一種用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器的製作方法

2023-08-01 14:31:51 1

專利名稱：一種用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電路領域的存儲器技術，特別是用於射頻識別
(RFID)電子標籤等晶片的掉電暫態存儲器。
背景技術：
隨著集成電路設計技術的快速發展，RFID技術正廣泛應用於工 業自動化、商業自動化和交通運輸控制管理等生產生活的各個領域。 典型的RFID系統分為三部分讀寫器、RFID標籤和信息處理終端。 讀寫器用於對標籤進行讀寫等操作，標籤是RFID系統中存儲被標識 個體信息的載體。
對於無源RFID標籤，晶片的電源一般由晶片天線感應讀寫器產 生的電磁場獲得。由於環境等一些非理想因素，標籤在識讀過程中， 可能會出現暫時掉電又迅速恢復這樣的情況。比如在標籤識別過程 中， 一個物體從讀卡器和標籤中間通過，遮擋或者吸收掉部分電磁波，
標籤掉電，當物體從讀卡器和標籤中間離開時電源又恢復。如果某個 標籤在識讀過程中掉電，且該標籤的狀態信息丟失，會使得讀寫器無 法按原來的程序正常識讀該標籤和其他同時處於場內的標籤，讀寫器 需要重新從頭開始識讀所有場內標籤。顯然，這將降低讀寫器識讀標 籤的效率，即單位時間的標籤識別個數。
為了解決這個問題，某些RFID通信協議要求將標籤在掉電前的 所處狀態等信息暫時保存下來。在掉電一段時間後再次上電時，檢査 存儲器中保存的信息，並根據所保存的值，使標籤進入掉電前的狀態。 現有技術中的揮發存儲器在掉電後存儲的信息會立即丟失，而不揮發
4存儲器在掉電後存儲器的信息將長期保留，都不能滿足RFID通信協
議對狀態存儲的要求。

發明內容
為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種 用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器。它可將標籤晶片掉電 前的狀態信息或者數字電路的中間狀態短時間存儲，提高該短距離無 線通信的效率和穩定性。
為了達到上述發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現 一種用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器，其結構特點
是，它由電源電壓VDD供電，包括
基準電流源，為存儲單元和判決邏輯提供偏置電流；
控制單元，是數字電路與存儲單元的接口電路，根據數字電路給
出的復位信號RESET和待存信息STM一IN產生控制信號對存儲單元進
行操作；
偏置電壓產生電路，是基準電流源與判決邏輯的接口電路，將基 準電流源產生的基準電流轉換為基準電壓，作為判決邏輯的參考信
號
存儲單元，根據控制單元的指令，對待存信息進行暫態存儲； 判決邏輯，比較存儲單元存儲內容和基準電壓的關係，將模擬信 號轉換成數位訊號STM—OUT輸出給數字電路。
在上述掉電暫態存儲器中，所述基準電流源由帶隙基準源和威爾 遜電流源的電流基準產生電路構成。
在上述掉電暫態存儲器中，所述控制單元由反相器、與非門、或 非門、與門、或門、傳輸門和多路選擇器構成。
在上述掉電暫態存儲器中，所述偏置電壓產生電路由電流鏡和電阻性元器件構成，電阻性元件採用電阻、二極體或者MOS管。
在上述掉電暫態存儲器中，所述存儲單元由充電開關、放電開關
和存儲電容構成。充電開關、放電開關採用具有開關特性並在關斷狀
態下漏電的電子器件，存儲電容採用具有電容特性的電子器件。
在上述掉電暫態存儲器中，所述存儲單元存儲電容的充電電壓由
偏置電壓產生電路產生。存儲電容的電荷量和由充電開關、放電開關
中M0S管關斷狀態下的漏電流控制暫態存儲的時間，充電開關的關斷
漏電流小於放電開關的關斷漏電流。
在上述掉電暫態存儲器中，所述判決邏輯由遲滯比較器、靈敏放
大器、運算放大器和反相器構成。
本發明由於採用了上述結構，用一種類似於動態隨機存取存儲器 (DRAM)的存儲結構，由存儲電容對電荷進行存儲並利用充放電開關 的非理想特性(關斷狀態下存在漏電)構成短時間掉電暫態存儲器電 路。本發明適用於RFID通信協議所要求的標籤晶片的狀態信息掉電 後的短時間存儲，也可以用於其它需要信息掉電暫態存儲或者電路中 間狀態暫態存儲的場合。
下面結合附圖和具體實施方式
本發明做進一步說明。


