文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
高频RFID标签芯片低功耗基带控制器的研究与设计
姓名:谭波
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:邹雪城
20080520
摘要
射频识别技术(RFID)是随着通信技术和集成电路技术的发展与成熟而逐渐兴
起的一项自动识别技术,被广泛应用于物流、商品零售、生产管理等领域。随着技
术的不断发展,给 RFID 技术的研究和开发提出了更高的要求。本文针对 RFID 标签
芯片的低成本、低功耗的局限性,在低成本、低功耗基带控制器设计方面展开研究。
首先,本文介绍了 CMOS 数字集成电路中功耗的来源,综述了低功耗设计的基
本方法及不同设计阶段的低功耗设计技术。
其次,对标签芯片中各部分电路的功耗进行了分析,提出了一种新颖的低成本、
低功耗基带控制器的实现架构,并对该架构的特点进行了分析。
接着,针对基带控制器的设计要求,结合研究 MHz 射频识别通信协议标
准 ISO/IEC 15693,详细研究了时钟管理模块、通信同步模块、协议处理相关模块和
存储器接口模块的关键设计技术。
最后,完成了一款符合协议的基带控制器的设计,并讨论了芯片的综合实现策
略,建立了 FPGA 原型验证平台,并最终完成了芯片的物理设计。
仿真结果表明基带控制器的设计符合协议的要求。基带控制器测试芯片采用
SMIC µm 嵌入式 EEPROM 工艺流片,芯片的核心电路面积仅为 × mm2,
通过使用 Synopsys 公司的 piler 分析,芯片的工作功耗仅为 µW,通
过与其它公开发表的成果进行对比表明,本文的设计达到了低成本、低功耗的设计
目标。

关键词: 射频识别,低功耗,低成本,标签芯片,基带控制器,ISO/IEC 15693
I
Abstract
Radio Frequency Identification (RFID), as an automatic identification technology, is
developed with the maturity munication technology and large scale integrated
circuits, and is widely used in many kinds of application fields. As RFID edge closer
towards wide-spread deployment, a low-cost and low-power tag es a central
concern, which is according to the application demands. The focus of this paper is to
design such a baseband controller.
Firstly, based on the study of power resource of CMOS digital IC, power estimation,
mon low power methods and many power optimization strategies are
presented in this thesis. Secondly, a novel architecture of the low-cost and low-power
baseband controller is proposed on the basis of discussion on the power consumption of
the tag chip’ponents, and its characteristics are analyzed. Then, for the design goal,
ISO/IEC 15693 RFID protocol are carefully studied, and the key point techniques of
sub-modules are presented, which lay on the baseband controller of MHz tag.
Finally, the baseband controller of a high frequency RFID tag chip is explored depending
on the protocol. And the means of synthesis