无线射频识别（RFID）应答芯片的研究和设计实现

摘要

RFID技术是一个崭新的技术应用领域，它不仅涵盖了射频技术，还包含了射频技术、密码学、通信原理和半导体集成电路技术，是一个多学科综合的新兴学科。RFID芯片具有数据量大，保密性高，抗干扰能力强，识别时间短，费用较低等优点，具有很好的应用前景。RFID技术已经在保险系统、收费站点、射频识别标签和读写装置等领域广泛使用，准备接替目前许多人工完成的工作程序。　　本文首先介绍了非接触式IC卡技术的基本原理，研究了RFID系统数据传输的基本理论，重点阐述了RFID系统中编码解码的基本原理及其实现方式，以及调制解调的基本原理及其实现方式。　　接着，介绍了RFID系统中数据的完整性和安全性问题，数据的完整性主要通过奇偶校验和CRC校验来实现，数据的安全性主要通过三次来回的验证(ISO/IEC9798-2)和DES来保证，还阐述了射频识别(RFID)卡的安全保护策略。　　然后，介绍了RFID系统中的反碰撞问题，包括阅读器碰撞和标签碰撞，讨论了几种反碰撞算法，在芯片主要实现了二进制搜索算法。　　最后，对无线射频识别(RFID)应答芯片的整体设计实现作了阐述，设计实现了RFID应答芯片数字逻辑部分的12个模块，混合仿真了射频部分、数字逻辑部分和存储部分共同协作能力，综合和验证了整个RFID应答芯片，完成了整个芯片的前端设计。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题背景和意义

1.2国内外应用和研究状况

1.3本文的主要工作

第二章编解码和调制解调

2.1 RFID系统的工作原理

2.2编解码原理及其实现

2.2.1编解码的原理

2.2.2编解码的实现

2.3调制解调原理及其实现

2.3.1调制解调的原理

2.3.2调制解调的实现

2.4本章小结

第三章数据的完整性和安全性

3.1数据的完整性

3.1.1奇偶校验

3.1.2循环冗余校验(CRC)

3.2数据的安全性

3.2.1 ISO/IEC 9798-2

3.2.2 DES算法及其实现

3.3射频识别(RFID)卡的安全保护

3.3.1 RFID芯片的硬件安全设计

3.3.2 RFID芯片的应用程序的安全设计

3.3.3卡片安全机制

3.4本章小结

第四章RFID系统中的反碰撞问题

4.1阅读器碰撞问题

4.1.1频率范围

4.1.2干扰

4.1.3阅读器之间的频率干扰

4.1.4多阅读器与标签之间的干扰

4.2标签碰撞问题

4.3反碰撞算法

4.3.1动态ALOHA算法

4.3.2二进制搜索算法

5.3.3彩波(COLORWAVE)算法

4.4本章小结

第五章RFID应答芯片设计的前端实现

5.1总体设计

5.2硬件结构

5.1.1射频部分

5.1.2数字逻辑部分

5.1.3存储部分

5.3测试与仿真

5.2.1射频部分的仿真

5.2.2数字逻辑部分的仿真

5.2.3用Nanosim+VCS进行数模混合仿真

5.4综合与验证

5.3.1综合

5.3.2静态时序分析(STA)

5.3.3形式验证

5.5本章小结

总结和展望

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文

致谢