非接触式IC卡系统最大的特点是采用RFID技术非接触识别，除了具有IC卡固有的存储容量大、安全性高、应用范围广、对网络要求低等特点外，还有其独特的优点：应用的可靠性高、保密性高、操作速度快、可识别高速运动的IC卡、可同时处理多张IC卡、可实现一卡多用。它以无线方式通信，无须外露电触点，可以按不同的应用要求来封装，可以抵抗恶劣环境。由于它的优点，在国外非接触式IC卡已被广泛应用于众多领域，在中国也正在很快地普及。因此，研究、开发、应用非接触式IC卡系统有着重大的意义。 目前，非接触式IC卡已经在芯片上实现了射频接口电路、逻辑控制电路和存储电路，然而，作为非接触式IC卡获取能量和时钟、数据信号所必不可少的中介，非接触式IC卡的天线并没有集成在芯片上。这一方面极大提高了制卡成本，另一方面也限制了应用的灵活性，从而限制了非接触式IC卡的应用范围。因此，对非接触式IC卡天线的集成化并且实现非接触式IC卡的System-on-Chip展开研究，不仅可以大大促进我国智能卡应用的进一步发展，同时也将为我国开辟新的高科技产业机会。 本论文在大量深入调研的基础上，围绕非接触式IC卡天线的集成先后在上海信息技术与微系统研究所工艺线上和利用与上海贝岭公司合作的机会在其1.2μm EEPROM工艺线上进行了大量的实验研究，得到了满意的结果；并且参照ISO15693的疏耦合卡国际标准，在对相关原理进行深入研究的基础上，采用集成天线完成了整个非接触式IC卡的设计工作，针对具体的问题，提出了一些新的观点和设计方法。论文的主要研究工作和创新结果摘要如下： 1、对非接触式IC卡的系统原理进行了介绍，主要内容包括：介绍了非接触式IC卡系统的构成和系统的射频通信技术，对非接触式IC卡现存协议进行了相互比较，对非接触式IC卡系统的工作过程进行了描述； 2、对非接触式IC卡天线进行了集成化设计，主要内容包括：分析了非接触式IC卡天线的耦合原理，在天线小型化设计、实验和测试以及充分调研和借鉴目前在硅集成电感的设计和工艺中所采用的先进方法的基础上，综合考虑非接触式IC卡天线集成化设计所需考虑的各方面的因素，建立了集成天线的模型，给非接触式IC卡天线的集成化研究及芯片设计出了合理的设计方案，并通过实验验证了模型和设计方案: 3、研究并设计了非接触式IC卡的射频接口电路。为配合集成天线的使用，设计了全新的低电压损耗的电源产生电路;针对15015693标准，提出了一种可以同时用于对ro%和100%的幅度调制信号进行解调的解调电路结构;并完成了射频接口电路中其他功能模块的设计; 4、在分析影响读写器和非接触式IC卡之间通信安全因素的基础上，提出了采用循环冗余校验技术以确保通信过程数据的完整和真实，通过防冲突机制以避免通信时多卡操作造成的数据混乱，并且给出了相应的硬件解决方案，设计出CRC协处理器和防冲突控制电路; 5、根据15015693标准，分析了非接触式IC卡接受、识别和响应基站命令的全过程，完成了相关的数字逻辑电路的硬件设计; 6、研究和设计了片内EEPROM的编程电压产生电路，设计了一种速度快、驱动能力强的电荷泵电路。按照对EEPROM的擦、读和写的操作要求，设计了相关的高压控制、稳定电路、高压开关电路、FO接口电路以及与之相关的控制电路，并设计了slZBits的EEPROM系统。 7、介绍了一种自定协议开发成功的非接触式IC卡。该协议具有比15015693高的通信速率;在与公交卡相同的测试条件下，可以达到20cm的读写距离。 论文中对设计的结果进行了模拟验证，并进行了版图设计工作，目前版图设计已经完成，将在上海则令1.2拼mEEPROM工艺线上进行流片。中国科学院日练微系统与信息技术研究所博土学位论文