一種基于FPGA的RFID無線通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　1．4 控制模塊

　　對于控制模塊來說，其實(shí)現(xiàn)方法是利用基于Verilog語言的有限狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于一條一條的指令來控制SPI模塊接收發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂颇K分成三個獨(dú)立的部分即接收控制模塊、發(fā)送控制模塊及NRF905配置模塊。其中接收與發(fā)送控制模塊分別包含對SPI進(jìn)行配置的狀態(tài)。下面對接收控制模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。圖4即為Debussy綜合出的狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換圖。

　　為了完成無線通訊而設(shè)計(jì)的狀態(tài)較多，比較復(fù)雜，故只對比較重要的狀態(tài)做些簡要說明。idle空閑狀態(tài)，完成對端口進(jìn)行初始化寄存器清零；config_div狀態(tài)，對時鐘進(jìn)行分頻(定義sclk)；configwb_in狀態(tài)，定義傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)以及是上升沿收發(fā)還是下降沿收發(fā)，wb_inl，wb_in2，wb_in3，wb_in4，這四個狀態(tài)就是通過Wishbone總線接口對SPI配置要寫的數(shù)(每一個狀態(tài)對應(yīng)一個寄存器)；configspi_out狀態(tài)，開始傳送數(shù)據(jù)；done狀態(tài)，片選置高數(shù)據(jù)傳送完成；readeonfigreg_prel狀態(tài)，設(shè)定發(fā)送數(shù)據(jù)位數(shù)；readconfigreg(讀寄存器控制字位數(shù))狀態(tài)，通過Wishbone總線接口對SPI配置讀命令字；readconfigreg_out狀態(tài)，設(shè)定發(fā)送／接收數(shù)據(jù)位；alldone狀態(tài)，片選置高完成配置數(shù)據(jù)讀取的過程。

　　該設(shè)計(jì)考慮到驗(yàn)證配置過程的正確性，故特意設(shè)定了讀寄存器配置數(shù)據(jù)的狀態(tài)，ehangemode就是接收狀態(tài)，當(dāng)接收完成后(DR=1)進(jìn)入eh-angmodee狀態(tài)，把收到的數(shù)據(jù)讀出來。然后再回到readeonfigreg_prel狀態(tài)，等待新的傳輸數(shù)據(jù)。

　　2 系統(tǒng)驗(yàn)證

　　該設(shè)計(jì)最后進(jìn)行了板級驗(yàn)證，FPGA開發(fā)板與NRF905的PCB板構(gòu)成這個驗(yàn)證系統(tǒng)。FPGA芯片的采用Xilinx公司的XC2V1000，所用的綜合工具是Synplify，前仿真與后仿真用來查看波形的工具是Modelsim，所用到的布局布線工具與下載工具是ISE10．1集成的iMPACT，而板級測試用來查看波形的工具是Chipseope。

　　在下載之前對本設(shè)計(jì)進(jìn)行了充足的功能仿真，用Verilog編寫了SPI從機(jī)模仿NRF905的SPI接口與SPI主機(jī)進(jìn)行通信，確保能夠完成預(yù)先設(shè)定的功能。

　　下載是將配置文件下載到具體的FPGA芯片中。本文系統(tǒng)中采用的是JTAG下載方式，下載工具使用Xilinx ISE的集成工具iMPACT。在下載之前進(jìn)行了管腳綁定其目的就在于能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的輸入／輸出端口約束在FPGA芯片的合適的引腳上，以方便對其進(jìn)行分析和調(diào)試并與外界I／O進(jìn)行相連。下面即為本設(shè)計(jì)中相應(yīng)的管腳約束文件中的相關(guān)內(nèi)容。