＵボードはＣＰＵにＡＲＭ７ＴＤＭＩ（Ｒ）を搭載し、リアルタイムＯＳであるＩＴＲＯＮを移植済みである。また、サンプルのＣソースコードはＩＴＲＯＮ、プロトコルスタック、無線ＬＡＮシステムＬＳＩ用デバイスドライバーおよびホストインターフェイス用のペリフェラルデバイスドライバーで構成されている。

　 さらに、開発キットに同梱されているサンプルのＣソースコードをリファレンスとして、機器開発者自身によるデバイスドライバーのソフトウエアへの組込みも容易にできる。

【写真2】ロームの無線LANシステムLSI開発キット

今後の取組み

　 無線ＬＡＮシステムＬＳＩ技術は、高速大容量通信を目指しての次世代通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ対応や、高速なホストインターフェイスの搭載、さらにはメッシュネットワーク・デバイスを目指してのＩＥＥＥ８０２．１１ｓ対応へと高度な技術トレンドを描いていく。

　 応用上では、エンタープライズ、ＰＣおよび民生機器へと、無線ＬＡＮはネットワークの実現に向けて拡大を続けていくと考えている。そこで、我々は難しい技術を難しく感じさせない、使いやすいロームの無線ＬＡＮシステムＬＳＩを、ユーザーへの優しさを維持しながら進化をさせ続けることで、さらにユビキタス・ネットワーク社会に貢献していく。