[发明专利]基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统

说明书

本发明公开了一种基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，属于射频识别技术领域。本发明包括功耗控制模块、初始化模块、前导码识别模块、解码模块、命令解析模块、状态控制模块、编码预处理模块、编码输出模块、安全控制模块、真随机数接口和存储器接口。本发明能够接收RFID芯片射频模拟前端解调后的阅读器信号，进行解码、命令解析，并进行响应的标签状态转换，再输出正确的响应信号返回给射频模拟前端。该系统符合GJB7377.1协议要求，并支持安全鉴别和安全通信，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，尤其是指一种基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统。

背景技术

RFID(Radio Frequency IDentification，射频识别)技术是一种利用射频通道实现的非接触式自动识别技术。RFID是物联网核心技术之一，尤其作为下一代装备物资管理信息系统的主要技术手段，可以对各类装备物资从单品、外包装到托盘各级包装进行统一标识、统一管理和统一控制。

按照工作频率的不同，RFID标签分为低频(LF)，高频(HF)，超高频(UHF)和微波频段(MW)的标签。其中，GJB7377.1标准采用的超高频(UHF)标签是指工作频率为800/900MHz的RFID标签，具有可读写距离远，速度快，性能好等特点。

RFID安全标签是带有密码模块并且具备安全鉴别和安全通信能力的标签，这种标签能够很好地解决RFID技术所面临的易受窃听或非法读取等安全问题。

通常，RFID标签芯片主要由射频模拟前端、数字基带和存储模块组成。模拟射频前端主要完成从天线端收到的射频能量转化为其他模块使用的直流能量，同时为其他模块提供时钟、复位信号，并从载波中恢复出基带信号。数字基带完成协议处理，并返回响应数据。

RFID完整系统包括电子标签、阅读器。阅读器向标签发射高频电磁波，一部分能量被标签天线接收并转换为标签本身的工作能量，另一部分能量会转换为标签的响应数据链路。

RFID标签芯片的功耗是整个RFID系统的关键因素，也就是说系统的工作距离取决于标签芯片的灵敏度。射频模拟前端和存储器均为成熟技术，数字基带功耗占整个标签芯片的功耗40％到50％，所以降低数字基带功耗可以使标签芯片有更远的工作距离和更高的灵敏度。可见，对于无源标签，功耗控制仍是数字基带系统的一大技术难点，而安全模块会使数字基带逻辑门数增加20％，进行加/解密时的瞬时功耗会很大，所以带有安全模块的安全无源标签的功耗更是难以控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其满足GJB7377.1协议要求，并具有超低功耗和安全性的特点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其包括功耗控制模块、初始化模块、前导码识别模块、解码模块、命令解析模块、状态控制模块、编码预处理模块、编码输出模块、安全控制模块、真随机数接口和存储器接口；该数字基带系统的时钟域由多个时钟域组成，分为2.56MHz时钟域、640KHz时钟域、80KHz时钟域和可变速率时钟域；根据GJB7377.1协议要求，前向链路数据采用TPP编码，前导码由分隔符、第一校准符T_cal1和第二校准符T_cal2组成；其中，

功耗控制模块控制其他模块的运行状态，同时也控制各种协议处理数据的通路选择；功耗控制模块内设有一个状态机，该状态机控制每一时刻只有一个或者两个模块同时运行，根据状态机所处状态给各个模块使能信号；此外，功耗控制模块对外部输入的2.56MHz的主时钟进行分频，分为640K、80K、可变时钟，然后对各个时钟进行门控，并给其他模块提供门控时钟；