基于PR9000的微型可嵌入UHF RFID讀寫器模塊設計

2.4組織模塊設計方法

由于在設計中并不是所有的模塊都同時工作，而是在某一個狀態(tài)下，只開啟一個或幾個模塊，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)，將會減少寄存器的開關(guān)翻轉(zhuǎn)動作。設計中利用有限狀態(tài)機根據(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)的處理要求和存儲操作：當接收前向數(shù)據(jù)時，開啟編碼器、CRC計算/校驗、和串并轉(zhuǎn)換；當處理數(shù)據(jù)時，開啟模塊有限狀態(tài)控制機、EEPROM控制模塊、靜默計數(shù)器、隨機數(shù)產(chǎn)生器；當返回數(shù)據(jù)時，開啟模塊有限狀態(tài)控制機、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完成芯片的功能驗證，以FPGA的可編程邏輯陣列為基本單元，實現(xiàn)ISO18000-6B的數(shù)字基帶功能的硬件仿真驗證。然后使用ASIC芯片設計EDA工具將RTL頂層描述映射為基于TSMC提供的目標工藝庫的基本數(shù)字單元的物理電路，并生成CAD版圖且提交給TSMC半導體工廠制作出來。

進行芯片測試時，利用先施閱讀器產(chǎn)生RFID各種命令信號，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、時鐘源信號、復位信號的共同激勵下進入正常工作狀態(tài)并對輸入命令數(shù)據(jù)進行響應，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為先施閱讀器對測試芯片發(fā)送read命令時，用邏輯分析儀捕捉的內(nèi)部信號，其中信號data_in為解調(diào)器解調(diào)出的前向鏈路數(shù)據(jù)，信號data_out為芯片的返回數(shù)據(jù)。

從已流片芯片的測試結(jié)果看，標簽芯片數(shù)字系統(tǒng)的設計很好地完成了符合ISO18000-6B協(xié)議的所有強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簽的設計。

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