一种基于FPGA的RFID无线通信系统的实现

　　1．2．2 NRF905配置与工作过程

　　nRF905的所有配置都通过SPI接口进行。SPI接口由5个寄存器组成，一条SPI指令用来决定进行什么操作。SPI接口只有在掉电模式和Standby"模式是激活的。

　　其中SPI接口的5个寄存器分别为：

　　(1)状态寄存器：寄存器包含数据就绪DR和地址匹配AM状态。

　　(2)RF配置寄存器：寄存器包含收发器的频率、输出功率等配置信息。

　　(3)发送地址：寄存器包含目标器件地址，字节长度由配置寄存器设置。

　　(4)发送有效数据：寄存器包含发送的有效Shock Burst数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。

　　(5)接收有效数据：寄存器包含接收到的有效ShockBurst数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。在寄存器中的有效数据由数据准备就绪DR指示。

　　ShoekBurst技术使nRF905能够提供高速的数据传输，而不需要高速控制器来进行数据处理或时钟覆盖。通过将与RF协议有关的高速信号处理放到芯片内，nRF905提供给应用控制器一个SPI接口，速率由微控制器自己设定的接口速度决定。nRF905通过ShockBurst工作模式在RF以最大速率进行连接时降低数字应用部分的速度来降低在应用中的平均电流消耗。在ShockBurst RX(接收)模式中，地址匹配AM和数据准备就绪DR信号通知控制器一个有效的地址和数据包已经各自接收完成。在ShockBurst TX(发送)模式中，nRF905自动产生前导码和CRC校验码，数据准备就绪DR信号通知控制器数据传输已经完成。

　　1．3 SPI模块

　　1．3．1 SPI总线介绍

　　SPI(Serial Parallel Bus)总线是Motorola公司提出的一个同步串行外设接口，容许CPU与各种外围接口器件，以串行方式进行通信。它使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入／从机输出线(MISO)、主机输出／从机输入线(MOSI)、低电平有效的使能信号线(SS)。这样，仅需3～4根数据线和控制线即可扩展具有SPI接口的各种I／0器件。

　　SPI总线模式的数据是以字节为单位进行传输的(一次传输可以传多个字节)，每字节为8位，每个命令或者数据块都是字节对齐的(8个时钟的整数倍)。数据按位传输，高位在前，地位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到每秒几兆比特。SPI接口是以主从方式工作的，这种模式通常有一个主器件和一个或多个从器件。在本文设计的无线通信系统中，由FPGA实现的SPI总线接口模块为主机，NRF905的SPI模块为从机。

　　SPI时序模式的选择：

　　SPI接口有4种不同的数据传输时序，取CPOL和CPHL这两位的组合。CPOL是用来决定SCK时钟信号空闲时的电平；CPOL=O，空闲电平为低电平，CPOL=1时，空闲电平为高电平。CPHA是用来决定采样时刻的，CPHA=0，在每个周期的第一个时钟沿采样；CPHA=1，在每个周期的第二个时钟沿采样。

　　图2为NRF905的SPI接口的时序图，由此本文设计的SPI工作模式是在CPOL=O，CPHA=O这种时序下。