Giải thích chi tiết về hệ thống RFID và nghiên cứu điển hình

　　Chúng ta ngày càng gặp phải các hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) trong cuộc sống và công việc hàng ngày. Từ kiểm soát hàng tồn kho đến thanh toán nhanh chóng trong siêu thị, công nghệ này đang chuyển đổi nhiều ứng dụng hiện có và kích hoạt những ứng dụng mới. Ở giao diện người dùng, "chuỗi tín hiệu" bắt đầu với các thẻ nhỏ được gắn vào các đơn vị quan tâm; Thẻ truyền thông tin dưới dạng luồng bit đến đầu đọc RFID, phát hiện khi thẻ có mặt ở các khu vực cụ thể và đọc thông tin mà chúng mang theo. Trên phần phụ trợ, các hệ thống dựa trên máy chủ duy trì và cập nhật cơ sở dữ liệu thẻ, tạo cảnh báo trong doanh nghiệp hoặc bắt đầu các quy trình dựa trên thông tin khác.

　　Hầu hết các đầu đọc RFID hiện sử dụng nhiều bộ xử lý để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng. Thông thường, bộ xử lý tín hiệu được kết nối với bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC). Sau đó, bộ xử lý mạng giao tiếp với các máy chủ cục bộ hoặc từ xa để lưu trữ và truy xuất thông tin. Bài viết này giới thiệu cách các chức năng dường như hoàn toàn khác nhau này - chuyển đổi tín hiệu và kết nối mạng - được quản lý thông qua một bộ xử lý duy nhất trong dòng bộ xử lý Blackfin của ADI.

　　Trước tiên, chúng tôi sẽ giới thiệu ngắn gọn về công nghệ RFID và thảo luận về tiềm năng của nó cho các ứng dụng hiện tại và tương lai. Tiếp theo, chúng tôi tập trung vào chức năng đầu đọc RFID, khám phá các thành phần phần mềm cơ bản và kết nối máy chủ cần chạy trên đầu đọc RFID. Cuối cùng, một số sơ đồ khối cung cấp một số đề xuất cấu hình hệ thống.

　　Các ứng dụng ngày nay và các ứng dụng mới nổi

　　Công nghệ RFID cho phép nhiều loại ứng dụng mới bằng cách cho phép giám sát đồng thời nhiều dự án mà không cần mọi người "chạm" từng mục (chẳng hạn như máy quét mã vạch cầm tay). Các ứng dụng có thể tận dụng nhận dạng tự động này bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau như kiểm soát hàng tồn kho, quản lý hậu cần, giám sát và thanh toán.

　　Ngày nay, các mã sản phẩm phổ biến cho hàng hóa — chẳng hạn như '/em' (UPC) — có sẵn dưới dạng mã vạch một chiều (1D), có thể đáp ứng hầu hết mọi nhu cầu mua hàng của công chúng. Mã vạch chứa thông tin liên quan về các mặt hàng được liên kết, có thể bao gồm giá bán lẻ đề xuất của dự án và/hoặc địa điểm và ngày sản xuất. Mã vạch 1D và 2D cũng có thể được sử dụng để theo dõi chi tiết vận chuyển chi tiết của các mặt hàng.

　　Mã vạch hoạt động cho các mặt hàng riêng lẻ, nhưng khi nhiều mặt hàng cần được quét, hiệu quả quy trình làm việc sẽ giảm. Ví dụ, mở và quét từng mặt hàng riêng lẻ trên một pallet chứa hàng trăm hoặc hàng nghìn sản phẩm cuối cùng là không thực tế. Nhưng ngay cả khi các mặt hàng được quét tương đối nhỏ, chẳng hạn như hàng tạp hóa ở quầy thanh toán siêu thị, sự liên kết chính xác giữa máy quét và nhãn được quét phải được thiết lập. Quan trọng hơn, thao tác với một dự án lớn để tìm mã vạch có thể là một thách thức.

