Impinj Indy R1000芯片將改變UHF RFID應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來，由于采用了不同行業(yè)和應(yīng)用的多項(xiàng)技術(shù)，超高頻無源標(biāo)簽的性能和標(biāo)準(zhǔn)制定方面都有了很大的進(jìn)步。然而，標(biāo)簽讀寫器方面的改革卻進(jìn)展很緩慢。但這種局面將很快被一項(xiàng)高科技技術(shù)所改變。
一、技術(shù)革新的意義
目前UHF閱讀器尺寸相對(duì)較大，大多相當(dāng)于一臺(tái)平板電腦的體積，并且成本高達(dá)2,000美元之多。這部分是由于材料清單中有高達(dá)200美元的收發(fā)器模塊所致，而這些模塊由超過100個(gè)分立的元件設(shè)計(jì)而成。采用新型Impinj Indy R1000芯片，閱讀器可能會(huì)低至500美元，并且具有一個(gè)大的PCMCIA卡那樣的接口。該產(chǎn)品適用于UHF頻段，集成有現(xiàn)有讀寫器中90%的離散元件。并且，其體積僅為8x8mm，最大功耗僅為1.5W左右。更低的功耗等級(jí)意味著R1000使手持外設(shè)能通過2.5W USB連接到筆記本電腦以獲取電源。這樣RFID讀寫器和打印機(jī)制造商就可以縮小讀寫器的外型大小并改善他們產(chǎn)品的能源效率。
現(xiàn)有的UHF頻段讀寫器產(chǎn)品普遍價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品研發(fā)工作的技術(shù)準(zhǔn)入要求較高，在一定程度上抑制了UHF頻段RFID產(chǎn)品整體市場的發(fā)展。而Impinj Indy R1000芯片產(chǎn)品的推出，將能夠深刻改變UHF頻段的RFID產(chǎn)品市場：
1. 由于R1000芯片的功能集成性特點(diǎn)，UHF頻段讀寫器的技術(shù)門檻、產(chǎn)品換代周期以及傳統(tǒng)廠商的先發(fā)優(yōu)勢(shì)都將被大幅降低。國內(nèi)眾多的電子產(chǎn)品制造企業(yè)可以利用自身的成本優(yōu)勢(shì)與研發(fā)特定行業(yè)市場產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，加入U(xiǎn)HF頻段讀寫器的廠商隊(duì)列，并豐富UHF頻段RFID產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。
2. 由于R1000芯片體積小、功耗低的特點(diǎn)，UHF頻段RFID讀寫功能可集成在PDA、電腦外設(shè)內(nèi)，讀寫器設(shè)備將會(huì)向便攜化、小型化的趨勢(shì)發(fā)展。
3. 由于R1000芯片成本較低的特點(diǎn)，用戶引入RFID系統(tǒng)的投資金額均被降低，困擾UHF頻段RFID應(yīng)用發(fā)展的成本問題將在一定程度上得以緩解。
不過，盡管R1000芯片及類似產(chǎn)品的出現(xiàn)為UHF頻段RFID規(guī)模化應(yīng)用提供了硬件條件，但是近年內(nèi)國內(nèi)UHF頻段的RFID應(yīng)用并不會(huì)因而顯著加速：
1. UHF頻段RFID產(chǎn)品主要為物流等領(lǐng)域的應(yīng)用提供多單品快速識(shí)別與信息實(shí)時(shí)獲取能力。但是，國內(nèi)企業(yè)用戶的管理基礎(chǔ)與IT建設(shè)基礎(chǔ)普遍較為薄弱，管理數(shù)據(jù)的整體更新周期實(shí)現(xiàn)日一級(jí)已較為困難，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈級(jí)的整體管控也有較多阻礙因素，所以對(duì)于大多國內(nèi)企業(yè)用戶，應(yīng)用UHF頻段RFID產(chǎn)品的迫切程度并非十分明顯。
2. UHF頻段RFID國家標(biāo)準(zhǔn)尚未確定，眾多廠商仍處于謹(jǐn)慎投入或觀望階段，國內(nèi)UHF頻段RFID產(chǎn)業(yè)鏈在中間件、系統(tǒng)集成等多個(gè)環(huán)節(jié)仍亟待加強(qiáng)。
3. R1000芯片的應(yīng)用僅能夠降低讀寫器產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。對(duì)于企業(yè)用戶，RFID系統(tǒng)的總體擁有成本降低效果并不明顯。
但國際上，最近RFID讀寫器開發(fā)商Deister介紹了兩個(gè)基于Intel UHF RFID收發(fā)芯片R1000的RFID讀寫器模塊UDK2和UDK20。這兩個(gè)模塊可以用于RFID打印機(jī)、固定式RFID詢問器和便攜式RFID詢問器。UDK20的發(fā)射功率大，相應(yīng)的讀取距離也比UDK2要大，而UDK2則適合用于便攜式設(shè)備上，至于兩個(gè)讀寫模塊的實(shí)際工作距離要依據(jù)工作時(shí)使用的天線而定。這兩個(gè)模塊都支持ISO18000－6C（EPC Gen2）標(biāo)準(zhǔn)。Deister公司說產(chǎn)品將在第三季度投放市場，他們希望能夠通過ETSI（注：歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）和FCC（注：FCC，F(xiàn)ederal Commnication Commission聯(lián)邦通信委員會(huì)）認(rèn)證，以便產(chǎn)品能夠進(jìn)入歐洲和美國市場。
