MEMS與RFIC

MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）是指將傳感器、執(zhí)行器和控制電路集成在芯片上的微型機(jī)電系統(tǒng)。目前基于該技術(shù)的各種傳感器和檢測(cè)芯片已經(jīng)成熟。在RF領(lǐng)域中，MEMS麥克風(fēng)、指紋識(shí)別等微型傳感器已經(jīng)或者即將用于手機(jī)、PDA等移動(dòng)數(shù)碼裝置。MEMS還可以直接處理RF信號(hào)，制作出RF芯片或者在RF芯片上加工出某些無(wú)源器件結(jié)構(gòu)，這些器件和結(jié)構(gòu)被稱為RF MEMS，它們將是RF IC未來(lái)發(fā)展的一種重要方向。 目前RF MEMS可以在RF IC襯底上制造電感、可調(diào)電容、開(kāi)關(guān)、移相器、機(jī)電諧振器、可調(diào)諧濾波器等，這些無(wú)源器件的射頻損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)RF IC（從低頻直到40GHz，其射頻插損均小于0.1dB），直流功耗小，非線性小，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍寬，Q值高。這些器件還可以與RF有源器件集成在一個(gè)襯底上，極大地提高電路的整體性能和集成度，在很多方面對(duì)傳統(tǒng)的分立的和片上的射頻無(wú)源器件構(gòu)成了挑戰(zhàn)。

目前MEMtronics等公司已經(jīng)推出了性能優(yōu)良、可靠性好的開(kāi)關(guān)、移相器等產(chǎn)品，它們可望用于相控陣、智能局域網(wǎng)天線等場(chǎng)合。可以預(yù)計(jì)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，RFMEMS器件將滲透到各種RFIC中，成為RFIC的一個(gè)有機(jī)組成部分，大大提高其性能，是一種不可忽視的技術(shù)。

測(cè)試技術(shù)

RF SOC的出現(xiàn)，意味著在更小的空間內(nèi)將安排更多的電路和配置更多的引腳。多引腳器件要求更多的測(cè)試通道來(lái)保持足夠的速度和吞吐量，同時(shí)還要求在有限的生產(chǎn)空間內(nèi)提高測(cè)試系統(tǒng)密度。這些因素推動(dòng)了測(cè)試技術(shù)向其極限發(fā)展。此外，為了避免不合格產(chǎn)品成為減少生產(chǎn)成本的沉重負(fù)擔(dān)，制造商轉(zhuǎn)而采用更多的預(yù)先測(cè)試，以便在生產(chǎn)過(guò)程中盡早淘汰掉不合格的部件。但令人遺憾的是，生產(chǎn)線上使用的“大機(jī)柜式”功能測(cè)試系統(tǒng)通常并非是在生產(chǎn)初期進(jìn)行部件和射頻電路的設(shè)計(jì)技術(shù)。工程師們正在把射頻電路與模擬及數(shù)字電路集成在一起。一方面Gbit/s的數(shù)據(jù)速率正在使數(shù)字電路像微波電路那樣工作。不斷推出而且日益復(fù)雜的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，如Wi-Fi 802.11a/b/g、超寬帶和藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，都要求設(shè)計(jì)師去評(píng)估其設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響。另一方面，各種信號(hào)在各引腳上可能會(huì)混合在一起傳輸，而且各引腳間的信號(hào)將通過(guò)襯底等發(fā)生申擾，帶來(lái)噪聲方面的問(wèn)題。因此，今后只有那些綜合具備了RF、模擬、數(shù)字、嵌入式存儲(chǔ)和掃描能力而且能與片上探針臺(tái)接口的ATE（自動(dòng)測(cè)試設(shè)備）才是各廠商的首選。能提供此類設(shè)備的廠商有Agilent、Teradyne、LTX和Credence等。另外還需要考慮的是片上探針臺(tái)的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)，以及校準(zhǔn)的方便與否。

此外，測(cè)試工作應(yīng)該與設(shè)計(jì)工作很好地結(jié)合起來(lái)，作為反饋介入設(shè)計(jì)流程。Agilent ConnectionMananer與各種RFDE無(wú)線測(cè)試基準(zhǔn)一起使用，以便把數(shù)據(jù)從RFDE下載到測(cè)試儀器，所以，設(shè)計(jì)師可以在開(kāi)發(fā)周期的較早時(shí)候進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。這將是未來(lái)測(cè)試系統(tǒng)、軟件的重要的發(fā)展方向。

在RF事業(yè)飛速發(fā)展的今天，RF IC技術(shù)正不斷取得若干令人矚目的、可喜的進(jìn)展，各種無(wú)線電裝置也早已脫下了過(guò)去笨重的外殼，而變得“更小、更快、更強(qiáng)”。RFIC的研發(fā)與測(cè)試工程師認(rèn)真關(guān)注著這些發(fā)展動(dòng)向，努力跟上技術(shù)的潮流并推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。正是他們的努力，使得RF技術(shù)呈現(xiàn)千帆競(jìng)渡的宏偉景象，保證我們能夠不斷享受到信息社會(huì)中越來(lái)越方便的種種信息服務(wù)。