　　Công nghệ RFID thay thế UPC bằng EPC (Mã sản phẩm điện tử) dưới dạng bitstream. Ít nhất, EPC cho phép tự động thu thập cùng loại thông tin có trong mã vạch và truy cập từ xa, với sự can thiệp tối thiểu của con người. Hơn nữa, ngay cả khi có nhiều mục giống hệt nhau, EPC có thể bao gồm nhiều thông tin hơn liên quan đến số nhận dạng duy nhất của các mục được đánh dấu. Hơn nữa, không giống như mã vạch truyền thống, hướng của mặt hàng hoặc điều kiện ánh sáng xung quanh không quan trọng — nó vẫn có thể phát hiện và theo dõi mặt hàng. Sương mù, bóng tối và thậm chí cả bụi bẩn trong nhà kho không còn quan trọng nữa.

　　Dưới đây là nhiều cách khác để sử dụng hệ thống RFID:

　　Trong khay và hộp thức ăn siêu thị, chúng cho phép theo dõi tài sản và gộp tài sản tốt hơn. Bằng cách viết nhãn, thông tin bổ sung (chẳng hạn như ngày bán hàng) có thể được đưa vào. Ngoài ra, có thể thực hiện sắp xếp lại tự động để duy trì hàng tồn kho chính xác trên kệ.

　　Trong thư viện, chúng có thể được sử dụng để tự động xuất bản và trả lại tài liệu, trước đây được dán nhãn riêng bằng mã vạch để xác định máy quét.

　　Trên nhãn quần áo, họ có thể xác định nguồn gốc thực sự của mặt hàng. Bằng cách sử dụng số nhận dạng của nhãn, mặt hàng có thể được xác thực hoặc điều tra chỉ là giả mạo.

　　Trong ngành dược phẩm, chúng có thể được sử dụng để ngăn chặn hàng giả và hàng kém chất lượng.

　　Trong các cuộc thi thể thao, họ có thể theo dõi chính xác sự tiến bộ của người chạy trong quá trình chạy dài.

　　Tổng quan về hệ thống RFID

　　RFID sử dụng truyền tần số vô tuyến bitstream (RF) để liên lạc, xác định, phân loại và / hoặc theo dõi các đối tượng. Mỗi đối tượng có thẻ RFID riêng (còn được gọi là bộ lặp). Toàn bộ hệ thống sử dụng đầu đọc thẻ, một hệ thống con nhận năng lượng RF từ mỗi thẻ. Đầu đọc đã nhúng phần mềm để quản lý việc truy vấn, giải mã và xử lý thông tin thẻ nhận được; Nó giao tiếp với các hệ thống lưu trữ lưu trữ cơ sở dữ liệu thẻ và các thông tin liên quan khác. Hình 1 cho thấy sơ đồ khái niệm của hệ thống RFID.

　　Đầu đọc RFID

　　Đầu đọc RFID cung cấp kết nối giữa mỗi thẻ và hệ thống theo dõi / quản lý. Nó có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, thường đủ nhỏ để gắn trên quầy, giá ba chân hoặc tường. Tùy thuộc vào ứng dụng và điều kiện hoạt động, có thể có nhiều đầu đọc có thể phục vụ đầy đủ các khu vực cụ thể. Ví dụ, trong nhà kho, mạng lưới đầu đọc có thể đảm bảo rằng 100% pallet được truy vấn và ghi lại từ điểm A đến điểm B.

　　Nhìn chung, đầu đọc cung cấp ba chức năng chính: giao tiếp hai chiều với các thẻ để cô lập các thẻ riêng lẻ; Xử lý ban đầu thông tin nhận được; và kết nối với các máy chủ liên kết thông tin với doanh nghiệp.

