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| 編輯推薦： |
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专注物联网行业发展多年，了解前沿市场需求，掌握核心技术研发现状，致力于UHF RFID的前沿技术。
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| 內容簡介： |
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”本书对UHF RFID标签芯片设计以介绍低功耗和芯片面积小型化设计为主，对于芯片中的数字基带架构设计（包含代码编写、功能仿真、逻辑综合、功耗分析）给出了相关设计方法，同时分析了前后向链路的编码方法、调制方法、数据速率、链路时限等内容。本书还对UHF读写器模拟前端和数字基带电路设计的关键电路——收发链路和控制模块进行了分析和设计，其中包括发送链路的PIE及TPP编码、升余弦滚降成型滤波器、希尔伯特滤波器和CRC校验，接收链路的信道、滤波器、Miller/FM0解码模块，以及读写器协议处理、底层代码的设计和防碰撞软件设计等。 本书可以作为UHF RFID技术的培训教材，也可以作为电子通信工程人员的技术参考手册。 ”
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1UHF RFID标签芯片研究现状
1.1.1国外研究现状
1.1.2国内研究现状
1.1.3设计现状
1.2国内外芯片发展比较及趋势
1.2.1发展比较
1.2.2发展趋势
第2章UHF RFID标签芯片和读写器的标准协议分析
2.1国际标准协议与中国国家标准协议的对比
2.1.1标准协议概述
2.1.2标准协议的参数对比
2.1.3标签存储
2.1.4国际标准的组成
2.2编码与调制
2.2.1工作频率
2.2.2读写器到标签的通信规范
2.2.3标签到读写器的通信规范
2.2.4标签工作状态
2.2.5调制
2.2.6频谱
2.3信道分配
2.4系统指标与链路特性分析
2.4.1链路分析
2.4.2读写器系统指标
2.5标签数据结构差异对读写器设计的影响
2.5.1标签数据结构差异
2.5.2微控制器读写器解码的可行性分析
2.6芯片命令集
2.7UHF RFID标签芯片结构特征
2.8UHF RFID无源标签芯片供电原理
2.8.1借助无线功率传输供电
2.8.2借助片上储能电容充放电实施供电
2.8.3供需平衡
2.9UHF RFID标签芯片组成
第3章CMOS电路的低功耗设计方法
3.1功耗优化技术
3.1.1系统结构级功耗优化技术
3.1.2电路级功耗优化技术
3.1.3器件/版图级功耗优化技术
3.2CMOS电路的功耗产生原因
3.2.1动态功耗
3.2.2静态功耗
3.3CMOS电路低功耗技术
3.3.1降低动态功耗
3.3.2降低漏电流功耗
3.4反向散射技术和低功耗技术
3.4.1UHF RFID芯片结构
3.4.2连续反向散射链路频率电路
3.4.3电路测试结果
第4章标签芯片的射频前端设计
4.1概述
4.1.1标签芯片系统架构与工作原理
4.1.2设计指标
4.2标签芯片射频前端的模块电路
4.3倍压整流电路设计
4.3.1倍压整流电路分析
4.3.24种倍压整流电路结构比较
4.3.3高效倍压整流电路仿真分析
4.3.4阻抗匹配分析
4.4稳压基准源
4.4.1集成电路的亚阈值
4.4.2稳压基准源技术指标
4.4.3电路设计分析
4.5ESD防护电路设计
4.5.1ESD防护电路原理
4.5.2ESD防护电路设计
4.6调制电路设计
4.6.1调制电路设计原理
4.6.2调制电路设计
4.6.3调制电路仿真分析
4.7解调电路设计
4.7.1解调电路设计原理
4.7.2解调电路仿真分析
4.8版图设计案例
4.8.1射频前端版图设计
4.8.2芯片版图设计
第5章标签芯片数字基带电路设计
5.1概述
5.1.1设计指标
5.1.2制造工艺的容忍性
