توضیح مفصل درباره سیستم های RFID و مطالعات موردی

　　ما به طور فزاینده ای در زندگی روزمره و محل کار خود با سیستم های شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) مواجه می شویم. از کنترل موجودی گرفته تا پرداخت سریع در سوپرمارکت ها، این فناوری بسیاری از کاربردهای موجود را متحول کرده و کاربردهای جدیدی را ممکن ساخته است. در بخش جلویی، «زنجیره سیگنال» با برچسب های کوچکی که به واحدهای مورد نظر متصل شده اند آغاز می شود؛ برچسب ها اطلاعات را به صورت جریان بیت به خواننده های RFID منتقل می کنند که تشخیص می دهند برچسب ها در مناطق خاصی حضور دارند و اطلاعات آن ها را می خوانند. در بخش پشتیبان، سیستم های مبتنی بر سرور پایگاه داده برچسب ها را نگهداری و به روزرسانی می کنند، هشدارها را درون سازمان تولید می کنند یا فرآیندهای مبتنی بر اطلاعات دیگر را آغاز می کنند.

　　اکثر خواننده های RFID در حال حاضر از چندین پردازنده برای پاسخگویی به نیازهای برنامه استفاده می کنند. معمولا پردازشگر سیگنال به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) و یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) متصل می شود. سپس پردازشگر شبکه با سرورهای محلی یا راه دور برای ذخیره و بازیابی اطلاعات ارتباط برقرار می کند. این مقاله معرفی می کند که چگونه این عملکردهای ظاهرا کاملا متفاوت—تبدیل سیگنال و اتصال شبکه—از طریق یک پردازنده واحد در سری پردازنده های Blackfin شرکت ADI مدیریت می شوند.

　　ابتدا به طور مختصر فناوری RFID را معرفی می کنیم و درباره پتانسیل آن برای کاربردهای فعلی و آینده صحبت خواهیم کرد. در مرحله بعد، تمرکز ما بر عملکرد خواننده RFID است و اجزای نرم افزاری پایه و اتصالات سروری که باید روی خواننده های RFID اجرا شوند را بررسی می کنیم. در نهایت، برخی نمودارهای بلوکی پیشنهادهایی برای پیکربندی سیستم ارائه می دهند.

　　کاربردهای امروزی و کاربردهای نوظهور

　　فناوری RFID امکان بسیاری از کاربردهای جدید را فراهم می کند و امکان نظارت همزمان بر چندین پروژه را بدون نیاز به «لمس» هر مورد (مانند اسکنرهای بارکد دستی) فراهم می کند. برنامه هایی که می توانند از این شناسایی خودکار بهره ببرند شامل حوزه های مختلفی مانند کنترل موجودی، مدیریت لجستیک، پایش و صورتحساب هستند.

　　امروزه کدهای محصول جهانی فراگیر برای کالاها—مانند «/em» (UPC)—به صورت بارکدهای یک بعدی (1D) در دسترس هستند که تقریبا هر نیاز خرید عمومی را برآورده می کنند. بارکدها شامل اطلاعات مرتبط با اقلام مرتبط با آن ها هستند که ممکن است شامل قیمت پیشنهادی خرده فروشی پروژه و/یا محل و تاریخ تولید باشد. بارکدهای 1D و 2D همچنین می توانند برای پیگیری جزئیات دقیق ارسال کالاها استفاده شوند.

　　بارکدها برای اقلام منفرد کار می کنند، اما وقتی بسیاری از اقلام نیاز به اسکن دارند، کارایی روند کار کاهش می یابد. برای مثال، باز کردن و اسکن هر قلم به صورت جداگانه روی پالتی که شامل صدها یا هزاران محصول نهایی است، عملی نیست. اما حتی اگر اقلام اسکن شده نسبتا کوچک باشند، مانند خرید مواد غذایی در صندوق سوپرمارکت، باید تراز صحیح بین اسکنر و برچسب اسکن شده تعیین شود. مهم تر از همه، دستکاری یک پروژه بزرگ برای یافتن بارکدها می تواند چالش برانگیز باشد.