　　Đầu đọc RFID phải xử lý nhiều thẻ trong lĩnh vực quan tâm — một cân nhắc quan trọng trong các ứng dụng có nhiều thẻ trong không gian hạn chế (ví dụ: nhiều sản phẩm được dán nhãn nằm trên nhiều pallet nhà máy). )

　　Thách thức chính trong các kịch bản nhiều người đọc/thẻ là xung đột xảy ra khi nhiều người đọc truy vấn và nhiều thẻ phản hồi đồng thời. Cách phổ biến nhất để tránh vấn đề này là sử dụng một số dạng thuật toán ghép kênh phân chia thời gian. Bạn có thể đặt đầu đọc truy vấn vào các thời điểm khác nhau và thẻ có thể được cấu hình để phản hồi sau các khoảng thời gian ngẫu nhiên. Rõ ràng là việc triển khai tính năng này trong phần mềm nhúng mang lại sự linh hoạt bổ sung.

　　Bộ phát đáp RFID ("Tag")

　　Thẻ RFID bao gồm một chip mạch tích hợp (IC) lưu trữ thông tin duy nhất về đối tượng được gắn thẻ (chẳng hạn như dữ liệu EPC), ăng-ten (thường là các mẫu mạch in), năng lượng tần số vô tuyến nhận được từ đầu đọc và truyền thông tin và vỏ chứa các thành phần thẻ. Cần nhớ rằng thuật ngữ "đối tượng" trên có thể áp dụng cho bất kỳ thứ gì khác nhau, từ hàng nhà máy đến động vật đến con người. Khoảng cách từ thẻ đến đầu đọc là một biến số hệ thống quan trọng và bị ảnh hưởng trực tiếp bởi công nghệ ghi nhãn. Nhãn có thể thụ động, chủ động hoặc bán chủ động.

　　Thẻ thụ động

　　Thẻ thụ động là loại đơn giản nhất. Năng lượng RF được gửi bởi đầu đọc được cung cấp năng lượng đặc biệt; chúng không có pin tích hợp, vì vậy chúng có thể rẻ, mạnh mẽ về mặt cơ học và rất nhỏ (ví dụ, kích thước bằng hình thu nhỏ). Tuy nhiên, thẻ thụ động có phạm vi đầu đọc đến thẻ hạn chế vì công suất nhận được phụ thuộc vào khoảng cách vật lý của chúng với đầu đọc RFID.

　　Phạm vi của liên kết cũng bị ảnh hưởng bởi tần số RF đã chọn. Thẻ tần số thấp (LF) thường sử dụng phần 125 kHz đến 135 kHz của phổ; Do phạm vi hạn chế, chúng chủ yếu được sử dụng để kiểm soát truy cập và đánh dấu động vật. Thẻ tần số cao (HF) chủ yếu hoạt động ở băng tần 13.56 MHz, với phạm vi cho phép là vài feet. Chúng thường được sử dụng để đọc đối tượng một-một đơn giản, chẳng hạn như kiểm soát truy cập, sạc và theo dõi các vật dụng di động như sách thư viện.

　　Mặt khác, thẻ UHF hoạt động ở tần số từ 850 MHz đến 950 MHz và có phạm vi khá xa — 10 feet trở lên. Ngoài ra, vì băng thông khả dụng có thể rộng hơn, người đọc có thể truy vấn nhiều nhãn này cùng một lúc, thay vì thực hiện đọc thẻ một-một ở tần số thấp hơn. Tính năng này giúp giảm thiểu nhu cầu sử dụng nhiều đầu đọc trong một khu vực cụ thể, làm cho thẻ UHF trở nên rất phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp để theo dõi và kiểm soát hàng tồn kho. Tuy nhiên, thẻ UHF không thể thâm nhập vào chất lỏng một cách hiệu quả, đây là một nhược điểm lớn, khiến chúng ít hữu ích hơn đối với các vật chứa đầy chất lỏng như đồ uống và con người. Để theo dõi các mục này, nhãn HF thường được sử dụng.

