RFID读写器数字基带处理系统设计与实现

论文摘要

RFID技术被认为是本世纪十大技术之一,目前RFID技术已经在各个领域获得了广泛的应用。随着RFID技术的不断发展,低成本,单芯片集成的RFID读写器成为发展趋势。针对RFID读写器中数字基带处理系统,本文研究并设计了单芯片集成方案,具有重要的理论和实际意义,为今后实现单芯片RFID读写器奠定了研究基础。首先,本文基于EPC Global Class-1 Gen-2协议,设计RFID数字基带处理硬件系统。该系统包含RFID数字基带和DSP控制器两部分。所设计的RFID数字基带包括发送和接收两条数据通路,可实现PIE码的编码及发送,以及Miller码的解码和接收。所设计的DSP控制器具备7级流水线,64K访存空间,包括程序地址发生器,数据地址发生器,数据运算元,中断系统,指令控制系统及动态调度控制系统。其次,本文设计了RFID数字基带与DSP控制器之间的通信协议,采用四相异步握手方式实现数据传递。以物理底层和上层控制两个层次设计DSP控制器的软件控制程序,实现协议指令的灵活控制和调度,以软件方式进行指令调度便于调度功能的修改和扩展。最后,搭建RFID数字基带处理系统仿真验证平台,利用CCS2.0软件集成环境仿真运行软件程序,对比硬件仿真波形进行调试。采用Quartus进行RTL代码综合,下载至FPGA,实现硬件验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外发展动态
• 1.3 本文的工作及组织结构
• 第二章 RFID数字基带处理系统架构设计
• 2.1 RFID系统协议分析
• 2.2 RFID数字基带处理系统架构设计
• 第三章 RFID读写器数字基带设计
• 3.1 RFID读写器数字基带系统结构设计
• 3.2 RFID读写器数字基带各模块设计
• 第四章 DSP控制器UDSP的结构设计
• 4.1 UDSP体系结构
• 4.2 UDSP的指令系统
• 4.2.1 UDSP的指令集
• 4.2.2 UDSP寻址方式
• 4.3 程序地址发生器（PAGEN）
• 4.4 取指模块（IF）
• 4.5 数据地址发生器（DAGEN）
• 4.5.1 数据地址发生器系统结构
• 4.5.2 DIRE模块
• 4.5.3 STACK模块
• 4.5.4 INDIRE模块
• 4.6 运算执行单元（EXU）
• 4.6.1 运算执行单元数据流
• 4.6.2 ALU模块设计
• 4.6.3 移位器Shifter模块设计
• 4.6.4 乘加器MAC模块设计
• 4.6.5 绝对值处理ABS ADD模块设计
• 第五章 DSP控制器UDSP的状态控制设计
• 5.1 存储器控制器MEM CTRL设计
• 5.1.1 存储器系统
• 5.1.2 存储器控制器
• 5.2 指令状态机设计
• 5.2.1 普通指令
• 5.2.2 跳转指令
• 5.2.3 呼叫指令
• 5.2.4 返回指令
• 5.2.5 循环指令
• 5.3 中断系统设计
• 5.3.1 软件中断
• 5.3.2 硬件中断
• 5.4 动态调度控制设计
• 5.4.1 流水线冲突分析
• 5.4.2 动态调度控制策略
• 5.4.3 动态调度控制器设计
• 5.4.4 动态调度控制器的改进
• 第六章 RFID数字基带处理系统实现及验证
• 6.1 DSP控制器软件设计
• 6.2 RFID数字基带处理系统验证平台搭建
• 6.2.1 RFID数字基带处理系统仿真
• 6.2.2 RFID数字基带处理系统FPGA验证
• 第七章 总结和展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的文章
• 攻读硕士期间申请的专利
• 致谢