标签芯片电路设计论文提纲

论文题目：面向国标GB/T 29768超高频RFID标签芯片的数字集成电路设计

摘要：射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）技术广泛应用于物流领域、智能交通领域、食品安全溯源、仓储管理、医疗卫生、防伪等诸多领域,被视作21世纪最具前景的技术之一。UHF RFID无源标签具有低成本、低功耗、远距离读写、高安全性和可靠性的特点,因而备受青睐。国内UHF RFID市场前景巨大,但缺乏自主知识产权和技术应用创新,并且大多数核心技术掌握在国外厂商手中,这大大限制了国内UHF RFID产业的发展。因此,我国首个UHF RFID国家标准—《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》确立后,研究基于该标准的UHF RFID标签芯片数字集成电路具有十分重要的意义。基于此背景,本文对基于国标GB/T 29768-2013超高频RFID的标签芯片数字基带电路的关键技术进行了研究。论文首先概述了RFID技术的研究背景和国内外研究现状,然后介绍了UHF RFID技术的基本原理和标签芯片的构架,并且对国标协议进行了详细分析,包括物理接口层、链接时序、防碰撞机制、安全鉴别等方面。为了追求标签的远距离识别的目标,本文分析了CMOS电路的功耗产生机理和电子标签工作能量特性。在此基础上提出了标签芯片的数字基带电路低功耗系统构架,并根据国标GB/T 29768-2013协议的规定,对系统中各个模块进行了设计和功能仿真。最后采用Synopsys公司的Design Compiler工具对RTL级代码设计进行逻辑综合,并且采用台积电提供的工艺进行了芯片的版图设计与物理验证后进行了成功流片,最终数字基带电路版图面积为1080um*480um。从测试结果表明,本文设计的标签芯片支持国标协议所有强制命令,能够实现盘存、读写操作、对称加密双向鉴别等功能,其功能和性能指标基本符合预期设计要求。

关键词：射频识别;国标;标签芯片;数字集成电路

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 RFID技术的研究背景

1.2 国内外RFID的发展现状

1.2.1 RFID技术产业发展与应用

1.2.2 RFID标准现状

1.3 本论文研究意义与研究内容

1.4 论文组织结构

第二章 RFID技术基本原理与协议分析

2.1 UHF RFID系统的理论基础

2.2 UHF RFID系统能量传输与工作距离分析

2.3 UHF RFID标签芯片组成

2.4 国标GB/T 29768-2013协议分析

2.4.1 物理接口层

2.4.2 链接时序规定

2.4.3 防碰撞机制

2.4.4 标签存储区

2.4.5 安全鉴别协议

2.5 国标协议与 6C比较

2.6 本章小结

第三章 标签芯片数字集成电路关键技术研究

3.1 CMOS电路功耗产生机理

3.2 数字集成电路的低功耗设计方法

3.3 电子标签工作能量特性分析

3.4 数字基带电路低功耗的系统构架

3.5 本章小结

第四章 超高频RFID标签芯片数字基带电路设计

4.1 数字基带电路的工作流程

4.2 帧数据处理电路设计

4.2.1 解码器模块

4.2.2 编码器模块

4.2.3 循环校验模块

4.3 输入输出预处理

4.3.1 输入预处理模块

4.3.2 输出预处理模块

4.4 命令处理电路设计

4.4.1 状态控制模块

4.4.2 防碰撞模块

4.4.3 读写控制模块

4.4.4 延迟控制模块

4.5 时钟生成模块

4.6 加/解密模块

4.7 功耗管理模块

4.8 数字基带电路整体仿真与FPGA验证

4.9 本章小结

第五章 逻辑综合与版图设计

5.1 逻辑综合

5.2 版图设计与物理验证

5.3 本章小结

第六章 芯片测试

6.1 测试方案

6.2 测试内容

6.3 测试平台及测试流程

6.4 测试结果

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献