用单一处理器简化RFID读取器设计

附带一提，在和后端伺服器进行沟通时，利用执行μClinux之高性能嵌入式处理器所构成的读取器，会比未使用处理器所设计的读取器具有更多好处。由于有可靠的TCP/IP堆叠以及SQL资料库引擎，因而大幅降低在开发过程中的主要整合负担。

　　·中介软件（middleware）

　　中介软件这个术语使用在RFID时，会跟使用在其他嵌入式系统时的定义有些不同。以RFID的术语来说，中介软件是介于前端RFID读取器以及后端企业系统之间的转译层（Translation Layer）。中介软件会过滤来自于读取器的资料，并确保其没有被重复读取或是损坏。在早期的RFID系统中，中介软件是在伺服器上执行的，但是现在通常都是在将资料透过企业网路送出之前，就先在读取器上进行RFID资料的过滤。这样程度的功能性提升，是再这个应用使用嵌入式处理器所带来的另一项好处。

　　·读取器的前端

　　发生于读取器前端，系统之密集滤波以及密集转换的信号处理程序，需要一个具有强大信号处理性能之元件，模拟数字（A/D）以及数字模拟（D /A）转换器，接着从RFID读取器的观点，来将焦点集中在连结性上面。

　　混合信号前端（MxFE）IC形成了与标签进行沟通所要使用的介面。MxFE元件为一般性用途的中频子系统、包含有A/D与D/A转换器、低噪音放大器、混频器、自动增益控制（AGC）电路、以及可编程的滤波器。同相及正交（I&Q）资料的输出串流直接与处理器的平行埠连结。

　　ADI的MxFE IC家族成员组成了可供使用的最高性能窄波段接收器，适用于RFID以及其他应用领域。图2所示为典型的MxFE元件之方块图。

图2 具有代表性的MxFE IC-AD9861之方块图

　　三、Blackfin处理器于RFID之应用

　　Blackfin处理器提供了对于有线与无线网路的连结性。某些处理器，像是ADSP-BF536以及ADSP-BF537，晶片中具有10- Base-T/100-Base-T乙太网路的媒体存取控制（MAC）。在无线方面，所有的Blackfin处理器都可以经由SPI以及SPORT周边，直接与802.15.4 ZigBee以及IEEE 802.11晶片组连结，不需要将处理器的全部频宽消耗掉，就能够达成线速（line-speed）传输。

　　此外，Blackfin处理器还具有一组平行周边介面（PPI），可用以和前面曾经提到的那些ADC与DAC直接连结。某些Blackfin处理器包含有两组PPI，可用来更进一步的扩充系统功能。举例来说，可以让照相机连接到RFID读取器上；除了RFID应用领域之外，由于Blackfin 具有在同一元件上执行系统控制、网路运作、以及影像处理的能力，Blackfin的这些特点对于1D与2D条码应用也具有特别的吸引力。

　　在RFID应用领域上，一组PPI通常是足够使用的，这是因为RFID读取器对标签所採用的查询方式所致。首先，PPI被设定为传送模式，接着处理器送出一组数字序列到DAC上。所传送的序列会被转换成模拟信号，接着再将其做升频转换（up-convert）并予以送出，以刺激／唤醒本地端的 RFID标签，接着由其做出回应。在此同时，经过少量的处理器系统时钟脉冲后（参见EE-Note 236）PPI重新设定成为接收器，如图3所示。使用这个方法，可以利用ADC对经过降频转换（down-convert）的RF信号进行取样，并直接将其带入Blackfin中。在图示中，介于每个接收（Rx）与传送（Tx）区间中的时间是以系统时钟週期来加以量测的。所消逝的时间是让传送的信号抵达每一个标签上以及让标签传送回应之用。

图3 在具有单一ADC / DAC介面的RFID读取器上，Tx/Rx序列的图形示意

　　在某些RFID应用领域中，一颗独立的Blackfin处理器是可以当成伺服器来运作的。举例来说，当没有大量的资料需要储存和资料库操作时。例如，假设年长的父母戴着内建有标签，可以在屋内受到监测的手镯。如果在一定的时间间隔内没有发现到任何动作的迹象，负责监测的机构就可以对其朋友或是亲戚发出警示。

　　组成Blackfin读取器基础架构的软件元件可以从＂＂网站上取得。可取得之软件中包括了需要用来与混合信号相连接的驱动程式、前端IC、以及在透过系统来移动资料时非常有用的DMA驱动程式。以μClinux为基础的网路堆叠与SQL资料库引擎也可以在此取得。从系统观点来看，像是 802.11 Wi-Fi卡、USB随身碟、以及CF卡介面等额外功能，都可以很快速地整合到Blackfin元件中。

　　四、RFID系统范例

　　1. 有线RFID系统

RFID最常用的领域是资产管理，可以藉由减少库存的损失、消除不正确的递送、在分配后勤方面的改善、以及减少缺货状况─这是因为能够追踪集货架在仓库内的移动所带来的结果─而获得好处。在大型仓库内的RFID系统可以对一组装满了容器的集货架，从进入仓库开始一直到其离开为止，全程追踪其移动状况。这类型的