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基于SystemVerilog的超高頻RFID標(biāo)簽數(shù)字基帶設(shè)計(jì)與研究

2021年電子技術(shù)應(yīng)用第1期

汪永峰，卜剛

南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，江蘇南京211106

摘要： 在ISO/IEC 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上，對(duì)超高頻射頻識(shí)別(UHF RFID)標(biāo)簽數(shù)字基帶的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開(kāi)研究。根據(jù)協(xié)議規(guī)定的標(biāo)簽數(shù)字基帶的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)，采用SystemVerilog分別對(duì)標(biāo)簽發(fā)送和接收基帶進(jìn)行建模，并給出基帶中關(guān)鍵模塊的理論推導(dǎo)和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。SystemVerilog作為Verilog基礎(chǔ)上拓展產(chǎn)生的硬件描述語(yǔ)言和驗(yàn)證語(yǔ)言，可以大幅度提高SoC設(shè)計(jì)的效率。最后使用Modelsim SE-64 10.4對(duì)標(biāo)簽數(shù)字基帶設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明該數(shù)字基帶符合ISO/IEC 18000-6C協(xié)議要求，該設(shè)計(jì)為單芯片UHF RFID標(biāo)簽提供了設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞： ISOIEC18000-6C SystemVerilog 通信鏈路 RFID 仿真驗(yàn)證

中圖分類號(hào)： TN402
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200868
中文引用格式： 汪永峰，卜剛. 基于SystemVerilog的超高頻RFID標(biāo)簽數(shù)字基帶設(shè)計(jì)與研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(1)：36-40.
英文引用格式： Wang Yongfeng，Bu Gang. Design and research on digital baseband of RFID tag based on SystemVerilog[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：36-40.

Design and research on digital baseband of RFID tag based on SystemVerilog

Wang Yongfeng，Bu Gang

School of Electronic Information Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 211106，China

Abstract： Based on the ISO/IEC 18000-6C standard protocol, this paper conducted research on the design and implementation of UHF RFID tag′s physical layer baseband circuit. According to the design requirements and indicators of the baseband specified in the standard protocol, SystemVerilog was used to model the tag sending and receiving basebands, and the theoretical derivation and design implementation of the key modules in the baseband were given. SystemVerilog, as a hardware description and verification language developed on the basis of Verilog, can greatly improve the efficiency of SoC design. Finally, Modelsim SE-64 10.4 was used to simulate the digital baseband circuit design of the tag. The results showed that the digital baseband met the requirements of ISO/IEC 18000-6C protocol. This design provides a design reference for single-chip UHF RFID tag.

Key words : ISO/IEC 18000-6C；SystemVerilog；communication link；RFID；simulatuion verification

0 引言

隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)概念的不斷普及，作為核心技術(shù)之一的射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在交通、電網(wǎng)、物流、存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中UHF RFID技術(shù)由于識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)成為了國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。隨著對(duì)UHF RFID研究的不斷深入，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)傳輸速率以及通信數(shù)據(jù)量等許多方面提出了更高的要求^[1]。

本文在深入研究ISO/IEC 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上，采用SystemVerilog語(yǔ)言對(duì)UHF RFID標(biāo)簽數(shù)字基帶通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊進(jìn)行了硬件建模。由于SystemVerilog擁有類似于C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型、斷言、接口等特性，在建模方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以更加快速準(zhǔn)確地對(duì)功能進(jìn)行描述，因此該設(shè)計(jì)采用SystemVerilog語(yǔ)言進(jìn)行建模^[2]。本文對(duì)UHF RFID通信系統(tǒng)中的標(biāo)簽數(shù)字基帶發(fā)送與接收部分進(jìn)行了SystemVerilog硬件建模與仿真，標(biāo)簽數(shù)字基帶發(fā)送模塊主要實(shí)現(xiàn)了CRC校驗(yàn)碼生成、FM0/Miller編碼以及同步碼添加等功能，而標(biāo)簽數(shù)字基帶接收模塊則實(shí)現(xiàn)了同步碼檢測(cè)、PIE解碼和CRC校驗(yàn)碼檢測(cè)等功能，并最終在Modelsim SE-64 10.4中進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)功能的正確性。

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作者信息:

汪永峰，卜剛

(南京航空航天大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，江蘇南京211106)

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