[发明专利]一种基于EPC/C-1/G-2标准的超高频RFID标签数字基带低功耗系统

说明书

本发明公开了一种基于EPC/C‑1/G‑2标准的超高频RFID标签数字基带低功耗系统；增加了功耗管理模块；用来处理动态功耗管理，采用门控时钟对其它模块进行功耗控制，根据需求打开和关闭相应的模块时钟以降低功耗；本发明根据EPC/C‑1/G‑2标准的UHF RFID协议，根据功能将系统划分为各个独立的模块，并设计一个功耗控制单元，根据需求打开和关闭相应的模块时钟，还通过使用异步计数器，门控时钟，格雷码，并行CRC计算等方法以实现降低功耗。

技术领域

本发明涉及一种低功耗设计，具体来讲是一种适用于物联网中采用EPC/C-1/G-2标准的超高频RFID标签数字基带的低功耗设计。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification)是一种利用电磁波进行双向非接触数据传输的技术。其不需要被识别物体在识别物体视距范围内即可工作。是物联网的关键技术之一。而无源超高频射频识别技术(UHFRFID)，相对于其他频段的射频识别技术而言，具有阅读距离远、、穿透性强、通信速率快，可识别高速运动物体等优点。

研究表明，电子标签接收到的瞬时能量与其工作距离的平方成反比，标签的功耗越低，可工作的距离越远。因此，功耗成为决定标签工作性能的关键因素。一个标签芯片主要包括天线部分、射频前端、数字基带部分和数据存储部分。如图1所示。数字基带部分作为协议执行的核心部件，其功耗大约占整个标签功耗的40％。因此，数字基带的低功耗设计成为降低标签功耗的一个突破口。

标签对指令信号的处理操作是串行的，依次为：接收信号解码→CRC码校验→指令解析→指令处理(包括防碰撞机制和权限认证、读写EEPROM)→CRC码生成→发送编码信号。一个EPC/C-1/G-2标准的UHF RFID标签数字基带系统主要包括：时钟模块、检测模块、译码模块、CRC模块、指令寄存器模块、存储器控制模块、状态机模块、回复控制模块、编码模块、加密模块等。如图2所示。

目前电子标签数字基带部分的架构一般采用按照功能划分的有限状态机结构，或者采用基于CISC指令集的CPU结构，但这两类结构在划分上都没有考虑到电子标签低功耗的需求，通常是多个模块协同配合、同时工作，因而会产生较大的瞬时功耗。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于EPC/C-1/G-2标准的超高频RFID标签数字基带低功耗系统；本发明根据EPC/C-1/G-2标准的UHF RFID协议，根据功能将系统划分为各个独立的模块，并设计一个功耗控制单元，根据需求打开和关闭相应的模块时钟，还通过使用异步计数器，门控时钟，格雷码，并行CRC计算等方法以实现降低功耗。

本发明是这样实现的，构造一种基于EPC/C-1/G-2标准的超高频RFID标签数字基带低功耗系统，包括检测模块、译码模块、时钟模块、指令寄存器模块、状态机模块、CRC模块、存储器控制模块、EPPROM模块、回复模块、编码模块、加密模块；其特征在于：

该系统还包括功耗管理模块；用来处理动态功耗管理，采用门控时钟对其它模块进行功耗控制，根据需求打开和关闭相应的模块时钟以降低功耗。

另一方面，所述一种基于EPC/C-1/G-2标准的超高频RFID标签数字基带低功耗系统，其特征在于：该系统采用全局门控和局部门控相结合的方式，最大限度降低电路的功耗；该系统通过功耗管理模块进行系统级的功耗管理；具体就是通过功耗管理模块与各个模块的握手通信，由功耗管理模块控制各个模块时钟的开启和关闭；当模块X需要工作时，功耗管理模块将该模块的使能信号X_EN置高，clock与使能信号相关联后送至该模块驱动其寄存器工作；当模块X工作结束后，想功耗管理模块提供一个脉冲信号X_done，功耗管理模块接收到此信号后将X_EN置低，从而关断模块X的时钟，与此同时功耗管理模块要开启下一个将要工作的模块时钟。