论文部分内容阅读
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种具有安全性高、抗污染能力强、可重复使用、穿透力强、数据存储量大等优点的自动识别技术。超高频(Ultra High Frequency,UHF)射频识别技术和低频及中高频射频识别技术相比,具有体积小、速度高、识别距离远、数据率高的优势,受到国内外的广泛关注,具有广阔的市场前景。
UHF RFID技术的最大优势在于其大规模应用下能够极大提高生产效率和降低管理成本。低成本、低功耗的UHF RFID标签芯片是UHF RFID技术大规模应用的关键之一。本论文主要研究了UHF RFID标签芯片模拟前端电路的设计实现,重点关注如何降低功耗和成本,主要工作包括:
1.完成了无源UHF RFID标签芯片模拟前端的设计,该芯片在TSMC0.18μm混合信号CMOS工艺下流片。除去测试管脚和测试缓冲器(buffer)外,模拟前端加上数字基带部分的芯片面积为620×610μm2。在时钟频率为630KHz的条件下,除整流器功耗外,模拟前端测试功耗为3.10μW。
2.在模拟前端设计过程中,结合ISO/IEC18000-6B协议的特点,提出了一种低功耗、高精度、低成本的自校正时钟方案,有效地降低了芯片功耗和面积;对稳压器进行了改进,使其功耗和面积都比较小。
3.整个模拟前端采用了低电压设计,部分电路采用了低压MOS管,使整个模拟前端的工作电压低至0.97V。以此,降低芯片功耗,增大读写距离。
4.完成了标签芯片模拟前端电路的后端设计,并对电路进行了后仿真。
5.对标签芯片进行了测试,结果表明标签芯片的设计正确,并与他人成果进行性能比较与分析。
测试结果表明论文设计的标签芯片功能与预期一致,设计正确。经过与其他研究成果比较,本文的标签芯片在低功耗和低成本设计方面存在一定优势,可广泛应用在交通、物流领域需要的低成本、低功耗的标签芯片产品设计中。