標簽芯片參數指標解讀
關于標簽芯片,我們需要關注的參數和指標有哪些呢,或者說在我們項目中芯片選型時如何選擇合適的芯片呢?本節內容將通過Ucode 7這款芯片展開講解。
1.存儲區
選擇一顆超高頻RFID標簽芯片,首先要看其存儲區的配置,如表3-5所示U Code7芯片存儲區配置表,該芯片只有Bank 0、Bank 1和Bank2,沒有Bank 3 用戶區,也就是說這個芯片具有64比特保留區,128比特EPC(不包含CRC和PC),96比特的TID,0比特的用戶區,另外多了16比特的配置字(ConfigurationWord)放在EPC區。
現階段主流芯片的保留區和TID區的大小都是固定的,分別是64比特和96比特。EPC的長度一般是128比特固定,關于配置字放在哪里不重要,不影響整體使用。
從項目角度分析,由于不具有用戶區,只能支持在線讀取的項目,如果客戶提出離線應用和大量的數據保存則不能選擇這款芯片。另外由于EPC長度定死,則如果客戶需要定制不同長度的EPC,如需要快速讀取64比特EPC或使用加長編碼的256比特EPC,該芯片都無法滿足。所以該芯片的定位為海量服裝物流應用。
2.物理參數
其次要關注的是標簽芯片的物理參數,如表3-6所示,該芯片的保存溫度(Tstgstorage temperature)為-55攝氏度到125攝氏度;工作環境溫度(Tambambient temperature)為-40攝氏度到85攝氏度;最大釋放靜電電壓(VESD electrostatic discharge voltage)為2kV;其射頻輸入最大功率為100mW。
其實芯片可以在環境溫度限制外的更低溫度和更高溫度工作,只是靈敏度變化比較大,廠商不作保證。關于其存儲溫度,筆者也做過大量測試,在接近200°的高溫箱中持續兩周后,數據的保存是沒有任何問題的(但不保證是否影響后續多年的保存壽命)?,F在市場上的主流芯片筆者都做過測試,測試結果都與Ucode 7類似,所以大家在做項目的時候可以做一些超過說明限制的開拓項目。
主流標簽芯片的ESD都是2KV。有一些項目需要標簽的靜電防護等級很高,那是針對標簽的,只需要把標簽用各種絕緣體材料與外界隔離開即可滿足要求。一些電力應用中需要超高的ESD等級,需要采用更厚的絕緣材料,以及采用閉合環的天線設計才能滿足。
關于芯片RF腳最大輸入功率,如果不是直接連閱讀器一般不會有超過100mW的可能性,傳統的標簽應用大可放心。但如果使用的是封裝芯片(SOT、QFN)與閱讀器直連工作,需要注意這個問題。
3.性能參數
與標簽芯片性能相關的參數是工作頻率、靈敏度及其阻抗等,如表3-7所示:
芯片的工作頻率為840MHz到960MHz,適合全球所有頻段的超高頻RFID應用;
其讀靈敏度為-21dBm,這里要注意該靈敏度為配合2dBi的天線的標簽靈敏度,也就是說芯片的讀靈敏度為-19dBm,寫靈敏度同理需要減去2dB,為-14dBm;
寫入速度(Encodingspeed),是描述標簽寫入快慢的一個參數;
芯片的阻抗值是給天線設計人員使用的,其給出了在歐洲、美洲和日本的三個中心頻率的阻抗值,同時給出了芯片封裝后的阻抗值(Typical assembled impedance)從而更方便設計人員使用。
其中需要注意的有:
雖然芯片的工作頻率是840MHz~960MHz全頻段,但是其靈敏度并不是在所有頻率點都一樣好的,不同的芯片有一定的差別,讀者在設計寬帶標簽的時候需要特別注意。
關于靈敏度,一般芯片靈敏度在-18dBm左右即可,當然靈敏度越小越好。
關于寫入速度,在需要寫入的項目里面是一個很重要的指標(多數項目只做初始化時寫入一次),Ucode 7的寫入速度在同類型產品中速度是最快的。如果需要更快的寫入速度,只能選擇富士通的鐵電標簽(4.3.3節中廠商代碼10的那家公司)。其寫入速度為納秒級別,壞處是讀寫靈敏度都比較差。
4.存儲參數
最后要考慮的參數是存儲器的特性,如表3-8所示:該芯片數據保存時間tret(retentiontime)在環境溫度小于55攝氏度的情況下可以達到20年,其存儲器的重復寫入次數Nendu(write endurance)為10萬次。
市場上的標簽芯片,一般都聲稱數據保存時間大于10年,有的聲稱20年,有的50年,至今沒有一個廠商的產品在真實環境驗證過(市場上與超高頻RFID相關NVM和EEPROM都是在最近十多年發明的)。除非項目要求存儲100年,一般存儲要求的項目就放心大膽的接吧。關于寫入次數,一般的芯片廠商聲稱重復寫入次數在10萬次到100萬之間,由于超高頻RFID特性不在于加密和支付,所以至今未見一個項目要求寫入次數大于10萬次的,對此也不用擔心。