[实用新型]一种多协议UHF RFID读写器基带信号处理SOC芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超高频RFID读写器数字基带信号处理芯片，属于数字基带信号处理芯片技术领域。 

背景技术

被动式超高频射频识别UHF RFID系统(工作频段为860MHz-960MHz)采用反向散射调制模式，工作于远场辐射区，具有读写距离远(可以达到3-10米)、非可视、读写速度快、标签无源等特点，使其广泛应用于仓储物流、停车场管理、资产管理、贵重物品防盗等领域。被动式超高频射频识别RFID系统由读写器、电子标签和后台应用系统构成，其中读写器和电子标签是整个系统的关键。电子标签内部无源而采用无源远端射频供电，内部资源有限，无法完成复杂的信号处理，因此，在RFID系统中读写器的设计性能便是整个系统性能的关键所在。 

超高频RFID读写器从结构上分为射频模块和基带控制模块两部分，如图1所示，图中虚线框所围的部分即读写器，其中射频模块主要由调制解调电路和天线组成，主要完成高频信号的调制和解调，发射与接收，是标签和读写器之间的空中无线接口。基带控制模块主要由协议控制模块、编解码模块、数据校验模块、接口模块等组成。其主要功能是控制射频系统，实现对高频信号的编解码功能，并实现类似于ISO18000-6B/6C的UHF RFID标准协议。同时，实现与外部设备或主机之间的应用接口，完成与上位机之间的数据通信。由此可见，基带控制模块是整个RFID读写器的核心，支撑着整个系统的工作。具体来讲，射频模块的主要任务是：(1)发射915MHz高频信号，激活电子标签，并且为电子标签提供能量；(2)调制发射信号，将数据信号通过天线发送给电子标签；(3)接受并解调来自电子标签的信号。基带控制模块的主要任务是(1)与应用系统软件进行通信，并执行系统软件发过来的动作指令；(2)实现射频识别协议的编码和解码；(3)控制与射频标签的通信过程；(4)实现多卡的防碰撞冲突算法；(5)对读写器和电子标签之间传送的数据进行加密或解密；(6)实现CRC编码和解码。 

对于手持式RFID读写器，其基带控制模块除了完成上面的功能以外，往往还需要人机接口功能(如LCD显示、键盘、触摸屏等)和丰富的通信接口(如RS232、以太网、USB、WiFi等)。 

目前，超高频手持式RFID读写器，一般采CPU+FPGA或CPU+RFID专用芯片(如AS3990)的方式来实现。这两种方法都有一定的缺陷。其中CPU+FPGA方案中，FPGA完成了基带处理功能，但用户接口和通信接口由CPU实现。读写器设计者需要将二者集成在一块电路板上，二者之间的通信速度往往成为提高读写器性能、降低读写器成本和功耗的制约条件。而CPU+RFID专用芯片(如AS3990)方案的优点是RFID专用芯片实现了RFID读写器基带处理、射频模拟前端处理、低量级的功率放大及增益控制等诸多功能，但是关于用户应用接口的功能仍然需要单独的CPU来实现，同样，CPU与RFID专用芯片之间也需要高速通信，读写器的制作成本也很高。 

SOC(System on Chip)称为系统级芯片，是将系统所需要的各种CPU、片内外设、存储器、通信接口甚至A/D和D/A转换等功能模块集成在一块芯片上，即片上系统。SOC提高了 系统集成度，降低了设备成本，提高了可靠性，同时也便于实现低功耗。 

发明内容

本实用新型针对现有RFID基带信号处理方式存在的不足，提供一种可靠性高、功耗低的多协议UHF RFID读写器基带信号处理SOC芯片。 

本实用新型的多协议UHF RFID读写器基带信号处理SOC芯片采用以下技术解决方案： 

该基带信号处理SOC芯片包括CPU模块、片内总线、存储器接口、DAC输出通道、ADC输入通道、UHF RFID硬件多协议处理单元、人机接口、高速通信接口、低速通信接口、定时器模块、JTAG接口模块和主时钟模块；片内总线包括高速系统总线和低速外设总线，两条总线之间通过DMA控制器和总线桥连接在一起，每条总线都设有地址译码器和总线仲裁器；CPU模块、存储器接口、人机接口、UHF RFID硬件多协议处理单元、JTAG接口模块以及高速通信接口均与高速系统总线连接；低速通信接口、定时器模块和主时钟模块与低速外设总线连接；高速通信接口、DAC输出通道和ADC输入通道与DMA控制器连接；在CPU模块中包含有用来控制电源管理的低功耗控制模块。 

DAC输出通道包括3路8位DAC输出通道。 

ADC输入通道包括2路8位ADC输入通道。