基于DSP在射頻識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

　　以TMS320為代表的數(shù)字信號(hào)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(yīng)用。微波射頻識(shí)別系統(tǒng)研究的起步較早，所以，早期產(chǎn)品沒(méi)有應(yīng)用該技術(shù)。

　　隨著DSP技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始重視此技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)踐證明應(yīng)用DSP技術(shù)后可使射頻識(shí)別系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，性能有明顯提高。 本文就該技術(shù)在射頻識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用及開(kāi)發(fā)中應(yīng)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)?nèi)容可參考有關(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(yīng)用會(huì)給射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的好處。 這些特點(diǎn)是與一般硬件及單片機(jī)的處理方式比較而提出的。

　　1. 實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別系統(tǒng)的單片處理。

　　早期射頻識(shí)別系統(tǒng)的解碼及有關(guān)處理經(jīng)常用復(fù)雜的硬件電路不僅使系統(tǒng)變得復(fù)雜，使用靈活性降低，而且會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定性問(wèn)題及丟失數(shù)據(jù)現(xiàn)象。例如在解碼時(shí)需要有同步提取環(huán)路，同步信號(hào)的產(chǎn)生及質(zhì)量與信號(hào)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(yīng)用DSP 片后一般應(yīng)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(zhuǎn)換片及液晶板）即可實(shí)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(yīng)用DSP處理功能實(shí)現(xiàn)抗干擾設(shè)計(jì)。

　　應(yīng)用DSP后使高層次的設(shè)計(jì)成為可能。我們?cè)?jīng)應(yīng)用過(guò)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(hào)的影響。

　　·加FFT（快速付里葉變換）處理，以發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)的頻譜成分。

　　·在上述兩種處理基礎(chǔ)上的自適應(yīng)處理。

　　·時(shí)域處理以識(shí)別標(biāo)簽信號(hào)的質(zhì)量。

　　3. 利用DSP運(yùn)算功能，克服路經(jīng)效應(yīng)。在與相位有關(guān)的射頻識(shí)別檢測(cè)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(huì)使接收靈敏度產(chǎn)生周期性變化，目前國(guó)內(nèi)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(yīng)用。在多標(biāo)簽的應(yīng)用中，不管應(yīng)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(yīng)用。

　　三、DSP開(kāi)發(fā)必須掌握的基本技術(shù)

　　因?yàn)镈SP片與一般單片機(jī)比較有不同的結(jié)構(gòu)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(xiàn)把與單片機(jī)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(chǔ)，它要求把數(shù)據(jù)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(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(chǔ)器分配時(shí)不同節(jié) 在不同存儲(chǔ)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(guò)程的作用，與一般匯編指令 （instruction）不同，這在單片機(jī)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(chǔ)器地址分配問(wèn)題。DSP片的內(nèi)部總線(xiàn)采用哈佛結(jié)構(gòu)，也就是對(duì)程序、數(shù)據(jù)及I/O各存儲(chǔ)器的 地址是分別編址的，但各存儲(chǔ)器的地址空間分配對(duì)不同種類(lèi)芯片是不同的，這需要在命令文件中體 現(xiàn)出來(lái)。命令文件是用來(lái)確定應(yīng)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(yīng) 地址空間的文件。當(dāng)用開(kāi)發(fā)機(jī)（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(jié)的地址均是零地址開(kāi)始的，所以是相對(duì)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(yùn)行的文件即輸出文件，此時(shí)是絕對(duì)地址文件了，同時(shí)可產(chǎn)生一個(gè)存儲(chǔ)器映射 文件在這文件中有各節(jié)及全局符號(hào)的地址表在調(diào)試時(shí)很有參考價(jià)值。當(dāng)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(yīng)該說(shuō)已經(jīng)比較成熟，在射頻識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)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(xì)的應(yīng)用情況及程序以后再逐步介紹。