文档介绍：2010 年 11 月
西
安
邮
电
学
院
学
报
N ov. 2010
第 15 卷第 6 期
JO U RN AL O F XI A N U NI VERSIT Y O F P OST S A N D T EL ECO M M U N ICA T IO NS
Vo l 15 No 6
无源超高频 RFID 时钟不敏感基带设计与实现
1
1, 2
( 1. 陕西省物联网实验研究中心, 陕西西安
710071;
2. 西安电子科技大学微电子学院, 宽禁带半导体材料与器件重点实验室, 陕西西安
710071)
摘要: 为提高无源超高频 R FID 电子标签的性能, 针对通信过程中标签解码对时钟精度要求严格以及反向散射编码
需实现多通信速率的特点, 提出一种对时钟精度相对不敏感的基带设计方法。通过区间分段的分频控制方法实现
多通信速率的控制, 采用相对比值解码的方法解决对基带时钟精度要求严格的问题。该设计实现了通信速率从
40K H z 到 640K H z 的动态覆盖, 满足 ISO / IEC18000 6C 协议中对反向链路频率的规定, 同时整个基带对系统时钟
的偏差不敏感, 可以工作在一个动态系统时钟下, 为进一步降低系统时钟进而降低功耗奠定了基础。该设计最终
采用 T SM C 180nm CM OS 工艺实现流片, 测试结果与设计结果相吻合, 具有良好的性能。
关键词: 超高频; 射频识别; 时钟; 多通信速率; 基带
中图分类号: T N202
文献标识码: A
文章编号: 1007 3264( 2010) 06 0108 05
0
引言
1
与时钟要求分析
无源超高频射频识别( U H F RFID) 技术以其远
距离、高速度和低成本的优势, 已经成为 RFID 技术
的研究热点, 随着集成电路技术的不断发展, 芯片面
积的不断减小, 芯片成本的不断降低, 其必将成为
信息社会建设的一项基础技术。
按照 ISO/ IEC18000 6C 协议要求, 标签反向链
接频率 BLF( Backscatter Link Frequency) 由读写器
[ 1]
通常由环形振荡器电路[ 2 3] 构成, 受能量稳定性、工
1. 1 解码对时钟的要求
基带接收来自射频前端解调恢复出来的 PIE
格式命令, 从中解码出命令参数。PIE 数据格式如
图 1 所示。除定界符外, 所有的命令参数均以上升
沿开始, 下一个上升沿结束, 同时也是另一个参数的
开始, 命令参数的时间长度携带着命令参数信息。
基带通过系统时钟对命令相关参数段进行计数, 并
对计数值进行判断恢复出数据。表 1 为解码过程中
需要获得的命令参数以及参数功能描述。
艺偏差、电路复杂度、功耗等的影响, 其频率以及精
表 1
命令参数
确度都受到限制
[ 4]
。这就给基带的 PIE 码字解析
参数
描述
以及时钟分频得到正常数据返回率带来很大障碍。
尽管关于 U H F RFID 标签芯片设计已有不少文章,
但是, 针对数据返回时钟生成的文章却鲜有见之, 但