5.2数字基带电路的系统架构设计
5.3解码器、编码器和CRC校验模块电路设计
5.3.1解码器电路设计
5.3.2编码器电路设计
5.3.3CRC校验模块电路设计
5.4输入输出预处理模块电路设计
5.4.1输入预处理模块电路设计
5.4.2输出预处理模块电路设计
5.5状态控制机电路设计
5.5.1协议指令分析
5.5.2状态控制机内部处理电路设计
5.6防碰撞电路设计
5.6.1时槽计数器电路设计
5.6.2伪随机数发生器电路设计
5.7系统时钟电路和复位电路设计
5.7.1系统时钟电路设计
5.7.2复位电路设计
5.8存储器访问控制设计
5.9低功耗优化
5.10整体仿真
5.11版图设计
5.11.1逻辑综合与时序分析
5.11.2后端设计与物理验证
5.11.3数字基带电路功耗分析
5.12测试
5.12.1测试方案
5.12.2测试结果
第6章UHF RFID读写器架构和电路设计方法
6.1原理和架构
6.1.1现状
6.1.2基本原理
6.1.3基本架构
6.2射频前端方案
6.2.1分立RF器件方案
6.2.2通用RF芯片方案
6.2.3专用RFID芯片方案
6.3基带电路设计方案
6.3.1通用方案
6.3.2一种MCU FPGA的基带电路设计方法
6.3.3集成电路设计方案
6.3.4一种采用FPGA技术和ΣΔ ADC技术的读写器芯片
电路设计方法
6.4读写器系统控制模块的构成方法
6.4.1采用ARM9系列的读写器
6.4.2采用8051及STM32F207单片机
6.4.3数字信号处理系统电路
6.4.4读写器SoC架构
6.5模块间总线接口协议的选择——AXI
第7章UHF RFID射频前端结构分析和设计——发送部分
7.1发射机的基本结构
7.2发射机的性能指标
7.2.1输出功率和效率
7.2.2互调系数
7.2.3相位噪声
7.2.4通频带宽度
7.2.5频谱纯度
7.3上混频器设计
7.4混频器概述
7.4.1无源混频器
7.4.2有源混频器
7.5混频器性能参数
7.5.1变换增益
7.5.2噪声
7.5.3线性度
7.5.4隔离度
7.6本设计中的上混频器
7.6.1电流注入技术
7.6.2上混频器整体结构与分析
7.6.3电路仿真
7.7功率放大器设计
7.7.1线性功率放大器
7.7.2非线性功率放大器
7.8功率放大器性能参数
7.9功率放大器设计
7.9.1自偏置共源共栅结构
7.9.2功率放大器整体结构
7.9.3电路仿真
7.10射频前端发射芯片电路设计
7.10.1射频发射前端工作原理
7.10.2芯片结构
7.10.3电路仿真
7.11射频芯片的版图设计
7.11.1概述
7.11.2器件匹配
7.11.3布局和布线
7.11.4闩锁效应
7.11.5耦合效应
7.11.6射频发射前端芯片电路的版图设计
第8章UHF RFID射频前端结构分析和设计——接收部分
8.1射频前端——接收部分
8.1.1UHF RFID系统信道分析
8.1.2UHF RFID读写器接收机系统指标
8.2接收机的基本结构
8.2.1超外差接收机结构
8.2.2零中频接收机结构
8.3接收机的性能指标
8.3.1输入匹配
8.3.2增益
8.3.3噪声系数
8.3.4线性度
8.3.5灵敏度
8.4模块技术指标
8.4.1环形器技术指标
8.4.2下变频混频器技术指标
8.4.3中频直流放大器技术指标
8.4.4中频低通滤波器技术指标
8.4.5自动增益控制器技术指标
8.4.6模数转换器技术指标
8.4.7频率综合器技术指标
8.5低噪声放大器的基本理论和结构
8.5.1基本结构
8.5.2性能指标
8.6下混频器的基本理论
8.6.1基本结构
8.6.2性能指标
8.7放大器的高线性技术
8.7.1二阶交调电流注入技术
8.7.2多栅晶体管技术
8.7.3后线性化技术
8.8低噪声技术
8.8.1静态电流注入技术
8.8.2动态电流注入技术
8.8.3源极电感调谐技术
8.9一种增益可控制的宽带低噪声放大器的设计
8.9.1概述
8.9.2电路的结构与性能分析
8.10一种高线性度低噪声下混频器的设计
8.10.1概述
8.10.2电路的结构与性能分析
