基于ISO14443A协议的RFID芯片模拟前端设计

引言

RFID（射频识别）被广泛地应用在人们的日常生活中，如门禁、市民卡、机场、物流等领域。RFID芯片的需求量与日俱增，给低功耗、小面积的芯片设计带来了挑战。低功耗、小面积、低成本的RFID芯片在激烈的市场竞争中更有优势。本文给出的RFID芯片设计，从整个系统上对数字部分电路的功耗作了优化，并且对模拟电路部分作了一些改进，减小了芯片功耗和面积，从而降低了成本。该RFID芯片于2010年6月在SMIC 0.18 μm工艺下流片，工作情况良好。

1 RFID系统结构

图1为RFID系统结构框图。整个RFID系统包括读卡器、RFID芯片和耦合线圈。卡与读卡器通信过程中的能量和数据通过线圈耦合，当二者无数据交互时，读卡器向空间中发送13.56 MHz的正弦载波信号。卡靠近读卡器时，片外线圈会耦合空间中的磁场为RFID芯片提供能量，使模拟前端和其他部分上电，准备交互。RFID芯片接收到的数据是100％的幅度调制，采用改进型的曼彻斯特编码。RFID发送到读卡器的数据也采用幅度调制。

2 模拟前端结构

图2为模拟前端的结构框图，L为片外电感，C为片内电容，LC谐振在13.56 MHz.RFID读卡器通过线圈发送能量和数据，LC谐振回路接收读卡器发出的信号，并通过模拟前端电路提取出电源和数据，提供给整个芯片，以使卡与读卡器进行交互。