基于fpga的可重构无线传感器网络节点设计

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1、第10卷第16期2010年6月科学技术与工程V01．10No．16June20101671—1815(2010)16—4005—04ScienceTechnologyandEngineering⑥2010Sci．Tech．Engng．基于FPGA的可重构无线传感器网络节点设计徐兴王卫星岳学军(华南农业大学工程学院，广州510642)摘要提出了一种简单的基于现场可编程门阵列(FPGA)模块来实现可重构无线传感器网络节点的方案。与传统方案相比，新方案较为精简，价格低廉，不再需要微控制器，大大减小了节点软硬件复杂度，可实现无线传感器网络节点的快

2、速可重构设计。通过将自适应功率控制和低功耗媒体接入控制机制引入FPGA核，重构的节点大大地降低了功率消耗，充分表明提出的可重构设计方案是有效可行的。关键词无线传感器网络节点现场可编程门阵列(FPGA)可重构设计中图法分类号TN914；文献标志码AItisknownthatawirelesssensornetwork(WSN)consistsofspatiallydistributedautonomoussensorsto1FPGA-basednodedesigncooperativelymonitorl~hysicalorenvironm

3、entalcondi—tions，suchastemperature，sound，vibration，pressure，1．1TraditionalFPGAbasednodem0tionorD0Uutants[·2。Currently，theuseofFPGAformodularembed—．ThelatestI．eseaI℃herandad．vancedtechnologiesusedindesigningtransceivers，mi—dedapplicationsisrapidlyincreasing．High—speedFP—GA

4、hastheadvantageofflexibilitytocreatecustomcrochipsandFPGAcores，moveUStowardalowpower，hardwarewithsuficientperformancetosatisfymostap·lowpriceandmultifunctionalwirelesssensordesign．plications．Afterimplementation，thedesigncouldbeAnFPGAconsistsofalargenumberofreconfigu—repla

5、cedbyanApplicationSpecificIntegratedCircuitrablegatesforuseinsophisticateddigitalcircuits．Tra-(ASIC)whichischeaperinlargescaleproduction．ditionallyhardwarehasneverbeenSOeasytoreconfig·NowseveralgroupsarestartingtodesignFPGA—basedureorre-develop．Designmodificationscanbeimp

6、le—nodes[：mentedquicklyandeasily．Theadvantageofbeing1．1．1EMIschoolofengineering，Moroccoreconfigurableisthatitwillreducehardwarerequire-Thisdesignisanembeddedplatformimplemen—ments．Inthelastfewyears，highlevellanguageshavetinga32bitprocessor(NIOSII)onanFPGAcorebeendeveloped

7、toallowthetranslationofalgorithms(ALTERAcyclone)，externalFlashMemoryandusingdirectlyintohardwaredescriptions．ThepaperdescribesseveralinterfacessuchasSPI，UART，BusAvalonanovelwirelessnetworknodedesignschemebasedonandPIO．FPGA[引．1．1．2TyndallMoteThishardwareplatformisa25mm×25m

8、m2010年2月25日收到高等学校博士学科点专项科研基金联合stackablesystemwhichiscomposedofamicrocon·项目(200805640010)、公益性行业(农