　　Trong một cuộc khảo sát nhà cung cấp nhãn thụ động năm 2004, giá của nhãn UHF dự kiến sẽ đạt 16 xu cho mỗi nhãn vào năm 2008, giảm từ 57 xu vào năm 2003 - tiếp tục làm cho các mặt hàng dán nhãn trở thành một phương pháp hiệu quả về chi phí để theo dõi tài sản và hàng tồn kho.

　　Nhãn bán hoạt động

　　Giống như thẻ thụ động, thẻ bán chủ động phản ánh năng lượng RF (thay vì truyền) nó trở lại đầu đọc thẻ để gửi thông tin nhận dạng. Tuy nhiên, các thẻ này cũng chứa pin cung cấp năng lượng cho IC của chúng. Điều này cho phép một số ứng dụng thú vị, chẳng hạn như khi thẻ chứa cảm biến. Ngoài dữ liệu nhận dạng tĩnh, mỗi bộ phát đáp cũng có thể truyền các thuộc tính thời gian thực như nhiệt độ, độ ẩm và dấu thời gian. Bằng cách cấp nguồn cho các IC và cảm biến đơn giản chỉ sử dụng pin — không bao gồm bộ phát — thẻ bán chủ động đạt được sự đánh đổi giữa chi phí, kích thước và phạm vi.

　　Thẻ đang hoạt động

　　Bằng cách sử dụng pin tích hợp để cấp nguồn cho IC thẻ (cùng với bất kỳ cảm biến nào) và máy phát RF, các thẻ hoạt động tiến thêm một bước nữa. Bởi vì chúng tự cấp nguồn, chúng có thể hoạt động trên phạm vi đầu đọc đến thẻ rộng hơn (lên đến 100 mét trở lên), điều này cũng có nghĩa là hàng hóa có thể đi qua đầu đọc nhanh hơn so với thẻ thụ động hoặc bán chủ động. Hệ thống. Ngoài ra, thẻ hoạt động có thể mang nhiều thông tin sản phẩm hơn mã EPC.

　　Mặt khác, pin rút ngắn tuổi thọ của các thẻ hoạt động và làm tăng chi phí và kích thước của chúng. Thẻ hoạt động thường hoạt động ở các băng tần công nghiệp, khoa học và y tế (ISM) 433 MHz và 2,4 GHz, có sẵn ở hầu hết các khu vực trên toàn thế giới. Do đó, khi ngày càng có nhiều sản phẩm tiêu dùng không dây xuất hiện trong các mô-đun Bluetooth và 802.11 ® dựa trên 2,4 GHz, sự tồn tại chung của các thẻ hoạt động với các thiết bị này đã trở thành một vấn đề quan trọng.

　　Kiến trúc phần mềm cho đầu đọc RFID

　　Sau khi giới thiệu các chức năng cơ bản của đầu đọc RFID, bây giờ chúng tôi xem xét cách triển khai đầu đọc bằng bộ xử lý hội tụ Blackfin. Ba yếu tố của kiến trúc phần mềm đầu đọc RFID là: giao diện máy chủ phụ trợ, phần mềm trung gian và thuật toán đọc thẻ giao diện người dùng. Mặc dù khác nhau, tất cả các yếu tố này của kiến trúc phần mềm có thể chạy đồng thời trên một bộ xử lý Blackfin duy nhất.

　　Máy chủ phụ trợ và kết nối

　　Thông thường, đầu đọc RFID bao gồm một thành phần mạng — có dây, ví dụ: Ethernet (IEEE 802.3), Ethernet không dây (IEEE 802.11a / b / g) hoặc ZigBee ™ (IEEE 802.15.4) — kết nối một sự kiện đọc RFID duy nhất với một máy chủ trung tâm. Máy chủ trung tâm chạy các ứng dụng cơ sở dữ liệu với các chức năng bao gồm khớp, theo dõi và lưu trữ. Nhiều ứng dụng cũng có chức năng "cảnh báo" (kích hoạt để sắp xếp lại chuỗi cung ứng và hệ thống quản lý hàng tồn kho, hoặc cảnh báo cảnh báo cho các ứng dụng bảo mật).

