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標簽芯片
  • 射頻識別中的標簽是射頻識別標簽芯片和標簽天線的結合體。標簽根據其工作模式不同而分為主動標簽和被動標簽。
  • 首先弄清無源標簽的供電機理，繼而針對UHF RFID空中接口的應用環境進行分析，才可能尋得完整的解決方案。
  • RFID是射頻識別技術的統稱，同條形碼、IC卡等其他識別方式相同，其基本功能是識別目標物品的唯一標識符(UID)，所不同的是以射頻傳輸方式來完成非接觸式的自動識別，并實現運動目標與多目標的識別。RFID同時又是一種數據通信技術，具備通信系統的基本構件如發送、接收和信道以及傳輸信息等基本功能，所不同的是其傳輸的信息是人為的、同定的。憑借其存儲容量大、識別目標多、讀取距離遠、數據可加密等優點及發展潛力，RFID被譽為當今重要的技術之一。RFID系統應用與發展的關鍵是電子標簽，文中重點介紹電子標簽的關鍵技術及國內外研究現狀，并提出了我國現階段應用和發展電子標簽的基本對策。
  • 在RF裝置中，工作頻率增加到微波區域的時候，天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。天線的目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片。這需要仔細的設計天線和自由空間以及其相連的標簽芯片的匹配。本文考慮的頻帶是435MHz, 2.45 GHz 和5.8 GHz，在零售商品中使用。
  • RFID標簽芯片的靈敏度是芯片剛剛被激活所需的最小能量。靈敏度是標簽芯片最重要的性能指標，它的大小直接影響RFID標簽的性能，例如標簽讀/寫距離等。因此標簽芯片靈敏度準確測試是芯片測試的重要內容之一。
  • 隨著射頻識別(RFID)技術的快速發展，射頻識別系統得到了越來越廣泛的應用。由于分米波波段(UHF)的RFID系統具有高的讀取速率以及較長的讀取距離，因此近年來關于UHF波段的RFID系統的研究越來越多。無源的RFID標簽(Tag)通常由RFID標簽芯片和RFID標簽天線構成。
  • 電子標簽天線的設計目標是傳輸最大的能量進出標簽芯片，這需要仔細設計天線和自由空間的匹配，以及天線與標簽芯片的匹配。當工作頻率增加到微波波段，天線與電子標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。
  • RFID是射頻識別技術的統稱，同條形碼、IC卡等其他識別方式相同，其基本功能是識別目標物品的唯一標識符(UID)，所不同的是以射頻傳輸方式來完成非接觸式的自動識別，并實現運動目標與多目標的識別。
  • 對于 UHF 頻段RFID 標簽的研究，國際上許多研究單位已經取得了一些出色的成果。例如，Atmel 公司在JSSC 上發表了最小RF 輸入功率可低至 16.7μW的UHF 無源RFID 標簽。這篇文章由于其超低的輸入功率，已經成為RFID 標簽設計的一篇經典文章，被多次引用。在 2005 年，JSSC 發表了瑞士聯邦技術研究院設計的一款最小輸入功率僅為2.7μW，讀寫距離可達12m 的2.45G RFID 標簽芯片。在超 小、超薄的RFID 標簽設計上，日本日立公司在2006年ISSCC 會議上提出了面積僅為0.15mm×0.15mm，芯片厚度僅為.5μm 的 RFID 標簽芯片。國內在RFID 標簽領域的研究，目前與國外頂尖的科研成果還有不小的差距，需要國內科研工作者加倍的努力。
  • 對于標簽芯片，降低系統時鐘頻率是降低功耗、提高通訊距離的最有效手段。首先從理論上按照一種等效判決方法推導出PIE解碼電路的更低時鐘頻率，提出了一種低時鐘頻率下基于ISO 18000-6 TYPE C協議的UHF RFID標簽芯片解碼電路的實現方案。設計的解碼電路大幅度降低了標簽芯片解碼電路功耗，提高了標簽響應靈敏度。
