基于MSP430单片机的低功耗有源RFID标签设计

2019-08-02 15:56发布

引言
  射频识别(RFID)技术近年来在国内外得到了迅速发展。对于需要电池供电的便携式系统,功耗也越来越受到人们的重视。本文将具体阐述基于MSP430F2012和CC1100低功耗设计理念的双向有源标签的软硬件实现方法。
  低功耗设计
  低功耗概述
  功耗基本定义为能量消耗的速率,可分为瞬态功耗和平均功耗两类。两者意义不同,有不同的应用背景和优化策略,通常被笼统地概括为低功耗设计。实际研究中可根据不同情况区分为:
  (1)瞬态功耗优化:目标是降低峰值功耗,解决电路可靠性问题。
  (2)平均功耗优化:目标是降低给定时间内的能量消耗,主要针对电池供电的便携电子设备,以延长电池寿命或减轻设备重量。
  功耗的物理来源
  芯片电路的功耗主要来自两方面:动态功耗和静态功耗。动态功耗主要是电容的充放电和短路电流。静态功耗主要是漏电流,包括PN结反向电流和亚阈值电流,以及穿透电流。如果工作时序及软件算法设计有缺陷,会降低系统工作效率、延长工作时间,也会直接增加系统能量的消耗。
  低功耗设计策略
  算法级功耗优化:在电路设计的开始,就要进行算法的选择,应该尽量选择功耗效率高的算法。首先,从实现算法所需逻辑的大小来看,算法中操作的数目、所需要的带宽、存储操作、端口操作越少,此算法应用到的电路功耗越低。在实际的设计中,需要按照应用的要求进行总体性能和功耗的均衡。同时,算法中需要的协处理必须考虑,算法所需的协处理越简单、协作模块越少、实现算法所需要的功耗就越小。此外,算法中临时变量少、临时变量有效的时间短、循环的合理运用都会降低算法所需的功耗。
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6条回答
1988020566
2019-08-03 01:08
 电路设计

  为简化系统结构,本系统仅由必须的微处理器单元、射频收发单元、天线及电池单元组成。省去电池到器件之间的稳压电路,直接由电池给系统供电。节省了稳压电路所带来的静态电流消耗,使电池寿命进一步延长。为防止发射状态较大的电流造成电池电压瞬态降低,使用较大容量电容与电池并联。MSP430F2012内部集成的零功耗欠压复位(BOR)保护功能,可以在电压低于安全操作范围时执行完全复位,很好地解决了单片机复位不完全而产生的随机错误操作问题。

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