射频识别(Radio Frequency Identification)技术是近些年来发展起来的一门新兴无线识别技术,它通过无线射频方式进行非接触式双向通信,以达到交换数据和识别目标的目的。在RFID技术中,超高频RFID异军突起,以其快速的识别速度、远距离读写能力、大容量数据存储以及高可靠性等独特的优势越来越受到人们的青睐。超高频RFID标签芯片是超高频RFID系统的核心,目前国内对其研究还处于发展阶段,主要集中在标签芯片的低功耗和低成本研究上。本文首先论述了RFID的相关技术原理、超高频RFID的技术优势以及超高频RFID标签芯片的研究进展。在详细解读了设计所依据的EPC Class-1 Generation-2标准之后,对低功耗设计方法进行了归纳总结并对设计中用到的方法进行详细的介绍。论文主要完成了基于EPC C1G2标准的超高频无源RFID标签芯片数字系统的设计。整个设计过程包括系统架构设计、RTL代码设计、功能仿真、逻辑综合、静态时序分析、布局布线后仿真、FPGA验证以及功耗分析与优化等。为降低系统功耗,本文引入了多种低功耗技术,如系统时钟规划,系统级功耗管理,状态优化编码,全局钟控,异步计数器,门级功耗优化以及操作数隔离等等。设计采用Chartered 0.18μm CB工艺流片,数字系统版图面积为482×480μm2(包括存储单元)。使用Prime Power对布局布线后提取的门级网表进行功耗分析表明,在时钟频率为1.92MHz、电源电压为1.8V时设计的最终功耗为24.1μW。此外基于FPGA平台完成的包括模拟前端电路在内的联合测试表明,设计可实现标准规定的全部功能,并可满足多种阅读器的工作要求。另外,本文还完成了第一版EPC C1G2标签芯片的测试工作。该版芯片采用Chartered 0.35μm 2P4M EEPROM工艺流片,测试结果表明标签工作稳定,可完成基本的读写功能。在多标签环境下的测试结果表明,标签识别速度较快,具有一定的防冲突能力。