  • EPCglobal制定了標準開發過程規范，它規范了EPCglobal各部門的職責以及標準開發的業務流程。對遞交的標準草案進行多方審核，技術方面的審核內容包括防碰撞算法性能、應用場景、標簽芯片占用面積、讀寫器復雜度、密集讀寫器組網、數據安全六個方面，確保制定的標準具有很強的競爭力。下面分別介紹EPCglobal 體系框架和相應的RFID技術標準。
  • 耗材市場的巨大利潤也使其成為不法分子的造假目標，致使市場出現：假貨橫行下，品牌信譽嚴重受損;假貨難辨真偽，搶占正品市場，消費者利益受損;直接導致消費者忠誠度降低，直接影響企業利益，擾亂市場格局。物聯網技術的應用，為產品的革新帶來了可能，解決產品防偽、經銷及售后問題，而具體到凈化效果的實現上，則需要深厚的專業經驗和龐大的行業數據。
  • 對比GB29768和國際標準ISO 18000-6C，分析了GB29768針對我國國情的協議改進和優勢，并著重介紹了RFID 標簽的安全協議。在此基礎上，詳細介紹了一款基于自主協議的國產自主超高頻射頻識別標簽芯片，并給出了設計這款芯片的關鍵技術。
  • 溫度監測系統的硬件組件主要由3部分構成：溫度傳感器標簽、讀寫器、后臺服務器[3]。其中后臺服務器通過RS485總線或網線連接至讀寫器，讀寫器通過饋線與其天線相連，標簽天線集成在標簽芯片上，標簽與讀寫器應用RFID技術實現無線通信。
  • 從RFID的基本原理出發，介紹了電子標簽的關鍵技術，包括芯片、天線設計、封裝和標簽技術的應用。針對設計熱點及國內外研究現狀，總結了電子標簽的發展趨勢，提出了我國當前應用和發展電子標簽的基本對策。
  • 本文基于ISO/IEC 18000-6C標準，給出了UHF無源電子標簽芯片模擬電路的設計，設計結果表明電路具有很高的整流效率，滿足了設計要求。下一步的研究將進行標簽芯片的版圖設計和流片，用實際測試結果來進一步驗證設計的有效性。
  • 根據ISO18000-6C標準，采用EP1C6Q240FPGA以及模擬射頻分立元件，經過總體設計、PCB板設計與實現、代碼設計、仿真與下載，以及系統調試后，完成了基于FPGA的板級標簽的軟、硬件設計與實現。該系統通過測試，已能夠正常工作，讀寫性能優異，并實現了防沖突功能。在此基礎上可以進一步提高其安全性和可靠性，所設計的標簽數字電路RTL代碼能夠直接應用到標簽芯片開發中，為下一步設計出符合該標準的電子標簽芯片提供了有力的保證。
  • 目前，VICC的數字部分的控制器有兩種：嵌入式CPU和狀態機。嵌入式CPU設計較為靈活，能實現較為復雜的加密算法，但是功耗較大、成本高;而狀態機則功耗低、成本低，因而在注重功耗和成本的RFID市場獲得了廣泛應用，也為本文所采用。
  • 本文分析和設計了應用于超高頻無源射頻標簽的射頻接口電路，并利用0.18m工藝流片驗證。根據芯片測試結果，該射頻接口電路能夠在讀寫器4W等效發射功率下距讀寫器4m處為射頻標簽芯片提供足夠的工作電壓，并且在芯片近場時能夠有效地穩定電源電壓。解調信號基本正?？捎谩Ｒ虼?，該射頻接口電路可滿足超高頻遠距離無源射頻標簽芯片的要求，具有實用意義。
  • 有源射頻識別定位系統現已被廣泛應用于各種定位場景。針對實際場景下電子標簽小型化的需求，在半徑為14 mm的半圓里，應用彎折線實現了標簽PCB天線的小型化設計，增益達到-17 dB?；诩傇娐?，天線實現了433 MHz的諧振特性，且標簽天線與標簽芯片實現了50 Ω的阻抗匹配。
  • 提出了一個適用于無源RFID溫度檢測標簽芯片的低壓、低功耗、快速A/D轉換的數字溫度傳感器電路。采用BJT管的Vbe電壓和PTAT電流相結合的方法，同時使用SAR A/D轉換器，避免了使用帶隙基準電壓電路所需的較高工作電壓，使電路在1 V以上就可工作。電路的功耗電流約4 μA，使用80 kHz 的時鐘，A/D轉換時間小于100 μs。
  • 有源射頻識別定位系統現已被廣泛應用于各種定位場景。針對實際場景下電子標簽小型化的需求，在半徑為14 mm的半圓里，應用彎折線實現了標簽PCB天線的小型化設計，增益達到-17 dB?；诩傇娐?，天線實現了433 MHz的諧振特性，且標簽天線與標簽芯片實現了50 Ω的阻抗匹配。
