无源超高频RFID多通信速率基带设计与实现

摘要

无源超高频射频识别(UHF RFID)技术具有作用距离远，识别率高等特点，已经成为各国关注的焦点，欧美等国已经提出了相关的协议标准，各大半导体公司也加快了对UHF RFID芯片以及解决方案的研发投入，可以预见该技术必将成为未来信息化、智能化社会建设的热点。无源超高频射频识别标签作为整个系统的数据载体，具有能量收集，协议分析，数据访问等功能，芯片的规模、功耗以及与协议的一致性成为芯片设计的关键问题。
　　 本文以ISO/IEC18000-6C标准协议分析为基础，重点分析了标签到询问机的通信协议规范，针对标签芯片基带设计中的难点：反向链接速率(BLF-Backscatter Link Frequency)问题，即标签的返回数据必须支持协议规定的从40～640KHz中的所有通信速率，本文提出了可行性设计方案解决多通信速率问题。通过对协议的深入分析，对基带标签功能、现有架构的研究，提出一种基于区间的分频方法用以解决多通信速率问题，在不修改已有架构的情况下，添加一个通信速率控制模块使问题得以解决，同时该方案的提出使得基带对时钟偏差不敏感，基带允许系统时钟可以有较大的偏差。整个设计采用基于Synopsys DesignCompiler的逻辑综合以及基于Synopsys Astro的物理综合，芯片采用TSMC0.18um低功耗工艺流片。最后通过对芯片样品的测试，测试结果表明采用BLF区间法可以实现协议规定多通信速率通信，同时验证了区间法的引入使得整个基带对时钟的偏差不敏感。