基于DSP在射頻識別系統(tǒng)中的應用
引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/153728.htm以TMS320為代表的數(shù)字信號處理(DSP)芯片自80年代由TI公司推出以來,已提供了不同系列, 各種品種的產(chǎn)品,并獲得了廣泛的應用。微波射頻識別系統(tǒng)研究的起步較早,所以,早期產(chǎn)品沒有應用該技術(shù)。
隨著DSP技術(shù)的發(fā)展,人們開始重視此技術(shù)的應用,實踐證明應用DSP技術(shù)后可使射頻識別系統(tǒng)大大簡化,性能有明顯提高。 本文就該技術(shù)在射頻識別系統(tǒng)中的應用及開發(fā)中應注意的一些問題進行介紹。DSP芯片的組成、原理等的一般性內(nèi)容可參考有關(guān)書籍。
一、DSP的特點
這里不再討論一般性的特點。主要指出為什么DSP技術(shù)的應用會給射頻識別系統(tǒng)的設計帶來極大的好處。 這些特點是與一般硬件及單片機的處理方式比較而提出的。
1. 實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)的單片處理。
早期射頻識別系統(tǒng)的解碼及有關(guān)處理經(jīng)常用復雜的硬件電路不僅使系統(tǒng)變得復雜,使用靈活性降低,而且會產(chǎn)生穩(wěn)定性問題及丟失數(shù)據(jù)現(xiàn)象。例如在解碼時需要有同步提取環(huán)路,同步信號的產(chǎn)生及質(zhì)量與信號的正常接收直接相關(guān),環(huán)路還有鎖定時間等問題。應用DSP 片后一般應用一片單片就可完成全部采樣, 解碼及相關(guān)處理任務,配以簡單的外圍電路(如:A/D 片,串口電平轉(zhuǎn)換片及液晶板)即可實現(xiàn)可用的、功能全面的工作。這些外圍電路都是體積很小且能直接與DSP相連的。
2. 應用DSP處理功能實現(xiàn)抗干擾設計。
應用DSP后使高層次的設計成為可能。我們曾經(jīng)應用過下面的處理,證明可收到明顯的效果:
·加數(shù)字濾波,以消除雜散或寄生信號的影響。
·加FFT(快速付里葉變換)處理,以發(fā)現(xiàn)干擾信號的頻譜成分。
·在上述兩種處理基礎上的自適應處理。
·時域處理以識別標簽信號的質(zhì)量。
3. 利用DSP運算功能,克服路經(jīng)效應。在與相位有關(guān)的射頻識別檢測系統(tǒng)中,如一般用雙平衡混頻器解調(diào)電路的系統(tǒng),由路程差產(chǎn)生的相位差會使接收靈敏度產(chǎn)生周期性變化,目前國內(nèi)外都有用正交混頻并用DSP求兩路均方值的處理來解決此問題的。
4. 其他應用。在多標簽的應用中,不管應用時分、頻分或碼分。利用DSP片的控制與實時處理功能一定會產(chǎn)生其潛在的應用。
三、DSP開發(fā)必須掌握的基本技術(shù)
因為DSP片與一般單片機比較有不同的結(jié)構(gòu)與特點, 所以,開發(fā)方法有所不同。開始時,需要一段熟悉過程,但經(jīng)過一段時間工作后會感到其使用的方便與靈活性,現(xiàn)把與單片機開發(fā)不同的一些基本技術(shù)及概念說明如下:
1.熟悉通用目的文件格式(COFF)的組織。這是編寫匯編程序的基礎,它要求把數(shù)據(jù)與碼的程序塊分 別考慮,有利于進行模塊式編程。
2.熟悉節(jié)(section)的概念。節(jié)是COFF的最小單位,由數(shù)據(jù)或程序塊組成, 在存儲器分配時不同節(jié) 在不同存儲空間占有連續(xù)的空間。
3.熟悉匯編命令(direction)。它具有提供程序數(shù)據(jù)及控制匯編過程的作用,與一般匯編指令 (instruction)不同,這在單片機開發(fā)時很少使用,但在大的DSP開發(fā)程序中大量用到這種命令, 使程序開發(fā)增加靈活性。
4.熟悉存儲器地址分配問題。DSP片的內(nèi)部總線采用哈佛結(jié)構(gòu),也就是對程序、數(shù)據(jù)及I/O各存儲器的 地址是分別編址的,但各存儲器的地址空間分配對不同種類芯片是不同的,這需要在命令文件中體 現(xiàn)出來。命令文件是用來確定應用程序可使用的程序、數(shù)據(jù)、I/O 的地址空間及將各節(jié)分配到相應 地址空間的文件。當用開發(fā)機(emulator)模擬時還需配合其初始化文件的地址分配。
5.熟悉匯編與連接的作用。為任務編寫的匯編語言文件首先進行匯編產(chǎn)生目的文件及列表文件,此時 的文件各節(jié)的地址均是零地址開始的,所以是相對地址文件。同一任務的多個文件還需與命令文件 一起進行連接產(chǎn)生可運行的文件即輸出文件,此時是絕對地址文件了,同時可產(chǎn)生一個存儲器映射 文件在這文件中有各節(jié)及全局符號的地址表在調(diào)試時很有參考價值。當文件連接時必須考慮文件間 地址沖突問題。
總之,DSP 片技術(shù)應該說已經(jīng)比較成熟,在射頻識別系統(tǒng)中的應用可促進產(chǎn)品的技術(shù)水平從而使產(chǎn)品質(zhì)量有明顯提高。詳細的應用情況及程序以后再逐步介紹。
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