　　فناوری RFID UPC را با EPC (کد محصول الکترونیکی) به صورت جریان بیت جایگزین می کند. حداقل، EPC امکان جمع آوری خودکار همان نوع اطلاعات موجود در بارکدها و دسترسی از راه دور را با حداقل دخالت انسانی فراهم می کند. علاوه بر این، حتی اگر اقلام مشابه زیادی وجود داشته باشد، EPC می تواند اطلاعات بیشتری مرتبط با شناسه های منحصر به فرد اقلام علامت گذاری شده را شامل شود. علاوه بر این، برخلاف بارکدهای سنتی، جهت گیری کالا یا شرایط نور محیطی اهمیتی ندارد—آن ها همچنان می توانند کالا را شناسایی و ردیابی کنند. مه، تاریکی و حتی خاک انبار دیگر اهمیتی نداشتند.

　　در اینجا روش های بیشتری برای استفاده از سیستم های RFID آورده شده است:

　　در سینی ها و جعبه های غذای سوپرمارکت، امکان ردیابی دارایی ها و تجمیع بهتر دارایی ها را فراهم می کنند. با نوشتن برچسب ها، اطلاعات اضافی (مانند تاریخ فروش) می تواند اضافه شود. علاوه بر این، می توان سفارش مجدد خودکار را برای حفظ موجودی صحیح روی قفسه ها پیاده سازی کرد.

　　در کتابخانه، می توان از آن ها برای انتشار و بازگرداندن خودکار مواد استفاده کرد، موادی که قبلا به صورت جداگانه با بارکد برچسب گذاری می شدند تا اسکنرها شناسایی شوند.

　　روی برچسب های لباس، می توانند منشأ واقعی کالا را مشخص کنند. با استفاده از شماره شناسایی برچسب، کالا می تواند به تنهایی به عنوان جعل تأیید یا بررسی شود.

　　در صنعت داروسازی، می توان از آن ها برای جلوگیری از کالاهای تقلبی و نامناسب استفاده کرد.

　　در مسابقات ورزشی، آن ها می توانند پیشرفت دوندگان را در دویدن های طولانی به دقت دنبال کنند.

　　مروری بر سیستم های RFID

　　RFID از انتقال فرکانس رادیویی (RF) جریان بیت برای ارتباط، شناسایی، طبقه بندی و/یا ردیابی اشیاء استفاده می کند. هر شیء برچسب RFID مخصوص به خود را دارد (که به آن تکرارکننده نیز گفته می شود). کل سیستم از یک خواننده برچسب استفاده می کند، زیرسیستمی که انرژی RF را از هر برچسب دریافت می کند. خواننده دارای نرم افزار تعبیه شده برای مدیریت استعلام، رمزگشایی و پردازش اطلاعات دریافت شده برچسب است؛ این سیستم با سیستم های ذخیره سازی که پایگاه های داده برچسب و سایر اطلاعات مرتبط را ذخیره می کنند، ارتباط برقرار می کند. شکل ۱ یک نمودار مفهومی از سیستم RFID را نشان می دهد.

　　خواننده های RFID

　　خواننده های RFID ارتباطاتی بین هر برچسب و سیستم ردیابی/مدیریت فراهم می کنند. این دستگاه در اشکال و اندازه های مختلف عرضه می شود که معمولا به اندازه ای کوچک است که بتوان آن ها را روی کانترها، سه پایه ها یا دیوارها نصب کرد. بسته به شرایط کاربردی و عملیاتی، ممکن است چندین خواننده وجود داشته باشند که بتوانند به طور کامل به مناطق خاصی خدمت کنند. برای مثال، در انبارها، شبکه های خواننده می توانند اطمینان حاصل کنند که ۱۰۰٪ پالت ها از نقطه A به نقطه B پرس وجو و ثبت می شوند.

　　در مجموع، خواننده ها سه عملکرد اصلی دارند: ارتباط دوطرفه با برچسب ها برای جدا کردن برچسب های فردی؛ پردازش اولیه اطلاعات دریافتی؛ و به سرورهایی متصل شوند که اطلاعات را به سازمان متصل می کنند.

