超低功耗低頻電子標簽基帶處理器的研究.pdf

1、本論文系統(tǒng)論述了低頻電子標簽基帶處理器的工作原理及實現(xiàn)方法,并就低功耗技術在該處理器上的運用作了詳細分析與研究。
　　 首先,詳細介紹并分析了低功耗設計對RFID系統(tǒng)的重要性及低頻電子標簽所采用的協(xié)議,介紹了一種新型低功耗電路——絕熱電路的工作原理,通過理論推導與計算,詳細分析了該電路單元結構的能耗,并就現(xiàn)有不同分類,不同種類的絕熱電路單元結構的工作原理、性能特點及其能耗方式作詳細介紹與比較。
　　 其次,采用結構級低功

2、耗設計方法,設計了一款完全兼容協(xié)議的低頻電子標簽基帶處理器。設計中提出了一種異步解碼方法,解決了100％振幅鍵控調(diào)制模式下時鐘中斷的問題；提出了一種新穎的利用指令頭解析與片選信號相結合的指令解析機制,大大提高了指令解析處理的速度,從而改善了由于低頻RFID系統(tǒng)頻率較低而導致其數(shù)據(jù)處理和指令執(zhí)行速度緩慢的問題；提出了一種適于低頻RFID協(xié)議的抗干擾方法；采用了流水線結構的工作模式來顯著提高標簽響應速度。并且在完整實現(xiàn)基帶處理器功能的基礎上

3、,設計中綜合運用能量管理,電路結構優(yōu)化等多種低功耗設計方法,從而極大地降低了芯片的功耗與面積。該設計通過流片實現(xiàn)(SMIC0.18工藝),并得到完整測試結果。
　　 最后,分析了在絕熱電路在低頻基帶處理器低功耗設計中的運用所存在的幾個關鍵性問題:與傳統(tǒng)CMOS電路的兼容,如何分配絕熱電路的組合邏輯與時序邏輯,如何選擇設定絕熱電路的扇入數(shù)與輸入級數(shù)等。針對第一點,本文采用一種全新的準靜態(tài)絕熱電路結構單元,并且與現(xiàn)有的絕熱電路相比,