본 문서는 DTV 상에서 WIFI 기능을 사용하기 위해서 알아야 할 WIFI 동작과 이 때 실행되는 DDI 에 대한 설명을 기술하고 있다. 이 문서를 통해 WIFI 의 동작을 좀더 쉽게 이해할 수 있고 나아가서는 디버깅 및 기능 개선 하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있을 것이라 기대한다.

소스코드와 API 함수 표기는 굴림 글꼴로 표시한다.

내용 중 알아두면 편리한 참고 사항과 반드시 알아야 하는 중요 사항을 다음과 같이 표시한다.

본 문서는 다음과 같은 약어를 사용한다.

WIFI 는 무선 대역을 통해 상대방과 상호간에 통신을 할 수 있게 해준다. 현재(GP2 기준) WIFI 기능에 요구되는 Spec 은 다음과 같다.

1. 802.11 a/b/g/n (Dual Band)
2. Infrastructure/Ad-hoc Mode
3. WEP64/128bit, WPA/WPA2(TKIP/AES), WPS(PBC/PIN) 지원

BB 서비스(YouTube, Picasa등)와 DLNA 기능에서 WIFI 를 사용하고 있다. WIFI 를 동작하기 위해서는 WIFI 드라이버 프로그램이 필요하다. WIFI Driver 는 Linux Kernel 에서 기본적으로 지원되기도 하지만, 대체로 WIFI 칩 벤더에서 따로 제공된다.
이를 커널과 함께 빌드하면, 커널 오브젝트 파일 형태(.ko), 즉 WIFI 모듈이 생성된다. 빌드시, WIFI 관련 커널 옵션을 활성화(Enable)해야 한다. 부팅 시에 WIFI 모듈은 커널 메모리에 로딩됨으로써, 해당 WIFI 칩을 동작시킬 수 있는 준비가 끝나게 된다. WIFI 동작은 드라이버 독립적으로 할 수 없고, NM 을 통해서 명령을 받아 동작한다.
현재(GP2 기준) USB 타입의 WIFI Dongle 을 지원하고 있다. 초기 동작 순서를 살펴보면 다음과 같다.

1. DTV 부팅하면서, WIFI 커널 오브젝트 파일을 로딩한다.
2. WIFI Dongle 을 꼽는다.
3. VID 와 PID 를 확인하고, 드라이버의 초기화(Initial) 루틴을 수행한다.
4. 이후 Middleware 및 UI 와의 통신을 통해 ioctl 함수로 WIFI 칩셋을 동작시킨다.

다음은 AP 연결 시의 과정을 살펴보면 아래 그림과 같다.

주변의 WIFI 디바이스를 검색한다. 이때, AP 로부터 주기적으로 발생하는 Beacon 또는 Probe 메시지를 통해 해당 AP 의 정보를 얻는다. 이때 얻는 정보들은 다음과 같다.

1. SSID
2. BSSID
3. RSSI
4. Channel(2.4GHz/5GHz)
5. Mode(Infrastructure/Ad-hoc)
6. Authentication(OPEN/WEP/WPA/WPA2)

위의 정보를 저장하여 NM 에 전달하면, 이를 다시 UI 로 보내 스캔한 AP 들의 목록을 화면에 표시해준다.

사용자가 접속하려는 AP 를 선택하고, 이때 인증(Authentication)을 요구하면, 해당 비밀번호를 입력하여 인증을 요청한다.

비밀번호가 일치하면, AP 에 연결된다(Association).

이후 외부로 나가는 모든 데이터를 AP를 통해 전송한다.

각 주요 동작에 따른 방식을 DDI 시퀀스를 통해 알아보도록 한다.

WIFI 커널 모듈이 로딩되면, 위 그림의 순서로 초기화가 이루어진다. 이는 로딩 시에 수행되는 Module_init() 함수로 인해 수행된다. 이때, WIFI Dongle 에 대한 정보(VID, PID)와 꼽혔을 때와 빠졌을 때의 함수를 등록한다. 또한 통신을 위한 정보(Buffer, Mtu 등)를 설정한다. 이후 Middleware 로부터 명령을 받아 동작하게 된다.

주변의 AP 를 Scan 하고, 검색된 AP 를 대상으로 연결을 요청하고 기타 기능을 수행할 수 있다.
실제로 Scan 이후에 결과를 요청하기까지 물리적인 시간이 필요하다. 참고로 현재 BCM WIFI Chip 기반에서는 최소 Scan 시간을 2초로 하고 있으며, 이 값은 Chip 벤더에 따라서 달라질 수 있다. 이후 DDI_WIFI_GetScanResult() 를 호출하여, Scan 결과를 WIFI_INFO_T 구조체에 복사하여 리턴한다.

