基于双向RSSI定位检测的有源标签数字电路后端设计

摘要

RFID技术是一种典型的射频定位技术，它通过射频信号与读写器进行非接触式通信，实现目标识别和定位探测。与条形码技术相比，RFID技术具有成本低、存储容量大、兼容性好等优点。近年来，随着物联网技术和应用的不断发展，作为其关键技术之一的RFID再次引起人们的极大关注。因此，深入挖掘RFID技术的潜能，并与物联网、无线传感网络等新兴技术相结合，必将对推动社会进步和国家经济建设作出重大贡献。
　　本文针对接收信号强度指示（RSSI）定位系统的精度和稳定性，提出一种基于有源RFID标签的双向RSSI定位监测方法。采用RSSI定位和空间分集接收理论分析了双向RSSI定位方法提高系统抗干扰能力的可行性，为标签电路设计提供了理论依据。在此基础上，基于ISO/IEC18000-4协议设计了双向RSSI定位检测的有源标签前端电路。然后重点阐述了电路的整个后端设计过程，其主要过程包括：后端设计的数据准备、芯片的布局规划、IP核及标准单元摆放、时钟树综合与优化、布局布线、可制造性设计（DFM）、寄生参数提取、静态时序分析、功耗分析、形式验证、物理版图验证DRC&LVS、FPGA验证与后仿真等。经过全部的后端设计检查之后，芯片的时序与版图DRC检查均得到修复。
　　最终得到的标签版图面积为1050×1050μm2，功耗为278μW。芯片通过仿真验证后，将由UMC0.18μm CMOS工艺流片。验证仿真结果表明，所设计芯片可完成8位RSSI信号收发的定位功能，达到了预期的功能要求。

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第一章 绪论

1.1集成电路产业发展机遇

1.2射频识别技术简介

1.3射频识别技术发展及所面临的挑战

1.4本论文结构安排

第二章 双向RSSI定位检测有源标签的数字电路基础

2.1 ISO/IEC 18000-4协议简介

2.2双向RSSI定位理论检测分析

2.3标签基带电路前端介绍

2.4基带电路的低功耗设计方案

第三章 标签数字电路的后端设计

3.1数据准备

3.2布图布局

3.3时钟树综合设计

3.4布线（Routing）

3.5可制造性设计（DFM）

3.6寄生参数抽取

3.7导出网表和GDSII文件

第四章 标签数字芯片的验证与仿真

4.1静态时序分析

4.2形式验证

4.3版图物理验证

4.4功耗分析

4.5 FPGA验证

4.6后仿真

4.7本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