超低功耗非易失性内存设计:适用于被动RFID标签

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"这篇论文介绍了一种超低功耗非易失性内存,该内存是为无源RFID标签设计的,并在标准的0.18微米CMOS工艺中实现。新设计的记忆体能够在宽泛的电源电压和时钟频率范围内运行,具有新的低功耗操作模式。在电荷泵电路中,开关晶体管的阈值电压效应被几乎消除,从而提高了电路的泵送效率。实验结果表明,在1.2伏的电源电压和780千赫兹的时钟频率下,该192位内存的读取电流消耗为1.8微安(写入时为3.6微安),读取速率为1.3兆比特/秒(写入速率为0.8千字节/秒)。 本文首先介绍了电子电路如硬件加密电路、射频识别(RFID)标签和模拟微调电路的快速发展对小型化嵌入式非易失性(NV)存储器需求的增长。传统的非易失性存储器在功耗和尺寸上存在限制,而这种新型超低功耗设计旨在解决这些问题。 在技术细节方面,文章着重讨论了电荷泵电路的优化。电荷泵是一种用于提升电压的电路,尤其对于非易失性内存来说,其电压转换效率直接影响到电源消耗和整体性能。通过消除开关晶体管的阈值电压效应,电路能够更有效地工作,降低功耗,同时保持稳定的电压供应,这对于在低电压环境下工作的设备如无源RFID标签至关重要。 192位内存阵列的实现展示了这种设计的实际应用潜力。0.18微米的CMOS工艺允许在小面积上集成大量存储单元,这符合RFID标签对小巧轻便的要求。测量数据显示,即使在较高的数据传输速率下,该内存的电流消耗仍然极低,这意味着它能在电池寿命有限或完全依赖能量收集的系统中有效工作。 此外,文中可能还涵盖了内存的访问速度、数据保留能力和耐久性等方面的研究,这些都是衡量非易失性内存性能的关键指标。通过优化这些特性,设计者可以确保内存既能快速读写,又能长时间保存数据,同时在各种操作条件下保持低功耗。 这项工作为无源RFID标签和其他低功耗应用提供了一种创新的非易失性存储解决方案,其设计和实现都体现了对功耗、尺寸和性能的深度优化。"