還有Alien、Thing Magic和三星Techwin等12家RFID閱讀器廠商也計(jì)劃在未來幾個(gè)月內(nèi)，制造和銷售采用R1000芯片的超高頻RFID閱讀器產(chǎn)品。如ThingMagic計(jì)劃于5月初完成的讀寫器模塊——Mercury5e就使用了R1000并設(shè)計(jì)成可嵌入掌上電腦（PDA）或打印—編碼器的形式，跟Mercury4e相比，Mercury5e體積明顯縮小，能量消耗也進(jìn)一步降低。此外，部分廠商還計(jì)劃用R1000生產(chǎn)微模塊，采用此模塊，筆記本電腦或個(gè)人數(shù)字助理即可充作RFID閱讀器。
與此同時(shí)，R1000的競爭產(chǎn)品也紛紛亮招，包括來自美國Starport系統(tǒng)和WJ 通訊等公司研發(fā)的集成芯片也來到超高頻“賽場”一較高下。其中，Starport系統(tǒng)公司推出的SP7001芯片適用于UHF Gen 2讀寫器，優(yōu)點(diǎn)是體型小，可嵌入手機(jī)用作消費(fèi)者應(yīng)用；缺點(diǎn)是不支持密集讀寫器模塊，無法用于供應(yīng)鏈管理。
二、R1000芯片和開發(fā)板介紹
Impinj收購Intel RF收發(fā)器R1000業(yè)務(wù)，實(shí)際上是決意進(jìn)入RFID這個(gè)新興的利潤豐厚市場的決心。
圖1：Intel RFID 收發(fā)器R1000閱讀器
Impinj Indy R1000集成了大約100個(gè)元件，它們傳送、調(diào)制、接受、處理這些來自EPC Gen2電子標(biāo)簽的無線電通訊信息。R1000內(nèi)包含了一個(gè)能源擴(kuò)大器，使得它可以在近距離或者2米內(nèi)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行編碼和閱讀，而具體距離是由閱讀器所使用的天線決定。有了額外的外部能源擴(kuò)大器，使用R1000的讀寫器的讀寫范圍可以達(dá)到10米，并使RFID制造商可以降低他們生產(chǎn)的讀寫器和其它設(shè)備的價(jià)格。其主要性能方框圖如下：
圖2：R1000的方框圖
圖3：RF開發(fā)平臺(tái)
R1000集成了大約100個(gè)元件，它們傳送、調(diào)制、接受、處理這些來自EPC Gen2電子標(biāo)簽的無線電通訊信息。根據(jù)Impinj稱， R1000內(nèi)包含了一個(gè)能源擴(kuò)大器，使得它可以在近距離或者2米內(nèi)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行編碼和閱讀，而具體距離是由閱讀器所使用的天線決定。有了額外的外部能源擴(kuò)大器，使用R1000的讀寫器的讀寫范圍可以達(dá)到10米。R1000必須和單獨(dú)的微處理器連接，這個(gè)微處理器可以把由R1000數(shù)字信息處理器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成EPC或者18000－6c格式的代碼。
該R1000是0.18 μm的SiGe的BiCMOS，在IBM的晶圓廠完成。同時(shí)，被稱為R2000的升級(jí)IC正在緊鑼密鼓進(jìn)行。據(jù)介紹這是一款降低功率消耗的RFID芯片。一個(gè)典型的RF收發(fā)器架構(gòu)，它包括一個(gè)DSP的篩選，發(fā)送和接收。
R1000開發(fā)工具包是非常友好的，源代碼適用與Windows和WinCE環(huán)境。
三、 R1000與AS3990、IDS-R900G
全球領(lǐng)先的通信、工業(yè)、醫(yī)療和汽車領(lǐng)域模擬集成電路設(shè)計(jì)者及制造商奧地利微電子公司（SWX 股票代碼：AMS）欣然宣布，通過與 Advanced ID 亞洲公司合作，Advanced ID 亞洲公司已將奧地利微電子新款 AS3990 UHF RFID“第 2 代簡易”閱讀器芯片結(jié)合到其最新的產(chǎn)品 PR110 中，該款手持式閱讀器擴(kuò)展了Advanced ID 成功的UHF RFID 閱讀器產(chǎn)品系列。合作雙方均可提供這款新型IC：奧地利微電子的器件型號(hào)為AS3990，IDS Microchip的器件型號(hào)則是IDS-R900G。雙方一直在與設(shè)計(jì)伙伴合作，開發(fā)基于該器件的新型終端產(chǎn)品。新器件將在奧地利微電子公司位于奧地利Unterpremstaetten 的晶圓工廠制造，有望于2008年第一季度投產(chǎn)，目前已可提供樣品。
圖4：AS3990的PCB（BOM） 圖5：AS3990閱讀器電原理圖
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