基于FPGA的RFID板級(jí)標(biāo)簽設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3 RFID板級(jí)標(biāo)簽驗(yàn)證平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
板級(jí)標(biāo)簽主要由模擬射頻和數(shù)字處理2部分組成。圖1為板級(jí)電子標(biāo)簽驗(yàn)證平臺(tái)的結(jié)構(gòu)框圖。

模擬射頻部分采用分立元件實(shí)現(xiàn)，完成射頻信號(hào)的接收，來自RFID讀寫器的信號(hào)通過天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過915 MHz的聲表面濾波器濾波，進(jìn)行包絡(luò)檢波后，通過一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的一階有源低通濾波器，再由電壓比較器完成高低電平的判決。數(shù)字部分由EP1C6Q240FPGA實(shí)現(xiàn)，完成ISO18000-6C協(xié)議處理，EP1C6Q240FPGA接收來自前端的TTL電平，完成PIE解碼、CRC校驗(yàn)、命令解析、狀態(tài)轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、FMO編碼等功能。FMO編碼通過反相散射調(diào)制輸出，改變天線的反射阻抗實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字基帶部分的設(shè)計(jì)在Altera公司的EP1C6Q240FPGA上實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過對協(xié)議內(nèi)容的深入研究，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽數(shù)字部分采用Top-down的設(shè)計(jì)方法，首先對電路功能進(jìn)行詳細(xì)描述，按照功能對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分；再用Vexilog硬件描述語言進(jìn)行RTL代碼設(shè)計(jì)。數(shù)字基帶結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，它包括譯碼模塊、循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，CRC)校驗(yàn)?zāi)K、狀態(tài)機(jī)模塊、CRC產(chǎn)生模塊、存儲(chǔ)器、編碼模塊和時(shí)鐘分頻模塊。譯碼模塊接收模擬部分解調(diào)出的命令信號(hào)，根據(jù)協(xié)議中規(guī)定的命令格式將信號(hào)譯碼成標(biāo)簽數(shù)字部分可識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并發(fā)送到CRC校驗(yàn)?zāi)K和狀態(tài)機(jī)模塊。CRC校驗(yàn)?zāi)K對收到的命令進(jìn)行完整性校驗(yàn)，若確認(rèn)為有效命令，則觸發(fā)狀態(tài)機(jī)模塊，控制標(biāo)簽執(zhí)行相應(yīng)操作，如讀寫存儲(chǔ)器、防沖突控制等。處理完成后，則將要發(fā)送的數(shù)據(jù)送至CRC：產(chǎn)生模塊產(chǎn)生相應(yīng)的CRC校驗(yàn)碼，然后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼一起送至編碼模塊，最后由編碼模塊以特定的脈沖形式發(fā)送給模擬部分進(jìn)行處理后，再采用射頻技術(shù)發(fā)送給讀寫器。