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UHF RFID技术是新兴发展起来的一种射频识别技术,通过非接触方式实现目标识别和数据交换,具有识别速度快、读写距离远等优点。目前,UHF频段的无源标签是国内外的研究热点,具有广阔的市场前景。
作为RFID系统的一个重要组成部分,标签已逐渐成为人们生活不可缺少的随身携带品。然而市场上已存的标签大多无可靠认证机制或采用低复杂度的加密引擎,标签内的信息容易被不法分子窃取和利用,消费者的安全得不到可靠保证。对RFID系统的阅读器与标签进行通信前互认证、使用加密算法保护标签的敏感数据提高了标签产品的性能,符合人们的安全需求。另外,无源标签依赖阅读器发送的电磁场获得能量而工作,读写距离直接与功耗相关,这就对标签的低功耗提出了挑战。
论文完成了UHF RFID系统中标签数字基带的设计与实现,主要工作包括:
1.对ISO/IECl8000-6B协议进行了分析,指出了协议中安全方面的不足,选择了将高级加密算法(AES)引入RFID应用,并提出了一种新的标签与阅读器问通信机制以保证RFID系统安全。
2.参照ISO/IECl8000-6B协议,综合考虑了RFID系统对标签的成本和响应时间等因素的约束,给出了安全的标签数字基带系统的架构及各功能模块的设计。
3.采用各种低功耗技术,包括降低时钟频率、时钟分频、降低电源电压、系统级动态功耗管理、信号门控等,以降低标签的功耗。
4.基于TSMC0.18μm混合信号CMOS工艺库,给出了标签数字基带的仿真结果和版图实现,并对标签芯片进行测试。
测试结果表明论文实现的标签芯片的功能与预期一致、设计正确。经过比较与分析,本文的标签芯片在安全和功耗方面要优于其它标签芯片,在技术上具有普遍的借鉴和参考价值,可应用于不停车收费以及其他对标签性能要求高的场合。