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RFID 标签芯片参数指标解读

标签芯片参数指标解读

关于标签芯片,我们需要关注的参数和指标有哪些呢,或者说在我们项目中芯片选型时如何选择合适的芯片呢?本节内容将通过Ucode 7这款芯片展开讲解。

1.存储区

选择一颗超高频RFID标签芯片,首先要看其存储区的配置,如表3-5所示U Code7芯片存储区配置表,该芯片只有Bank 0、Bank 1和Bank2,没有Bank 3 用户区,也就是说这个芯片具有64比特保留区,128比特EPC(不包含CRC和PC),96比特的TID,0比特的用户区,另外多了16比特的配置字(ConfigurationWord)放在EPC区。

RFID标签芯片存储区

现阶段主流芯片的保留区和TID区的大小都是固定的,分别是64比特和96比特。EPC的长度一般是128比特固定,关于配置字放在哪里不重要,不影响整体使用。

从项目角度分析,由于不具有用户区,只能支持在线读取的项目,如果客户提出离线应用和大量的数据保存则不能选择这款芯片。另外由于EPC长度定死,则如果客户需要定制不同长度的EPC,如需要快速读取64比特EPC或使用加长编码的256比特EPC,该芯片都无法满足。所以该芯片的定位为海量服装物流应用。

2.物理参数

其次要关注的是标签芯片的物理参数,如表3-6所示,该芯片的保存温度(Tstgstorage temperature)为-55摄氏度到125摄氏度;工作环境温度(Tambambient temperature)为-40摄氏度到85摄氏度;最大释放静电电压(VESD electrostatic discharge voltage)为2kV;其射频输入最大功率为100mW。

U code 7

其实芯片可以在环境温度限制外的更低温度和更高温度工作,只是灵敏度变化比较大,厂商不作保证。关于其存储温度,笔者也做过大量测试,在接近200°的高温箱中持续两周后,数据的保存是没有任何问题的(但不保证是否影响后续多年的保存寿命)。现在市场上的主流芯片笔者都做过测试,测试结果都与Ucode 7类似,所以大家在做项目的时候可以做一些超过说明限制的开拓项目。

主流标签芯片的ESD都是2KV。有一些项目需要标签的静电防护等级很高,那是针对标签的,只需要把标签用各种绝缘体材料与外界隔离开即可满足要求。一些电力应用中需要超高的ESD等级,需要采用更厚的绝缘材料,以及采用闭合环的天线设计才能满足。

关于芯片RF脚最大输入功率,如果不是直接连阅读器一般不会有超过100mW的可能性,传统的标签应用大可放心。但如果使用的是封装芯片(SOT、QFN)与阅读器直连工作,需要注意这个问题。

3.性能参数

与标签芯片性能相关的参数是工作频率、灵敏度及其阻抗等,如表3-7所示:

  • 芯片的工作频率为840MHz到960MHz,适合全球所有频段的超高频RFID应用;

  • 其读灵敏度为-21dBm,这里要注意该灵敏度为配合2dBi的天线的标签灵敏度,也就是说芯片的读灵敏度为-19dBm,写灵敏度同理需要减去2dB,为-14dBm;

  • 写入速度(Encodingspeed),是描述标签写入快慢的一个参数;

  • 芯片的阻抗值是给天线设计人员使用的,其给出了在欧洲、美洲和日本的三个中心频率的阻抗值,同时给出了芯片封装后的阻抗值(Typical assembled impedance)从而更方便设计人员使用。

U code 7 射频参数

其中需要注意的有:

  • 虽然芯片的工作频率是840MHz~960MHz全频段,但是其灵敏度并不是在所有频率点都一样好的,不同的芯片有一定的差别,读者在设计宽带标签的时候需要特别注意。

  • 关于灵敏度,一般芯片灵敏度在-18dBm左右即可,当然灵敏度越小越好。

  • 关于写入速度,在需要写入的项目里面是一个很重要的指标(多数项目只做初始化时写入一次),Ucode 7的写入速度在同类型产品中速度是最快的。如果需要更快的写入速度,只能选择富士通的铁电标签(4.3.3节中厂商代码10的那家公司)。其写入速度为纳秒级别,坏处是读写灵敏度都比较差。

4.存储参数

最后要考虑的参数是存储器的特性,如表3-8所示:该芯片数据保存时间tret(retentiontime)在环境温度小于55摄氏度的情况下可以达到20年,其存储器的重复写入次数Nendu(write endurance)为10万次。

U code 7 储存参数

市场上的标签芯片,一般都声称数据保存时间大于10年,有的声称20年,有的50年,至今没有一个厂商的产品在真实环境验证过(市场上与超高频RFID相关NVM和EEPROM都是在最近十多年发明的)。除非项目要求存储100年,一般存储要求的项目就放心大胆的接吧。关于写入次数,一般的芯片厂商声称重复写入次数在10万次到100万之间,由于超高频RFID特性不在于加密和支付,所以至今未见一个项目要求写入次数大于10万次的,对此也不用担心。

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