无源超高频电子标签芯片数字基带的设计与实现

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1、学校代码10530学号201330101211分类号TN4密级硕士学位论文无源超高频电子标签芯片数字基带的设计与实现学位申请人郑妙霞指导教师唐明华教授学院名称物理与光电工程学院学科专业电子科学与技术研究方向专用集成电路设计与系统应用二零一六年五月十日DesignandImplementationofDigitalBasebandforPassiveUHFRFIDTagsCandidateMiaoxiaZhengSupervisorProfessorMinghuaTangCollegeFacultyofPhysicsandOptoelectronicsEngineeringProgramDe

2、signofIntegratedCircuitSpecializationElectronicScienceandTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2016湘潭大学学位论文原创性声明，本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的南究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签

3、名：曰期；Ｍ炸占月曰钟雜１学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行、。检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文涉密论文按学校规定处理。？作者签名：曰期年月曰ｔ／导师签名：日期：名年／月日摘要物联网作为近年来的新兴产业，带动了射频识别技术(RFID)的发展，使得RFID技术应用到更广阔的范围。为实现对物体的智能管理，将为每个物体分配一个电子标签。电子

4、标签中具有一定的存储空间，可用于存储和管理物品的信息。通过RFID自动识别技术，读写器可以获取电子标签芯片中存储的物品信息，并将收集到的物品信息提供给后台管理系统，这样便可以实现对物品的自动识别和信息交互。数字基带作为电子标签芯片中核心部件之一，不仅直接决定了电子标签芯片的功能完整性，而且也直接影响电子标签芯片的主要性能指标。本文设计了一款数字基带，符合国家标准《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》的要求，具有低功耗的特点，应用于无源超高频电子标签芯片。本文首先介绍了电子标签芯片的发展趋势，重点介绍了电子标签芯片发展过程存在的相关问题，分析了国内外电子标签性的设计现状和存在的

5、安全问题、功耗问题以及通信标准问题。为了更全面的阐述数字基带的工作环境和条件，详细介绍了RFID系统的结构，数字基带的设计以国家标准为框架展开。在通信协议的基础上，对数字基带的设计提出了指标性的要求，以模块化设计为主要方法，对数字基带进行设计。采用FPGA原型验证作为硬件验证手段，对所设计的数字基带加以验证。验证结果表明，数字基带一共十个模块，各个模块相互协调完成对信号接收、处理和发送的工作。对数字基带的逻辑综合进行相关分析和完成综合后的验证。在确保综合生成的网表文件通过功能验证后，对数字基带的物理设计进行相关的分析和完成物理设计后的验证，最终确定数字基带的版图。低功耗作为数字基带一个重要

6、的性能。整个数字基带设计的过程中从系统级、结构级和寄存器传输级(RTL)代码设计三个层次进行低功耗设计，具体有模块化设计、多时钟域设计、流水线设计、RTL代码优化等方法。2数字基带的实现工艺是TSMC0.18μm，综合后的面积约为42347μm，约24980门，总动态功耗1.79μW；版图面积为58320μm，总动态功耗为2.23μW。所设计的数字基带适用于国家标准，功能正确，且功耗较低。关键词：UHFRFID；国家标准；数字基带；低功耗IAbstractInternetofThingsasanemergingindustryinrecentyears,itsboomingpromotes

7、thedevelopmentofradiofrequencyidentification(RFID)technology,theRFIDtechnologyisappliedtoawiderrange.Inordertorealizetheintelligentcontrolofthings,everythingincontrolcanhaveaRFIDtag,whichkeepsinformationofthing.R