超高频RFID标签数字电路的低功耗设计

无源标签的识别距离主要与功耗有关,因此降低标签的功耗成为设计者重点关注的目标。采用门控时钟、算法优化、行波计数器、低阈值电压以及功耗管理单元等低功耗技术,对基于ISO/IEC 18000-6C标准协议的超高频RFID标签芯片的数字电路进行功耗优化。仿真结果显示,在1.8 V工作电压下,电路功耗为12.3 μW,与优化前电路相比,功耗优化率达43.6%,有效降低了标签数字电路的功耗。     

UHF RFID标签基带处理器的低功耗设计

随着超高频RFID标签的应用越来越广泛,在提高其性能上的需求也越来越迫切.对于无源标签,工作距离是一个非常重要的指标.要提高工作距离,就要降低标签的功耗.着重从降低功耗方面阐述了一款基于ISO18000-6 Type C协议的UHF RFID标签基带处理器的设计.简要介绍了设计的结构,详细阐述了各种低功耗设计技术,如动态控制时钟频率、寄存器复用、使用计数器和组合逻辑代替移位寄存器、异步计数器、门控时钟等的应用.结果证明,这些措施有效地降低了功耗,仿真结果为在工作电压为1 V,时钟为2.5 MHz时,功耗为4.8 μW;目前实现了前三项措施的流片,测试结果表明工作电压为1 V,时钟为2.5 MHz时,功耗为8.03 μW.     

用于UHF RFID标签芯片的时钟源电路设计

设计了一种用于UHF RFID标签芯片的低功耗时钟源电路。该时钟源电路采用弛豫振荡器结构,振荡周期由电阻和电容定义。振荡器工作在电源电压1 V,偏置电流100 nA时,功耗为0.9 μW,工作温度范围为-20 ℃～80 ℃,频率偏离1.92 MHz小于3%,电路设计符合UHF RFID标签系统要求。     

一种用于UHF RFID标签的超低功耗数字处理机设计

A new architecture of digital processors for passive UHF radio-frequency identification tags is proposed. This architecture is based on ISO/IEC 18000-6C and targeted at ultra-low power consumption. By applying methods like system-level power management, global clock gating and low voltage implementation, the total power of the design is reduced to a few microwatts. In addition, an innovative way for the design of a true RNG is presented, which contributes to both low power and secure data transaction. The digital processor is verified by an integrated FPGA platform and implemented by the Synopsys design kit for ASIC flows. The design fits different CMOS technologies and has been taped out using the 2P4M 0.35 μm process of Chartered Semiconductor.     

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。     

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.     

无源超高频RFID传感器的低功耗基带电路设计

给出了一个集成温度传感器的无源超高频RFID标签的数字基带电路设计.该标签是基于MIT AUTO-ID中心的Class 0协议设计的.首先从理论上进行分析,然后采用了多种低功耗技术来降低芯片的总功耗.给出了设计、实现、验证的完整流程,用了FPGA开发板验证了设计原型,并且用Chartered半导体公司的1P4M0.35μm工艺流片成功.在2V的电源电压下,除去存储器的逻辑部分电路的功耗为8.9 μW.     

一种新型低功耗UHF RFID标签数字基带

设计了一款符合EPC C1 G2/ISO 18000-6C协议的超高频射频识别标签数字基带处理器。采用新型数字基带结构,并运用门控时钟、异步计数器和多种低频时钟协同工作等多种低功耗设计方法,降低了标签芯片的功耗和面积。在TSMC 0.18 μm标准CMOS工艺下流片,数字基带处理器版图面积为0.14 mm²,数字部分平均功耗为14 μW。     

一种用于UHF RFID标签的低功耗PIE解码与BLF生成电路

提出了一种全新的低功耗PIE(Pulse Interval Encoded)解码及反向散射链路频率BLF(Backscatter Link Frequency)生成电路,用于符合EPC Gen2协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片。该电路在读写器发送命令时,产生控制信号。所产生信号控制两个积分器生成三个比较电压,并通过两个比较器进行比较,完成对PIE信号的解码;同时控制另一积分器,产生参考电压,控制弛张振荡器生成符合协议要求的BLF。基于TSMC0.18μm CMOS工艺的仿真结果表明,本文所提出电路在1V工作电压下功耗为1.36μW,采用该结构的芯片可以提高工作距离以及读取速率。     

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。     

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.     

低功耗UHF RFID标签基带处理器的ASIC实现

设计并实现了一种新颖的超高频RFID标签的基带处理器.该标签以ISO/IEC 18000-6C协议为基础,但在反向链路通信方面,在原协议FM0编码/Miller调制副载波的基础上增加了扩频编码的实现,目的是提高反向链路的通信信噪比.该设计支持协议要求的所有11条强制命令的读写操作,概率/分槽防冲突算法,以及对存储器的读写操作.设计中采用了低功耗技术,显著降低了芯片的平均功耗和峰值功耗.芯片采用0.18 μm6层金属CMOS工艺进行流片,面积为0.5mm2.测试结果表明,芯片消耗功耗约为16μW,最低工作电压为1.04 V.     

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.     

小型化低剖面UHF RFID抗金属标签天线设计

针对超高频抗金属射频识别(RFID)标签的小型化和低剖面需求,提出了一种可用于金属表面的超高频RFID标签天线,其尺寸为50 mm×20 mm×0.9 mm。该设计采用CST MWS软件进行建模仿真,分析了嵌入式馈电结构尺寸变化和矩形开槽尺寸变化对标签天线输入阻抗的影响,并调整相应参数以达到标签天线输入阻抗与芯片阻抗的共轭匹配。实测结果表明,标签天线输入阻抗与芯片阻抗匹配良好,在910 MHz处有最大实测阅读距离为4.3 m,且具有小尺寸和低剖面,可应用于物流、医疗、零售等多种领域的金属场景。     

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。     

UHF频段RFID标签天线的小型化设计

提出了一种UHF频段的小型化标签天线,采用紧凑的弯折偶极子形式,通过附加一种新的T型阻抗匹配环结构,得到了非常好的阻抗匹配效果。针对Alien Higgs2型标签芯片,芯片的阻抗为7.4-j113Ω,天线在915 MHz工作频率下的输入阻抗为7.40Ω+112.98Ω,两者实现了较好的共轭匹配。天线整体平面尺寸为20 mm×60 mm,比常见的弯折偶极子结构标签天线的尺寸缩减了25%。天线的S11<-3 dB的工作频段为884 MHz到958 MHz,覆盖了74%的UHF频段,最大增益为0.94dBi。结果表明该天线具有良好的辐射性能,具有低损耗、小型化的优点。     

一种宽频带UHF RFID标签天线的研究与设计

文章以宽频带UHF RFID标签天线的设计为研究对象,设计并仿真了一款工作在920MHz的电子标签天线。天线的尺寸为80mm 44mm,在反射系数-24dB的带宽可达160MHz,方向性比较好。同时标签天线结构简单,采用的制作材料也很大降低了其生产成本。