圖l為本發明的結構示意圖2為本發明的外接接口示意圖3為本發明實施例的電路原理圖4為本發明掉電工作時的電壓、信號曲線圖。
具體實施例方式
參看圖1和圖2，本發明由電源電壓VDD供電，包括基準電流源，包括帶隙基準源和威爾遜電流源的電流基準產生電路構成，為存
儲單元和判決邏輯提供偏置電流；控制單元，由反相器、與非門、或
非門、與門、或門、傳輸門和多路選擇器構成，是數字電路與存儲單
元的接口電路，根據數字電路給出的復位信號RESET和待存信息
STM_IN產生控制信號對存儲單元進行操作；偏置電壓產生電路，由
電流鏡和電阻性元器件構成，電阻性元件採用電阻、二極體或者M0S
管，是基準電流源和判決邏輯的接口電路，將基準電流源產生的基準
電流轉換為基準電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，由充電
開關、放電開關和存儲電容構成，充電開關、放電開關採用具有開關
特性並在關斷狀態下漏電的電子器件，存儲電容採用具有電容特性的
電子器件，存儲電容的充電電壓由偏置電壓產生電路產生，存儲電容
的電荷量和由充電開關、放電開關中M0S管關斷狀態下的漏電流控制
暫態存儲的時間，充電開關的關斷漏電流小於放電開關的關斷漏電
流，存儲單元根據控制單元的指令，對待存信息進行暫態存儲；判決
邏輯，由遲滯比較器、靈敏放大器、運算放大器和反相器構成，比較
存儲單元存儲內容和基準電壓的關係，將模擬信號轉換成數位訊號
STMJ)UT輸出給數字電路。
參看圖3，其中電容C1，M0S管M1 M11和電容R0構成基準電流
源，M12 M14構成偏置電壓產生電路，M15 M16和M17分別為存儲 電容C2的充電和放電開關，M18 M27構成遲滯比較器，M29 M30構 成反相器作為電路的緩衝輸出。由上述電路結構形成的本發明掉電暫 態存儲器(Off Power Short Term Memory)滿足對邏輯"1"在電源 掉電後存儲一段時間Tl秒，Tl時間內再次上電時能準確讀出信息，掉電超過T1秒存儲值歸零的功能。對於邏輯"0"，需要在控制單元 中轉換成邏輯"1"再予以存儲，在判決邏輯輸出端也需要多加一級 反相輸出，電路結構類似不予贅述。
參看圖4，本發明使用時，基準電流源產生偏置電流，偏置電壓 產生電路將基準電流轉換成基準電壓(曲線4)，復位信號RESET和 待存信息STM一IN (曲線1)經過控制單元產生存儲電容充放電開關管 的控制信號。電源電壓VDD (曲線2)正常時，控制信號根據待寫入 的待存信息STM一IN (曲線l)實時變化，將信息寫入到存儲電容中， 並經過判決邏輯輸出，輸出信號STM—OUT (曲線5)與待存信息STM—IN
(曲線l)只有時間上的延時。掉電時，控制信號全部變為低，所有 電容到地的通路被關斷，由充放電於開關的非理想性，存儲電容電壓
(曲線3)將通過開關關斷時候的漏電流緩慢放電。當在一定的時間 內電源恢復正常時，判決邏輯讀取存儲電容電壓(曲線3)並和基準 電壓(曲線4)進行比較，從而給出存儲值。
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權利要求
1、一種用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器，其特徵在於，它由電源電壓VDD供電，包括基準電流源，為存儲單元和判決邏輯提供偏置電流；控制單元，是數字電路與存儲單元的接口電路，根據數字電路給出的復位信號RESET和待存信息STM_IN產生控制信號對存儲單元進行操作；偏置電壓產生電路，是基準電流源與判決邏輯的接口電路，將基準電流源產生的基準電流轉換為基準電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，根據控制單元的指令，對待存信息進行暫態存儲；判決邏輯，比較存儲單元存儲內容和基準電壓的關係，將模擬信號轉換成數位訊號STM_OUT輸出給數字電路。
2、 根據權利要求l所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述基 準電流源由帶隙基準源和威爾遜電流源的電流基準產生電路構成。
3、 根據權利要求l所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述控 制單元由反相器、與非門、或非門、與門、或門、傳輸門和多路選擇 器構成。
4、 根據權利要求1所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述偏 置電壓產生電路由電流鏡和電阻性元器件構成，電阻性元件採用電 阻、二極體或者MOS管。
5、 根據權利要求l所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述存 儲單元由充電開關、放電開關和存儲電容構成，充電開關、放電開關採用具有開關特性並在關斷狀態下漏電的電子器件，存儲電容採用具 有電容特性的電子器件。
6、 根據權利要求1或5所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述存儲單元存儲電容的充電電壓由偏置電壓產生電路產生，存儲電容的電荷量和由充電開關、放電開關中M0S管關斷狀態下的漏電流控制 暫態存儲的時間，充電開關的關斷漏電流小於放電開關的關斷漏電 流。
7、 根據權利要求l所述的掉電暫態存儲器，其特徵在於，所述判 決邏輯由遲滯比較器、靈敏放大器、運算放大器和反相器構成。
全文摘要
一種用於無源射頻識別標籤晶片的掉電暫態存儲器，涉及電路領域的存儲器技術。本發明由電源電壓VDD供電，包括基準電流源，為存儲單元和判決邏輯提供偏置電流；控制單元，根據數字電路給出的復位信號RESET和待存信息STM_IN產生控制信號對存儲單元進行操作；偏置電壓產生電路，將基準電流源產生的基準電流轉換為基準電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，根據控制單元的指令，對待存信息進行暫態存儲；判決邏輯，比較存儲單元存儲內容和基準電壓的關係，將模擬信號轉換成數位訊號STM_OUT輸出給數字電路。本發明可將標籤晶片掉電前的狀態信息或者數字電路的中間狀態短時間存儲，提高該短距離無線通信的效率和穩定性。
文檔編號G11C14/00GK101587743SQ20081011207
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者吳行軍, 曹海濤, 李永明, 郝先人, 馬長明 申請人:北京同方微電子有限公司