基于SOPC的射频卡实时消费记录系统设计

　　2．3 SD卡的软件设计

　　在SOPC builder中对SPI核进行相应的配置后，通过写一些驱动函数就可以对外围的SD卡进行读写操作了，这些读写操作只是简单的对某个数据扇区进行读写操作，目的是测试底层通信是否正确。操作流程如图4所示。

　　SD卡的底层通信测试正确后，我们只是把SD卡当做一块大容量的Flash在用，为了让时序写入SD卡中的信息在PC中可以直接显示，我们就要移植文件系统。目前流行的FAT文件系统模块主要有：周立功公司的ZLG／FS、美国Micrium公司的UC／FS、SourceForge．net网站上发布的开源项目efsl(Embeded File System Library)以及日本电子爱好者设计并维护的FATFS文件系统模块。由于FATFS具有开源、免费、高效等特点，并且相对其他文件系统模块成熟一些。

　　在我们项目中用到了FatFS Module，FatFS Module是一个小型嵌入式系统下的FAT文件系统模块，其代码完全兼容ANSI C，而且与硬件平台无关，可以简单方便的移植到8051、PIC、AVR、SH、Z80、H8、ARM等MCU上，而不要做任何修改。FatFs有FatFs、Tiny-FatFs和Petit-Fat Fs 3个版本，FatFs适合比较大的RAM的设配；Ting-FatFs适合小RAM的系统，比如单片机，代价是更慢的读写速度和更少的API函数；Petit-FatFs适合8位处理器，占用极少的RAM，只对单文件进行读写操作。

　　各个层的作用：硬件抽象层完成NIOS2处理器对SD卡控制器相应寄存器的设置，把对SD卡的操作抽象为对相应的寄存器的操作；CRC校验层实现了CRC校验，对命令和响应使用CRC7校验，对数据采用CRC16校验；命令层定义了各种命令和响应，以向SD卡发送命令的函数为基础，实现了读写SD卡内部寄存器等功能；操作函数接口层向FatFS文件系统提供操作SD卡的函数，包括：SD卡初始化、读单块数据、读多块数据、写单块数据、写多块数据、获取SD卡信息等函数；Disk I／O层起到一个桥梁作用，提供的函数都是在SD卡的函数基础上编写的；FatFS Mod ule层为应用程序提供函数。

　　FatFS Moudle移植只需对diskio．c、ff.h和integer．h进行相应的修改。diskio．c需要对6个接口函数进行编程，Disk_initialize、Disk_statue、Disk_read、Disk_write、Disk_ioct1和Get_fattime；ff．h需要根据处理器的类型进行设置；integer．h需要对数据类型进行修改以匹配处理器。

　　2．4 射频卡实时消费记录系统软件设计

　　通过对上面各个模块的设计，结合各个模块的操作，我们就可以把各个模块整合成一个完整的系统。

　　3 上位机设计

　　上位机部分主要是对射频卡进行操作，图7为上位机的界面。

　　在我们项目中为了方便与上位机之间通信测试，在写FM1702SL的驱动函数时，设置默认密码为6个F，操作扇区为第1扇区(扇区号从0开始算起)，对块1进行写操作。例如，对卡进行充值操作，前2个字节是任意的，第3个字节和第4个字节是金额，Ox****2710这个2710表示的十进制为10 000，对应的金额为100．00。

　　4 结束语

　　本系统采用FPGA为开发平台，对用户刷卡消费的记录写入到SD卡中，便于客户对消费记录的核对，具有实际商业价值。随着电子系统向SOC方向发展，采用FPGA的系统设计将得到更加广阔的发展。