　　Nhân tiện, độc giả đang xây dựng xung quanh các bộ xử lý nhúng hiệu suất cao chạy μClinux (cũng là uClinux), có lợi thế rõ ràng so với những bộ xử lý không có khi giao tiếp với các máy chủ phụ trợ. Sự hiện diện của ngăn xếp TCP/IP mạnh mẽ và tính khả dụng của các công cụ cơ sở dữ liệu SQL làm giảm đáng kể gánh nặng tích hợp chính trong quá trình phát triển.

　　Phần mềm trung gian

　　Thuật ngữ phần mềm trung gian được sử dụng trong RFID có một số định nghĩa khác so với việc sử dụng nó trong các hệ thống nhúng khác. Về RFID, phần mềm trung gian đóng vai trò là lớp chuyển đổi phần mềm giữa đầu đọc RFID front-end và hệ thống doanh nghiệp back-end. Phần mềm trung gian lọc dữ liệu từ đầu đọc và đảm bảo nó không đọc nhiều lần hoặc dữ liệu xấu. Trong các hệ thống RFID ban đầu, phần mềm trung gian chạy trên máy chủ, nhưng bây giờ việc lọc dữ liệu RFID thường xảy ra trên đầu đọc trước khi được gửi qua mạng doanh nghiệp. Chức năng bổ sung này là một lợi thế khác mà bộ xử lý nhúng mang lại cho không gian ứng dụng này.

　　Giao diện người dùng của đầu đọc

　　Quá trình lọc và xử lý tín hiệu chuyên sâu của hệ thống xảy ra ở cuối đầu đọc phía trước, yêu cầu các thiết bị có hiệu suất xử lý tín hiệu mạnh thường được kết hợp với bộ xử lý Blackfin.

　　Bộ chuyển đổi A / D và D / A: Bây giờ chúng ta đã có ý nghĩa chung của các thành phần hệ thống RFID, hãy tập trung vào kết nối từ góc độ của đầu đọc RFID. Để giao tiếp với tags, IC giao diện người dùng tín hiệu hỗn hợp (MxFE ®) tạo thành một giao diện quan tâm.

　　Thiết bị MxFE là một hệ thống con tầm trung phổ quát, bao gồm bộ chuyển đổi A / D và D / A, bộ khuếch đại tiếng ồn thấp, bộ trộn, mạch AGC và bộ lọc có thể lập trình. Luồng đầu ra của dữ liệu I&Q được kết nối trực tiếp với cổng song song của bộ xử lý. Các sản phẩm dòng IC MxFE của ADI tạo thành máy thu băng hẹp hiệu suất cao nhất, khiến chúng trở nên lý tưởng cho RFID và các ứng dụng khác.

　　Hình 2 cho thấy sơ đồ khối của một thiết bị MxFE điển hình.

　　Bộ xử lý vây đen cho các ứng dụng RFID

　　Bộ xử lý Blackfin cung cấp kết nối với cả mạng có dây và không dây. Một số bộ xử lý (chẳng hạn như ADSP-BF536 và ADSP-BF537) có 10 MAC Ethernet Base-T / 100-Base-T trên chip. Về mặt không dây, tất cả các bộ xử lý Blackfin có thể kết nối trực tiếp với chipset 802.15.4 ZigBee và IEEE 802.11 thông qua các thiết bị ngoại vi SPI ® và SPORT. Nó có thể đạt được tốc độ truyền tải mà không tiêu tốn toàn bộ băng thông bộ xử lý.

　　Ngoài ra, bộ xử lý Blackfin bao gồm các giao diện ngoại vi song song (PPI), có thể được kết nối trực tiếp với ADC và DAC, như đã đề cập ở trên. Một số bộ xử lý Blackfin bao gồm hai PPI có thể mở rộng hơn nữa các chức năng của hệ thống — ví dụ, cho phép máy ảnh được kết nối với đầu đọc RFID. Ngoài các ứng dụng RFID, các tính năng này của Blackfin đặc biệt hấp dẫn đối với các ứng dụng mã vạch 1D và 2D, vì Blackfin có thể thực hiện điều khiển hệ thống, kết nối mạng và xử lý hình ảnh trên cùng một thiết bị.

