現在，當我們在超市購物時，我們只需一個識別器就可以知道價格。它以前不再是算盤或計算器。它加快了支付速度，對客戶非常方便。射頻識別(RFID)技術是一種自動識別技術。每個目標對象對應于射頻讀卡器中的唯一電子識別碼（uid）或“電子標簽”。標簽被附加到對象上，以識別目標對象，如紙箱、托盤或包裝盒。射頻讀卡器（收發器）從電子標簽中讀取識別碼。

基本的RFID系統由三部分組成：天線或線圈、帶有RFID解碼器的收發機和RFID標簽(每個標簽都有一個獨特的電子標識碼)。表1顯示了四種常用的RFID頻率及其潛在應用。其中，UHF(UHF)在企業中的應用最為廣泛，UHF在供應鏈管理中的應用最為廣泛。

　　EPC電子標簽
epc代表電子產品的代碼。它是rfid標簽的標準。它包括標簽的數據內容和無線通信協議。EPC標準將條形碼規范中的數據信息標準與ANSI或其他標準化組織（802.11b）開發的無線數據通信標準結合在一起。目前，應用于供應鏈管理的epc標準屬于第二代epc一級標準。
類-1標簽在出廠時已寫入，但也可以在現場下載。通常，一旦標簽被寫入，內存就被鎖定，信息就不能再被寫入。類-1標簽使用常規分組傳輸協議-卡讀取器來發送包含相關命令和數據的分組，然后標簽響應。
　　惡劣的讀卡器應用環境
rfid的應用環境可能非常惡劣。該頻道的工作頻率是一個無許可證(ISM)波段，用于工業、技術和醫藥。無線電話、無線耳機、無線數據網絡和其他附近的讀卡器干擾本頻段的射頻識別卡讀卡器。每個讀卡器的RF接收器的前端必須被設計成抵抗強干擾信號并避免可能導致查詢錯誤的失真。接收機噪聲必須保持在低電平，以便有足夠的動態范圍以無差錯的方式檢測低電平標簽響應信號。
讀卡器射頻收發器是一種成熟的設計，它能在惡劣的環境中穩定工作，有大量的干擾源。發射機和接收機都具有高動態范圍直接轉換調制器和解調器，最大限度地提高穩定性和降低成本。
　　實用和可靠的射頻接收器設計
接收機的核心是線性的LT5516，它是高度集成的直接轉換正交解調器。在芯片上提供精確的正交移相器(0到90度)。在通過RF濾波器之后，來自天線的信號通過不平衡變壓器直接輸入到解調器的輸入端口。由于LT5516的噪聲系數非常低，但在不需要低噪聲放大器(LNA)的情況下，仍然可以保持21.5dBmIIP3和9.6dBP1dB的性能。
當接收數據時，閱讀器發送連續載波（未調制）以提供標簽的功率。在接收到請求后，電子標簽通過載波的調幅響應流。所使用的調制方法是幅度移位鍵控（ASK）或反相幅度移位鍵控（PR-ASK）。該解調器具有兩個正交相移輸出端口，具有自然分集接收功能.如果一個信道由于多信道或相位抵消而不能接收信號，則另一個信道（90度相移）可以接收更強的信號，反之亦然。這樣可以提高接收的整體可靠性。
一旦解調完成，i（同相）和q（正交相位）差分輸出信號可以在ac模式下耦合到運算放大器（配置為差分放大器），然后轉換為單端輸出信號。此時，高通角頻率應設置為5 KHz，低于接收數據流的最小信號頻率，高于最大多普勒頻率(可由運動標簽采用)，同時保持高于電力線頻率(60 Hz)的頻率。這樣，輸出信號可以使用lt1568平滑地通過低通濾波器，lt1568被配置為四階低通。低通轉折頻率應設置為5MHz，以便最大碼流信號通過濾波器到達基帶。
然后基帶信號由雙低功耗模數轉換器（LTC229，分辨率12位）數字化。由于標簽碼流的帶寬為5 kHz至5 MHz，LTC 2291能夠以25 MSPS的速率采樣以準確捕獲解調信號。必要時，還可以在基帶dsp中實現附加數字濾波。這允許接收機具有最大的邏輯閾值設置靈活性，這可以由基帶處理器以數字方式執行。
基帶任務和數字RF信道化處理可以提高所有FPGA解決方案的吸引力和集成度。
　　高動態范圍射頻發射器設計
發射機采用鏡像抑制直接轉換調制器.LT55 68具有較高的線性度和低的背景噪聲，因此能夠為傳輸信號提供優良的動態范圍性能。調制器可以接收來自數模轉換器(DAC)的正交基帶I和Q信號，然后直接調制到900 MHz的發射頻率。
在內部，lo（本地振蕩器）被精確的正交移相器分割。將調制的RF信號組合成單端單邊帶RF輸出信號(鏡像被抑制46 dBc)。此外，調制器還具有匹配的I和Q混頻器，其能夠最大程度地抑制LO載波信號（高達-43dBm）。
