一种适用于射频电子标签的超低功耗嵌入式EEPROM

采用Chartered 0.35μm EEPROM工艺设计并实现了一个适用于无源射频电子标签的256位超低功耗EEPROM存储器.芯片实现了块编程和擦写功能,并通过优化敏感放大器和控制逻辑的结构,实现了读存储器时间和功耗的最优化.最后给出了芯片在编程/擦写/读操作情况下的功耗测试结果.在电源电压为1.8V,数据率为640kHz时,EEPROM编程/擦写的平均功耗约为68μA,读操作平均功耗约为0.6μA.     

适用于无源射频标签的低功耗单栅非挥发性存储器

针对低成本、低功耗无源射频电子标签,采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺设计实现了单栅、576bit的非挥发性存储器.存储器单元基于双向Fowler-Nordheim隧穿效应原理并采用普通的pMOS晶体管实现;编程/擦写时间为10ms/16bit.芯片实现块编程和擦写功能,通过提出一种新型的敏感放大器而实现了读功耗的优化.在电源电压为1.2V,数据率为640kHz时,读操作平均消耗电流约为0.8μA.     

适用于无源射频标签的低功耗单栅非挥发性存储器

针对低成本、低功耗无源射频电子标签,采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺设计实现了单栅、576bit的非挥发性存储器.存储器单元基于双向Fowler-Nordheim隧穿效应原理并采用普通的pMOS晶体管实现;编程/擦写时间为10ms/16bit.芯片实现块编程和擦写功能,通过提出一种新型的敏感放大器而实现了读功耗的优化.在电源电压为1.2V,数据率为640kHz时,读操作平均消耗电流约为0.8μA.     

应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM

基于350 nm 2-poly 3-metal EEPROM工艺,设计了一种应用于低频无源RFID的低成本2 kbit EEPROM存储器。在保证存储容量能满足大多数使用场景的情况下,通过优化Dickson电荷泵和读出电路的结构,实现电路版图面积的最小化,从而对整体电路实现低成本设计。优化后的Dickson电荷泵能实现10μs内从3.3 V到16 V的稳定升压,且功耗为334μW;读出电路基于检测NCG器件阈值电压的方式实现存储逻辑值的判别,该方法不需要能提供高精度电流的基准电路和具有高增益的灵敏放大器,有效降低了整体电路的面积。低成本2 kbit EEPROM的工作电压为3.3 V,能实现32位并行输入和1位串行输出,芯片总面积仅为0.14 mm²,有效降低了低频无源RFID设计复杂度和制造成本。     

声表面波射频识别无源电子标签

简述声表面波射频识别无源标签的原理与特点,介绍了434 MHz和915 MHz标签的试验结果:工作频率915 MHz、434 MHz,码容量>1 000,读写距离0.5~5 m。讨论了声表面波标签研究过程中的一些技术关键。     

UHF RFID无源标签的芯片供电机理

介绍了UHF RFID无源标签的供电特点,即采用无线功率传输供电,或利用片上储能电容充放电实现对芯片电路供电。同时为保证通信需求,应该做到充电与放电供需平衡,可取的设计是将标签所接收的射频能量大部分用于浮充供电;为集中更多能量用于浮充供电,应当尽量减少射频能量的其它应用消耗,包括接收时段的解调解码、应答时段的调制和发送。     

车辆管理RFID电子标签内存规划研究

射频识别以其非接触、自动采集的技术优势在社会公共涉车管理系统中得以迅速发展,为统筹多类涉车行业的共性和特性管理业务的资源划分,基于ISO/IEC18000-6B协议对车辆电子标签的内存规划进行研究分析。充分考虑信息完整性、资源节省性和技术前瞻性,结合现行车辆社会公共管理章程,采用字典算法对存储信息进行编码,确定存储信息内容、存储信息所需内存资源和存储位置,并为隐私信息和安全加密信息规划出相应内存资源。     

A low power CMOS compatible embedded EEPROM for passive RFID tag

A 512-bit low-voltage CMOS-compatible EEPROM is developed and embedded into a passive RFID tag chip using 0.18 μm CMOS technology. The write voltage is halved by adopting a planar EEPROM cell structure. The wide Vth distribution of as-received memory cells is mitigated by an initial erase and further reduced by an in-situ regulated erase operation using negative feedback. Although over-programmed charges leak from the floating gates over several days, the remaining charges are retained without further loss. The 512-bit planar EEPROM occupies 0.018 mm² and consumes 14.5 and 370 μW for read and write at 85 °C, respectively.     

