符合ISO18000-6 type C标准的RFID电子标签数字电路设计

论文摘要

近年来,射频识别（RFID）技术因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它涵盖了射频技术、密码学、通信原理和半导体集成电路技术,是一个多学科综合的新兴学科。RFID芯片具有快速扫描、体积小型化、形状多样化、抗污染能力和耐久性、可重复使用、穿透性和无屏障阅读、数据的记忆容量大、安全性等优点,具有很好的应用前景。本文主要是对基于ISO/IEC 18000-6TypeC标准的RFID电子标签数字电路进行设计。论文首先介绍了射频识别系统的概念、优点、工作频段、发展历史及发展前景。然后重点介绍了射频识别技术的工作原理和标准,主要对ISO/IEC 18000-6中的TypeC标准进行了介绍。此后,介绍了低功耗设计方法,本设计主要采用门控时钟结构来降低功耗。接着,介绍了RFID电子标签数字电路的整体框架,并对其中的各个模块进行了详细说明,主要包括通信控制模块、时钟产生和时钟管理模块、上电复位模块、编码模块、解码模块、公用寄存器模块、命令比较器、CRC校验与产生模块、主状态机、命令处理模块、存储器、随机数产生器和槽计数器,并采用verilog代码实现其功能,此后采用Synopsys公司的Design vesion进行综合和时序、功耗的分析,最后采用Astro进行布局布线,生成GDSII版图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 RFID系统简介
• 1.2 RFID优点
• 1.3 RFID的工作频段
• 1.4 RFID 工作原理
• 1.5 RFID技术的发展状况及前景展望
• 第二章 标准介绍及RFID系统工作原理
• 2.1 标准概述
• 2.1.1 物理层
• 2.1.2 标签识别层
• 2.2 命令的类型和命令的结构
• 2.2.1 命令格式
• 2.2.2 命令应答的格式
• 2.3 防碰撞
• 2.4 基于ISO/IEC 18000-6C标准的RFID系统工作原理
• 2.4.1 电子标签工作状态
• 2.4.2 一个标签和一个阅读器通信
• 2.4.3 一个标签和多个阅读器通信
• 2.4.4 多个标签和一个阅读器通信
• 2.4.5 标签存储器的逻辑映射
• 第三章 数字电路的低功耗设计的研究
• 3.1 CMOS电路功耗的来源
• 3.2 低功耗设计方法
• 第四章 RFID标签的数字电路的设计
• 4.1 RFID电子标签整体结构
• 4.2 RFID电子标签数字电路设计
• 4.2.1 通信控制模块
• 4.2.2 时钟产生和时钟管理模块
• 4.2.3 上电复位模块
• 4.2.4 编码模块
• 4.2.5 解码模块
• 4.2.6 公用寄存器模块
• 4.2.7 命令比较器
• 4.2.8 CRC校验与产生模块
• 4.2.9 主状态机
• 4.2.10 命令处理器
• 4.2.11 存储器
• 4.2.12 随机数产生器
• 4.2.13 槽计数器
• 第五章 仿真、综合及测试结果
• 5.1 ModelSim功能仿真结果
• 5.2 Design Vision综合后的功耗分析
• 5.3 Astro布局布线结果
• 5.4 ModelSim后仿结果
• 5.5 FPGA测试结果
• 第六章 小结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