現(xiàn)有的ISO/IEC 18000 EPC Gen2 規(guī)范需要75000~130000個(gè)晶體管才能得以實(shí)現(xiàn)。這種復(fù)雜程度符合傳統(tǒng)半導(dǎo)體行業(yè)的單晶 IC 芯片要求, 但與目前正迅速崛起的新一代低成本全印刷RFID標(biāo)簽的要求相悖。為了避免零散的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn), 該行業(yè)需要進(jìn)行反思并制定一套新的印刷RFID 的核心標(biāo)準(zhǔn)。全球 RFID技術(shù)主要的開發(fā)商以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)力推現(xiàn)已成熟的單晶標(biāo)準(zhǔn)來滿足終端用戶的要求。然而, 終端用戶推動(dòng)了低成本印刷RFID的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

     RFID產(chǎn)業(yè)面臨的下一步挑戰(zhàn)是制定基于簡(jiǎn)單協(xié)議的新標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)基于TFT印刷半導(dǎo)體的標(biāo)簽結(jié)構(gòu)。目前, 現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞傳統(tǒng)單晶 CMOS IC制定的。在傳統(tǒng)單晶CMOS IC中, 較高復(fù)雜度和較多的晶體管數(shù)量并不是很嚴(yán)重的問題,在沒有產(chǎn)生重大后果的情況下是可以承受的。然而, 印刷CMOS 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的復(fù)蘇, 同時(shí)要求回歸到簡(jiǎn)單、有效系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電路的簡(jiǎn)約協(xié)議。iPico公司和EMarin公司的 Tag Talks First(TTF)、TTO 概念, 以及其他發(fā)布的和尚未發(fā)布的有關(guān)基于有限命令集的簡(jiǎn)約 Reader Talk First(RTF)提議成功詮釋了該協(xié)議。RTF 協(xié)議使用了一些經(jīng)過策略性篩選的可以考慮應(yīng)用在可印刷標(biāo)簽的命令集, 但是這些爭(zhēng)議也限制了印刷標(biāo)簽在很多應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)用性和操作性的優(yōu)勢(shì)。即使是小協(xié)議, 采用基于閱讀器命令的協(xié)議時(shí), 其所需的標(biāo)簽狀態(tài)機(jī)數(shù)字邏輯也可以很快
地統(tǒng)計(jì)出晶體管的數(shù)量。雖然人們力薦在供應(yīng)鏈的應(yīng)用中使用 RFID技術(shù), 但是我們認(rèn)為新興的低成本RFID 將進(jìn)軍公共交通票務(wù)應(yīng)用市場(chǎng)和迅速崛起的NFC應(yīng)用。在這兩項(xiàng)應(yīng)用中, 查詢區(qū)域只包含一個(gè)標(biāo)簽。低成本簡(jiǎn)約RFID 高頻標(biāo)簽技術(shù)具有簡(jiǎn)易Tag Talks First(TTF)和 Tag Talks Only(TTO)“射頻條形碼”, 正在吸引人們發(fā)展品牌認(rèn)證與保護(hù)、消費(fèi)品促銷、物品等級(jí)交互、資產(chǎn)管理和零售損失預(yù)防的興趣。硅油墨印刷標(biāo)簽的廠商們 認(rèn)為這些對(duì)成本高度敏感的市場(chǎng)將使EPC 市場(chǎng)萎縮, 所以對(duì)通過增加電路復(fù)雜性來解決防碰撞和自適應(yīng)輪詢問題并不感興趣。但是本節(jié)沒有提及這些問題, 在未來的應(yīng)用中這些問題可能是至關(guān)重要的, 也可能是在印刷技術(shù)中增加晶體管數(shù)量的可行方案。然而, 由于受印刷標(biāo)簽晶體管數(shù)量的限制, 印刷協(xié)議、防碰撞和安全系統(tǒng)需要進(jìn)行調(diào)整。在此之前的協(xié)議設(shè)計(jì)和架構(gòu)必要時(shí)要進(jìn)行精簡(jiǎn), 尚未解決的復(fù)雜性問題限制了印刷電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)入供應(yīng)鏈EPC 物品級(jí)標(biāo)簽市場(chǎng)。在實(shí)現(xiàn)全印刷電子RFID標(biāo)簽的情況下, 產(chǎn)業(yè)界需面臨簡(jiǎn)約思想和低復(fù)雜度為導(dǎo)向的標(biāo)簽設(shè)計(jì)。
1. 1 精簡(jiǎn)的自適應(yīng)輪詢協(xié)議
    為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)單晶電子, 業(yè)界出現(xiàn)了諸多自適應(yīng)輪詢協(xié)議。但是印刷電子技術(shù)仍 無法實(shí)現(xiàn)大量晶體管的集成。我們認(rèn)為通過簡(jiǎn)約協(xié)議可以消除標(biāo)簽群選擇和檢測(cè)微
弱應(yīng)答標(biāo)簽的復(fù)雜處理, 開發(fā)碰撞監(jiān)測(cè)中受限的標(biāo)簽動(dòng)態(tài)區(qū)域檢測(cè), 能夠得到用于一個(gè)比特的四個(gè)周期的前半周期或后半周期的子載波調(diào)制的自適應(yīng)輪詢協(xié)議。該協(xié)
