无源电子标签数字系统的低功耗设计

论文摘要

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术,利用无线射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据。RFID系统的电子标签具有可读写能力、可携带大量数据,同时具有难以伪造和智能性较高等优点,从而在社会各领域得到广泛使用。首先本文介绍了无源电子标签的基本概念、基本工作原理、结构和通信流程,并以低功耗为核心,设计了基于ISO/IEC14443—A协议的13.56M无源电子标签数字系统;其次在数字系统设计中,采用自顶向下的模块化设计思想,分别对数字基带信号调制解调模块、信道差错控制编解码模块、数据转换模块、FIFO缓冲接口接口模块、加解密模块和控制模块进行了设计,并获得了各个模块的面积和功耗;最后,对数字系统的各个模块和整个系统进行后仿真,并且采用Xilinx公司XC3C400芯片,对所设计标签的数字系统进行硬仿真,验证了逻辑功能的正确性。文中所设计标签芯片的数字系统具有低功耗、面积小和通信安全可靠等特点。研制结果表明,在采用中芯国际的0.35um工艺条件下,所研制芯片面积为12001.230000um~2,功耗为7.4342mW。与本实验室以前设计的无源电子标签数字系统比较,本文设计的标签芯片在面积和功耗方面得到了进一步的优化,分别降至原来的32.54%和24.1%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外发展及研究现状
• 1.3 研究内容与方法
• 1.4 论文结构
• 第二章 无源电子标签概述
• 2.1 无源电子标签的基本工作原理
• 2.2 无源电子标签的结构
• 2.3 无源电子标签的通信流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 无源电子标签数字系统的硬件设计
• 3.1 低功耗设计目标
• 3.2 无源电子标签数字系统的结构设计
• 3.3 无源电子标签数字系统的模块设计
• 3.3.1 数字基带信号调制解调模块的设计
• 3.3.2 信道差错控制编解码模块的设计
• 3.3.3 数据转换模块与FIFO缓冲接口模块的设计
• 3.3.4 加解密模块的设计
• 3.3.5 控制模块的设计
• 3.4 无源电子标签数字系统的总体设计
• 3.5 无源电子标签数字系统设计比较
• 3.6 本章小结
• 第四章 无源电子标签数字系统的验证
• 4.1 验证原理
• 4.2 软件验证
• 4.2.1 改进米勒码解码子模块的验证
• 4.2.2 曼彻斯特编码子模块的验证
• 4.2.3 奇校验子模块的验证
• 4.2.4 循环冗余校验子模块的验证
• 4.2.5 串并转换子模块的验证
• 4.2.6 并串转换子模块的验证
• 4.2.7 FIFO缓冲接口模块的验证
• 4.2.8 系统的验证
• 4.3 FPGA验证
• 4.3.1 FPGA验证流程
• 4.3.2 FPGA对无源电子标签数字系统的验证
• 4.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