專利名稱：用于無源射頻識別標(biāo)簽芯片的掉電暫態(tài)存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電路領(lǐng)域的存儲器技術(shù)，特別是用于射頻識別
(RFID)電子標(biāo)簽等芯片的掉電暫態(tài)存儲器。
背景技術(shù)：
隨著集成電路設(shè)計技術(shù)的快速發(fā)展，RFID技術(shù)正廣泛應(yīng)用于工 業(yè)自動化、商業(yè)自動化和交通運(yùn)輸控制管理等生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。 典型的RFID系統(tǒng)分為三部分讀寫器、RFID標(biāo)簽和信息處理終端。 讀寫器用于對標(biāo)簽進(jìn)行讀寫等操作，標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)中存儲被標(biāo)識 個體信息的載體。
對于無源RFID標(biāo)簽，芯片的電源一般由芯片天線感應(yīng)讀寫器產(chǎn) 生的電磁場獲得。由于環(huán)境等一些非理想因素，標(biāo)簽在識讀過程中， 可能會出現(xiàn)暫時掉電又迅速恢復(fù)這樣的情況。比如在標(biāo)簽識別過程 中， 一個物體從讀卡器和標(biāo)簽中間通過，遮擋或者吸收掉部分電磁波， 標(biāo)簽掉電，當(dāng)物體從讀卡器和標(biāo)簽中間離開時電源又恢復(fù)。如果某個 標(biāo)簽在識讀過程中掉電，且該標(biāo)簽的狀態(tài)信息丟失，會使得讀寫器無 法按原來的程序正常識讀該標(biāo)簽和其他同時處于場內(nèi)的標(biāo)簽，讀寫器 需要重新從頭開始識讀所有場內(nèi)標(biāo)簽。顯然，這將降低讀寫器識讀標(biāo) 簽的效率，即單位時伺的標(biāo)簽識別個數(shù)。
為了解決這個問題，某些RFID通信協(xié)議要求將標(biāo)簽在掉電前的 所處狀態(tài)等信息暫時保存下來。在掉電一段時間后再次上電時，檢查 存儲器中保存的信息，并根據(jù)所保存的值，使標(biāo)簽進(jìn)入掉電前的狀態(tài)。 現(xiàn)有技術(shù)中的揮發(fā)存儲器在掉電后存儲的信息會立即丟失，而不揮發(fā)
存儲器在掉電后存儲器的信息將長期保留，都不能滿足RFID通信協(xié)
議對狀態(tài)存儲的要求。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的是提供 一種用于無源射頻識別標(biāo)簽芯片的掉電暫態(tài)存儲器。它可將標(biāo)簽芯片 掉電前的狀態(tài)信息或者數(shù)字電路的中間狀態(tài)短時間存儲，提高該短距 離無線通信的效率和穩(wěn)定性。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型的技術(shù)方案以如下方式實
現(xiàn)
用于無源射頻識別標(biāo)簽芯片的掉電暫態(tài)存儲器，其結(jié)構(gòu)特點是，
它由電源電壓VDD供電，包括
基準(zhǔn)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(shù)字電路與存儲單元的接口電路，根據(jù)數(shù)字電路給
出的復(fù)位信號RESET和待存信息STM_IN產(chǎn)生控制信號對存儲單元進(jìn)
行操作；
偏置電壓產(chǎn)生電路，是基準(zhǔn)電流源與判決邏輯的接口電路，將基 準(zhǔn)電流源產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓，作為判決邏輯的參考信 號；
存儲單元，根據(jù)控制單元的指令，對待存信息進(jìn)行暫態(tài)存儲； 判決邏輯，比較存儲單元存儲內(nèi)容和基準(zhǔn)電壓的關(guān)系，將模擬信 號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號STM—OUT輸出給數(shù)字電路。
在上述掉電暫態(tài)存儲器中，所述基準(zhǔn)電流源由帶隙基準(zhǔn)源和威爾 遜電流源的電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路構(gòu)成。
在上述掉電暫態(tài)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(gòu)成。
在上述掉電暫態(tài)存儲器中，所述偏置電壓產(chǎn)生電路由電流鏡和電
阻性元器件構(gòu)成，電阻性元件采用電阻、二極管或者M(jìn)OS管。
在上述掉電暫態(tài)存儲器中，所述存儲單元由充電開關(guān)、放電開關(guān) 和存儲電容構(gòu)成。充電開關(guān)、放電開關(guān)采用具有開關(guān)特性并在關(guān)斷狀 態(tài)下漏電的電子器件，存儲電容采用具有電容特性的電子器件。
在上述掉電暫態(tài)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(chǎn)生電路產(chǎn)生。存儲電容的電荷量和由充電開關(guān)、放電開關(guān)
