Abstract
A single chip NFC transceiver supporting not only NFC active and passive mode but also 13.56MHz RFID reader and tag mode was designed and fabricated. The proposed NFC transceiver can operate as a RFID tag even without external power supply which has dual antenna structure for initiator and target. The area increment due to additional target antenna is negligible because the target antenna is constructed by using a shielding layer of initiator antenna. The analog front end circuit of the proposed NFC transceiver consists of a transmitter and receiver of reader/writer block supporting NFC initiator or RFID reader mode, and a tag circuit for target of passive NFC mode or RFID tag mode. The maximum baud rate of the proposed NFC device is 212kbps by using UART serial interface. The chip has been designed and fabricated using a Magnachip's $0.35{\mu}m$ double poly 4-metal CMOS process, and the effective area of the chip is 2200um by 3600um.
NFC의 능동동작 모드, 수동동작 모드 및 RFID 동작 모드에 필요한 13.56MHz 트랜스미터와 리시버 및 RFID 태그 동작을 모두 지원하는 단일 칩 NFC 트랜시버를 설계 및 제작하고 동작을 검증하였다. 제안된 NFC 트랜시버는 외부전원 공급이 없어도 RFID 태그가 동작할 수 있도록 이니시에이터와 타겟의 2중 안테나 구조를 가지고 있다. 타겟 안테나는 이니시에이터 안테나의 접지 차폐층을 사용함으로써 이중 안테나의 유효면적이 단일 안테나에 비교해서 동일한 면적을 갖도록 안테나 구조를 제안하였고, 안테나의 선택 동작에 필요한 회로를 제안하였다. 제안된 NFC 단일 칩 트랜시버의 아날로그 전단부 회로는 능동모드와 RFID 리더를 위한 Reader/writer 블록의 트랜스미터와 리시버 회로부, 수동 모드와 태그 모드를 위한 태그 회로부로 구성된다. 태그 회로부는 정류기 및 부하 변조를 위한 수동소자가 포함되어 있으며, 정류기에서 생성되는 전압을 사용하여 외부 전원 없이도 태그 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안된 트랜시버는 UART 직렬 인터페이스 회로를 통하여 호스트와 최대 212Kbps로 통신할 수 있다. 제안된 회로는 매그나칩의 0.35um 2-Poly 4-Metal CMOS공정으로 제작되었고, 칩의 유효면적은 $2200um{\times}360um$이다.
