基于PR9000的微型可嵌入U(xiǎn)HF RFID讀寫器模塊設(shè)計(jì)

2.4組織模塊設(shè)計(jì)方法

由于在設(shè)計(jì)中并不是所有的模塊都同時(shí)工作，而是在某一個(gè)狀態(tài)下，只開啟一個(gè)或幾個(gè)模塊，其他模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，所以如果有效組織模塊的開關(guān)，將會(huì)減少寄存器的開關(guān)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。設(shè)計(jì)中利用有限狀態(tài)機(jī)根據(jù)不同的指令和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開啟不同的模塊來完成數(shù)據(jù)的處理要求和存儲(chǔ)操作：當(dāng)接收前向數(shù)據(jù)時(shí)，開啟編碼器、CRC計(jì)算/校驗(yàn)、和串并轉(zhuǎn)換；當(dāng)處理數(shù)據(jù)時(shí)，開啟模塊有限狀態(tài)控制機(jī)、EEPROM控制模塊、靜默計(jì)數(shù)器、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器；當(dāng)返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，開啟模塊有限狀態(tài)控制機(jī)、EEPROM控制模塊、數(shù)據(jù)輸出控制端、編碼器其他模塊關(guān)閉。

3芯片測試

首先采用FPGA完成芯片的功能驗(yàn)證，以FPGA的可編程邏輯陣列為基本單元，實(shí)現(xiàn)ISO18000-6B的數(shù)字基帶功能的硬件仿真驗(yàn)證。然后使用ASIC芯片設(shè)計(jì)EDA工具將RTL頂層描述映射為基于TSMC提供的目標(biāo)工藝庫的基本數(shù)字單元的物理電路，并生成CAD版圖且提交給TSMC半導(dǎo)體工廠制作出來。

進(jìn)行芯片測試時(shí)，利用先施閱讀器產(chǎn)生RFID各種命令信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后輸入到待測試芯片的數(shù)據(jù)輸入端。芯片在電源、時(shí)鐘源信號(hào)、復(fù)位信號(hào)的共同激勵(lì)下進(jìn)入正常工作狀態(tài)并對(duì)輸入命令數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，將數(shù)據(jù)輸出到調(diào)制電路，然后反射回閱讀器。閱讀器根據(jù)接收到的信號(hào)決定下一步操作。在閱讀器和待測芯片的交互過程中，可用邏輯分析儀觀察中間過程。圖4為先施閱讀器對(duì)測試芯片發(fā)送read命令時(shí)，用邏輯分析儀捕捉的內(nèi)部信號(hào)，其中信號(hào)data_in為解調(diào)器解調(diào)出的前向鏈路數(shù)據(jù)，信號(hào)data_out為芯片的返回?cái)?shù)據(jù)。

從已流片芯片的測試結(jié)果看，標(biāo)簽芯片數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很好地完成了符合ISO18000-6B協(xié)議的所有強(qiáng)制命令以及讀寫操作和鎖存、查詢鎖存等基本功能，且在閱讀器存盤操作下的平均速率為45～60張/s，功耗為3.10μW，很好地完成了低功耗無源電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。

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