議可以實(shí)現(xiàn)大約2500個(gè)晶體管的集成, 相信在不久的將來這樣的晶體管數(shù)量將可 以進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用。其府請(qǐng)端用戶推動(dòng)了低成本印刷RFID的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。
     14443-A 同步協(xié)議, 返回鏈路數(shù)據(jù)傳輸速率為106kbit/s。比特傳送遵從 ISO/IEr14443-A(Sect. 8. 2)協(xié)議規(guī)范, 即106kbit/s的曼徹斯特編碼和5%的847kHz的OOK調(diào)制。所有標(biāo)簽的反向鏈路參數(shù)、副載波頻率、調(diào)制速率等都與已發(fā)布的ISO規(guī)范兼容。值得注意的是, Kovio 公司生產(chǎn)的標(biāo)簽使用全同步時(shí)鐘, 這意味著這此標(biāo)簽容易被傳統(tǒng)的14443、15693高頻閱讀器設(shè)備讀取。Kovio公司生產(chǎn)的第一仲PIC標(biāo)簽被設(shè)計(jì)成ISO/IEC 14443-A協(xié)議簡(jiǎn)化子集。它們不執(zhí)行任何轉(zhuǎn)發(fā)鏈接命令。這種標(biāo)簽在上電復(fù)位或待機(jī)復(fù)位時(shí)可立即產(chǎn)生128位的有效載荷響應(yīng), 執(zhí)行TTO 協(xié)議。然后, 只要查詢區(qū)域持續(xù)供電, 該標(biāo)簽就會(huì)在隨機(jī)睡眠間隔后重復(fù)傳輸, 從而有利于標(biāo)簽的讀取, 同時(shí)增強(qiáng)了標(biāo)簽讀取防碰撞能力。除去狀態(tài)機(jī)邏輯電路和支持命令的外圍電路后, 標(biāo)簽所需的晶體管數(shù)量大大減至約1000個(gè)。NFC閱讀器硬件需要對(duì)固件進(jìn)小幅改動(dòng)以適應(yīng) TTO 通信協(xié)議, 該協(xié)議通常沒有數(shù)據(jù)流量來控制整個(gè)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。需要注意的是, 副載波頻率和內(nèi)部時(shí)鐘通過對(duì)13. 56MHz輪詢載波頻率直接下變頻的方式獲得。目前, 像這樣的同步時(shí)鐘和高速數(shù)據(jù)傳輸速率只有高性能的硅油墨TFT晶體管和CMOS電路能夠?qū)崿F(xiàn)。
       現(xiàn)已采用高頻協(xié)議的硅印刷標(biāo)簽產(chǎn)品有NFC移動(dòng)電話手持設(shè)備及其他標(biāo)準(zhǔn)的高頻閱讀器硬件設(shè)備。可以預(yù)見, 融合已安裝的閱讀器和IT基礎(chǔ)設(shè)施以及向后兼 容性是實(shí)現(xiàn)未來印刷電子協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的前提條件。也許只需通過升級(jí)小固件為可讀取的PIC標(biāo)簽即可實(shí)現(xiàn)。閱讀器硬件或嵌入最新NFC閱讀器的芯片集都保持不變。

     對(duì)于采用 ISO/IEC 14443-A 高頻協(xié)議的印刷電子標(biāo)準(zhǔn)仍存在爭(zhēng)議。人們迫切需要具有與厘米級(jí)讀取距離相適應(yīng)的近距離讀取、適度防碰撞能力的標(biāo)準(zhǔn), 從而限
制讀取區(qū)域中標(biāo)簽數(shù)量。
1. 3 TOTAL 協(xié)議
     源自 IPICO 協(xié)議的 ISO 18000-6(c)標(biāo)準(zhǔn)是每秒發(fā)出50個(gè)標(biāo)簽(或者更多)的簡(jiǎn)單防碰撞協(xié)議(見http://www. ipico. com。該協(xié)議以Tag Only Talks After Lis-tening(TOTAL)命名)。當(dāng)印刷標(biāo)簽制造商的興趣從單一標(biāo)簽應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到多標(biāo)簽領(lǐng)域時(shí), 這種無需先偵聽的協(xié)議引起了關(guān)注。人們認(rèn)為TTO 協(xié)議能夠滿足很多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的要求。修改后的TTO 協(xié)議是適合于印刷電子技術(shù)且擁有較少晶體 管數(shù)量的協(xié)議的典型代表, 但它仍適用于RFID應(yīng)用。當(dāng)開發(fā)一個(gè)新的印刷電子標(biāo)準(zhǔn)時(shí), 標(biāo)簽構(gòu)造、協(xié)議和電路復(fù)雜性既不是有益的也不是必要的。
     目前RFID產(chǎn)業(yè)中具有洞察力且注重實(shí)效的研究者已經(jīng)懂得如何權(quán)衡復(fù)雜性、性能和成本三者之間的關(guān)系。這也是簡(jiǎn)單TTO 協(xié)議在零售和其他應(yīng)用領(lǐng)域上受從迎的原因。簡(jiǎn)單TTO協(xié)議的衍生協(xié)議TOTAL 已經(jīng)整合到ISO/IEC 18000-6 UHF標(biāo)準(zhǔn)的修訂版和SC31技術(shù)分委員會(huì)工作組批準(zhǔn)的草案更新版中。以無縫隨機(jī)延遲和標(biāo)簽碰撞重傳為基礎(chǔ)的TTO/TOTAL協(xié)議有一個(gè)突出的特點(diǎn), 即閱讀器中沒有前問