　　Đối với các ứng dụng RFID, đầu đọc RFID một cách truy vấn thẻ thường là đủ cho PPI. Đầu tiên, PPI được định cấu hình ở chế độ truyền, với bộ xử lý gửi trình tự kỹ thuật số đến DAC. Trình tự được truyền được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự, sau đó được chuyển đổi lên và gửi đi để kích thích / đánh thức thẻ RFID cục bộ, sau đó là phản hồi. Trong khi đó, PPI được cấu hình lại như một bộ thu trong một số lượng nhỏ xung đồng hồ hệ thống bộ xử lý (xem EE-Note 236), như thể hiện trong Hình 3. Bằng cách này, tín hiệu RF chuyển đổi xuống có thể được lấy mẫu bởi ADC và trực tiếp vào Blackfin. Trong sơ đồ này, thời gian giữa mỗi khoảng thời gian nhận (Rx) và gửi (Tx) được đo trong chu kỳ xung nhịp hệ thống. Thời gian trôi qua cho phép tín hiệu truyền đến tag và tag để truyền phản hồi.

　　Trong một số ứng dụng RFID, bản thân bộ xử lý Blackfin có thể đóng vai trò như một máy chủ - ví dụ, khi lưu trữ dữ liệu lớn và các hoạt động cơ sở dữ liệu là không cần thiết. Ví dụ, hãy tưởng tượng một bậc cha mẹ già đeo một chiếc vòng tay có thẻ, có thể được theo dõi bên trong nhà. Nếu không tìm thấy dấu hiệu hoạt động trong khoảng thời gian quy định, các cơ quan giám sát có thể cảnh báo bạn bè hoặc người thân đã đăng ký.

　　Các thành phần phần mềm tạo nên cơ sở hạ tầng đầu đọc RFID Blackfin có thể được tìm thấy trên trang web Blackfin.uClinux.org. Sản phẩm bao gồm các trình điều khiển cần thiết cho các giao diện với IC giao diện người dùng tín hiệu hỗn hợp, cũng như trình điều khiển DMA rất hữu ích khi di chuyển dữ liệu qua hệ thống. Một ngăn xếp mạng dựa trên μClinux và công cụ cơ sở dữ liệu SQL cũng có sẵn. Từ góc độ hệ thống, các tính năng khác (chẳng hạn như thẻ Wi-Fi 802.11, ổ USB và giao diện thẻ CompactFlash) có thể tích hợp với các thiết bị Blackfin rất nhanh chóng. Để biết thêm thông tin, vui lòng tham khảo http://blackfin.uclinux.org.

　　Ví dụ về hệ thống RFID

　　Hệ thống RFID có dây

　　Ứng dụng phổ biến nhất của RFID là quản lý tài sản, có thể theo dõi chuyển động của pallet trong kho bằng cách giảm thất thoát hàng tồn kho, loại bỏ lỗi giao hàng, cải thiện hậu cần phân phối và giảm thiểu tình trạng hết hàng. Hệ thống RFID trong các nhà kho lớn có thể theo dõi chuyển động của các pallet chất đầy hàng hóa từ khi vào kho đến khi rời đi. Các hệ thống như vậy dựa vào đầu đọc RFID cố định trong toàn bộ kho và tại các điểm vận chuyển đến/đi.

