UHF+RFID电子标签芯片的低功耗物理设计与时钟树综合硕士论

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1、代号10701学号1017121998分类号TN4密级公开题（中、英文）目UHFRFID电子标签芯片的低功耗物理设计与时钟树综合LowPowerPhysicalDesignandCTSofUHFRFIDtagchip作者姓名李娜指导教师姓名、职称包军林副教授学科门类工学学科、专业微电子学与固体电子学提交论文日期二○一三年一月西安电子科技大学硕士学位论文UHFRFID电子标签芯片的低功耗物理设计与时钟树综合作者：李娜导师：包军林副教授学科：微电子学与固体电子学中国·西安2013年1月LowPowerPhysicalDesignandCTSofUHFRFIDtagchipADissert

2、ationSubmittedtoXidianUniversityInCandidacyforDegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByLiNaXi’an,P.R.ChinaJanuary2013西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志

3、对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本

4、人签名：日期：导师签名：日期：iiUHFRFID电子标签芯片的低功耗物理设计与时钟树综合摘要i摘要射频识别技术即RFID(RadioFrequencyIdentification)技术是利用射频方式实现阅读器和射频识别标签之间的无线双向通信以及能量转换。无源超高频射频识别技术(UHFRFID)作为物联网(theinternetofthings)中重要的组成部分，目前已经成为国内外研究和应用的新宠，这种技术的优点非常明显，包括耗能低，距离远，信息量大，成本低等。随着芯片集成度的增加，功耗已经成为判断芯片性能好坏的一个不可忽视的方面，对于无源射频电子标签来说，功耗高低不仅代表所消耗能量的

5、多少，还代表着芯片工作距离的远近，本文着重介绍了如何通过物理设计过程，特别是时钟树综合阶段去降低芯片的功耗，达到低功耗的要求。本文首先在研究CMOS工艺环境下产生功耗机理的基础上，对比分析目前常用的低功耗方法，采用常用的低功耗方法，着重对芯片的低功耗物理设计部分进行分析研究，在布局布线时注意低功耗方法的应用；其次，时钟树功耗是占据数字电路功耗的重要部分，所以对时钟的规划以及如何安排时钟树综合成为本文研究的重点。最后对时钟树综合过程进行分析，研究时钟树综合阶段的低功耗设计方法，通过综合工具进行试验和分析，针对UHFRFID芯片设计实现了最优的低功耗时钟树综合方案，仿真结果证明芯片数字基

6、带的功耗较原来设计优化了51.85%，在流片后的芯片测试中，芯片的工作距离明显增长，从而证明了本设计很大程度上降低了芯片的功耗，改善了芯片性能。关键词：UHFRFID低功耗物理设计时钟树综合iiUHFRFID电子标签芯片的低功耗物理设计与时钟树综合AbstractiAbstractRadioFrequencyIdentificationtechnologyisreferredasRFID,whichrealizesthewirelesstwo-waycommunicationbetweenthereaderandRFIDtagsbyradiofrequencywayandalsore

7、alizesenergyconversionfromthereadertoRFIDtags.AsoneofthemostimportantpartoftheInternetofthings,UHFRFIDhasbecomethedomesticandinternationalresearchandapplicationatpresent.Ithasmanyobviousadvantages,includinglowconsumption,longdista