文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
非接触电子标签芯片的前端设计
姓名:黄涛
申请学位级别:硕士
专业:微电子与固体电子学
指导教师:邹雪城
20050501
摘要
本文在详细研究了电子标签的相关技术的基础上讨论了一种工作在
符合 ISO15693 标准的电子标签芯片的设计方案首先根据市场需求分析对标签芯
片的进行了功能定义然后对芯片进行模块划分接口定义接着对各个子模块分别
进行设计仿真最后将所有的模块进行混合仿真完成芯片的前端设计标签芯片可
以分为模拟前端数字控制存储单元三个大的结构模块模拟前端参考同类芯片的
设计经验结合自底向上的原理图输入设计方法对各个子模块进行设计并采用
SMIC µm CMOS 工艺在 Cadence Spectre 中进行了仿真验证数字部分的设计遵
循结构化的设计原则先进行模块划分然后用 Verilog 语言完成各个模块的 RTL 级
的描述并在 Modelsim 中进行了功能仿真本文顺序介绍了模拟前端数模接口
数字控制模块的设计方案并对一些关键模块和电路进行了详细的讨论论文的最后
详细分析了射频识别中采用的通信可靠性措施
由于标签是无源的工作电源全靠无线的载波提供而这种方式能够获取的能量
是很有限的所以标签芯片必须具有低功耗的特性由于标签对成本很敏感而成本
又与标签面积息息相关所以标签芯片只能消耗很小的面积我们的设计始终以降低
功耗和节省面积为指导原则采取了多电源供电多时钟工作等措施来降低芯片的功
耗在设计数模接口时在满足功能的前提下尽量采用最简单的电路结构来节省芯
片的面积

关键词射频识别电子标签负载调制脉冲位置编码
时钟恢复 CRC 防冲突

I
Abstract
Based on the deep study of the technologies about the tag, this thesis presents a design
scheme of the tag IC operating at , according to ISO15693. After finishing the
functional specification of the tag, we partitioned the chip IC into sub-modules, defined the
interfaces, and then designed the sub-modules individually; finally, we simulated all blocks
together and finished the front end design of the tag IC. The tag chip can be partitioned into
three functional blocks which are RF front end module, digital control module and Memory.
The direct schematic design of some sub circuits had also been conducted in reference to
other function-like circuits, using the “Bottom-to-up” methodology. Digital block was
partitioned into hierarchy modules firstly, the RTL coding of sub-modules have been
simulated in ModelSim. The thesis presented the scheme of RF front end, interface, digital
module, and analyzed the pivotal module and circuit in detail. The last chapter discussed
the reliability method that RFID system takes.
For the tag IC, it is hard to gain enough power from the carrier wave, so the Tag IC
must have the feature of low power. To reduce the cost, the tag IC can not consume more