　　Là một phương tiện để đơn giản hóa cơ sở hạ tầng có dây, mạng Cấp nguồn qua Ethernet (PoE) là lựa chọn lý tưởng cho các loại ứng dụng này. IEEE 802.3a / f PoE xử lý các hệ thống mạng trong các ứng dụng công suất thấp. Hệ thống PoE (như trong Hình 4) bao gồm thiết bị cấp nguồn (PSE) và thiết bị cấp nguồn (PD). PSE cung cấp năng lượng cho các đường Ethernet, trong khi PD (cho mục đích này) hội tụ bộ xử lý mạng và các thành phần xung quanh của nó. PoE khuyến nghị chiều dài cáp tối đa là 100 mét, phù hợp với nhiều ứng dụng RFID nhúng vì tính di động tương đối của nó và loại bỏ chi phí liên quan đến việc lắp đặt cáp và ổ cắm AC truyền thống.

　　Ngoài phần mềm thu thập RFID, các bộ xử lý mạng hỗ trợ các ứng dụng RFID nhúng cũng yêu cầu đủ hiệu suất và tích hợp để xử lý các ngăn xếp IP nhiều lớp phức tạp. Bộ xử lý ADSP-BF537 Blackfin — bao gồm MAC Ethernet 10-Base-T / 100-Base-T — là một ví dụ tuyệt vời về sự tích hợp này. Ví dụ: nhiều thiết bị Ethernet PHY cung cấp các chân trạng thái khả năng ngắt khi trạng thái thay đổi. Tính năng này được tích hợp liền mạch với chức năng ngắt Blackfin, tạo ra một hệ thống mạnh mẽ, công suất thấp.

　　RFID không dây chi phí thấp

　　Máy quét cầm tay phù hợp với các ứng dụng như máy quét xe nâng hoặc thiết bị di động không thể thực hiện các hoạt động có dây hoặc PoE. Các giao thức không dây như IEEE 802.11b / g cho phép đầu đọc RFID kết nối với các điểm truy cập không dây, như trong Hình 5. Bộ xử lý Blackfin có thể được kết nối thông qua giao diện nối tiếp hoặc song song với chipset 802.11. Ngoài ra, do sức mạnh tính toán của chúng, các bộ xử lý này hỗ trợ cả triển khai MAC riêng biệt và MAC 802.11a/b/g đầy đủ. Ví dụ: tích hợp hệ thống của thẻ CompactFlash 802.11b có thể yêu cầu giao diện MAC đầy đủ thông qua cổng bộ nhớ không đồng bộ của Blackfin. Triển khai MAC phân chia thường sử dụng giao diện SPORT hoặc SPI — MAC dưới nằm trên chipset không dây, trong khi MAC trên chạy trong phần mềm Blackfin.

　　Mặc dù các yêu cầu ngăn xếp và xử lý của nó có thể dễ dàng xử lý trên bộ xử lý lõi đơn, nhưng các ứng dụng không dây đang kiểm tra ranh giới giữa hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng. Các tính năng quản lý năng lượng động sử dụng bộ xử lý hội tụ chi phí thấp (chẳng hạn như ADSP-BF531) cho phép quản lý năng lượng và cung cấp hiệu suất có thể mở rộng theo yêu cầu của ứng dụng. Các chế độ tiêu thụ điện năng động này được thiết kế để cung cấp cấu hình năng lượng và hiệu suất linh hoạt cho hầu hết mọi hệ thống mạng.

　　Hệ thống hiệu suất cao

　　Trong các ứng dụng mới nổi, công nghệ RFID kết hợp với các thiết bị khác, chẳng hạn như cảm biến sinh trắc học hoặc cảm biến hình ảnh CMOS. Như thể hiện trong Hình 6, trong các ứng dụng nâng cao về ủy quyền bảo mật và kiểm soát truy cập nhân sự, RFID được kết hợp với phân tích hình ảnh để đảm bảo rằng trong một môi trường an toàn, không chỉ có N người trong phòng mà tất cả đều là "nhân viên được ủy quyền".

　　Nhu cầu tính toán của các ứng dụng này rất phù hợp để xử lý các bộ xử lý nhiệt hạch lõi kép, chẳng hạn như ADSP-BF561. Các lõi xử lý bổ sung không chỉ tăng gấp đôi tải tính toán mà thiết bị có thể xử lý một cách hiệu quả; Nó cũng cung cấp một số lợi thế cấu trúc đáng ngạc nhiên, không rõ ràng lắm.