中M0S管關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流控制暫態(tài)存儲的時間，充電開關(guān)的關(guān)斷
漏電流小于放電開關(guān)的關(guān)斷漏電流。
在上述掉電暫態(tài)存儲器中，所述判決邏輯由遲滯比較器、靈敏放
大器、運(yùn)算放大器和反相器構(gòu)成。
本實用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，用一種類似于動態(tài)隨機(jī)存取存
儲器(DRAM)的存儲結(jié)構(gòu)，由存儲電容對電荷進(jìn)行存儲并利用充放電
開關(guān)的非理想特性(關(guān)斷狀態(tài)下存在漏電)構(gòu)成短時間掉電暫態(tài)存儲
器電路。本實用新型適用于RFID通信協(xié)議所要求的標(biāo)簽芯片的狀態(tài)
信息掉電后的短時間存儲，也可以用于其它需要信息掉電暫態(tài)存儲或
者電路中間狀態(tài)暫態(tài)存儲的場合。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
本實用新型做進(jìn)一步說明。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型的外接接口示意圖3為本實用新型實施例的電路原理圖4為本實用新型掉電工作時的電壓、信號曲線圖。
具體實施方式
參看圖1和圖2，本實用新型由電源電壓VDD供電，包括基準(zhǔn)
電流源，包括帶隙基準(zhǔn)源和威爾遜電流源的電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路構(gòu)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(gòu)成，是數(shù)字電路與存儲
單元的接口電路，根據(jù)數(shù)字電路給出的復(fù)位信號RESET和待存信息
STM—IN產(chǎn)生控制信號對存儲單元進(jìn)行操作；偏置電壓產(chǎn)生電路，由
電流鏡和電阻性元器件構(gòu)成，電阻性元件采用電阻、二極管或者M(jìn)0S
管，是基準(zhǔn)電流源和判決邏輯的接口電路，將基準(zhǔn)電流源產(chǎn)生的基準(zhǔn)
電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，由充電
開關(guān)、放電開關(guān)和存儲電容構(gòu)成，充電開關(guān)、放電開關(guān)采用具有開關(guān)
特性并在關(guān)斷狀態(tài)下漏電的電子器件，存儲電容采用具有電容特性的
電子器件，存儲電容的充電電壓由偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，存儲電容
的電荷量和由充電開關(guān)、放電開關(guān)中M0S管關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流控制
暫態(tài)存儲的時間，充電開關(guān)的關(guān)斷漏電流小于放電開關(guān)的關(guān)斷漏電
流，存儲單元根據(jù)控制單元的指令，對待存信息進(jìn)行暫態(tài)存儲；判決
邏輯，由遲滯比較器、靈敏放大器、運(yùn)算放大器和反相器構(gòu)成，比較
存儲單元存儲內(nèi)容和基準(zhǔn)電壓的關(guān)系，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號
STM—OUT輸出給數(shù)字電路。
參看圖3，其中電容C1，M0S管M1 M11和電容RO構(gòu)成基準(zhǔn)電流 源，M12 M14構(gòu)成偏置電壓產(chǎn)生電路，M15 M16和M17分別為存儲 電容C2的充電和放電開關(guān)，M18 M27構(gòu)成遲滯比較器，M29 M30構(gòu) 成反相器作為電路的緩沖輸出。由上述電路結(jié)構(gòu)形成的本實用新型掉 電暫態(tài)存儲器(Off Power Short Term Memory)滿足對邏輯"1"在
電源掉電后存儲一段時間Tl秒，Tl時間內(nèi)再次上電時能準(zhǔn)確讀出信 息，掉電超過T1秒存儲值歸零的功能。對于邏輯"0"，需要在控制 單元中轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)類似不予贅述。
參看圖4，本實用新型使用時，基準(zhǔn)電流源產(chǎn)生偏置電流，偏置 電壓產(chǎn)生電路將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)電壓(曲線4)，復(fù)位信號RESET 和待存信息STM一IN (曲線1)經(jīng)過控制單元產(chǎn)生存儲電容充放電開關(guān) 管的控制信號。電源電壓VDD (曲線2)正常時，控制信號根據(jù)待寫 入的待存信息STM—IN (曲線1)實時變化，將信息寫入到存儲電容中， 并經(jīng)過判決邏輯輸出，輸出信號STM—0UT(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?yōu)榈?，所?電容到地的通路被關(guān)斷，由充放電于開關(guān)的非理想性，存儲電容電壓
