一种无源RFID标签芯片的混合验证平台设计

无源RFID标签芯片需要通过电感耦合等方式从空间射频场中获取能量才能正常工作。因此在标签芯片设计、验证过程中必须构建一个射频天线测试模型来模拟其正常工作条件。针对一款13.56 MHz无源RFID标签芯片电路,充分利用射频天线测试模型,提出了一种应用于无源RFID标签芯片的数模混合验证平台设计。利用该平台可以完成芯片从前端到后端设计的验证,缩短RFID标签芯片的设计开发周期,提高设计的成功率。     

超高频RFID标签芯片射频电路的分析与测试(英文)

提出了一种应用于超高频(Ultra high frequency,UHF)射频识别(Radio frequency identification,RFID)标签芯片的射频测试技术。针对UHF RFID标签芯片射频电路的特殊工作方式,该技术可对芯片的输入阻抗和灵敏度进行准确测量,并同时完成芯片功能验证。与传统的RFID标签芯片射频测试技术相比,文中的方案利用商用阅读器和可调衰减器代替了高端或RFID专用测试设备,因此极大降低了测试成本。利用该测试方案,对已开发的UHF RFID标签芯片进行了测试与验证,并利用测试结果完成了折叠偶极子天线设计以实现芯片与天线之间的阻抗匹配。将芯片与天线组装成无源标签,其灵敏度可达-10.5 dBm。实验结果证明了该方案的正确性。     

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。     

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.     

ISO/IEC18000-6B标签逻辑电路低面积设计

简要介绍了射频识别技术(RFID)协议ISO/IEC 18000-6B的通信,并基于该协议用VHDL语言设计了标签的逻辑部分电路.设计时运用命令分类、实时处理、资源共享等技术减少硬件资源,在SMIC 0.18μm工艺下综合为24 791μm2,并用Primepower测得功耗约10.6μW.设计采用Xilinx的FPGA开发平台进行了验证,逻辑分析仪结果表明设计满足要求.该电路应用于ISO/IEC18000-6B协议下RFID标签的数字部分.     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

UHF频段无源RFID标签阅读距离影响因素分析

在物品识别领域,RFID技术应用的快速发展对RFID标签的读出距离不断提出新的要求.通过对增加UHF900 MHz频段无源电子标签阅读距离的主要方法的研究,着重从电子标签设计中的如下几个要素进行了探讨:天线及标签芯片阻抗匹配、天线及标签芯片的品质因数以及标签基底材料的选择.     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

基于MATLAB的RFID空中接口数据分析

通过MATLAB对实时频谱仪采集的RFID读写器与标签通信的射频信号原始数据样本离线读入,实现了对读写器命令、标签响应数据的时域、频域和解码分析,验证读写器、标签射频信号是否满足协议的一致性。由于仅使用了仪器采集的原始I/Q信号,具体分析工作通过MATLAB编程完成,最大程度地减少了对仪器的依赖,同时能针对不同空中接口协议适当修改源码,提高了读写器标签射频信号数据分析的灵活性。这种方法对分析不同的RFID空中接口数据具有较强的通用性。     

Analysis of RFID air interface data

通过MATLAB对实时频谱仪采集的RFID读写器与标签通信的射频信号原始数据样本离线读入,实现了对读写器命令、标签响应数据的时域、频域和解码分析,验证读写器、标签射频信号是否满足协议的一致性。由于仅使用了仪器采集的原始I/Q信号,具体分析工作通过MATLAB编程完成,最大程度地减少了对仪器的依赖,同时能针对不同空中接口协议适当修改源码,提高了读写器标签射频信号数据分析的灵活性。这种方法对分析不同的RFID空中接口数据具有较强的通用性。     

智能滑套内低频段RFID 标签识别率的研究

实际应用中智能滑套内低频段RFID 标签存在识别率低的问题,从射频识别技术的工作机理出发,借助MATLAB 仿真软件,对低频螺线管天线感应电压特性进行了仿真分析,讨论了读写器天线长度和内径对识别率的影响,提出了基于井下智能滑套的RFID 通信系统最佳天线部署。同时为减弱井下复杂工况环境对标签识别率的影响,设计了读写器天线自适应阻抗匹配系统,建立一套基于井下RFID 通信系统识别率的模拟试验平台,验证仿真设计结果的正确性。     

