基于FPGA的RFID無線通信系統(tǒng)的實現
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為了完成無線通訊而設計的狀態(tài)較多，比較復雜，故只對比較重要的狀態(tài)做些簡要說明。idle空閑狀態(tài)，完成對端口進行初始化寄存器清零；config_div狀態(tài)，對時鐘進行分頻(定義sclk)；configwb_in狀態(tài)，定義傳輸數據的位數以及是上升沿收發(fā)還是下降沿收發(fā)，wb_inl，wb_in2，wb_in3，wb_in4，這四個狀態(tài)就是通過Wishbone總線接口對SPI配置要寫的數(每一個狀態(tài)對應一個寄存器)；configspi_out狀態(tài)，開始傳送數據；done狀態(tài)，片選置高數據傳送完成；readeonfigreg_prel狀態(tài)，設定發(fā)送數據位數；readconfigreg(讀寄存器控制字位數)狀態(tài)，通過Wishbone總線接口對SPI配置讀命令字；readconfigreg_out狀態(tài)，設定發(fā)送／接收數據位；alldone狀態(tài)，片選置高完成配置數據讀取的過程。
該設計考慮到驗證配置過程的正確性，故特意設定了讀寄存器配置數據的狀態(tài)，ehangemode就是接收狀態(tài)，當接收完成后(DR=1)進入eh-angmodee狀態(tài)，把收到的數據讀出來。然后再回到readeonfigreg_prel狀態(tài)，等待新的傳輸數據。
2 系統(tǒng)驗證
該設計最后進行了板級驗證，FPGA開發(fā)板與NRF905的PCB板構成這個驗證系統(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，而板級測試用來查看波形的工具是Chipseope。
在下載之前對本設計進行了充足的功能仿真，用Verilog編寫了SPI從機模仿NRF905的SPI接口與SPI主機進行通信，確保能夠完成預先設定的功能。
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。在下載之前進行了管腳綁定其目的就在于能夠將設計的輸入／輸出端口約束在FPGA芯片的合適的引腳上，以方便對其進行分析和調試并與外界I／O進行相連。下面即為本設計中相應的管腳約束文件中的相關內容。
下載完成后，依照管腳綁定將FPGA開發(fā)板與NRF905的PCB相連，圖5即為無線收發(fā)的PCB連接圖。本文引用地址：http://m.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用來實現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)建立起來后，下一步是最終的板級驗證。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。從圖中可以看出數據基本吻合，由此表明設計的以FPGA控制NRF905的無線通信系統(tǒng)能夠正常工作。
3 結語
本文實現了以FPGA控制NRF905的無線通信系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)的建立與仿真測試以及板級驗證，證明了無線通信系統(tǒng)能夠正常工作，而且無線系統(tǒng)通信距離可達100 m，基本完成了無線系統(tǒng)通信的要求，充分說明該設計系統(tǒng)的實用性。
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