[发明专利]超高频RFID读写器、基带SOC芯片及接口控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及超高频RFID技术，尤其涉及一种超高频RFID读写器、基带SOC芯片及接口控制方法。

背景技术

被动式超高频识别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。

超高频读写器从结构上分为射频模块和基带模块两部分。如图1所示，其中射频模块主要是由调制解调电路和天线组成，主要完成高频信号的调制解调，发送和接收，是标签和读写器之间的空中无线接口。基带模块主要由数字信号处理模块和协议控制模块两部分构成，数字信号处理模块主要负责产生不同调制方式所需的基带信号，协议控制模块主要负责所发数据的编/解码、产生校验码或对数据进行校验、对数据进行组帧或解包、以及对射频端的控制等。具体来说射频模块的主要任务是：1）发射高频信号，激活电子标签，并且为电子标签提供能量；2）调制发射信号，将基带模块产生的基带信号搬移至高频，并通过天线发送至电子标签；（3）接收并解调来自电子标签的信号。基带模块的主要任务是：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）对接收的信号进行同步，对发送信号进行滤波成型；3）根据协议规定对接受到的数据进行编码和解吗；4）控制与标签的通信过程；5）实现多标签的防碰撞算法；6）实现CRC编码和解码对射频模块进控制；7）对传送数据的加密或解密处理等。

目前超高频RFID读写器常采用专用芯片+MCU或分立元件+MCU或分立元件+DSP（FPGA）等，但这些方案均具有缺陷：1）读写器体积大，不适合小型化应用；2）外围电路复杂；3）性能匹配受限，功耗大、成本高等，导致了上述方案应用局限性大。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提出一种超高频RFID读写器、基带SOC芯片及接口控制方法，所述读卡器及基带SOC芯片具有高集成度、低功耗、高通用性、低成本、高性能、通用性强的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超高频RFID读写器的基带SOC芯片，包括微处理器模块、复位与时钟控制模块、调试接口、存储器接口、高速通信接口、低速通信接口、片内总线、定时器模块、外部中断控制模块、A/D转换模块和D/A转换模块，

所述芯片还包括多协议处理模块、总线控制模块和总线转换模块；

其中，所述片内总线包括高速系统总线AHB和低速外设总线APB，所述高速系统总线AHB和低速外设总线APB通过桥接器进行总线转换，每条总线都设有地址译码器和总线仲裁器；微处理器模块、调试接口、存储器接口、高速通信接口、多协议处理模块、总线控制模块及总线转换模块与所述高速系统总线AHB连接；

定时器模块、外部中断控制模块及低速通信接口与低速外设总线连接；A/D转换模块和D/A转换模块分别与多协议处理模块连接，复位与时钟控制模块与微处理器模块连接；

所述多协议处理模块包括AHB总线接口、RAM、控制寄存器、下采样单元、可变带宽滤波器、相位恢复单元、匹配滤波器、采样判决单元、解码单元、第一CRC校验单元、串并转换单元、接收控制状态机、并串转换单元、发送控制状态机、第二CRC校验单元、编码单元、功率缩放单元、希尔伯特滤波器、预失真单元、延迟线、跳频控制单元和上采样单元。

进一步地，所述下采样单元包括第一级下采样单元和第二级下采样单元，所述第二级下采样单元采样倍数可调；所述解码单元包括FM0解码单元和miller解码单元；所述编码单元包括PIE编码单元和Manchester编码单元。

进一步地，所述多协议处理模块支持PR-ASK、DSB-ASK和SSB-ASK三种调制方式，其中，PR-ASK调制的基带信号由PIE编码单元产生，SSB-ASK调制的基带信号由希尔波特滤波器与延迟线产生，DSB-ASK通过屏蔽希尔伯特滤波器输出产生。

进一步地，所述可变带宽滤波器采用扩展傅里叶变换的算法结构实现滤波器带宽可变；或者，采用将系数存储形式改为RAM，在芯片初始化时写入所需带宽滤波器系数实现滤波器的带宽可变。