本文關鍵詞：面向無源RFID標簽芯片的非易失存儲器IP核關鍵技術研究

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【摘要】：作為二十一世紀十大重要技術之一的RFID技術得到了各個國家許多高科技企業(yè)、科研院所和科研單位的關注。非易失性存儲器在無源RFID標簽芯片中是不可或缺的主要模塊,由于受到成本和功耗的嚴格限制,對于可與標準CMOS工藝兼容的非易失性存儲器的研究伴隨著RFID技術的發(fā)展如雨后春筍般席卷而來,時至今日,超低功耗、高可靠性、小面積的非易失性存儲器仍然是人們研究的熱點。本文致力于設計一款軍用無源射頻識別標簽芯片中的超低功耗非易失性存儲器IP核,通過對其應用背景的研究發(fā)現(xiàn),該項目具有很好的應用前景和重大的研究意義。本文采取由頂層到底層的設計思路,首先為了盡可能的降低功耗,在設計IP核系統(tǒng)架構(gòu)時應用了字線分割技術;在設計內(nèi)核存儲單元時論證了EEPROM和FLASH結(jié)構(gòu)難以滿足無源RFID標簽芯片在功耗和成本方面要求的原因,完成了單層多晶硅浮柵的非易失存儲單元的設計;本文對存儲器外圍電路中的關鍵模塊做了詳盡分析,提出一種新的電壓切換方案,解決了傳統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換過程中高壓受到負載電容變化影響較嚴重的問題;優(yōu)化設計了高壓切換電路,使其功耗降為傳統(tǒng)的切換電路的1/108;提出一種新型的電荷泵結(jié)構(gòu),可以有效地提高電荷泵的使用壽命,而且其本征功耗可以控制在489.8n W,其電壓轉(zhuǎn)換效率可以達到90.28%;應用Bootstrap技術作為時鐘電壓切換的方案,其功耗為傳統(tǒng)電路的1/7,產(chǎn)生的毛刺也降低了10倍;本文采用一種可校準的高壓穩(wěn)壓電路,能夠有效保證流片后產(chǎn)生的高壓的準確性;引用SRAM存儲器擦寫數(shù)據(jù)的原理設計了一個高可靠性的高壓標志位產(chǎn)生電路;設計了一個小面積、低功耗的LDO電路,其線性調(diào)整率低至0.03388%,最低電壓差小至0.019251V,溫度系數(shù)小至11.786ppm;提出一種新的靈敏放大器結(jié)構(gòu),在一個讀取周期中其平均功耗低至39.9n W,可以有效分辨30n A差別的電流信號,在對比的幾個結(jié)構(gòu)中它的讀取延時和功耗受位線電容的影響最小,功耗受電源電壓波動影響最小,并且該結(jié)構(gòu)電路對工藝角的變化也不敏感,具有較高的可靠性,可以勝任在軍用無源RFID標簽芯片中的應用。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TP333

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本文編號：1192855