一種基于FPGA的RFID無線通信系統的實現

　　1．4 控制模塊

　　對于控制模塊來說，其實現方法是利用基于Verilog語言的有限狀態機來實現，相當于一條一條的指令來控制SPI模塊接收發送數據。控制模塊分成三個獨立的部分即接收控制模塊、發送控制模塊及NRF905配置模塊。其中接收與發送控制模塊分別包含對SPI進行配置的狀態。下面對接收控制模塊的設計進行說明。圖4即為Debussy綜合出的狀態機轉換圖。

　　為了完成無線通訊而設計的狀態較多，比較復雜，故只對比較重要的狀態做些簡要說明。idle空閑狀態，完成對端口進行初始化寄存器清零；config_div狀態，對時鐘進行分頻(定義sclk)；configwb_in狀態，定義傳輸數據的位數以及是上升沿收發還是下降沿收發，wb_inl，wb_in2，wb_in3，wb_in4，這四個狀態就是通過Wishbone總線接口對SPI配置要寫的數(每一個狀態對應一個寄存器)；configspi_out狀態，開始傳送數據；done狀態，片選置高數據傳送完成；readeonfigreg_prel狀態，設定發送數據位數；readconfigreg(讀寄存器控制字位數)狀態，通過Wishbone總線接口對SPI配置讀命令字；readconfigreg_out狀態，設定發送／接收數據位；alldone狀態，片選置高完成配置數據讀取的過程。

　　該設計考慮到驗證配置過程的正確性，故特意設定了讀寄存器配置數據的狀態，ehangemode就是接收狀態，當接收完成后(DR=1)進入eh-angmodee狀態，把收到的數據讀出來。然后再回到readeonfigreg_prel狀態，等待新的傳輸數據。

　　2 系統驗證

　　該設計最后進行了板級驗證，FPGA開發板與NRF905的PCB板構成這個驗證系統。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。

　　在下載之前對本設計進行了充足的功能仿真，用Verilog編寫了SPI從機模仿NRF905的SPI接口與SPI主機進行通信，確保能夠完成預先設定的功能。

　　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。在下載之前進行了管腳綁定其目的就在于能夠將設計的輸入／輸出端口約束在FPGA芯片的合適的引腳上，以方便對其進行分析和調試并與外界I／O進行相連。下面即為本設計中相應的管腳約束文件中的相關內容。