面向无源RFID标签芯片的非易失存储器IP核关键技术研究

发布时间：2017-11-16 16:01

  本文关键词：面向无源RFID标签芯片的非易失存储器IP核关键技术研究

  更多相关文章： RFID 非易失性存储器 EEPROM FLASH 电荷泵 灵敏放大器

【摘要】：作为二十一世纪十大重要技术之一的RFID技术得到了各个国家许多高科技企业、科研院所和科研单位的关注。非易失性存储器在无源RFID标签芯片中是不可或缺的主要模块,由于受到成本和功耗的严格限制,对于可与标准CMOS工艺兼容的非易失性存储器的研究伴随着RFID技术的发展如雨后春笋般席卷而来,时至今日,超低功耗、高可靠性、小面积的非易失性存储器仍然是人们研究的热点。本文致力于设计一款军用无源射频识别标签芯片中的超低功耗非易失性存储器IP核,通过对其应用背景的研究发现,该项目具有很好的应用前景和重大的研究意义。本文采取由顶层到底层的设计思路,首先为了尽可能的降低功耗,在设计IP核系统架构时应用了字线分割技术;在设计内核存储单元时论证了EEPROM和FLASH结构难以满足无源RFID标签芯片在功耗和成本方面要求的原因,完成了单层多晶硅浮栅的非易失存储单元的设计;本文对存储器外围电路中的关键模块做了详尽分析,提出一种新的电压切换方案,解决了传统的电压转换过程中高压受到负载电容变化影响较严重的问题;优化设计了高压切换电路,使其功耗降为传统的切换电路的1/108;提出一种新型的电荷泵结构,可以有效地提高电荷泵的使用寿命,而且其本征功耗可以控制在489.8n W,其电压转换效率可以达到90.28%;应用Bootstrap技术作为时钟电压切换的方案,其功耗为传统电路的1/7,产生的毛刺也降低了10倍;本文采用一种可校准的高压稳压电路,能够有效保证流片后产生的高压的准确性;引用SRAM存储器擦写数据的原理设计了一个高可靠性的高压标志位产生电路;设计了一个小面积、低功耗的LDO电路,其线性调整率低至0.03388%,最低电压差小至0.019251V,温度系数小至11.786ppm;提出一种新的灵敏放大器结构,在一个读取周期中其平均功耗低至39.9n W,可以有效分辨30n A差别的电流信号,在对比的几个结构中它的读取延时和功耗受位线电容的影响最小,功耗受电源电压波动影响最小,并且该结构电路对工艺角的变化也不敏感,具有较高的可靠性,可以胜任在军用无源RFID标签芯片中的应用。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TP333

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本文编号：1192855