Reader Coverage Analysis for Multi-Carrier Passive UHF RFID Systems

Applications of passive radio frequency identification (RFID) systems have gained considerable attentions in recent years. Because a passive tag must obtain its operating power from a continuous wave transmitted from a reader in a conventional RFID system, reader coverage is limited. Thus, expanding reader coverage is a current goal in RFID research. In this work, passive tags are provided with additional operating power via continuous waves in multiple frequency bands. In an interrogation region, continuous wave emitters, which provide additional operating power to passive tags, are deployed according to the base station configuration in a cellular phone system. Because transmission power of continuous wave emitters must consider the reader command demodulation constraint and minimum operating power required by a tag, transmission power of continuous wave emitters must be chosen carefully. A method for analyzing reader coverage in multi-carrier passive UHF RFID systems is derived in this work. Assuming all tags are uniformly distributed in an interrogation region, the optimal continuous wave emitter transmission power that achieves the largest reader coverage can be analytically determined. Simulation results verify that continuous wave emitters with suitable transmission power expand reader coverage in a multi-carrier passive UHF RFID system. Additionally, adjusting reader power in the forward (reader-to-tag) link duration can loosen the reader command demodulation constraint and thereby further expand reader coverage.     

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。     

用于金属表面的UHF RFID标签天线优化设计

UHF RFID 标签天线置于金属表面会引起阻抗变化以及阻抗失配,因此为了减小金属表面的影响,提出一种用于金属表面的UHF RFID 标签天线阻抗匹配优化设计方法。首先在折叠偶极子天线臂上附加短路段来调整标签天线的输入阻抗,通过粗略调节短路段的位置使天线和RFID 标签芯片在金属表面达到阻抗的基本匹配,然后利用遗传算法优化得到天线最优的长度、宽度和短路段位置,使天线和RFID 标签芯片在金属表面达到准确的阻抗匹配。所设计天线阻抗及方向图的仿真和测试结果表明该优化设计方法能够使RFID 标签天线在金属表面正常工作。     

基于UVM的HIMAC验证平台的设计

HINOC是一种新型同轴电缆宽带接入技术.HINOC系统的媒质接入控制层核心模块HIMAC的功能验证是整个HINOC 2.0 SOC芯片验证工作的重要组成部分.围绕HIMAC模块的功能验证这一目标,基于通用验证方法学(UniversalVerification Methodology,UVM)机制设计实现了HIMAC模块的功能验证平台,阐述了该平台的结构和实现原理,并利用该平台实现了对HIMAC模块组帧拆帧功能的验证.采用UVM设计的验证平台可重用性强、自动化程度高、层次清晰,有效提高了验证效率,为HIMAC的全面验证和HINOC芯片设计打下了良好基础.     

An Ultra-Low-Power Long Range Battery/Passive RFID Tag for UHF and Microwave Bands With a Current Consumption of 700 nA at 1.5 V

We present for the first time, a fully integrated battery powered RFID integrated circuit (IC) for operation at ultrahigh frequency (UHF) and microwave bands. The battery powered RFID IC can also work as a passive RFID tag without a battery or when the battery has died (i.e., voltage has dropped below 1.3 V); this novel dual passive and battery operation allays one of the major drawbacks of currently available active tags, namely that the tag cannot be used once the battery has died. When powered by a battery, the current consumption is 700 nA at 1.5 V (400 nA if internal signals are not brought out on test pads). This ultra-low-power consumption permits the use of a very small capacity battery of 100 mA-hr for lifetimes exceeding ten years; as a result a battery tag that is very close to a passive tag both in form factor and cost is made possible. The chip is built on a 1-mum digital CMOS process with dual poly layers, EEPROM and Schottky diodes. The RF threshold power at 2.45 GHz is -19 dBm which is the lowest ever reported threshold power for RFID tags and has a range exceeding 3.5 m under FCC unlicensed operation at the 2.4-GHz microwave band. The low threshold is achieved with architectural choices and low-power circuit design techniques. At 915 MHz, based on the experimentally measured tag impedance (92-j837) and the threshold spec of the tag (200 mV), the theoretical minimum range is 24 m. The tag initially is in a "low-power" mode to conserve power and when issued the appropriate command, it operates in "full-power" mode. The chip has on-chip voltage regulators, clock and data recovery circuits, EEPROM and a digital state machine that implements the ISO 18000-4 B protocol in the "full-power" mode. We provide detailed explanation of the clock recovery circuits and the implementation of the binary sort algorithm, which includes a pseudorandom number generator. Other than the antenna board and a battery, no external components are used.     

RFID安全保密技术研究进展

文中首先概括了RFID系统的安全需求和需要保护的位置,然后介绍了RFID物理安全机制和基于密码技术的安全机制,包括kill命令、阻塞标签、夹子标签、假名标签、Hash-Lock协议、随机化Hash-Lock协议、Hash链协议等,并对其安全性进行了分析,分别指出其存在的安全威胁。