[发明专利]无源低功耗超高频电子标签芯片及低功耗控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源超高频（UHF频段）电子标签芯片，尤其涉及一种无源低功耗超高频电子标签芯片及低功耗控制方法。

背景技术

射频识别（即RFID，英文“RadioFrequency Identification”的简称）技术是利用射频方式进行远距离的通信以达到物品识别的目的，可用来追踪和管理几乎所有物理对象，在工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已引起了广泛的关注。

为了适应远距离识别应用的需要，ISO/IEC推出了针对频率为超高频（UHF）频段（860～960MHz），用于物品管理的无接触通信空气接口参数的ISO/IEC18000-6系列标准，该系列标准包括了ISO/IEC18000-6A，ISO/IEC18000-6B，ISO/IEC18000-6C三种类型的无源超高频电子标签。

无源超高频电子标签具有作用距离远，成本低的特点，典型的无源超高频电子标签的芯片包括两个主要部分，分别为射频模拟前端和数字系统。

现有的无源超高频电子标签结构如图1所示，具体结构如下：

射频模拟前端主要包括整流电路、稳压电路、调制电路、解调电路、复位电路和时钟电路。其中整流电路是将接收下来的射频信号转化为所需要的整流电压，稳压电路是对整流电压进行稳压，为标签提供工作电压，解调电路将射频信号包络中携带的数据恢复为数字系统可以处理的解调数据，并送到数字系统中的解码器模块进行处理，调制电路采用反向散射调制的方法对数字系统中编码器模块输出的调制数据进行调制，通过天线端口传输反向散射信号，时钟电路为数字系统提供稳定的时钟信号，复位电路为数字系统提供所需的复位信号。

数字系统主要包括一个解码器模块、编码器模块、循环校验模块、状态控制机模块、防碰撞模块和存储器电路。当电子标签芯片数字系统接收到从射频模拟前端的解调电路传送过来的解调数据时，解码器模块接收解调数据，对解调数据进行解码，输出解码数据到状态控制机模块和循环校验模块，循环校验模块完成对解码数据的循环校验向状态控制机发送循环校验结果，同时状态控制机模块根据解码数据进行指令分析和数据处理，并根据指令分析和数据处理结果通过存储器总线对存储器电路进行读写操作，同时通过防碰撞控制信号控制防碰撞电路完成防碰撞操作，并在操作完成后将编码数据送给编码器模块，经编码器模块进行编码然后输出调制数据到射频模拟前端的调制电路。

在该系统方案中，标签芯片中所有模块电路在进入射频场后均处于上电状态。为了控制系统的功耗，通常在数字系统中假如门控时钟的方式进行低功耗设计。虽然门控时钟可以较好的抑制数字系统的动态功耗，但是无法减小数字系统的静态功耗。但是，随着制造工艺的进步，以电路漏电流为主等构成的静态功耗成为电路总功耗的主导部分。同时由于门控时钟只局限在数字系统中使用，无法兼顾模拟电路的功耗控制。这就使得传统的无源超高频电子标签结构和低功耗控制方法无法有效地将芯片的整体功耗控制在一个较小范围内。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够有效地将芯片的整体功耗控制在一个较小范围内的无源低功耗超高频电子标签芯片及低功耗控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明所述无源低功耗超高频电子标签芯片包括整流电路、稳压电路、复位电路、时钟电路、解调电路、解码器模块、循环校验模块、状态控制机模块、存储器电路、防碰撞模块、编码器模块、调制电路、电源关断控制模块和电源关断矩阵电路，所述电源关断控制模块的电源输入端、时钟信号输入端、复位信号输入端、分时控制信号输入端、解码开始信号输入端和编码结束信号输入端分别与所述稳压电路的电源输出端、所述时钟电路的输出端、所述复位电路的输出端、所述状态控制机模块的分时控制信号输出端、所述解码器模块的解码开始信号输出端和所述编码器模块的编码结束信号输出端对应连接，所述电源关断控制模块的电源关断控制信号输出端与所述电源关断矩阵电路的电源关断控制信号输入端连接，所述电源关断矩阵电路的电源输入端与所述稳压电路的电源输出端连接，所述电源关断矩阵电路的可关断工作电压输出端分别与所述状态控制机模块的可关断工作电压输入端、所述解码器模块的可关断工作电压输入端、所述编码器模块的可关断工作电压输入端、所述循环校验模块的可关断工作电压输入端、所述存储器电路的可关断工作电压输入端、所述防碰撞模块的可关断工作电压输入端、所述解调电路的可关断工作电压输入端和所述调制电路的可关断工作电压输入端对应连接。