非接觸式射頻感應(yīng)IC卡讀卡原理

1、非接觸式IC卡

非接觸式IC卡又稱射頻卡，由IC芯片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi)，芯片及天線無(wú)任何外露部分。是世界上最近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功的將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，結(jié)束了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破.卡片在一定距離范圍(通常為5—10mm)靠近讀寫(xiě)器表面，通過(guò)無(wú)線電波的傳遞來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。

非接觸性IC卡與讀卡器之間通過(guò)無(wú)線電波來(lái)完成讀寫(xiě)操作。二者之間的通訊頻為13.56MHZ。非接觸性IC卡本身是無(wú)源卡，當(dāng)讀寫(xiě)器對(duì)卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作是，讀寫(xiě)器發(fā)出的信號(hào)由兩部分疊加組成:一部分是電源信號(hào)，該信號(hào)由卡接收后，與本身的L/C產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來(lái)供給芯片工作。另一部分則是指令和數(shù)據(jù)信號(hào)，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲(chǔ)存等，并返回信號(hào)給讀寫(xiě)器，完成一次讀寫(xiě)操作。讀寫(xiě)器則一般由單片機(jī)，專用智能模塊和天線組成，并配有與PC的通訊接口，打印口，I/O口等，以便應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

2. 非接觸性智能卡內(nèi)部分區(qū)

非接觸性智能卡內(nèi)部分為兩部分:系統(tǒng)區(qū)(CDF)用戶區(qū)(ADF)

系統(tǒng)區(qū):由卡片制造商和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商及發(fā)卡機(jī)構(gòu)使用。

用戶區(qū):用于存放持卡人的有關(guān)數(shù)據(jù)信息。

3. 與接觸式IC卡相比較，非接觸式卡具有以下優(yōu)點(diǎn):

（1）可靠性高非接觸式IC卡與讀寫(xiě)器之間無(wú)機(jī)械接觸，避免了由于接觸讀寫(xiě)而產(chǎn)生的各種故障。例如:由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰塵或油污導(dǎo)致接觸不良造成的故障。 此外，非接觸式卡表面無(wú)裸露芯片，無(wú)須擔(dān)心芯片脫落，靜電擊穿，彎曲損壞等問(wèn)題，既便于卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。

（2）操作方便

由于非接觸通訊，讀寫(xiě)器在10CM范圍內(nèi)就可以對(duì)卡片操作，所以不必插撥卡，非常方便用戶使用。非接觸式卡使用時(shí)沒(méi)有方向性，卡片可以在任意方向掠過(guò)讀寫(xiě)器表面，既可完成操作，這大大提高了每次使用的速度。

（3）防沖突

非接觸式卡中有快速防沖突機(jī)制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此，讀寫(xiě)器可以“同時(shí)”處理多張非接觸式IC卡。這提高了應(yīng)用的并行性，，無(wú)形中提高系統(tǒng)工作速度。

（4）可以適合于多種應(yīng)用

非接觸式卡的序列號(hào)是唯一的，制造廠家在產(chǎn)品出廠前已將此序列號(hào)固化，不可再更改。非接觸式卡與讀寫(xiě)器之間采用雙向驗(yàn)證機(jī)制，即讀寫(xiě)器驗(yàn)證IC卡的合法性，同時(shí)IC卡也驗(yàn)證讀寫(xiě)器的合法性。

非接觸式卡在處理前要與讀寫(xiě)器之間進(jìn)行三次相互認(rèn)證，而且在通訊過(guò)程中所有的數(shù)據(jù)都加密。此外，卡中各個(gè)扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問(wèn)條件。

接觸式卡的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它一卡多用，能運(yùn)用于不同系統(tǒng)，用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)定不同的密碼和訪問(wèn)條件。

（5）加密性能好

非接觸式IC卡由IC芯片， 感應(yīng)天線組成， 并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PVC卡片中， 無(wú)外露部分。非接觸式IC卡的讀寫(xiě)過(guò)程， 通常由非接觸型IC卡與讀寫(xiě)器之間通過(guò)無(wú)線電波來(lái)完成讀寫(xiě)操作。

非接觸型IC卡本身是無(wú)源體， 當(dāng)讀寫(xiě)器對(duì)卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)， 讀寫(xiě)器發(fā)出的信號(hào)由兩部分疊加組成:一部分是電源信號(hào)，該信號(hào)由卡接收后， 與其本身的L/C產(chǎn)生諧振， 產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來(lái)供給芯片工作。另一部分則是結(jié)合數(shù)據(jù)信號(hào)，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲(chǔ)等，并返回給讀寫(xiě)器。由非接觸式IC卡所形成的讀寫(xiě)系統(tǒng)， 無(wú)論是硬件結(jié)構(gòu)， 還是操作過(guò)程都得到了很大的簡(jiǎn)化， 同時(shí)借助于先進(jìn)的管理軟件，可脫機(jī)的操作方式，都使數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程更為簡(jiǎn)單。