超高频无源电子标签芯片的模拟电路设计

电子标签芯片是无线射频识别(RFID)技术的核心,其模拟电路的设计十分关键。基于ISO/IEC18000-6C标准,以设计出符合标准的标签芯片为设计目标,超高频(UHF)无源电子标签芯片模拟电路被提出。它分为电源产生电路、调制解调电路以及上电复位模块等模块。设计结果表明,设计的电路具有很高的整流效率,满足了设计需求。     

低频低功耗无源RFID模拟前端设计与分析

介绍了一款低频低功耗无源射频识别(RFID)技术芯片模拟前端的设计.详细介绍了低频RFID模拟前端的整体结构和主要模块.通过对低功耗带隙基准的设计,产生合适的偏置电压,为其他模块提供偏置,以此来限制其他模块的功耗,达到降低整个模拟前端功耗的目的.通过对高性能解调电路的设计,提高解调精度,保证通信过程准确.芯片采用0.35 μm标准CMOS工艺设计和制作,实际测试结果显示,在要求的最远通信距离时,芯片依然可以正常工作,表明该设计满足实际要求.     

Low‐Power 512‐Bit EEPROM Designed for UHF RFID Tag Chip

In this paper, the design of a low‐power 512‐bit synchronous EEPROM for a passive UHF RFID tag chip is presented. We apply low‐power schemes, such as dual power supply voltage (VDD=1.5 V and VDDP=2.5 V), clocked inverter sensing, voltage‐up converter, I/O interface, and Dickson charge pump using Schottky diode. An EEPROM is fabricated with the 0.25 μm EEPROM process. Power dissipation is 32.78 μW in the read cycle and 78.05 μW in the write cycle. The layout size is 449.3 μm × 480.67 μm.     

一种时间高效的易于实现的多标签射频识别技术

多标签碰撞问题严重影响射频识别RFID系统的识别效率.在研究子帧观测机制的基础上,针对常规动态帧时隙Aloha多标签防碰撞算法存在的复杂度高、时间效率低等问题,提出了一种基于子帧的动态帧时隙Aloha算法,其在识别过程中采取设定的子帧观测,运用空闲与碰撞时隙数的关系估计剩余标签数,再依据预估的结果优化设置新的帧长,显著提升了大容量多标签RFID系统的识别效率.该算法的运算复杂度低、计算量小,易于在常规RFID读写器中实现,工程应用前景广阔.仿真结果表明：同传统的Aloha类防碰撞算法相比,提出的算法具有复杂度低、稳定好、识别效率高等优势.     

用于RF ID的EEPROM技术及IP设计

设计了一个1 kb EEPROM IP电路,包括1.2μm EEPROM工艺和EEPROM IP电路的设计。通过对电路结构的改进和对电路的优化设计,达到了低压低功耗的要求,并可以在较大的电压范围内工作。采用与CMOS工艺兼容的1.2μm EEPROM工艺进行流片,降低了生产成本,适用于RF ID系统。     

低功耗RFID的公钥密码系统实现

安全性是RFID系统继续扩大应用的一个重要障碍。为提高RFID系统的安全性,给出了一种基于公钥密码体制NTRU的实现。并针对RFID标签芯片成本低、计算能力弱、获取能量少的特点,在设计中面向计算时间、小面积和低功耗优化。实现中采用了门控时钟,预计算等措施,使最终电路总计占用2837个等效逻辑门,在时钟频率为500kHz时,电路的功耗为13.68μW。最后给出了与传统密码体系的对比,分析了采取措施的效用。     

无源电感耦合式RFID读写器天线的优化设计

天线设计技术是射频识别的关键技术,本文确定了基于最大磁感应强度B、最大天线的耦合因子k和最小安培匝数意义下的最优天线半径.并采用优化设计的方法确定了天线的其他参数.对射频识别的天线设计从电磁场理论角度进行了研究,使天线耗材少,能耗低,传输效率高.其结果与实际系统中根据经验选取天线线圈半径相一致.其研究结果与实验进行的125KHz实际系统的天线设计结果吻合.     

