基于FPGA的RFID板級標簽設計與實現

3 RFID板級標簽驗證平臺的總體設計與實現
板級標簽主要由模擬射頻和數字處理2部分組成。圖1為板級電子標簽驗證平臺的結構框圖。

模擬射頻部分采用分立元件實現，完成射頻信號的接收，來自RFID讀寫器的信號通過天線和阻抗匹配網絡，經過915 MHz的聲表面濾波器濾波，進行包絡檢波后，通過一個運放構成的一階有源低通濾波器，再由電壓比較器完成高低電平的判決。數字部分由EP1C6Q240FPGA實現，完成ISO18000-6C協議處理，EP1C6Q240FPGA接收來自前端的TTL電平，完成PIE解碼、CRC校驗、命令解析、狀態轉移、數據存儲、FMO編碼等功能。FMO編碼通過反相散射調制輸出，改變天線的反射阻抗實現。
數字基帶部分的設計在Altera公司的EP1C6Q240FPGA上實現。經過對協議內容的深入研究，實現標簽數字部分采用Top-down的設計方法，首先對電路功能進行詳細描述，按照功能對整個系統進行模塊劃分；再用Vexilog硬件描述語言進行RTL代碼設計。數字基帶結構框圖如圖2所示，它包括譯碼模塊、循環冗余校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)校驗模塊、狀態機模塊、CRC產生模塊、存儲器、編碼模塊和時鐘分頻模塊。譯碼模塊接收模擬部分解調出的命令信號，根據協議中規定的命令格式將信號譯碼成標簽數字部分可識別的二進制數據，并發送到CRC校驗模塊和狀態機模塊。CRC校驗模塊對收到的命令進行完整性校驗，若確認為有效命令，則觸發狀態機模塊，控制標簽執行相應操作，如讀寫存儲器、防沖突控制等。處理完成后，則將要發送的數據送至CRC：產生模塊產生相應的CRC校驗碼，然后將要發送的數據和校驗碼一起送至編碼模塊，最后由編碼模塊以特定的脈沖形式發送給模擬部分進行處理后，再采用射頻技術發送給讀寫器。