　　خواننده های RFID باید چندین برچسب را در حوزه مورد علاقه مدیریت کنند—که در کاربردهایی با برچسب های متعدد در فضای محدود (برای مثال، چندین محصول برچسب دار روی پالت های کارخانه ای متعدد) ملاحظه ای حیاتی است. )

　　چالش اصلی در سناریوهای چندخواننده/برچسب این است که تعارض زمانی رخ می دهد که چندین خواننده پرس وجو می کنند و چندین برچسب به طور همزمان پاسخ می دهند. رایج ترین راه برای جلوگیری از این مشکل، استفاده از نوعی الگوریتم مالتی پلکسینگ تقسیم زمان است. می توانید خواننده را روی پرس وجو در زمان های مختلف تنظیم کنید و برچسب را می توان طوری تنظیم کرد که پس از فواصل تصادفی پاسخ دهد. واضح است که پیاده سازی این ویژگی در نرم افزارهای تعبیه شده انعطاف پذیری بیشتری فراهم می کند.

　　ترانسپوندر RFID («تگ»)

　　برچسب های RFID شامل یک تراشه مدار یکپارچه (IC) هستند که اطلاعات منحصر به فرد درباره شیء برچسب خورده (مانند داده های EPC)، یک آنتن (معمولا الگوهای مدار چاپی)، انرژی فرکانس رادیویی دریافتی از خواننده و ارسال اطلاعات، و یک قاب حاوی اجزای برچسب را ذخیره می کنند. شایان ذکر است که اصطلاح «شیء» می تواند به هر تعداد چیز مختلف اطلاق شود، از کالاهای کارخانه ای گرفته تا حیوانات و انسان ها. فاصله از برچسب تا خواننده یک متغیر مهم در سیستم است و مستقیما تحت تأثیر فناوری برچسب گذاری قرار دارد. برچسب ها می توانند منفعل، فعال یا نیمه فعال باشند.

　　برچسب های غیرفعال

　　برچسب های غیرفعال ساده ترین نوع هستند. انرژی RF ارسال شده توسط خواننده به طور خاص تغذیه می شود؛ آن ها باتری یکپارچه ندارند، بنابراین می توانند ارزان، از نظر مکانیکی مقاوم و بسیار کوچک باشند (مثلا تقریبا به اندازه یک تصویر بندانگشتی). با این حال، تگ های غیرفعال دامنه محدودی از خواننده به برچسب دارند زیرا توان دریافتی به نزدیکی فیزیکی آن ها به خواننده RFID بستگی دارد.

　　برد لینک نیز تحت تأثیر فرکانس RF انتخاب شده قرار می گیرد. برچسب های فرکانس پایین (LF) معمولا از بخش ۱۲۵ کیلوهرتز تا ۱۳۵ کیلوهرتز طیف استفاده می کنند؛ به دلیل محدوده محدودشان، عمدتا برای کنترل دسترسی و نشانه گذاری حیوانات استفاده می شوند. برچسب های فرکانس بالا (HF) عمدتا در باند 13.56 مگاهرتز کار می کنند و برد مجاز آن ها چند فوت است. آن ها معمولا برای خواندن ساده یک به یک اشیاء استفاده می شوند، مانند کنترل دسترسی، شارژ و پیگیری اقلام قابل حمل مانند کتاب های کتابخانه.

　　از سوی دیگر، برچسب های UHF در فرکانس هایی از ۸۵۰ مگاهرتز تا ۹۵۰ مگاهرتز کار می کنند و برد نسبتا بلندی دارند—۱۰ فوت یا بیشتر. علاوه بر این، چون پهنای باند موجود ممکن است گسترده تر باشد، خوانندگان می توانند بسیاری از این برچسب ها را به طور همزمان جستجو کنند، به جای اینکه در فرکانس های پایین تر خوانش یک به یک برچسب انجام دهند. این ویژگی به کاهش نیاز به چندین خواننده در یک منطقه خاص کمک می کند و برچسب های UHF را در کاربردهای صنعتی برای ردیابی و کنترل موجودی بسیار محبوب می کند. با این حال، برچسب های UHF نمی توانند به طور مؤثر به مایعات نفوذ کنند که این یک نقطه ضعف بزرگ است و باعث می شود برای اشیاء پر از مایع مانند نوشیدنی ها و انسان ها کمتر مفید باشند. برای ردیابی این موارد، معمولا از برچسب های HF استفاده می شود.

