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1、第49卷第5期Vol.49No.52009年5月TelecommunicationEngineeringMay2009文章编号:1001-893X(2009)05-0025-043基于NiosII的UHFRFID读写器设计与实现张福洪,肖怀锋,方洪灿,邓朝日(杭州电子科技大学,杭州310018)摘要:基于FPGA的数字基带系统是超高频频段射频识别读写器中的关键部分。根据EPCglobalClass1Gen2标准,用Verilog语言编写了脉冲间隔编码模块和双相空号解码模块,并用C语言编写了其驱动程序,生成组件模块。组件作为NiosII嵌入系统的模块,
2、可以重复使用。对于应用程序开发者,不用了解硬件结构就可以使用标准C函数操作组件,使得开发简便快捷,节省了时间和成本。关键词:射频识别;数字基带;NiosII;读写器;脉冲间隔编码;双相空号编码;片上可编程系统中图分类号:TN830文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1001-893x.2009.05.007DesignandImplementationofUHFRFIDReaderBasedonNiosIIZHANGFu-hong,XIAOHuai-feng,FANGHong-can,DENGZhao-ri(HangzhouDianz
3、iUniversity,Hangzhou310018,China)Abstract:DigitalbasebandsystembasedonFPGAisoneofthemajorcomponentsofUHF(Ultra-highFrequency)bandRFID(RadioFrequencyIdentification)reader.AccordingtothestandardofEPCglobalClass1Gen2,pulseintervalencode(PIE)moduleandFM0codemodulearedesignedbyusing
4、Veriloglanguage.ThedriversofthesemodulesaredevelopedforNiosIIembeddedsystemusingClanguage.AndthesemodulesactasthemodelofNiosembeddedsystemandcanbereused.Itisconvenientforthosewhodon’tknowthestructureofthehardwareusingthebasicClanguagetooperatethecomponent.Keywords:RFID;digitalb
5、aseband;NiosII;reader;pulseintervalencode(PIE);FM0;SOPC式微处理器系统,它将软件和硬件集成到单个可编1引言程逻辑器件平台中,同时获得软件的灵活性以及硬[1]件的高性能优势。在本文中,使用Altera随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技[2]EP2C35F672系列FPGA芯片,在其中嵌入NiosII术的发展,射频识别(RFID)技术进入商业化应用阶软核处理器,完成UHFRFID阅读器的基带信号数段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非据处理功能。接触识别等特点,RFID技术显示出巨大的发
6、展潜力与应用空间。RFID阅读器是RFID应用中的基础部分,研究超高频RFID阅读器,可以提高我国超高2硬件系统的设计和实现频RFID技术研究的实力,为后续RFID技术研究与基带主要功能模块有编码、解码、调制、解调、基应用奠定基础。基于NiosII的UHFRFID读写器采带成形、CRC检测、射频功率控制等,这些功能可以用基于SOPC(SystemOnProgrammableChip)的嵌入选择在NiosII系统上实现,也可以选择在FPGA上3收稿日期:2009-03-06;修回日期:2009-04-27基金项目:国际合作项目(KHY063106007
7、)·25·第49卷第5期Vol.49No.52009年5月TelecommunicationEngineeringMay2009直接实现,应该按照软硬件协同设计的思想选择不[4,5]同的方法实现各功能模块。因此,编码、解码、调制、解调和基带成形功能在FPGA上实现,其它一些功能,比如CRC检测、功率控制、协议数据处理等在NiosII上实现。当然,NiosII系统是使用FPGA资源实现的。基带主要功能模块的结构如图1所示。图2PIE符号解码模块采用FM0解码,其编码数字数据格式:逻辑‘0’在位的开始、中间和结束具有跃迁,逻辑‘1’在位的开始和结束具有跃
8、迁。图3是FM0的基本功能和FM0发生器的状态图。图1基带功能模块框图在本文中,主要对基带中的编码和解码部分