　　Theo truyền thống, bộ xử lý lõi kép sử dụng các tác vụ rời rạc và thường riêng biệt chạy trên mỗi lõi. Ví dụ: một lõi duy nhất có thể thực hiện tất cả các tác vụ liên quan đến điều khiển — chẳng hạn như kết nối mạng, giao diện với bộ nhớ dung lượng lớn, thu nhận RFID và điều khiển luồng tổng thể. Lõi này cũng là nơi hệ điều hành hoặc hạt nhân có thể cư trú. Trong khi đó, lõi thứ hai có thể được dành riêng cho khả năng xử lý cường độ cao của ứng dụng. Ví dụ: phần xử lý video của thuật toán nhận dạng con người có thể chạy trên lõi thứ hai và các gói kết quả có thể được chuyển đến lõi đầu tiên để truyền qua giao diện mạng.

　　ADSP-BF561 lõi kép bao gồm lệnh L1 tốc độ cao kép và bộ nhớ dữ liệu (mỗi cục bộ), cũng như bộ nhớ L2 được chia sẻ giữa hai lõi. Mỗi lõi có thể truy cập như nhau các thiết bị ngoại vi khác nhau — cổng video, cổng nối tiếp, bộ hẹn giờ, v.v. Như đã đề cập ở trên, một lõi của ADSP-BF561 quản lý các thành phần mạng và thu nhận RFID, trong khi lõi còn lại có thể được dành riêng cho hệ thống phân loại hình ảnh có khả năng phát hiện, phân loại và theo dõi các đối tượng theo thời gian thực.

　　μClinux

　　Hệ điều hành μClinux là một lựa chọn phổ biến tạo điều kiện kết nối mạng - thành phần phần mềm lớn nhất trong đầu đọc thẻ - cũng như các yêu cầu chính về độ bền và tuân thủ tiêu chuẩn. Khi đọc thẻ RFID, điều cần thiết là đảm bảo đáp ứng các yêu cầu theo thời gian thực. Vì bộ lập lịch μClinix không hoàn toàn theo thời gian thực, nó có thể được thay thế bằng bộ lập lịch thời gian thực ADEOS, có thể chặn an toàn các ngắt μClinux cho đến khi quá trình xử lý thời gian thực quan trọng hoàn tất. Điều này có nghĩa là phần mềm đầu đọc thẻ front-end có thể thực thi trong thời gian thực từ miền ADEOS, trong khi giao diện máy chủ phần mềm trung gian và phụ trợ có thể chạy trong môi trường μClinux truyền thống. Bộ phận này cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát thời gian thực đối với các ứng dụng của họ trong khi cho phép truy cập vào tất cả các lợi ích của phần mềm mã nguồn mở. Để biết thêm thông tin về μClinux hoặc ADEOS, vui lòng tham khảo BlackfinμClinuxWiki.

　　Hình 7 cho thấy bảng đánh giá ADI MxFE được kết nối với nền tảng phát triển Blackfin ADSP-BF537 STAMP, chạy mã trình điều khiển MxFE, hệ điều hành μClinux và ngăn xếp mạng TCP / IP.

　　Kết luận

　　Như chúng tôi đã chỉ ra, các ứng dụng RFID không còn yêu cầu bộ xử lý tín hiệu chuyên dụng cho giao diện ADC / DAC và bộ vi điều khiển cho mạng. Bộ xử lý kết hợp dòng Blackfin có thể xử lý mạng và điều khiển, cung cấp đủ hiệu suất cho các giao diện chuyển đổi và thuật toán khớp mẫu. Đổi lại, điều này có thể mang lại hóa đơn nguyên vật liệu với chi phí thấp hơn và thời gian đưa ra thị trường nhanh hơn cho làn sóng ứng dụng RFID tiếp theo.