基于MCU+FPGA模式的RFID讀寫器設(shè)計(jì)

3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　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(tǒng)設(shè)計(jì)中，嵌入式微處理器的性能無(wú)疑是影響整個(gè)設(shè)備性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。根據(jù)系統(tǒng)的功能和性能需求，經(jīng)過(guò)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(dá)到了72MHz，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速吞吐傳輸，系統(tǒng)具備較強(qiáng)的快速響應(yīng)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(hù)開發(fā)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，保證了軍事應(yīng)用的安全性 該控制器共集成8類15個(gè)串行通信接口。包括1路10／100Mb／s Ethernet．工業(yè)級(jí)PHY．1路 USB2．0全速(12Mb／s)數(shù)據(jù)接口，2路CAN接口，4個(gè)UART控制器(UART1符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),UART3支持IrDA模式)， 3路高速I2C總線，最高數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信和外圍擴(kuò)展的需要： LPC2387支持SD／MMC接口，為大量配置信息和臨時(shí)物資信息的存儲(chǔ)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(yīng)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(shí)器、4個(gè)32位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器和豐富的GPIO資源。

　　3．2 采用FPGA實(shí)現(xiàn)復(fù)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(xiàng)功能：實(shí)現(xiàn)與CPU的接口、進(jìn)行系統(tǒng)中斷處理、實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)編解碼、完成對(duì)射頻板開關(guān)的控制、ADC控制部分和LED控制部分 由于采用了FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路編解碼功能，對(duì)比軟件編解碼，系統(tǒng)的可靠性大大提高。

　　3．3 通信接口和保護(hù)措施

　　射頻讀寫器通信接口有以太網(wǎng)、RS-485和RS-232三類．為保證數(shù)據(jù)可靠傳輸,設(shè)備適應(yīng)野戰(zhàn)環(huán)境,各類接口均設(shè)計(jì)了保護(hù)電路。

　　以太網(wǎng)接口的保護(hù)電路分二級(jí)保護(hù)：放電管和TVS陣列芯片,可防護(hù)雷擊和浪涌對(duì)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器的沖擊在該電路中使用TVS陣列芯片主要是因?yàn)樵撔酒瑑?nèi)部設(shè)計(jì)的TVS二極管結(jié)電容較小．可大大降低對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的影響

　　RS一232和RS一485的保護(hù)電路分為3級(jí)保護(hù)：自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、放電管和TVS二極管，可以防護(hù)過(guò)流、雷擊和浪涌的沖擊。

　　3．4 可靠的供電電路設(shè)計(jì)

　　電源模塊為讀寫器內(nèi)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(shè)計(jì)為寬電壓(90～260V)輸入，直流電壓輸入范圍：12～24V。適應(yīng)范圍較寬。為提高系統(tǒng)的可靠性。電源模塊選用成熟的AC／DC和DC／DC。