13.56MHz RFID接口模块设计：集成XPM存储器技术

"本文主要探讨了13.56MHz频段符合ISO15693标准的RFID高频接口模块的设计，该模块包括时钟提取、直流电压生成、天线电压保护、解调与调制及电源稳压等关键组成部分。通过使用Cadence Spectre工具进行电感耦合仿真，并采用SMIC 0.18微米四金属一多晶硅混合信号CMOS工艺实现，成功将XPM存储器技术集成到RFID芯片中，实现了全球首次采用XPM存储器技术的RFID芯片。RFID技术起源于上世纪80年代，具有广泛的应用，不同频段如125KHz、13.56MHz等遵循各自标准，其中13.56MHz的RFID标准包括ISO14443的Type A和B，以及ISO15693，后者允许更远的通信距离。" 在RFID（射频识别）技术中，13.56MHz频段的接口模块设计至关重要，因为它直接决定了RFID系统的性能和兼容性。本设计遵循了ISO15693标准，这是针对中远距离通信的RFID系统。接口模块包含多种功能单元： 1. **时钟提取**：在10%或100%的幅度键控(ASK)调制下，时钟提取是确保数据准确传输的基础，它从天线接收的信号中解析出稳定的时钟信号。 2. **交流转直流模块**：该模块从天线接收的交流信号中提取直流电压，为RFID芯片供电，这是能量采集的一个关键环节。 3. **天线电压保护**：为了防止天线电压过高导致的设备损坏，设计了保护模块来限制电压，确保系统稳定性。 4. **解调与调制模块**：这两个模块分别负责接收信号的解调和发送信号的调制，是数据传输的核心部分。 5. **电源稳压模块**：提供稳定电源，确保RFID芯片内部电路的正常工作。 在设计验证阶段，利用Cadence Spectre工具进行电感耦合仿真，这是一种用于模拟和验证集成电路设计的软件工具。仿真结果有助于优化设计并解决潜在问题。 最后，通过SMIC（上海华虹宏力半导体制造有限公司）的0.18微米四金属一多晶硅混合信号CMOS工艺，将整个接口模块集成到芯片中。这一工艺技术的采用使得芯片的集成度更高，同时降低了功耗和成本。 文章中特别提到，成功地将XPM（eXtreme Programming Memory）存储器技术集成到RFID芯片，这是全球首次尝试。XPM技术通常提供更高的数据保留能力和耐久性，这对于RFID标签的长期无源工作模式尤其重要。 本文展示了如何设计一个高性能、可靠的13.56MHz RFID高频接口模块，并通过先进的半导体工艺和创新的存储技术，推动了RFID技术的发展。这项工作不仅提高了RFID系统的读写距离和数据传输的可靠性，还为未来RFID芯片设计提供了新的思路。