符合ISO-IEC 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶系統(tǒng)ASIC設(shè)計(jì).pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)是目前信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的重要趨勢，被稱為計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)成為了市場最為關(guān)注的技術(shù)。
　　 近年來射頻識(shí)別技術(shù)的研究和開發(fā)也正突飛猛進(jìn)的發(fā)展，RFID閱讀器在射頻識(shí)別系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，它是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備。UHF(超高頻)

2、頻段是RFID應(yīng)用最廣泛的頻段，其最新的協(xié)議是EPC global C1G2，已被國際標(biāo)準(zhǔn)組織納入ISO/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)外的產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界都致力于單芯片的UHF RFID閱讀器系統(tǒng)的開發(fā)，而將數(shù)字基帶模塊與模擬射頻模塊集成的SoC單芯片的UHF RFID閱讀器產(chǎn)品還很少。本文主要研究了可應(yīng)用于單芯片UHF RFID閱讀器SoC系統(tǒng)中的UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)的電路設(shè)計(jì)、FPGA驗(yàn)證及ASIC設(shè)

3、計(jì)。
　　 本文的主要研究目標(biāo)和研究成果如下：
　　 1)完善了基于ISO/IEC18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，發(fā)送鏈路采用PIE編碼方式，數(shù)據(jù)速率為40kbps，發(fā)出I/Q兩路正交信號(hào)供模擬射頻模塊ASK調(diào)制，接收采用FM0譯碼方式，數(shù)據(jù)速率為80kbps，接收標(biāo)簽返回的經(jīng)模擬射頻模決ASK解調(diào)的信號(hào)；
　　 2)為實(shí)現(xiàn)SoC單芯片UHF RFID閱讀器，在現(xiàn)有研究結(jié)果的基

4、礎(chǔ)上，提出增加串口控制器來實(shí)現(xiàn)閱讀器數(shù)字基帶與外部控制器之間的通信，可以在PC端通過UART串口通信控制RFID閱讀器數(shù)字基帶的工作方式，包括狀態(tài)機(jī)的跳轉(zhuǎn)，指定發(fā)送命令及發(fā)送數(shù)據(jù)等，使本文設(shè)計(jì)的閱讀器可以適應(yīng)多種不同的應(yīng)用場合；標(biāo)簽返回的信息可以發(fā)送到PC上實(shí)時(shí)顯示，且可以存儲(chǔ)下來；
　　 3)將UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶FPGA實(shí)現(xiàn)與閱讀器射頻、模擬電路搭建板級(jí)電路，與天線和標(biāo)簽組成測試系統(tǒng)，閱讀器數(shù)字基帶控制UHF RF

5、ID閱讀器系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)通過天線發(fā)送給標(biāo)簽，并能收到標(biāo)簽反射回來的信號(hào)，成功對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行訪問；
　　 4)在對(duì)UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶進(jìn)行RTL設(shè)計(jì)和FPGA驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，采用CMOS0.13μm RF數(shù)?；旌瞎に囈约皹I(yè)內(nèi)先進(jìn)的EDA工具進(jìn)行了從綜合、形式驗(yàn)證、靜態(tài)時(shí)序分析到布局布線的ASIC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，PR后的網(wǎng)表提取寄生參數(shù)做后仿真和靜態(tài)時(shí)序驗(yàn)證sign-off，生成符合流片需要的GSDII文件，芯片面積為2*2mm2；

6、r>　　 5)在ASIC前端設(shè)計(jì)以及物理實(shí)現(xiàn)的過程中，引入了多種先進(jìn)的低功耗設(shè)計(jì)方法，如門控時(shí)鐘等，使UHF RFID數(shù)字基帶功耗比之前降低了50％。
　　 本文所設(shè)計(jì)的UHF RFID數(shù)字基帶可形成一款I(lǐng)P，應(yīng)用于SoC單芯片RFID閱讀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究中，為深入研究RFID技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
　　 本論文研究受“核心電子器件、高端通用芯片以及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品”國家重大專項(xiàng)中《嵌入式多模、多頻收發(fā)器關(guān)鍵IP硬核研