復合調制電路具有優良的相鄰功率比（ACP R），滿足傳輸頻率屏蔽的要求。例如，當調制器的射頻輸出電平為-8dbm時，acpr指數優于-60dbc。由于更好的ACPR性能，信號可以放大到許可的1W電源(在美國為30 dBm)或2W以符合歐盟的規格。在這兩種情況下，保持電平固定非常重要，因為它用于為標簽供電并最大化讀卡距離。LTC5505射頻功率探測器的內部溫度補償功能可以準確測量功率，并提供穩定的反饋信號，以調整射頻功率放大器的輸出功率。
　　基帶處理和網絡接口
在基帶頻率上，fpga對發送到dac和模數轉換器（adc）的波形執行信道化任務。該過程也稱為數字中頻處理，涉及濾波、增益控制、頻率轉換和采樣速率變化。FPGA甚至可以并行處理多個通道。
圖2顯示了射頻讀卡器的架構。其他基帶處理任務包括：
　　先導字段檢測
　　排序估計
調制解調(ASK，移頻鍵控和相移鍵控)
　　信號產生
　　相關器處理
　　峰值檢測和閾值設定
　　CRC糾錯和校驗和
編解碼（nrz，manchester，單極性，差分雙極性和miller）
　　幀檢測
　　ID去擾
　　安全加密引擎
接收到的RFID標簽數據可以通過串口或網絡接口傳輸到企業系統服務器。這種傳統的體系結構正逐漸發展成為先進的分布式tcp/ip網絡的一部分。在這個網絡中，射頻讀卡器將負責管理相鄰的標簽。在這種情況下，射頻卡閱讀器就像電子標簽和連接到企業軟件系統的智能分布式數據庫之間的網關。
根據硬件/軟件功能分區，這些基帶任務可以在FPGA、DSP或聯合執行。Xilinx推出了一個IP核套件，包括FIR、CIC、DDS、DUC、DDC、位相關器、正弦/余弦LUT等。這些邏輯電路很好地適用于執行加密引擎任務(加密引擎采用移位寄存器和XOR)。為了Xilinx？VirtexTM-4系列DSP 48發動機非常適用于其他信號處理任務.
基帶處理器負責控制各種基帶處理任務的功能和調度以及鏈路層協議。這些基帶處理任務包括跳頻、預發送攔截、防沖突算法處理等?；鶐幚砥鬟€提供以太網、USB、固件和其它接口。
基帶任務和數字RF信道化處理可以提高所有FPGA解決方案的吸引力和集成度。FGPA、DSP和基帶處理都可以集成到FPGA中。有一個嵌入的過程
示出了基于FPGA的RFID處理器的體系結構。嵌入式處理器可以是硬核(例如PowerPCTM)，用于Virtex-4 FX產品系列，也可以是軟核(如MicroBlazeTM)，用于SpartanTM設備，甚至是PowerPC和MicroBlaze的組合。用戶可以將內置的硬以太網mac（emac）連接到外部以太網物理層，然后再連接到以太網。此外，用戶還可以使用面向10/100 Baset的Lite以太網MAC IP.
PowerPC/Microblaze嵌入式處理器執行以下任務：
　　EPC數據處理
　　協議處理
　　詢問調度
　　TCP/IP 網絡接口
　　控制和監視
　　調制解調器控制
　　升級代理
　　HTTP服務器
　　SNMP/MIB 處理
Xilinx千兆以太網系統參考設計(GRD)是一種基于EDK的參考系統，該系統在基于TCP/IP的協議接口和用戶數據接口之間提供高性能網橋。gsrd組件具有滿足tcp/ip系統每比特和每包開銷的功能。
Xilinx還為MontaVistaLinux和Treck堆棧提供了性能基準。由Xilinx Studio Studio（XPS）微處理器庫定義的NealPlus RTOS為使用MyBlaZE和PowerPC處理器的系統帶來新的優勢。原子核加實時操作系統的體積非常小，這意味著它可以利用芯片上現有的內存來最小化功耗和提高性能。此外，擴展的中間件使nucleus+rtos成為rfid后端網絡的理想選擇。
使用XilinxCoolRunnerTM-IICPLD，手持射頻讀卡器可連接到硬盤、QWERTY鍵盤、可移動硬盤接口、各種顯示設備和其他計算機外設（如圖4所示）。這些CPLD還可以幫助應用處理器，滿足低功耗、高性能和更小的芯片封裝的要求。
　　結論
在未來，射頻讀卡器可能具有前端DSP功能，如射頻協議處理。目前，這些功能都是在獨立的dsp中實現的。在未來，它們很可能被集成到fpga中。嵌入式軟處理內核能夠顯著提高DMIPS/MHz的性能。很快，處理內核的高版本將替換控制讀卡器應用程序的后端外部處理器，以便最大化RF讀卡器設備的靈活性，并在可編程邏輯的幫助下最小化其成本。