基于FPGA的NFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、通信數(shù)據(jù)的采集一直以來都是信號與信息處理的重要組成部分，而NFC則是目前應(yīng)用最為廣泛的非接觸式通信方式。很多情況下，研究人員需要對NFC通信過程的通信數(shù)據(jù)有一個清晰的認識。比較傳統(tǒng)的方法為通過示波器將NFC通信信號采集下來，再對照相應(yīng)的NFC通信協(xié)議，從而得到通信過程的數(shù)據(jù)信息。但是NFC通信協(xié)議較為復(fù)雜且通信數(shù)據(jù)較多，這使得這種傳統(tǒng)方法效率低且容易產(chǎn)生錯誤。所以需要有一種效率高且準確的方法對 NFC數(shù)據(jù)進行采集。FPGA有處理速度快、

2、設(shè)計驗證方法和配置靈活等優(yōu)點，常運用在圖像處理與信號處理中，所以本文提出設(shè)計并實現(xiàn)基于FPGA的NFC通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。然而對于NFC的通信信號，無法直接運用FPGA對其進行解碼處理，基于此，本文采用先對通信信號進行解調(diào)，然后再進行解碼的方案，最后得到通信過程中的數(shù)據(jù)。
　　信號解調(diào)電路采用硬件PCB電路輔以FPGA控制模塊的方法實現(xiàn)，信號解調(diào)電路的目的是將NFC的原始通信信號轉(zhuǎn)化為可以運用FPGA進行解碼的數(shù)字信號。由于不同的N

3、FC芯片以及不同的通信距離都會造成通信信號強度的差異，所以本文設(shè)計了AGC電路對信號增益進行自動調(diào)控，該AGC電路由ADC、數(shù)字電位器、壓控放大器以及基于FPGA的數(shù)字邏輯電路控制模塊組成，使得該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適用于不同信號強度NFC。
　　數(shù)據(jù)解碼電路則主要為基于FPGA的數(shù)字邏輯電路，該電路的目的在于將解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號解碼后得到所需要的通信數(shù)據(jù)。由于讀寫器發(fā)送到標(biāo)簽數(shù)據(jù)的編碼方式和標(biāo)簽發(fā)送到讀寫器數(shù)據(jù)的編碼方式有很大的差異，所以

4、本文針對兩種數(shù)據(jù)分別設(shè)計解碼電路，最后輸出到計算機的過程中將這兩種數(shù)據(jù)區(qū)分開。
　　整個系統(tǒng)的硬件組成包括FPGA核心板、外掛的解調(diào)電路PCB小板以及獲取通信信號的感應(yīng)天線。核心控制芯片為FPGA，本文中所采用的FPGA芯片為XINLIN公司的Spartan系列芯片。最終，設(shè)計實現(xiàn)的NFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能對ISO15693協(xié)議下的NFC通信數(shù)據(jù)進行準確的采集并以波特率為115200Kbit/s傳輸?shù)接嬎銠C，數(shù)據(jù)采集的錯誤率小于0.1