基于DSP在射頻識別系統(tǒng)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，已提供了不同系列， 各種品種的產品，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，早期產品沒有應用該技術。

　　隨著DSP技術的發(fā)展，人們開始重視此技術的應用，實踐證明應用DSP技術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、原理等的一般性內容可參考有關書籍。

　　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)的解碼及有關處理經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，而且會產生穩(wěn)定性問題及丟失數據現象。例如在解碼時需要有同步提取環(huán)路，同步信號的產生及質量與信號的正常接收直接相關，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， 解碼及相關處理任務，配以簡單的外圍電路（如：A/D 片，串口電平轉換片及液晶板）即可實現可用的、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。我們曾經應用過下面的處理，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。

　　·時域處理以識別標簽信號的質量。

　　3. 利用DSP運算功能，克服路經效應。在與相位有關的射頻識別檢測系統(tǒng)中，如一般用雙平衡混頻器解調電路的系統(tǒng)，由路程差產生的相位差會使接收靈敏度產生周期性變化，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生其潛在的應用。

　　三、DSP開發(fā)必須掌握的基本技術

　　因為DSP片與一般單片機比較有不同的結構與特點， 所以，開發(fā)方法有所不同。開始時，需要一段熟悉過程，但經過一段時間工作后會感到其使用的方便與靈活性，現把與單片機開發(fā)不同的一些基本技術及概念說明如下：

　　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，它要求把數據與碼的程序塊分 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，由數據或程序塊組成， 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）。它具有提供程序數據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片的內部總線采用哈佛結構，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芯片是不同的，這需要在命令文件中體 現出來。命令文件是用來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(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 片技術應該說已經比較成熟，在射頻識別系統(tǒng)中的應用可促進產品的技術水平從而使產品質量有明顯提高。詳細的應用情況及程序以后再逐步介紹。