　　در یک نظرسنجی غیرفعال تأمین کنندگان برچسب در سال ۲۰۰۴، انتظار می رفت قیمت برچسب های UHF در سال ۲۰۰۸ به ۱۶ سنت به ازای هر برچسب برسد، که نسبت به ۵۷ سنت در سال ۲۰۰۳ کاهش یافته است—که همچنان برچسب گذاری اقلام را به روشی مقرون به صرفه برای ردیابی دارایی ها و موجودی تبدیل می کند.

　　برچسب های نیمه فعال

　　مانند برچسب های غیرفعال، برچسب های نیمه فعال انرژی RF را بازتاب می دهند (نه اینکه آن را به خواننده برچسب ارسال کنند) تا اطلاعات شناسایی ارسال شود. با این حال، این برچسب ها همچنین شامل باتری هایی هستند که مدارهای مجتمع آن ها را تغذیه می کنند. این امکان کاربردهای جالبی را فراهم می کند، مانند زمانی که برچسب حاوی حسگرها باشد. علاوه بر داده های شناسایی ایستا، هر ترانسپوندر می تواند ویژگی هایی مانند دما، رطوبت و زمان سنجی ها را به صورت لحظه ای نیز ارسال کند. با تأمین انرژی ICها و حسگرهای ساده فقط با باتری ها—بدون در نظر گرفتن امیتر—برچسب های نیمه فعال بین هزینه، اندازه و برد تعادل برقرار می کنند.

　　برچسب های فعال

　　با استفاده از باتری های یکپارچه برای تأمین انرژی آی سی های برچسب دار (همراه با هر حسگر) و فرستنده های RF، برچسب های فعال یک گام فراتر می روند. از آنجا که این دستگاه ها خودقدرت هستند، می توانند در بازه وسیع تری از خواننده به برچسب (تا ۱۰۰ متر یا بیشتر) کار کنند، که این یعنی کالاها می توانند سریع تر از برچسب های غیرفعال یا نیمه فعال از خواننده عبور کنند. سیستم. علاوه بر این، برچسب های فعال می توانند اطلاعات بیشتری نسبت به کدهای EPC داشته باشند.

　　از طرف دیگر، باتری ها عمر مفید برچسب های فعال را کوتاه می کنند و هزینه و اندازه آن ها را افزایش می دهند. برچسب های فعال معمولا در باندهای صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) با فرکانس های ۴۳۳ مگاهرتز و ۲.۴ گیگاهرتز کار می کنند که در بیشتر مناطق جهان در دسترس هستند. بنابراین، با ظهور محصولات مصرفی بی سیم بیشتر در ماژول های 802.11 مبتنی بر 2.4 گیگاهرتز و بلوتوث ®، همزیستی برچسب های فعال با این دستگاه ها به یک مسئله مهم تبدیل شده است.

　　معماری نرم افزاری برای خواننده های RFID

　　پس از معرفی عملکردهای پایه ای خواننده های RFID، اکنون به نحوه پیاده سازی خواننده با استفاده از پردازنده همگرای Blackfin می پردازیم. سه عنصر معماری نرم افزار خواننده RFID عبارتند از: رابط سرور بک اند، میان افزار و الگوریتم های خواننده برچسب فرانت اند. اگرچه این عناصر متفاوت هستند، اما همه این عناصر معماری نرم افزار می توانند به طور همزمان روی یک پردازنده بلک فین اجرا شوند.

