RFID（Radio Frequency IDentification）常被稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡等。一套完整的RFID系統(tǒng)通常由Reader（讀卡器）和Transponder（應(yīng)答器）兩部分組成。正常工作時，由Reader發(fā)射一特定頻率的無線電能量波給Transponder，以驅(qū)動Transponder電路并將內(nèi)部的ID Code送出，同時Reader接收此ID Code。Transponder的特殊之處在于無需電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污，其晶片密碼為世界唯一，無法復(fù)制，安全性高，壽命長。文中以意法半導(dǎo)體（ST）公司推出的甚高頻RFID存儲器芯片XRA00為例來介紹射頻識別芯片的工作原理及應(yīng)用。

1　XRA00的主要特點

XRA00是一個工作在甚高頻的用于射頻識別的應(yīng)答器或標(biāo)簽集成電路。該芯片具有以下特點：

●完全符合EPC global 1.0規(guī)范；

●采用868MHz ISM 頻帶和15MHz ISM 頻帶甚高頻載波頻率；

●接收信號是異步脈寬調(diào)制(PWN)脈沖編碼的50％到100％幅度鍵控（ASK）調(diào)制信號，應(yīng)答為雙相空間編碼信號；

●內(nèi)含帶鎖存的128位EEPROM和96位ePC；

●具有庫存、讀取、編程和擦除功能；

●提供刪除命令；

●采用標(biāo)準(zhǔn)30ms編程時間；

●可循環(huán)擦寫10000次以上；

●數(shù)據(jù)可保存40年以上。

2　性能概述

XRA00的邏輯框圖(如圖1所示)，其中AC0和AC1為天線連接點。和天線連接之后，XRA00便可以從讀卡器輻射的射頻能量中獲得工作所需的電源。如果需要，用戶可通過XRA00中的非易失性存儲器為標(biāo)簽編程，XRA00只有在接收到讀卡器有效的正確命令之后才會對讀卡器做出應(yīng)答。

此外，XRA00內(nèi)部還有一個針對RFID應(yīng)用的噪聲應(yīng)用環(huán)境的快速防沖突協(xié)議，該協(xié)議完全符合自動識別中心1類甚高頻規(guī)范。

3 工作過程

當(dāng)ePC信息寫入之后，對EEPROM中的鎖存位進(jìn)行編程可保護(hù)芯片中的數(shù)據(jù)。此時XRA00即進(jìn)入用戶模式。在用戶模式下，ERASEID、PROGRAMMEID和VERIFYID等命令通常未被激活，XRA00只對防沖突命令做出響應(yīng)。此時，XRA00芯片支持SCROLLID、SCROLLALLID、PINGID、QUIET、Talk、KILL、ERASEID、PROGRAMMEID和VERIFYID等命令，每個命令的含義如表1所列。

　　表1 XRA00支持的命令

SCROLLID——XRA00匹配數(shù)據(jù)，返回整個ID代碼作為應(yīng)答

SCROLLALLID——XRA00不進(jìn)行辨別，返回整個ID代碼作為應(yīng)答

PINGID——用于多XRA00時防沖突的情況，XRA00匹配數(shù)據(jù)并在特定的時間段做出響應(yīng)

QUIET——XRA00匹配數(shù)據(jù)，進(jìn)入休眠狀態(tài)，不再響應(yīng)讀卡器的命令，直到接收到Talk命令或失去電源能量

TALK——XRA00匹配數(shù)據(jù)，進(jìn)入工作狀態(tài)，響應(yīng)讀卡器的命令

KILL——XRA00永久刪除存儲器內(nèi)ID代碼和所有數(shù)據(jù)

ERASEID——擦除XRA00內(nèi)部存儲器內(nèi)容

PROGRAMMEID——在沒有鎖存的狀態(tài)下對XRA00內(nèi)部存儲器編程（一次16位）

VERIFYID——校驗XRA00存儲器中的所有數(shù)據(jù)位，確保正確編程

　　在進(jìn)行射頻識別時，讀卡器和XRA00之間一般按照如下步驟進(jìn)行對話：首先，讀卡器輻射的甚高頻工作場使XRA00獲得應(yīng)答所需的電源能量，并使其進(jìn)入激活狀態(tài)，準(zhǔn)備接收讀卡器的命令；然后，讀卡器發(fā)射包含命令的信號并等待XRA00的應(yīng)答；最后由XRA00根據(jù)接收到的命令發(fā)射應(yīng)答信號。這種工作方式被稱為RTF（Reader Talk First）。

4　存儲器映射

XRA00內(nèi)部的128位存儲器共分八個塊，每塊16位。XRA00的內(nèi)部存儲器映射(如圖2所示)。讀取時每一位可以單獨讀取，寫入則可按照每塊16位的方式寫入。其中第一個存儲器塊用來存儲ePC規(guī)范定義的crc（循環(huán)冗余校驗碼），接下來六個塊全都用來存儲庫存序列號中用到的96位產(chǎn)品代碼，最后一塊由8位刪除代碼和8個鎖存位公用，其中8個鎖存位用于保護(hù)存儲器里的數(shù)據(jù)。

5　典型應(yīng)用

RFID可廣泛應(yīng)用于動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動化、物料管理等。

XRA00功能齊全、成本低廉，特別適用于消費品零售和行李搬運領(lǐng)域的物品跟蹤。過去一直采用條形碼的方式監(jiān)控這些應(yīng)用，而ePC標(biāo)簽則可實現(xiàn)自動化的非視線閱讀和唯一識別。

XRA00為超長射程器件類芯片，從閱讀器到芯片的操作距離長達(dá)10米。XRA00的這種甚高頻技術(shù)十分適合美國市場的902－928MHz頻帶和歐洲市場的866－868MHz頻帶。此外，這款器件內(nèi)的非易失性存儲器還可以使用戶能夠在供應(yīng)鏈的應(yīng)用點來為標(biāo)簽進(jìn)行編程，同時允許給一個特殊的物品分配一個專用代碼，或者在標(biāo)簽通過系統(tǒng)時更改標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)，其典型編程時間為30ms。

XRA00全面支持ePCglobal Class 1b防沖突協(xié)議，由于多個標(biāo)簽常處于同一個閱讀器射程范圍內(nèi)（如零售商業(yè)環(huán)境），因而在這種情況下就需要防沖突機(jī)制。XRA00芯片提供的刪除命令（通常叫做"隱私"命令）可在工作期結(jié)束（如當(dāng)顧客離開商店時）時永久地禁用該器件。

6 結(jié)束語

成本低廉的RFID IC特別適合大批量的電子條形碼應(yīng)用，XRA00以其低廉的成本和強(qiáng)大的功能極有可能成為現(xiàn)在廣泛使用的條形碼的替代品。