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，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大大簡化，性能有明顯提高。 本文就該技術在射頻識別系統中的應用及開發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. 實現射頻識別系統的單片處理。

　　早期射頻識別系統的解碼及有關處理經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，而且會產生穩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路，同步信號的產生及質量與信號的正常接收直接相關，環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中，如一般用雙平衡混頻器解調電路的系統，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（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程的作用，與一般匯編指令 （instruction）不同，這在單片機開發時很少使用，但在大的DSP開發程序中大量用到這種命令， 使程序開發增加靈活性。

　　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分配到相應 地址空間的文件。當用開發機（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。