　　سرورهای بک اند و اتصالات

　　معمولا خواننده های RFID شامل یک مؤلفه شبکه هستند—مانند کابل اترنت (IEEE 802.3)، اترنت بی سیم (IEEE 802.11a/b/g)، یا زیگ بی ™ (IEEE 802.15.4)—که یک رویداد خواندن RFID را به یک سرور مرکزی متصل می کند. یک سرور مرکزی برنامه های پایگاه داده را با عملکردهایی مانند تطبیق، ردیابی و ذخیره سازی اجرا می کند. بسیاری از برنامه ها همچنین دارای قابلیت های «هشدار» هستند (تریگرهایی برای سفارش مجدد زنجیره تأمین و سیستم های مدیریت موجودی، یا هشدارهای هشدار برای کاربردهای امنیتی).

　　راستی، خوانندگان حول پردازنده های تعبیه شده با عملکرد بالا که از μClinux (همچنین uClinux) استفاده می کنند، ساخته شده اند که نسبت به پردازنده هایی که هنگام ارتباط با سرورهای بک اند ندارند، مزایای واضحی دارند. وجود یک پشته قدرتمند TCP/IP و در دسترس بودن موتورهای پایگاه داده SQL بار اصلی یکپارچه سازی را در طول توسعه به طور قابل توجهی کاهش می دهد.

　　میان افزار

　　اصطلاح میان افزار مورد استفاده در RFID تعاریف متفاوتی نسبت به سایر سیستم های تعبیه شده دارد. در زمینه RFID، میان افزار به عنوان لایه تبدیل نرم افزار بین خواننده RFID فرانت اند و سیستم سازمانی بک اند عمل می کند. میان افزار داده ها را از خواننده فیلتر می کند و اطمینان حاصل می کند که داده ها چندباره یا خراب نمی خوانند. در سیستم های اولیه RFID، میان افزارها روی سرورها اجرا می شدند، اما اکنون فیلتر داده های RFID معمولا روی خواننده ها قبل از ارسال از طریق شبکه سازمانی انجام می شود. این قابلیت افزوده شده مزیت دیگری است که پردازنده های تعبیه شده به این فضای برنامه ها می آورند.

　　بخش جلویی کتاب خوان

　　پردازش سیگنال های فیلترینگ و تبدیل محور سیستم در انتهای خواننده جلویی انجام می شود که نیازمند دستگاه هایی با عملکرد پردازش سیگنال قوی است که معمولا با پردازنده های بلک فین مرتبط است.

　　مبدل های A/D و D/A: حالا که معنای کلی اجزای سیستم RFID را فهمیدیم، بیایید از دیدگاه خواننده های RFID روی اتصال تمرکز کنیم. برای ارتباط با برچسب ها، آی سی های رابط کاربری سیگنال ترکیبی (MxFE ®) یک رابط کاربری مورد توجه ایجاد می کنند.

　　دستگاه MxFE یک زیرسیستم میدرنج جهانی است که شامل مبدل های A/D و D/A، تقویت کننده های کم نویز، میکسرها، مدارهای AGC و فیلترهای برنامه پذیر می شود. جریان خروجی داده های I&Q مستقیما به پورت موازی پردازنده متصل است. محصولات سری IC MxFE ADI بالاترین عملکرد گیرنده های باند باریک را تشکیل می دهند که آن ها را برای RFID و کاربردهای دیگر ایده آل می کند.

　　شکل ۲ نمودار بلوکی یک دستگاه معمولی MxFE را نشان می دهد.

　　پردازنده های بلک فین برای کاربردهای RFID

　　پردازنده های بلک فین اتصال به شبکه های سیمی و بی سیم را فراهم می کنند. برخی پردازنده ها (مانند ADSP-BF536 و ADSP-BF537) دارای ۱۰ MAC اترنت Base-T / ۱۰۰ Base-T روی تراشه هستند. در بخش بی سیم، همه پردازنده های Blackfin می توانند مستقیما به چیپ ست های 802.15.4 ZigBee و IEEE 802.11 از طریق تجهیزات جانبی SPI ® و SPORT متصل شوند. این دستگاه می تواند انتقال با سرعت خط را بدون مصرف کل پهنای باند پردازنده به دست آورد.