8.10.3电路仿真结果分析
8.10.4接收机前端电路设计
第9章基带发送链路关键模块分析设计
9.1CRC
9.1.1CRC软件设计电路
9.1.2CRC硬件设计电路
9.2发送链路编码模块
9.2.1TPP编码器实现
9.2.2PIE编码器实现
9.3脉冲整形
9.3.1升余弦滚降滤波器原理
9.3.2升余弦滚降滤波器设计
9.3.3滤波器电路实现
9.4希尔伯特滤波器
9.4.1SSB调制方式
9.4.2离散希尔伯特变换
9.4.3希尔伯特滤波器的电路设计
9.5频率预搬移
9.5.1频率预搬移的目的
9.5.2SSB基带预搬移方案
9.5.3直接数字频率合成器
9.5.4SSB频率预搬移模块的实现
9.5.5DDS电路实现
第10章基带接收链路的关键模块分析设计
10.1码元同步和实现
10.2采样
10.2.1降采样波滤器
10.2.2降采样滤波器组
10.2.3CIC滤波器
10.2.4多级CIC滤波器实现
10.2.5半带滤波器
10.2.6半带滤波器的实现
10.3FIR低通滤波器
10.4接收功率计算
10.4.1CORDIC算法介绍
10.4.2CORDIC算法的应用
10.4.3接收功率计算模块实现
10.5码元同步分析和设计
10.5.1码元同步模块分析
10.5.2码元同步模块设计
10.5.3码元同步模块仿真
10.6解码器
10.6.1FM0解码
10.6.2Miller解码
10.7碰撞判定
10.8接收CRC校验
第11章基带自干扰信号抑制及LNA方案设计
11.1问题的提出
11.2自干扰信号产生机理和对接收性能的影响
11.2.1自干扰信号的产生
11.2.2自干扰信号对接收电路的影响
11.3基带自干扰信号抑制技术设计
11.3.1联合抑制方案设计
11.3.2基于自适应滤波器的基带自干扰信号抑制方案设计
11.3.3自适应滤波器设计
11.4基带自干扰抑制设计
11.4.1基带自干扰信号模型
11.4.2等效基带仿真
11.5读写器中的LNA方案设计
第12章UHF RFID读写器芯片中关键功能电路设计
12.1DAC基本工作原理
12.2DAC关键性能指标分析
12.3DAC典型案例分析
12.3.1电压型数模转换器
12.3.2电荷型数模转换器
12.3.3电流型数模转换器
12.3.4电流分段型数模转换器
12.4低压差线性稳压器的基本结构
12.4.1低压差线性稳压器基本工作原理
12.4.2低压差线性稳压器的性能参数
12.512位DAC建模与误差分析
12.5.1DAC架构选择
12.5.2DAC分段方式确定
12.5.3DAC理想模型与仿真
12.6DAC误差建模分析
12.6.1梯度误差
12.6.2电流源失配误差
12.6.3输出阻抗不理想造成的误差
12.7DAC系统设计与实现
12.7.1DAC系统设计
12.7.2DAC关键数字模块设计与仿真
12.7.3DAC关键模拟模块设计与仿真
12.7.4DAC版图设计
12.7.5DAC整体设计与仿真
第13章读写器软件系统分析和设计
13.1概述
13.2需求分析
13.2.1面向读写器的需求分析
13.2.2面向上层软件的需求分析
13.3上层软件的构造和设计
13.3.1标签控件的设计
13.3.2互锁式组合框控件设计
13.4上层软件架构和界面设计
13.4.1上层软件架构
13.4.2上层软件界面设计
13.5底层软件的构造和设计
13.5.1底层软件开发平台
13.5.2μC/OSⅡ和Linux操作系统
13.6底层软件方案设计与实现
13.6.1底层软件流程
13.6.2事件驱动设计
13.7协议处理模块分析与设计
13.7.1协议的层次划分
13.7.2物理层分析与设计
13.7.3标签识别层分析与设计
13.8主程序和协议处理程序软件设计
13.9相关软件设计方法
13.9.1RTL设计方法
13.9.2通用分立器件平台
13.9.3空中接口协议流程
13.10读写器协议工作流程和软件结构
第14章防碰撞算法
14.1ISO/IEC 180006C协议防碰撞算法
14.1.1本设计提出的FIFA算法
14.1.2仿真结果分析