(曲線3)將通過開關(guān)關(guān)斷時候的漏電流緩慢放電。當(dāng)在一定的時間 內(nèi)電源恢復(fù)正常時，判決邏輯讀取存儲電容電壓(曲線3)并和基準(zhǔn) 電壓(曲線4)進(jìn)行比較，從而給出存儲值。
權(quán)利要求1、用于無源射頻識別標(biāo)簽芯片的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，它由電源電壓VDD供電，包括基準(zhǔn)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(shù)字電路與存儲單元的接口電路，根據(jù)數(shù)字電路給出的復(fù)位信號RESET和待存信息STM_IN產(chǎn)生控制信號對存儲單元進(jìn)行操作；偏置電壓產(chǎn)生電路，是基準(zhǔn)電流源與判決邏輯的接口電路，將基準(zhǔn)電流源產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，根據(jù)控制單元的指令，對待存信息進(jìn)行暫態(tài)存儲；判決邏輯，比較存儲單元存儲內(nèi)容和基準(zhǔn)電壓的關(guān)系，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號STM_OUT輸出給數(shù)字電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，所述基 準(zhǔn)電流源由帶隙基準(zhǔn)源和威爾遜電流源的電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，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(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，所述偏 置電壓產(chǎn)生電路由電流鏡和電阻性元器件構(gòu)成，電阻性元件采用電 阻、二極管或者M(jìn)OS管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，所述存 儲單元由充電開關(guān)、放電開關(guān)和存儲電容構(gòu)成，充電開關(guān)、放電開關(guān) 采用具有開關(guān)特性并在關(guān)斷狀態(tài)下漏電的電子器件，存儲電容采用具有電容特性的電子器件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，所述存儲單元存儲電容的充電電壓由偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生，存儲電容的電荷量和由充電開關(guān)、放電開關(guān)中M0S管關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流控制 暫態(tài)存儲的時間，充電開關(guān)的關(guān)斷漏電流小于放電開關(guān)的關(guān)斷漏電流。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的掉電暫態(tài)存儲器，其特征在于，所述判決邏輯由遲滯比較器、靈敏放大器、運(yùn)算放大器和反相器構(gòu)成。
專利摘要用于無源射頻識別標(biāo)簽芯片的掉電暫態(tài)存儲器，涉及電路領(lǐng)域的存儲器技術(shù)。本實用新型由電源電壓VDD供電，包括基準(zhǔn)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(jù)數(shù)字電路給出的復(fù)位信號RESET和待存信息STM_IN產(chǎn)生控制信號對存儲單元進(jìn)行操作；偏置電壓產(chǎn)生電路，將基準(zhǔn)電流源產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓，作為判決邏輯的參考信號；存儲單元，根據(jù)控制單元的指令，對待存信息進(jìn)行暫態(tài)存儲；判決邏輯，比較存儲單元存儲內(nèi)容和基準(zhǔn)電壓的關(guān)系，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號STM_OUT輸出給數(shù)字電路。本實用新型可將標(biāo)簽芯片掉電前的狀態(tài)信息或者數(shù)字電路的中間狀態(tài)短時間存儲，提高該短距離無線通信的效率和穩(wěn)定性。
文檔編號G05F3/08GK201210410SQ20082008072
公開日2009年3月18日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)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