　　علاوه بر این، پردازنده های بلک فین دارای رابط های جانبی موازی (PPI) هستند که می توانند مستقیما به ADCها و DACها متصل شوند، همان طور که پیش تر اشاره شد. برخی پردازنده های بلک فین دارای دو PPI هستند که می توانند عملکردهای سیستم را بیشتر گسترش دهند—برای مثال، امکان اتصال دوربین ها به خواننده های RFID. فراتر از برنامه های RFID، این ویژگی های بلک فین به ویژه برای کاربردهای بارکد یک بعدی و دوبعدی جذاب هستند، زیرا بلک فین می تواند کنترل سیستم، شبکه سازی و پردازش تصویر را روی همان دستگاه انجام دهد.

　　برای کاربردهای RFID، پرس وجو تک روشه ای که خواننده های RFID برچسب را جستجو می کنند معمولا برای PPI کافی است. اول، PPI در حالت انتقال پیکربندی می شود و پردازنده دنباله دیجیتال را به DAC ارسال می کند. دنباله ارسالی به سیگنال آنالوگ تبدیل می شود، سپس به سمت بالا تبدیل شده و ارسال می شود تا برچسب RFID محلی تحریک یا بیدار شود و پس از آن پاسخ داده می شود. در همین حال، PPI به عنوان گیرنده در تعداد کمی از پالس های کلاک سیستم پردازنده بازپیکربندی می شود (نگاه کنید به EE-Note 236)، همان طور که در شکل ۳ نشان داده شده است. به این ترتیب، سیگنال RF تبدیل به پایین می تواند توسط ADC نمونه برداری شده و مستقیما به بلک فین منتقل شود. در این نمودار، زمان بین هر بازه دریافت (Rx) و ارسال (Tx) در چرخه ساعت سیستم اندازه گیری می شود. زمان سپری شده اجازه می دهد سیگنال ارسالی به تگ برسد و تگ پاسخ را ارسال کند.

　　در برخی برنامه های RFID، پردازنده بلک فین خود می تواند به عنوان سرور عمل کند—برای مثال، زمانی که ذخیره سازی داده های بزرگ و عملیات پایگاه داده لازم نیست. برای مثال، تصور کنید یک والد سالمند دستبندی با برچسب دارد که می توان آن را در داخل خانه پایش کرد. اگر در بازه های زمانی مشخص شده هیچ نشانه ای از فعالیت مشاهده نشود، سازمان های نظارتی می توانند دوستان یا بستگان ثبت شده را مطلع کنند.

　　اجزای نرم افزاری که زیرساخت خواننده RFID بلک فین را تشکیل می دهند، در وب سایت Blackfin.uClinux.org یافت می شوند. این محصول شامل درایورهایی است که برای رابط هایی با مدارهای مجتمع جلویی سیگنال ترکیبی و همچنین درایورهای DMA مورد نیاز هستند که هنگام انتقال داده ها در سیستم بسیار کاربردی هستند. یک پشته شبکه مبتنی بر μClinux و موتور پایگاه داده SQL نیز در دسترس است. از دیدگاه سیستم، ویژگی های دیگر (مانند کارت وای فای 802.11، فلش USB و رابط کارت CompactFlash) می توانند به سرعت با دستگاه های Blackfin یکپارچه شوند. برای اطلاعات بیشتر، لطفا به http://blackfin.uclinux.org مراجعه کنید.

　　نمونه ای از سیستم RFID

　　سیستم RFID سیمی

　　رایج ترین کاربرد RFID مدیریت دارایی است که می تواند حرکت پالت ها را در انبارها با کاهش از دست دادن موجودی، حذف خطاهای تحویل، بهبود لجستیک توزیع و کاهش کمبود موجودی ردیابی کند. سیستم های RFID در انبارهای بزرگ می توانند حرکت پالت های بارگیری شده با کالا را از ورود به انبار تا خروج ردیابی کنند. چنین سیستم هایی در سراسر انبار و در نقاط حمل و نقل ورودی/خروجی به خواننده های RFID ثابت متکی هستند.