접속하려는 AP 가 WEP, WPA, WPA2 등의 인증방식을 요구하고 있다면, 접속에 필요한 정보(SSID, Passwd 등)를 이용하여 접속을 시도한다(DDI_WIFI_StartConnection() 호출).
이후 DDI_WIFI_GETBSSID() 와 DDI_WIFI_SSID() 를 이용하여 접속이 되었는지 확인한다. AP 에 따라 BSSID 또는 SSID 하나의 정보만으로 접속 상태를 확인할 수 없는 경우가 있어 두 정보를 모두 확인하여 접속여부를 확인한다. 두 함수 모두, 수행 결과를 리턴 한다. 이후 인자에 들어있는 값을 확인하여 접속이 되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어 SSID 가 가질 수 있는 문자(32)를 넘으면, 유효한 값으로 인정하지 않는다. 실제로 접속이 되면, 접속된 AP 의 BSSID 나 SSID 를 반환해준다.

Middleware 와 통신하기 위해 사용되는 DDI 와 그에 사용되는 Structure 에 대한 설명을 하고 있다.

AP 정보를 저장하는 구조체. AP Scan 결과를 저장할 때 사용한다.

typedef struct _WIFI_BSS_INFO_T {
	INT ssid[IW_ESSID_MAX_SIZE + 1];	// SSID
	UINT8 bssid[6];				// BSSID
	WIFI_MODE_T mode;			// WIFI connection mode (infra/adhoc)
	INT32 channel;				// Channel
	INT32 authenc;				// Security type (open/wep/wpa/wpa2)
	INT32 rssi;				// RSSI
	WIFI_STD_TYPE_T type;			// 802.11 a/b/g/n
} WIFI_BSS_INFO_T;

AP별 Profile 데이터를 저장하는 구조체. Profile 정보를 저장하거나, 읽을 때 사용한다.

typedef struct _WIFI_BSS_CFG_T {
	INT32 valid;				// Validation of profile
	INT8 real_ssid[IW_ESSID_MAX_SIZE + 1];	// SSID
	UINT8 bssid[6];				// BSSID
	INT32 mode;				// WIFI connection mode (infra/adhoc)
	UINT8 key[NM_KEY_BUFFER_LEN];		// Key value
	INT32 key_len;				// Length of key
	INT32 pass_phrase;			// Password phrase
	WIFI_PROF_CONFIG prof;			// Profile structure
	INT32 prof_num;				// Number of profile
} WIFI_BSS_CFG_T;

AP 별 Profile 에 대한 설정을 저장하는 구조체.

typedef struct
{
	INT8 name[WL_PROF_MAX_NAME_LEN + 1];	// Profile name
	INT8 ssid[IW_ESSID_MAX_SIZE + 1];       	// SSID
	WIFI_PROF_WLMODE mode;                 	// Connect mode(infra/adhoc)
	WIFI_PROF_AUTHENC suite;                 	// Security type(open/wep/wpa/wpa2)
	INT8 key[WL_PROF_MAX_KEY_LEN + 1];      // Network key
	INT32 key_index;                        	// Index of key in key table
	INT32 channel;                          	// Radio channel
	INT32 dhcp;                             	// Dhcp enable flag
	UINT32 ip_address;                      	// IP address
	UINT32 ip_netmask;                      	// Net mask
	UINT32 ip_gateway;                      	// Gateway
	WIFI_PROF_IPLIST dns;                     	// DNS server address
}WIFI_PROF_CONFIG

각각 다른 규격을 갖는 국가목록을 정의.

typedef enum _WIFI_COUNTRY_CODE_T
{
	WIFI_COUNTRY_NOT_SET = 0,
	WIFI_COUNTRY_RU,	// Russia
	WIFI_COUNTRY_DE,	// Germany
	WIFI_COUNTRY_TR,	// Turkey
	WIFI_COUNTRY_KR,	// Korea
	WIFI_COUNTRY_TW,	// Taiwan
	WIFI_COUNTRY_US,	// USA
	WIFI_COUNTRY_CN,	// China
	WIFI_COUNTRY_BR,	// Brazil
	WIFI_COUNTRY_AU,	// Australia
	WIFI_COUNTRY_PH,	// Philippine
	WIFI_COUNTRY_AR,	// Argentina
	WIFI_COUNTRY_IN,	// India
	WIFI_COUNTRY_SA,	// Saudi Arabia
	WIFI_COUNTRY_TN,	// Tunisia
	WIFI_COUNTRY_PK,	// Pakistan
	WIFI_COUNTRY_ID,	// Indonesia
	WIFI_COUNTRY_MY,	// Malaysia
	WIFI_COUNTRY_ZA,	// South Africa
	WIFI_COUNTRY_VN,	// Vietnam
	WIFI_COUNTRY_IL,	// Israel
	WIFI_COUNTRY_SG,	// Singapore
	WIFI_COUNTRY_KZ,	// Kazakhstan
	WIFI_COUNTRY_KW,	// Kuwait
	WIFI_COUNTRY_LAST,	// DO NOT re-arrange or remove.
	WIFI_COUNTRY_NUM = WIFI_COUNTRY_LAST -1,
}