14.2GB/T 29768—2013防碰撞算法
14.2.1BBS算法的识别效率
14.2.2仿真分析
14.2.3BBS算法优化
参考文献
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| 內容試閱：
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经过多年发展，全球RFID技术从芯片设计制造、标签天线设计、读写器设计制造到软件集成等各个方面都取得了显著发展。全球出现了以Impinj、Alien和NXP等公司为龙头的众多芯片产品供应商，UHF RFID芯片产量不断提高，产品性能逐步稳定，以Intermec、Impinj、Symbol、CSL、Alien、TI、Savi等公司为代表的国外RFID读写器制造商推出了各种类型的产品，实现了多协议并容。如果将移动通信与RFID读写器整合，将读写器与标签整合，就可以实现移动RFID/SUN应用。IBM、Sun、Oracle、SAP等国外RFID中间件产品已经开始投放市场。各国政府在RFID等应用平台的研究进展加快，主要在体系结构、编码与解析实现服务、数据和信息安全方面取得了一些研究成果，建立了一些具有实际成效的RFID信息平台。然而，在RFID应用体系的结构方面，目前还没有取得有价值的成果。
随着2003年美国国防部大力推进RFID技术以来，RFID的应用领域快速扩大，逐渐向经济和社会各个领域渗透。英国、德国、日本和韩国均有较为成熟的规模化应用。例如，美国食品及药品管理局（FOA）从2006年开始使用RFID技术管理常用药品，法国政府已经在食品领域全面推广原产地分类RFID标签制度，国际航空运输协会（IATA）也大力推荐航空公司将RFID技术应用于行李运送。RFID技术和MES、ERP等信息系统无缝结合的应用研究正从供应链管理进入制造过程的核心。例如，德国利用RFID技术对西班牙的一种稀有奶酪从生产、储存、运输的各个环节进行全程跟踪管理； 荷兰零售商对超市的蔬菜使用RFID技术进行全程跟踪管理。
近年来，我国对UHF频段关键技术进行重点攻关，取得了初步的成果，设计出符合ISO/IEC 18000B/C的UHF标签芯片，存储容量可达2Kb，但满足GB/T 29768—2013芯片和协议要求的读写器是一个空白。本书的一个重点就是分析GB/T 29768—2013和ISO/IEC 180006C标准，使科研人员尽快设计出国产协议标签。
《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》明确提出，UHF RFID读写器的核心模块研发是中国RFID技术发展及优先应用领域的关键技术。
目前国内的UHF RFID读写器设计方案大多数采用专用芯片，如使用Impinj公司的R1000和R2000、WJ公司的WJ200、奥地利AG公司的AS3991和AS3992等，这些应用方案只需要简单地匹配电路即可完成设计，但成本很高，尤其是核心技术被国外把控，不利于我国的UHF RFID技术发展。为此，本书从读写器特点、性能以及读写器基带信号处理的技术设计角度，详细分析GB/T 29768—2013和ISO/IEC 180006C协议，并对电路设计、软件设计进行详细分析，以期为我国自主研发设计UHF RFID读写器和技术创新贡献一点力量。
本书以UHF RFID标签芯片（第3~5章）和读写器电路（第6~14章）的设计为主线，对有关RFID标准，如GB/T 29768—2013和ISO/IEC 180006C进行了分析，并就多协议技术问题进行了研究和解析，对关键性基带处理电路设计进行了分析和说明。
感谢北京宏诚创新科技有限公司对本书的大力支持。感谢邢丽丽、朱小娜的辛勤工作，是你们的努力才使得本书顺利出版。
限于作者水平，加之时间仓促，书中疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
作者2025年4月
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