用于手术剪的超高频无源小型化RFID标签天线设计

为了加强对医疗器械的跟踪管理,尤其是对手术前后手术剪数量的有效监测,设计了一款可应用于手术剪的超高频(UHF)无源小型化射频识别(RFID)标签天线。该标签天线采用集总元件加载技术以及短路技术方法实现了天线的小型化设计。通过对电容容值以及天线结构尺寸的调整,可实现对标签天线谐振频率以及标签天线特性阻抗的调节。标签天线结构参数经仿真优化,最终设计尺寸为6 mm×3 mm×1 mm。标签嵌入手术剪中的最大读取距离为1.2 m。根据仿真结果对天线加工并对实物进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。     

一种应用于EEPROM的片上电荷泵电路设计

设计了一种应用于EEPROM的片内电荷泵电路系统。该电路基于Dickson电荷泵结构,通过使用稳定的参考电压驱动压控振荡电路,从而产生了占空比小于50%的精确时钟,提高了电荷泵升压速度;通过使用调压电路,限制并稳定了输出电压。HSPICE仿真结果显示:在5 V电源电压下,时钟频率高达2.085 MHz。电荷泵仅需要56.256μs就可以输出15.962 V的高压。电荷泵的电压上升时间快,性能优越。     

Multi-Value Voltage-to-Voltage Converter Using a Multi-Stage Symmetrical Charge Pump for On-Chip EEPROM Programming

A fully integrated multi-stage symmetrical structure chargepump and its application to a multi-value voltage-to-voltage converterfor on-chip EEPROM programming are presented. The multi-valuevoltage-to-voltage converter is designed to offer two output voltages,power supply and triple power supply alternatively, which is neededfor a memory array. A dynamic analysis of the multi-stage symmetricalstructure charge pump and an optimization design in terms of circuitarea are also given. The circuit is implemented in a 1.2 CMOSprocess and the measurement results show that a voltage pulse as shortas 5 s with a rise time of 3 s is obtained. For a 5 V powersupply and with a resistive charge of 100 k, the programmingoutput voltage can reach as high as 11 V and output current forprogramming is over 110 A, which are high enough to program thememory cell.     

用于手术刀的抗金属无源RFID 标签天线设计

为了加强对医疗器械的跟踪管理,尤其是对手术前后手术刀数量的有效监测,设计了一款可应用于手术刀的小型化超高频(UHF)抗金属射频识别(RFID)标签天线。该天线采用短路短截线结构,可嵌入金属或贴敷于金属表面。标签天线由辐射面、短路短截线、金属地面以及标签芯片构成,通过采用高介电常数介质基板达到天线小型化的目的,通过对天线辐射面、短路短截线及开口尺寸的调整,可实现对天线谐振频率以及天线特性阻抗的调节。天线总体尺寸为66mm×5mm×0.8mm。标签天线嵌入手术刀柄中最大读写距离为1m。根据仿真优化结果加工制作天线实物,该标签天线的测试数据与仿真结果比较吻合,测试结果表明该天线可应用于手术刀。     

一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路

提出了一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路.通过引入一个使用亚阈值技术的基准源,电路实现了温度补偿,从而使得系统时钟在～40～100℃的范围内保持稳定.在模块设计中,提出了一些新的电路结构来降低系统功耗,其中包括一种零静态功耗的上电复位电路和一种新的稳压电路.该射频/模拟前端电路采用不带肖特基二极管0.18μm CMOS EEP-ROM工艺流片实现,它与数字基带、EEPROM一起实现了一个完整的标签芯片.测试结果表明,该芯片的最低电源电压要求为0.75V.在该最低电压下,射频/模拟前端电路的总电流为4.6μA.