基于FPGA的RFID無(wú)線通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
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時(shí)間：2010-10-29
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為了完成無(wú)線通訊而設(shè)計(jì)的狀態(tài)較多，比較復(fù)雜，故只對(duì)比較重要的狀態(tài)做些簡(jiǎn)要說(shuō)明。idle空閑狀態(tài)，完成對(duì)端口進(jìn)行初始化寄存器清零；config_div狀態(tài)，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行分頻(定義sclk)；configwb_in狀態(tài)，定義傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)以及是上升沿收發(fā)還是下降沿收發(fā)，wb_inl，wb_in2，wb_in3，wb_in4，這四個(gè)狀態(tài)就是通過(guò)Wishbone總線接口對(duì)SPI配置要寫(xiě)的數(shù)(每一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)寄存器)；configspi_out狀態(tài)，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)；done狀態(tài)，片選置高數(shù)據(jù)傳送完成；readeonfigreg_prel狀態(tài)，設(shè)定發(fā)送數(shù)據(jù)位數(shù)；readconfigreg(讀寄存器控制字位數(shù))狀態(tài)，通過(guò)Wishbone總線接口對(duì)SPI配置讀命令字；readconfigreg_out狀態(tài)，設(shè)定發(fā)送／接收數(shù)據(jù)位；alldone狀態(tài)，片選置高完成配置數(shù)據(jù)讀取的過(guò)程。
該設(shè)計(jì)考慮到驗(yàn)證配置過(guò)程的正確性，故特意設(shè)定了讀寄存器配置數(shù)據(jù)的狀態(tài)，ehangemode就是接收狀態(tài)，當(dāng)接收完成后(DR=1)進(jìn)入eh-angmodee狀態(tài)，把收到的數(shù)據(jù)讀出來(lái)。然后再回到readeonfigreg_prel狀態(tài)，等待新的傳輸數(shù)據(jù)。
2 系統(tǒng)驗(yàn)證
該設(shè)計(jì)最后進(jìn)行了板級(jí)驗(yàn)證，F(xiàn)PGA開(kāi)發(fā)板與NRF905的PCB板構(gòu)成這個(gè)驗(yàn)證系統(tǒng)。FPGA芯片的采用Xilinx公司的XC2V1000，所用的綜合工具是Synplify，前仿真與后仿真用來(lái)查看波形的工具是Modelsim，所用到的布局布線工具與下載工具是ISE10．1集成的iMPACT，而板級(jí)測(cè)試用來(lái)查看波形的工具是Chipseope。
在下載之前對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了充足的功能仿真，用Verilog編寫(xiě)了SPI從機(jī)模仿NRF905的SPI接口與SPI主機(jī)進(jìn)行通信，確保能夠完成預(yù)先設(shè)定的功能。
下載是將配置文件下載到具體的FPGA芯片中。本文系統(tǒng)中采用的是JTAG下載方式，下載工具使用Xilinx ISE的集成工具iMPACT。在下載之前進(jìn)行了管腳綁定其目的就在于能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的輸入／輸出端口約束在FPGA芯片的合適的引腳上，以方便對(duì)其進(jìn)行分析和調(diào)試并與外界I／O進(jìn)行相連。下面即為本設(shè)計(jì)中相應(yīng)的管腳約束文件中的相關(guān)內(nèi)容。
下載完成后，依照管腳綁定將FPGA開(kāi)發(fā)板與NRF905的PCB相連，圖5即為無(wú)線收發(fā)的PCB連接圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/156991.htm
這只是其中一端，在這里假定為接收端，那么另外還有一樣的互連PCB板作為發(fā)送端。右邊的PCB板為FPGA用來(lái)實(shí)現(xiàn)SPI模塊與控制模塊。左上倒凸字形的小PCB板即為NRF905，左邊的PCB板起到了連接FPGA與NRF905的左右，并給NRF905提供電源。
系統(tǒng)建立起來(lái)后，下一步是最終的板級(jí)驗(yàn)證。圖6為用Chipscope得到的波形圖。mosi與miso分別是發(fā)送端與接收端SPI總線上的信號(hào)。從圖中可以看出數(shù)據(jù)基本吻合，由此表明設(shè)計(jì)的以FPGA控制NRF905的無(wú)線通信系統(tǒng)能夠正常工作。
3 結(jié)語(yǔ)
本文實(shí)現(xiàn)了以FPGA控制NRF905的無(wú)線通信系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的建立與仿真測(cè)試以及板級(jí)驗(yàn)證，證明了無(wú)線通信系統(tǒng)能夠正常工作，而且無(wú)線系統(tǒng)通信距離可達(dá)100 m，基本完成了無(wú)線系統(tǒng)通信的要求，充分說(shuō)明該設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)用性。
評(píng)論