  • 在此針對ISO18000-6C/B標準，研究和分析了UHF RFID無源標簽芯片的系統組成以及模擬射頻前端的電路方案?；贑adence Spectre設計仿真平臺和TSMCO.18μm CMOS混合信號工藝，對模擬射頻前端的整流電路、穩壓電路、ASK調制/解調電路、上電復位電路、時鐘產生電路等核心模塊進行了設計與仿真，通過MPW項目流片實現。最后，給出了芯片各模塊的測試結果。
  • 作為一款符合ISO14443A協議和NFC Forum Type 2 Tag 標準的 NFC標簽芯片，英飛凌SLE66R01PN帶有128 Bytes的用戶存儲容量，7 Bytes的UID，1萬次以上的數據讀寫次數和10年的數據保存時間。藍牙配對功能是目前NFC Forum Type 2 Tag標簽的主流應用領域，而大部分應用方案都是采用類似于下圖1的不帶觸發功能的設計。
  • 文中介紹了半主動式電子標簽硬件和軟件的設計方案，應用AS3933低頻喚醒接收芯片實現了電子標簽低頻喚醒接收功能。針對低頻喚醒接收模塊，計算和討論了其并聯諧振電路相關的參數，并給出了電路和程序設計的方案。應用低頻喚醒技術的半主動式電子標簽可靠的低頻通信距離可達3m以上，同時低頻喚醒技術顯著降低了電子標簽的運行功耗。
  • 利用Xilinx的FPGA設計了一個FPGA原型驗證平臺，用于無源高頻電子標簽芯片的功能驗證。主要描述了驗證平臺的硬件設計，解決了由分立元件實現模擬射頻前端電路時存在的問題，提出了FPGA器件選型原則和天線設計的理論模型。同時，給出了驗證平臺的測試結果，通過實際的測試證明了驗證平臺設計的正確性和可靠性。該驗證平臺有力地支撐了RFID芯片的功能驗證，大大提高了標簽芯片的投片成功率。
  • 提出一種測試UHF頻段無源RFID標簽芯片靈敏度的方法。該方法依據矢量網絡分析儀和標簽測試儀接口特性阻抗相同的特性，利用矢量網絡分析儀測試標簽芯片的反射系數，然后通過標簽測試儀測試芯片和儀器接口的匹配損耗，進而計算標簽芯片的靈敏度。利用該方法對NXP_G2XM芯片和ImPINj_Monza3芯片在800～1 000 MHz頻段內靈敏度進行測試，并將測試結果與datasheet進行對照，分析誤差產生的原因，最終證明此方法的準確性。該測試方法采用常規儀器對800～1 000 MHz頻段內靈敏度進行測試，有重要實際意義。
  • 提出了一種基于ISO/IEC15693 協議的標簽芯片編解碼系統設計的實現方法，使編解碼更加完整準確。采用Verilog HDL建立RTL模型，用ModelSim進行功能仿真，并在Altera DE2-115與射頻前端搭建的平臺上進行了FPGA驗證。最后不僅功能驗證正確，而且比協議中要求的識別凹槽寬度范圍廣，處理更加靈活，同時減小了射頻前端模擬解調的壓力。對其他編解碼系統的實現也有一定的借鑒意義。
  • UHF RFID是一款超高頻射頻識別標簽芯片。該芯片采用無源供電方式：在收到載波能量后，RF前端單元產生Vdd電源信號，供給整芯片工作。由于供電系統的限制，該芯片無法產生較大的電流驅動，因此低功耗設計成為芯片研發過程中的主要突破點。
  • 根據ISO18000-6B協議，從閱讀器到應答器的數據傳送通過對載波的幅度調制（ASK）完成，數據編碼為通過生成脈沖創建的曼徹斯特碼編碼，速率為40 kb/s；標簽返回給閱讀器的數據通過FM0編碼調制后發送至模擬前端， 經由天線發送至閱讀器。
  • 近年來,射頻識別(Radio frequency of identification, RFID)技術,特別是在物流供應鏈上的產品包裝箱標識和自動跟蹤管理技術的研究及應用迅速發展。典型的 RFID 系統由 RFID 讀寫器和 RFID 標簽組成, RFID 標簽依靠讀寫器發射的電磁信號供電,并通過反射調制電磁信號與讀寫器通信。
  • RFID標簽芯片的靈敏度是芯片剛剛被激活所需的最小能量。靈敏度是標簽芯片最重要的性能指標，它的大小直接影響RFID標簽的性能，例如標簽讀／寫距離等。因此標簽芯片靈敏度準確測試是芯片測試的重要內容之一。