论文部分内容阅读
近场通信(Near Field Communication, NFC)技术是结合射频识别(RadioFrequency Identification, RFID)和互联技术发展而来的一种近距离无线通信技术。通过在NFC芯片上集成读写器、标签和点对点的通信功能,能够提供各设备问快速安全的通信,达到识别和交换数据的目的。NFC技术作为近年来发展起来的新技术,其技术标准尚在完善中,所以很有必要对NFC技术展开研究。本课题基于ISO/IEC 14443-A协议,研究了NFC无源电子标签芯片数字基带电路的设计与实现。本文首先阐述了课题的研究背景及意义,介绍了NFC技术的工作原理、特点及优势、发展历程;其次,指出本文所设计的标签芯片属于第二类标签芯片,其无线通信接口符合ISO/IEC 14443-A协议的第2和第3部分,并详细讨论和分析了ISO/IEC 14443-A协议中涉及的各项关键技术;再次,简单介绍了无源NFC标签芯片的整体架构,它由天线、模拟前端电路、数字基带和存储单元四部分组成,其中数字基带是整个标签芯片的核心部分,也是整个协议思想的具体体现。本文的主要工作就是完成对标签芯片数字基带部分的设计。设计时先依据前文对ISO/IEC 14443-A协议和标签芯片整体架构的分析,完成芯片数字基带电路的系统架构和详细的模块划分,然后对各个组成模块(解码模块、校验模块、状态控制机模块、存储器访问控制模块、编码模块)进行详细设计。整个数字基带电路采用Verilog硬件描述语言实现其寄存器传输级(Register Transfer Level, RTL)设计,RTL设计完成后,参照ISO/IEC 10373-6协议(高频非接触式电子标签测试标准)的相关信息,编写testbench测试文件,使用Modelsim软件调用testbench进行RTL验证;最后,对全文进行了总结,并给出了课题未来的进一步研究方向。设计及验证的结果表明,所设计的标签数字基带能正确的完成标签状态的转移,实现对标签盘存操作、读写操作以及锁存等功能。