[發(fā)明專利]一種異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710123413.2
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106951804B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇惠;曹健;曹喜信;張興
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K19/07;G06K19/077
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 賈曉玲

本發(fā)明提供一種異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)，該RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)包括異步處理模塊、同步外圍解碼模塊、同步外圍計(jì)時模塊和同步外圍編碼模塊，所述同步外圍解碼模塊完成對解調(diào)信號DEMO_DATA的跳沿檢測和對符號位長度進(jìn)行計(jì)數(shù)；所述同步外圍計(jì)時模塊在異步處理模塊發(fā)出的計(jì)時請求信號的控制下，進(jìn)行預(yù)設(shè)延時的T1、T2和T4計(jì)時；同步外圍編碼模塊完成編碼時鐘生成和對編碼位的編碼；異步處理模塊分別通過拉通道與同步外圍解碼模塊相連，通過無數(shù)據(jù)通道與同步外圍計(jì)時模塊相連，通過推通道與同步外圍編碼模塊相連。采用本發(fā)明能夠有效降低芯片功耗，有利于其工程化和量產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路和RFID領(lǐng)域，具體涉及異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

異步電路起源于20世紀(jì)60年代，但由于其時序復(fù)雜、缺乏成熟的EDA工具支持，發(fā)展一直非常緩慢。同步電路由于設(shè)計(jì)相對簡單，且其具有成熟的EDA工具支持，而逐漸成為集成電路主流的設(shè)計(jì)方法。但是隨著集成電路制造工藝的飛速發(fā)展，其特征尺寸不斷降低，高速的同步設(shè)計(jì)遇到了越來越多的問題，如時鐘偏移、時序收斂、功耗、魯棒性和設(shè)計(jì)復(fù)雜度等。而由于異步電路使用請求-應(yīng)答信號進(jìn)行握手而剔除了具有恒定周期的全局時鐘，能夠有效規(guī)避復(fù)雜的時鐘樹設(shè)計(jì)和時鐘偏移問題，且其兼具功耗低、性能高、魯棒性高、可移植性好、模塊化程度高和電磁兼容性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而使異步集成電路的設(shè)計(jì)成為近年來研究的熱點(diǎn)。

RFID是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物體的自動識別。相對于其他的自動識別技術(shù)而言，RFID最突出的特點(diǎn)是非接觸式識讀、可識別高速運(yùn)動物體、抗惡劣環(huán)境、保密性強(qiáng)、高準(zhǔn)確性和安全性、可同時識別多個對象等。因此，RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的諸多方面。

為了降低功耗，由同步電路實(shí)現(xiàn)的RFID數(shù)字芯片采用了諸如降頻、門控、行波計(jì)數(shù)和操作數(shù)隔離等一系列措施，但是伴隨這些精細(xì)粒度的控制不可避免導(dǎo)致了設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增加，并且在一定工藝條件下由這些措施所獲得的最低功耗已趨極致。RFID數(shù)字芯片具有明顯的解碼、處理和編碼三個階段，其各階段順序執(zhí)行的特性非常適合基于事件驅(qū)動的異步電路實(shí)現(xiàn)。

如果RFID數(shù)字芯片的設(shè)計(jì)完全采用異步的方式實(shí)現(xiàn)，存在以下問題：因?yàn)镽FID數(shù)字芯片的解碼階段、處理階段和編碼階段分別需要進(jìn)行計(jì)數(shù)、計(jì)時和分頻，而異步電路采用基于請求-應(yīng)答的握手機(jī)制而剔除了具有恒定周期的全局時鐘，所以其不適于用作計(jì)數(shù)、計(jì)時和分頻。因此，本發(fā)明提出一種異步為主、異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了降低RFID數(shù)字芯片的功耗，本發(fā)明提供一種異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)，能夠有效降低芯片功耗，有利于其工程化和量產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種異步與同步相結(jié)合的RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)，該RFID數(shù)字芯片電路結(jié)構(gòu)包括異步處理模塊(10)、同步外圍解碼模塊(11)、同步外圍計(jì)時模塊(12)和同步外圍編碼模塊(13)，所述同步外圍解碼模塊(11)包括異步-同步接口0(110)、跳沿檢測模塊(111)和符號位長度計(jì)數(shù)模塊(112)，所述同步外圍計(jì)數(shù)模塊(12)包括異步-同步接口1(120)和計(jì)時模塊(121)，所述同步外圍編碼模塊(13)包括異步-同步接口2(130)、分頻模塊(131)和編碼模塊(132)；所述異步處理模塊(10)通過拉通道(14)與同步外圍解碼模塊(11)相連，所述異步處理模塊(10)通過無數(shù)據(jù)通道(15)與同步外圍計(jì)時模塊(12)相連，所述異步處理模塊(10)通過推通道(16)與同步外圍編碼模塊(13)相連。

異步處理模塊(10)主要完成標(biāo)簽的初始化、命令判決及其長度計(jì)算、session管理及其標(biāo)志位更新、CRC檢查、RNG生成、FSM跳轉(zhuǎn)、編碼位生成等。