基于MCU+FPGA模式的RFID讀寫器設計

3 硬件系統設計

　　3．1 基于PowerPC體系的MCP860T嵌入式處理器

　　在射頻讀寫器的硬件系統設計中，嵌入式微處理器的性能無疑是影響整個設備性能的一個關鍵因素。根據系統的功能和性能需求，經過論證比較，MCU采用了 NXP公司的32位LPC2387 ARM7微控制器，最好工作頻率達到了72MHz，可實現數據的高速吞吐傳輸，系統具備較強的快速響應能力。 LPC2387是一款外圍資源豐富的控制器．集成512KB Flash Rom．98KB SRAM．硬件可加密程序代碼空間，最大限度地保護開發者的知識產權，保證了軍事應用的安全性 該控制器共集成8類15個串行通信接口。包括1路10／100Mb／s Ethernet．工業級PHY．1路 USB2．0全速(12Mb／s)數據接口，2路CAN接口，4個UART控制器(UART1符合16C550工業標準,UART3支持IrDA模式)， 3路高速I2C總線，最高數據傳輸速度為400kb／s．1路PS。1路SPI和2路帶緩沖的SSP總線 豐富的接VI滿足了數據通信和外圍擴展的需要： LPC2387支持SD／MMC接口，為大量配置信息和臨時物資信息的存儲提供了保障 該控制器的工作溫度為-40~C～+85~C，LQFP100封裝，滿足了軍事應用的寬工作溫度、小體積尺寸的要求。另外，LPC2387提供了看門狗定時器、4個32位定時器／計數器和豐富的GPIO資源。

　　3．2 采用FPGA實現復雜的邏輯控制FPGA采用Lattice公司的LFXP3C邏輯器件，主要完成了6項功能：實現與CPU的接口、進行系統中斷處理、實現多通道數據編解碼、完成對射頻板開關的控制、ADC控制部分和LED控制部分 由于采用了FPGA實現數字電路編解碼功能，對比軟件編解碼，系統的可靠性大大提高。

　　3．3 通信接口和保護措施

　　射頻讀寫器通信接口有以太網、RS-485和RS-232三類．為保證數據可靠傳輸,設備適應野戰環境,各類接口均設計了保護電路。

　　以太網接口的保護電路分二級保護：放電管和TVS陣列芯片,可防護雷擊和浪涌對網絡隔離變壓器的沖擊在該電路中使用TVS陣列芯片主要是因為該芯片內部設計的TVS二極管結電容較小．可大大降低對高速網絡數據的影響

　　RS一232和RS一485的保護電路分為3級保護：自恢復保險絲、放電管和TVS二極管，可以防護過流、雷擊和浪涌的沖擊。

　　3．4 可靠的供電電路設計

　　電源模塊為讀寫器內部的各部分電路提供電源保障讀寫器具備交直流兩種供電方式,交流電源電路設計為寬電壓(90～260V)輸入，直流電壓輸入范圍：12～24V。適應范圍較寬。為提高系統的可靠性。電源模塊選用成熟的AC／DC和DC／DC。