WIFI Dongle 의 LED 의 상태를 정의.

typedef enum _WIFI_LED_STATUS_T
{
	WIFI_LED_OFF = 0,	// LED OFF
	WIFI_LED_ON = 1.	// LED ON
	WIFI_LED_BLINK = 18,	// LED BLINK
}

지원하는 보안 및 암호화 방식을 정의.

typedef enum WIFI_SECURITY_TYPE_T
{
	AUTHENC_OPEN = 0,		// OPEN
	AUTHENC_WEP,			// WEP
	AUTHENC_WPA_PSK_TKIP,		// WPA & TKIP
	AUTHENC_WPA_PSK_AES,		// WPA & AES
	AUTHENC_WPA2_PSK_TKIP,		// WPA2 & TKIP
	AUTHENC_WPA2_PSK_AES,		// WPA2 & AES
	AUTHENC_WPA12_PSK_TKIPAES,	// (WPA or WPA2) & (TKIP or AES)
	AUTHENC_UNKNOWN		// UNKNOWN TYPE
}

실행 결과 리턴 타입을 정의.

typedef enum
{
	WIFI_OK 		= 0,	// 정상적으로 실행했을 경우
	WIFI_FAIL	= -1	// 실행 도중, 에러가 발생했을 경우
} WIFI_STATUS_T

접속 시에 Connection mode 를 정의.

typedef enum
{
	MODE_INFRA	= 0,	// Infrastructure 모드
	MODE_ADHOC,		// Ad-hoc 모드 
	MODE_ETHERNET		// Ethernet(유선) 모드
	MODE_ALL		// Infrastructure, Ad-hoc 모두
} WIFI_PROF_WLMODE

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_StartScan(INT8 *pSsid, WIFI_PROF_WLMODE mode)
{	
	IF (mode == MODE_INFRA) THEN
		/* Only scan infrastructure mode */
	ELSE IF (mode == MODE_ADHOC) THEN
		/* Only scan adhoc mode */
	ELSE
		/* Both of them mode */
	END IF
	/* With ssid, scan mode */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

WIFI_STATUS_T rc;
rc = DDI_WIFI_StartScan(NULL, MODE_ADHOC);   // Any SSID, Any mode(Infrastructure & Adhoc)
if (rc < WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_GetScanResult(WIFI_BSS_INFO_T *pScanResult, INT32 *pApNum)
{
	/* Command to get scan result */
	Write IOCTL to WIFI with data
	Save NM_BSS_INFO_T about scan result
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

NM_BSS_INFO_T scanResult;
INT32 ap_number;
WIFI_STATUS_T rc;
DDI_WIFI_StartScan(NULL, MODE_ADHOC);    // Scan AP
rc = DDI_WIFI_GetScanResult (scanResult, &ap_number);
if (rc < WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T INT32 DDI_WIFI_GetBSSID(INT8* pBssid)
{
	/* Get bssid command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

INT8 bssid[6];
INT32 status;
If(DDI_WIFI_GetBSSID(bssid) != WIFI_OK)	// Check connection to AP
{
	// Do something for error handling
}
status = (bssid[0] || bssid[1] || bssid[2] || bssid[3] || bssid[4] || bssid[5]);
if(status == WIFI_FAIL)
	printf(“Disconnect to AP\n”);

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_GetSSID(INT8 *pSsid, INT32 *pLenth)
{
	/* Get ssid command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

If(DDI_WIFI_GetSSID(ssid, &ssid_len) != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

INT32 DDI_WIFI_GetRSSI(void)
{
	/* Get rssi command */
	Write IOCTL to WIFI with data
}	

INT32 rssi;
rssi = DDI_WIFI_GetRSSI();
if(rssi == 0)
{
	// Do something for error handling
}
else
	printf(“RSSI is %d\n”, rssi);

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_Disassociation(void)
{
	/* Set disassoc command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

If(DDI_WIFI_ Disassociation() != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_StartConnection(WIFI_BSS_CFG_T *pCfg)
{
	IF (Security Mode is WEP) then
	{
		/* Connect wep connection */
		Write IOCTL to WIFI with data
	}
	ELSE IF (Security Mode is WPA) then
	{
		/* Connect wpa connection */
		Write IOCTL to WIFI with data
	}
IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

