低压低功耗无源UHF RFID标签芯片模拟前端电路的设计

本文从设计符合EPCTM C1G2协议的超高频无源射频识别标签芯片的角度出发,对RFID标签芯片模拟前端电路进行设计.通过对各个关键电路的功耗与电源进行优化,实现了一个符合协议要求的低电压、低功耗的超高频无源RFID标签芯片的模拟前端.该UHF RFID标签模拟前端设计采用SMIC 0.18 μm EEPROM CMOS工艺库.仿真结果表明,标签芯片模拟前端的整体功耗控制在2.5 μW以下,工作电源可低至1 V,更好地满足了超高频无源射频识别标签芯片应用需求.     

UHF RFID标签芯片模拟射频前端设计

对射频识别标签芯片系统结构及工作原理进行分析,设计应用于符合ISO18000—6C／B两种标准的UHFRFID标签芯片的模拟射频前端,主要包括整流电路、稳压电路、调制／解调电路、上电复位及时钟产生电路。模拟射频前端芯片采用TSMC0．18μm CMOS混合信号工艺流片验证。测试结果表明,所研制的模拟射频前端性能满足UHF RFID标签芯片系统要求。     

一种13.56MHz无源射频识别模拟前端的设计

提出了一种基于ISO/IEC18000-3协议的高频13.56MHz射频识别(RFID)标签芯片的模拟前端电路结构,采用Chartered 0.35μm EEPROM工艺进行流片验证。该芯片实现了无源RFID标签芯片通信时所需的整流、稳压供电、时钟恢复、信号解调以及副载波调制的全部功能。     

带新解调结构的UHF RFID标签低功耗模拟前端设计

基于ISO/IEC 18000-6C协议,对UHF无源电子标签模拟前端中的ASK解调电路、整流器、稳压电路等进行低功耗设计。解调电路中微分电路的加入扩大了解调电路工作范围,在解调电路近距离工作时,可以更有效地解调。整流电路采用了零阈值MOS管代替肖特基二极管,降低芯片成本。整流稳压电路可稳定地为芯片供电,供电电压2 V,建立时间仅为25μs。电路采用SMIC 0.18μm 2P4M CMOS工艺进行流片,芯片面积720μm×390μm。测试得到模拟前端整体工作电流仅2.4μA,标签工作距离大于7 m。     

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.     

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.     

基于0.13μm CMOS工艺的无源RFID标签模拟前端电路设计

设计了13.56 MHz频段无源射频识别电子标签的模拟前端电路,采用常规0.13 μm含EEPROM的CMOS工艺,设计了一种箝位电路,能够实现采用常规5 V器件耐射频识别芯片感应的高压功能,整个芯片实现了射频识别标签通信时所需的稳定电源电压提供、载波中信号的提取、芯片时钟恢复和反向调制信号发射的全部功能.     

射频识别芯片设计中时钟树功耗的优化与实现

UHF RFID是一款超高频射频识别标签芯片,该芯片采用无源供电方式,对于无源标签而言,工作距离是一个非常重要的指标,这个工作距离与芯片灵敏度有关,而灵敏度又要求功耗要低,因此低功耗设计成为RFID芯片研发过程中的主要突破点。在RFID芯片中的功耗主要有模拟射频前端电路,存储器,数字逻辑三部分,而在数字逻辑电路中时钟树上的功耗会占逻辑功耗不小的部分。本文着重从降低数字逻辑时钟树功耗方面阐述了一款基于ISO18000-6Type C协议的UHF RFID标签基带处理器的的优化和实现。     

一种RFID标签数字电路的ASIC设计与实现

结合UHF频段EPCGlobal Class0协议,设计出一种符合协议要求的被动式射频身份识别（RFID）标签的数字电路。对电路的框架设计和模块具体实现方法进行了详细阐述,基于Chartered 0．35um工艺标准单元库用Synopsys相关工具对该电路进行了前端综合和后端物理实现,并对电路的主要性能进行了简要的分析。仿真及测试结果表明该标签数字电路功能符合协议要求,与该协议下阅读器兼容。     

低功耗UHF频段RFID标签数字基带电路

通过对UHF频段EPC Global Class1 Generate2协议进行分析,详细论述了符合协议要求的被动式无源射频身份识别(RFID)标签的数字电路系统方案,并提出了一种新颖的、针对RFID标签的数字基带低功耗电路。在0.18 μm CMOS工艺环境下,使用Synopsys工具对电路进行前端综合和后端物理实现,同时对电路的功耗进行了简要的分析。仿真及测试结果表明,该标签数字基带电路功能符合协议要求。     

一种超低功耗无源超高频射频识别标签芯片的设计与实现

本文提出了一种符合ISO18000-6B协议的无源超高频射频识别标签芯片设计。该芯片包括了射频/模拟前端,数字基带和512比特的EEPROM存储器。采用肖特基二极管来提高整流器的功率转换效率。详细阐述了基于峰值电流源的参考电压源的设计,该电路结构简单,并且可以满足低压、低功耗的设计要求。为了降低功耗,模拟模块工作在1v以下电源电压,并采用了一些低功耗的设计方法进一步降低数字基带的功耗。整个标签芯片采用TSMC 0.18um CMOS工艺实现,芯片尺寸为800*800um2。测试结果表明芯片的总功耗为7.4uW,灵敏度达-12dBm。     

超高频RFID标签的数字电路设计

在研究读写器和射频标签通信过程的基础上,结合EPC C1G2协议以及ISO/IEC18000-6协议,采用VHDL语言设计出一种应用于超高频段的射频标签数字电路.对电路的系统结构和模块具体实现方法进行了描述.基于0.18 μm CMOS工艺标准单元库,采用EDA工具对电路进行了前端综合和后端物理实现.给出的仿真结果表明该电路符合协议要求,综合后的电路规模约为11000门,功耗约为35 μW.该电路可应用于超高频段的各种RFID标签的数字部分.     

