射频识别(RFID)是一种发展迅速的非接触式自动识别技术。随着物联网等自动传感与信息处理系统的不断发展,射频识别的功能与应用正在不断扩展,并朝着两个主要方向发展。第一个发展方向,是多种传感应用在标签内的低成本集成。在这一应用目标的驱动下,诞生了使用电池作为电源,但采用背向散射机制的半有源标签,其在识读距离和识别率性能上获得较大提升。第二个发展方向,是标签安全性能的提高。目前标签应用环境的扩展与信息量的增加对其安全性提出了更高的要求,多种针对标签通信的安全协议与安全算法被开发,如何更好的实现标签的安全通信成为射频识别中的重要课题。本文针对半有源标签的特点,设计了半有源标签的模拟/射频前端电路。从原理上,本文分析了半有源标签与无源标签在读写距离、使用寿命等方面的异同；分析了制约半有源标签的读写距离与使用寿命的因素。指出在使用薄膜电池作为电源的半有源标签中,精确的电源管理机制是延长电池寿命的必要手段；提出并实现了低休眠功耗与精确唤醒相结合的两级唤醒机制。同时,本文指出无线充电可以作为延长标签寿命的另一重要手段。依据这一设想,分析了实现标签无线充电的必要条件,提出适用于半有源标签的无线充电控制电路,实现了较低的充电开启电压与相对稳定的充电功能。另一方面,针对标签的安全性能不断提高的趋势,在本文设计的半有源标签中集成了适用于安全应用的低电压低功耗随机数发生器。本文比较了各种随机数发生器设计方案的优缺点,分析了标签通信随机数发生器的时序要求、针对标签应用的随机数发生器设计指标进行了各个设计指标的折衷。并设计实现了两个低电压低功耗随机数发生器设计,为超高频标签的安全协议提供了可靠的密钥基础。该随机数发生器方案不仅可以用于半有源标签,其中的一个设计方案更是直接针对无源标签的设计指标,可以直接应用于超高频无源标签中。上述电路分别结合在半有源标签中,并在SMIC 0.18μm工艺下流片。测试结果显示,电源管理电路与无线充电电路实现了设计功能,而随机数发生器方案实现了良好的随机性能与功耗和面积的平衡,实现了预期目标。