基于DSP在射頻識別系統中的應用

引言

　　以TMS320為代表的數字信號處理（DSP）芯片自80年代由TI公司推出以來(lái)，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。微波射頻識別系統研究的起步較早，所以，早期產(chǎn)品沒(méi)有應用該技術(shù)。

　　隨著(zhù)DSP技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始重視此技術(shù)的應用，實(shí)踐證明應用DSP技術(shù)后可使射頻識別系統大大簡(jiǎn)化，性能有明顯提高。 本文就該技術(shù)在射頻識別系統中的應用及開(kāi)發(fā)中應注意的一些問(wèn)題進(jìn)行介紹。DSP芯片的組成、原理等的一般性?xún)热菘蓞⒖加嘘P(guān)書(shū)籍。

　　一、DSP的特點(diǎn)

　　這里不再討論一般性的特點(diǎn)。主要指出為什么DSP技術(shù)的應用會(huì )給射頻識別系統的設計帶來(lái)極大的好處。 這些特點(diǎn)是與一般硬件及單片機的處理方式比較而提出的。

　　1. 實(shí)現射頻識別系統的單片處理。

　　早期射頻識別系統的解碼及有關(guān)處理經(jīng)常用復雜的硬件電路不僅使系統變得復雜，使用靈活性降低，而且會(huì )產(chǎn)生穩定性問(wèn)題及丟失數據現象。例如在解碼時(shí)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(shí)間等問(wèn)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(wù)，配以簡(jiǎn)單的外圍電路（如：A/D 片，串口電平轉換片及液晶板）即可實(shí)現可用的、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(shí)現抗干擾設計。

　　應用DSP后使高層次的設計成為可能。我們曾經(jīng)應用過(guò)下面的處理，證明可收到明顯的效果：

　　·加數字濾波，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(shí)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中，如一般用雙平衡混頻器解調電路的系統，由路程差產(chǎn)生的相位差會(huì )使接收靈敏度產(chǎn)生周期性變化，目前國內外都有用正交混頻并用DSP求兩路均方值的處理來(lái)解決此問(wèn)題的。

　　4. 其他應用。在多標簽的應用中，不管應用時(shí)分、頻分或碼分。利用DSP片的控制與實(shí)時(shí)處理功能一定會(huì )產(chǎn)生其潛在的應用。

　　三、DSP開(kāi)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構與特點(diǎn)， 所以，開(kāi)發(fā)方法有所不同。開(kāi)始時(shí)，需要一段熟悉過(guò)程，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工作后會(huì )感到其使用的方便與靈活性，現把與單片機開(kāi)發(fā)不同的一些基本技術(shù)及概念說(shuō)明如下：

　　1.熟悉通用目的文件格式（COFF）的組織。這是編寫(xiě)匯編程序的基礎，它要求把數據與碼的程序塊分 別考慮，有利于進(jìn)行模塊式編程。

　　2.熟悉節（section）的概念。節是COFF的最小單位，由數據或程序塊組成， 在存儲器分配時(shí)不同節 在不同存儲空間占有連續的空間。

　　3.熟悉匯編命令（direction）。它具有提供程序數據及控制匯編過(guò)程的作用，與一般匯編指令 （instruction）不同，這在單片機開(kāi)發(fā)時(shí)很少使用，但在大的DSP開(kāi)發(fā)程序中大量用到這種命令， 使程序開(kāi)發(fā)增加靈活性。

　　4.熟悉存儲器地址分配問(wèn)題。DSP片的內部總線(xiàn)采用哈佛結構，也就是對程序、數據及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(lèi)芯片是不同的，這需要在命令文件中體 現出來(lái)。命令文件是用來(lái)確定應用程序可使用的程序、數據、I/O 的地址空間及將各節分配到相應 地址空間的文件。當用開(kāi)發(fā)機（emulator）模擬時(shí)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(wù)編寫(xiě)的匯編語(yǔ)言文件首先進(jìn)行匯編產(chǎn)生目的文件及列表文件，此時(shí) 的文件各節的地址均是零地址開(kāi)始的，所以是相對地址文件。同一任務(wù)的多個(gè)文件還需與命令文件 一起進(jìn)行連接產(chǎn)生可運行的文件即輸出文件，此時(shí)是絕對地址文件了，同時(shí)可產(chǎn)生一個(gè)存儲器映射 文件在這文件中有各節及全局符號的地址表在調試時(shí)很有參考價(jià)值。當文件連接時(shí)必須考慮文件間 地址沖突問(wèn)題。

　　總之，DSP 片技術(shù)應該說(shuō)已經(jīng)比較成熟，在射頻識別系統中的應用可促進(jìn)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。