INT32 ap_number;
STATUS_T rc;
NM_BSS_INFO_T scanResult;
WIFI_BSS_CFG_T * cfg;
rc = DDI_WIFI_StartScan(NULL, MODE_ADHOC);
if(rc != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}
rc = DDI_WIFI_GetScanResult(scanResult, &ap_number);
if(rc != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}
If(DDI_WIFI_StartConnection(cfg) != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

BOOL DDI_WIFI_IsAdhocConnected()
{
	/* Get adhoc connection status */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN FLASE
	ELSE
		RETURN TRUE
	END IF
}

If(DDI_WIFI_IsAdhocConnected() == FALSE)
{
	printf(“Not connect with Adhoc\n”);
}

BOOL DDI_WIFI_IsAPConnected()
{
	/* Get ap connection command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN FALSE
	ELSE
		RETURN TRUE
	END IF
}

If(DDI_WIFI_IsAPConnected() == FALSE)
{
	printf(“Not connect with AP\n”);
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_WPS_PBCStart(void)
{
	CREATE THREAD for WPS PBC MODE
	THREAD_DETACH for WPS PBC MODE
IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

If(DDI_WIFI_WPS_PBCStart() != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_WPS_PINStart(INT8* pSsid)
{
	CREATE THREAD for WPS PIN MODE
	THREAD_DETACH for WPS PIN MODE
}

INT8 ssid[33];
DDI_WIFI_GetSSID(ssid, &ssid_len);
If(DDI_WIFI_WPS_PINStart(ssid) != WIFI_OK)
{
	//Do something for error handling
}

BOOL DDI_WIFI_WPS_IsConnected()
{
	IF (isConnect == 0) THEN	/* isConnect(=WPS connection status global variable) */
		/* Not connect with WPS */
	ELSE
		/* Connect with WPS */
}

If(DDI_WIFI_WPS_IsConnected() == FALSE)
{
	printf(“WIFI not connect with WPS\n”);
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_WPS_Stop()
{
	IsStopval == 1	/* IsStopval(=Check global variable) */
}

DDI_WIFI_WPS_Stop();

void DDI_WIFI_WPS_GetPincode(INT8* pPinCode)
{
	/* Get pin code command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	/* Store to PINcode */
	pPinCode = Pincode;
}

INT8 pinCode[32];
DDI_WIFI_WPS_GetPincode(pinCode);

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_GetConfig(INT8* pKey, wl_prof_authenc* pSecType, INT32* pKeyIndex)
{
	GET DATA    /* all configuration for connection after connect to AP with WPS mode */
}

NM_BSS_CFG_T *cfg;
wl_prof_authenc tSuite;
INT32 tKeyIndex;
DDI_WIFI_GetConfig (cfg->prof.key, &tSuite, &tKeyIndex);
printf(“ssid = %s\n”, cfg->ssid);
printf(“mode = %d\n”, cfg->mode);

BOOL DDI_WIFI_IsRadioOn()
{
	/* Get radio status command */
	Write IOCTL to WIFI with data
}

If(DDI_WIFI_IsRadioOn() == FALSE)
{
	printf(“Radio Disable\n”);
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_SetRadioOn(BOOL radioOn)
{
	/* Set radio on command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

If(DDI_WIFI_SetRadioOn(TRUE) != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

INT32 DDI_WIFI_GetChannel(void)
{
	/* Get channel number */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN 0
	ELSE
		RETURN CHANNEL NUMBER
	END IF
}

INT32 retChannel;
retChannel = DDI_WIFI_GetChannel();
If(retChannel <= 0)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_SetCountry(WIFI_COUNTRY_CODE_T ccode, INT32 rev)
{
	/* Set country command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

WIFI_COUNTRY_CODE_T ccode = WIFI_COUNTRY_KR;
INT32 rev = 1;
If(DDI_WIFI_SetCountry(ccode, rev) != WIFI_OK)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_COUNTRY_CODE_T DDI_WIFI_GetCountry(void)
{
	/* Get country command */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_COUNTRY_NOT_SET
	ELSE
		RETURN WIFI_COUNTRY_CODE
	END IF
}

WIFI_COUNTRY_CODE_T con;
con = DDI_WIFI_GetCountry();
if(con == WIFI_COUNTRY_NOT_SET)
{
	// Do something for error handling
}

WIFI_STATUS_T DDI_WIFI_SetLEDStatus(WIFI_LED_STATUS_T status)
{
	/* Set led status */
	Write IOCTL to WIFI with data
	IF any error THEN
		RETURN WIFI_FAIL
	ELSE
		RETURN WIFI_OK
	END IF
}

DDI_WIFI_SetLEDStatus(FLASE);   // LED OFF
DDI_WIFI_SetLEDStatus(TRUE);   // LED ON