低成本射频识别标签模拟前端分析与设计

提出一种新的低成本射频识别标签模拟前端,同时兼容ISO 14443A和ISO 14443B协议.相比于传统模拟前端,本设计采用面积更小的单线圈天线代替传统大面积多圈天线,使得标签的封装成本大幅度降低.考虑到单线圈天线的性能降低,设计了一个新的具有高效率低启动电压的电荷泵整流电路.整体电路采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺实现,测试结果显示电荷泵驱动120kΩ等效负载时,整流效率达到36%,输入交流幅度仅0.5V时,输出电压达到电路工作电压1V.标签的阅读距离可以达到22cm.     

低成本射频识别标签模拟前端分析与设计

提出一种新的低成本射频识别标签模拟前端,同时兼容ISO 14443A和ISO 14443B协议.相比于传统模拟前端,本设计采用面积更小的单线圈天线代替传统大面积多圈天线,使得标签的封装成本大幅度降低.考虑到单线圈天线的性能降低,设计了一个新的具有高效率低启动电压的电荷泵整流电路.整体电路采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺实现,测试结果显示电荷泵驱动120kΩ等效负载时,整流效率达到36%,输入交流幅度仅0.5V时,输出电压达到电路工作电压1V.标签的阅读距离可以达到22cm.     

2.45GHz电子射频标签模拟前端芯片的研制

分析了RFID系统的组成和基本原理,针对超高频EPC C1G2协议,提出半无源及有源电子标签前端结构及参考电路,包括整流器、偏置单元、上电复位、解调、反向散射调制、振荡器等部分.采用多种方法,极大程度上实现了电路整体的低功耗,并且采取了限幅、ESD电路,保障了电路的稳定性.采用标准CMOS工艺,设计出了低功耗、低电压工作的2.45 GHz射频模拟前端芯片电路,芯片在0.8～1.8 V电压内均可正常工作.芯片的静态工作电流为2μA,芯片工作时,平均工作电流约为65μA.     

基于EPC Class0协议超高频温度传感器无源电子标签

提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路的设计思路,结合900MHz超高频EPC Class0协议,提出电子标签结构及参考电路,包括射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化和存储器四部分组成。采用Chartered0.35μm CMOS工艺流片、测试。温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现,输出温度量化误差在0～90℃范围内为±2℃。芯片测试工作电流20.7μA(不包含存储器)。     

一种无源植入式神经刺激器中模拟前端的设计

设计了一种可应用于超高频无源植入式神经刺激器的模拟前端电路。对无源植入式芯片模拟前端的系统架构进行了论述,简述了前端架构中各个模块的工作原理,通过优化系统结构,减小了系统复杂度和版图面积。模块包括整流电路、电源管理电路、调制解调电路、上电复位电路和时钟产生电路。其中,整流电路工作时,效率可达到45%以上,并且能提供两种不同的工作电压。使用Cadence Spectre对设计电路进行仿真,并通过TSMC 0.35 μm BCD工艺进行流片验证。结果显示,该模拟前端的直流功耗为0.06 mW,芯片面积为0.4 mm²,可以满足植入式神经刺激器的要求。     

一种低功耗高动态范围的915MHz无源射频标签

设计了一种适用于NCITS-256-1999协议的915MHz无源射频只读标签.芯片具有低功耗、高动态范围的特点.1.6V电源电压下模拟前端的静态工作电流为1.6μA,芯片正常工作所需要的最小射频信号输入功率为45μW.芯片在0.18μm CMOS工艺下流片验证,测试结果表明,芯片能够很好地满足设计要求.     

一种低功耗高动态范围的915MHz无源射频标签

设计了一种适用于NCITS-256-1999协议的915MHz无源射频只读标签.芯片具有低功耗、高动态范围的特点.1.6V电源电压下模拟前端的静态工作电流为1.6μA,芯片正常工作所需要的最小射频信号输入功率为45μW.芯片在0.18μm CMOS工艺下流片验证,测试结果表明,芯片能够很好地满足设计要求.     

集成温度传感器的超高频无源电子标签芯片设计

提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路设计思路,针对900MHz超高频EPC Class0协议,采用多电压设计思想提出电子标签结构及参考电路,包括射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化、存储器四部分.采用Chartered0.35μm CMOS工艺库仿真.芯片工作电流15.4μA(不包括存储器),温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现,输出温度量化误差在-10~120℃范围内为±2℃.