　　برای ساده سازی زیرساخت سیمی، شبکه های Power over Ethernet (PoE) انتخاب ایده آل برای این نوع کاربردها هستند. IEEE 802.3a/f PoE سیستم های شبکه ای را در کاربردهای کم مصرف مدیریت می کند. سیستم PoE (همان طور که در شکل ۴ نشان داده شده) شامل تجهیزات تأمین برق (PSE) و تجهیزات تأمین برق (PD) است. PSE برق را به خطوط اترنت تأمین می کند، در حالی که PD (برای این منظور) پردازنده شبکه و اجزای اطراف آن را همگرا می کند. PoE حداکثر طول کابل ۱۰۰ متر را توصیه می کند که برای بسیاری از کاربردهای RFID تعبیه شده مناسب است به دلیل قابلیت جابجایی نسبی و حذف هزینه های نصب کابل ها و پریزهای سنتی AC.

　　علاوه بر نرم افزارهای دریافت RFID، پردازنده های شبکه ای که از برنامه های RFID تعبیه شده پشتیبانی می کنند، به عملکرد و یکپارچگی کافی برای مدیریت پشته های IP چندلایه پیچیده نیز نیاز دارند. پردازنده ADSP-BF537 Blackfin—شامل یک مک اترنت 10-Base-T / 100-Base-T—نمونه ای عالی از این ادغام است. برای مثال، بسیاری از دستگاه های PHY اترنت پین های حالت را فراهم می کنند که هنگام تغییر وضعیت بتوانند وقفه برقرار کنند. این ویژگی به طور یکپارچه با قابلیت وقفه Blackfin ادغام شده و سیستمی قدرتمند و کم مصرف ایجاد می کند.

　　RFID بی سیم کم هزینه

　　اسکنرهای دستی مناسب برای کاربردهایی مانند اسکنرهای لیفتراک یا دستگاه های قابل حمل نمی توانند عملیات سیمی یا PoE را انجام دهند. پروتکل های بی سیم مانند IEEE 802.11b/g اجازه می دهند خواننده های RFID به نقاط دسترسی بی سیم متصل شوند، همان طور که در شکل ۵ نشان داده شده است. پردازنده های بلک فین می توانند از طریق رابط های سریال یا موازی به چیپ ست 802.11 متصل شوند. علاوه بر این، به دلیل قدرت محاسباتی شان، این پردازنده ها از پیاده سازی های MAC جداگانه و MAC کامل 802.11a/b/g پشتیبانی می کنند. برای مثال، یکپارچه سازی سیستم با کارت CompactFlash 802.11b ممکن است نیازمند یک MAC کامل باشد که از طریق پورت حافظه غیرهمزمان Blackfin متصل شده باشد. پیاده سازی های MAC تقسیم شده معمولا از رابط های SPORT یا SPI استفاده می کنند—MAC پایینی روی چیپست بی سیم قرار دارد، در حالی که MAC بالایی در نرم افزار Blackfin اجرا می شود.

　　در حالی که نیازهای پشته و پردازشی آن به راحتی روی پردازنده های تک هسته ای قابل مدیریت است، برنامه های بی سیم مرزهای بین عملکرد و مصرف انرژی را آزمایش می کنند. ویژگی های مدیریت توان پویا با استفاده از پردازنده های همگرایی کم هزینه (مانند ADSP-BF531) مدیریت توان را ممکن می سازند و عملکرد مقیاس پذیر متناسب با نیازهای برنامه ارائه می دهند. این حالت های مصرف انرژی پویا به گونه ای طراحی شده اند که عملکرد و پیکربندی توان انعطاف پذیر را برای تقریبا هر سیستم شبکه ای فراهم کنند.

　　سیستم های با عملکرد بالا

　　در کاربردهای نوظهور، فناوری RFID با دستگاه های دیگر مانند حسگرهای بیومتریک یا حسگرهای تصویری CMOS جفت می شود. همان طور که در شکل ۶ نشان داده شده، در کاربردهای پیشرفته مجوزدهی امنیتی و کنترل دسترسی پرسنل، RFID با تحلیل تصویر ترکیب می شود تا اطمینان حاصل شود که در محیط امن، نه تنها N نفر در اتاق حضور دارند، بلکه همه آن ها «پرسنل مجاز» هستند.

　　نیازهای محاسباتی این برنامه ها برای مدیریت پردازنده های فیوژن دو هسته ای مانند ADSP-BF561 بسیار مناسب است. هسته های اضافی پردازنده نه تنها عملا بار محاسباتی دستگاه را دو برابر می کنند؛ همچنین مزایای ساختاری شگفت انگیزی دارد که چندان آشکار نیستند.

　　به طور سنتی، پردازنده های دو هسته ای از وظایف گسسته و اغلب متمایز روی هر هسته استفاده می کنند. برای مثال، یک هسته واحد ممکن است تمام وظایف مرتبط با کنترل را انجام دهد—مانند شبکه سازی، رابط هایی با ذخیره سازی با ظرفیت بالا، دریافت RFID و کنترل کلی جریان. این هسته همچنین جایی است که سیستم عامل یا هسته ممکن است در آن قرار گیرد. در همین حال، هسته دوم می تواند به قابلیت های پردازشی با شدت بالای برنامه اختصاص یابد. برای مثال، بخش پردازش ویدئو در الگوریتم شناسایی انسانی ممکن است روی هسته دوم اجرا شود و بسته های حاصل ممکن است برای انتقال از طریق رابط های شبکه به هسته اول منتقل شوند.

　　ADSP-BF561 دو هسته ای شامل دو حافظه دستورالعمل و داده L1 با سرعت بالا (هر یک محلی) و همچنین حافظه مشترک L2 بین دو هسته است. هر هسته به طور مساوی می تواند به تجهیزات جانبی مختلفی مانند پورت های ویدیو، پورت های سریال، تایمر و غیره دسترسی داشته باشد. همان طور که پیش تر اشاره شد، یک هسته ADSP-BF561 مدیریت اجزای RFID و شبکه را بر عهده دارد، در حالی که هسته دیگر می تواند به یک سیستم طبقه بندی تصویر اختصاص یابد که قادر به شناسایی، طبقه بندی و ردیابی اشیاء در زمان واقعی است.

　　μClinux

　　سیستم عامل μClinux انتخابی محبوب است که اتصال شبکه—بزرگ ترین جزء نرم افزاری در کارت خوان ها—و همچنین نیازهای کلیدی برای پایداری و رعایت استانداردها را تسهیل می کند. هنگام خواندن برچسب های RFID، ضروری است که اطمینان حاصل شود نیازهای لحظه ای رعایت می شوند. از آنجا که زمان بند μClinix کاملا بلادرنگ نیست، می توان آن را با زمان بند زمان واقعی ADEOS جایگزین کرد که می تواند وقفه های μClinux را تا تکمیل پردازش حیاتی بلادرنگ به طور ایمن مسدود کند. این بدان معناست که نرم افزار کارت خوان فرانت اند می تواند به صورت بلادرنگ از دامنه ADEOS اجرا شود، در حالی که واسط افزار و رابط های سرور بک اند می توانند در محیط های سنتی μClinux اجرا شوند. این بخش به کاربران کنترل سخت و بلادرنگ بر برنامه هایشان می دهد و در عین حال دسترسی به تمام مزایای نرم افزار متن باز را فراهم می کند. برای اطلاعات بیشتر درباره μClinux یا ADEOS، لطفا به BlackfinμClinuxWiki مراجعه کنید.

　　شکل ۷ یک برد ارزیابی ADI MxFE را نشان می دهد که به پلتفرم توسعه Stamp Blackfin ADSP-BF537 متصل است و کد درایور MxFE، سیستم عامل μClinux و پشته شبکه TCP/IP را اجرا می کند.

　　نتیجه گیری

　　همان طور که نشان دادیم، برنامه های RFID دیگر به پردازشگرهای سیگنال اختصاصی برای رابط های ADC/DAC و میکروکنترلرهای شبکه ها نیاز ندارند. پردازنده های همجوشی سری بلک فین می توانند شبکه و کنترل را مدیریت کنند و عملکرد کافی برای رابط های مبدل و الگوریتم های تطبیق الگو ارائه دهند. در نتیجه، این امر می تواند هزینه کمتری برای مواد و زمان ورود سریع تر به بازار برای موج بعدی کاربردهای RFID به همراه داشته باشد.