[發明專利]一種非接觸通信集成電路的解碼電路

無效

• 申請號: 201210287560.0
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102810148A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 盧小冬;楊連軍;劉禹;張海英
• 申請（專利權）人: 沃譜瑞科技(北京)有限責任公司
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及非接觸通信集成電路，具體涉及一種非接觸通信集成電路的解碼電路。

背景技術

符合ISO/IEC14443標準的高頻非接觸卡自問世以來，已經滲入到日常生活的各個領域，廣泛用于人身份識別、車票、門禁、物品識別等各個領域。其中從Philips/NXP公司的Mifare體系演化而來的ISO/IEC14443A型非接觸卡由于編碼方式獨特，解調電路簡單，得到了包括Philips/NXP在內的很多集成電路廠商的支持，產品型號眾多，規格多樣，很好的滿足各種需求。為了更好的適應新興業務的需要并實現技術升級，描述ISO/IEC14443標準射頻接口的第二部分也在2001年6月頒布的標準的基礎上，進行了修訂，修訂的內容之一就是將數據通信速率從單一的106Kbps提高到212Kbps、424Kbps和847Kbps，并且以106Kbps作為缺省的通信速率。

對于ISO/IEC14443標準的A體系，其編碼方式采用了改進的Miller編碼，使用100%ASK調制發送信號。如圖1，在一個碼位（ETU）的中間出現射頻能量中斷的101“凹槽”/“暫停-Pause”（不同文獻的不同稱謂，下文統一稱為“凹槽”）的102序列X；在一個碼位（ETU）期間沒有射頻能量中斷的“凹槽”的103序列Y；在一個碼位（ETU）開始出現射頻能量中斷的“凹槽”的104序列Z；使用序列X、Y和Z的組合來表示通信開始（SOC）、邏輯“0”、邏輯“1”和通信結束（EOC）。

根據ISO/IEC14443的編碼規則，A型的閱讀器應答請求指令REQA為十六進制數0x26，采用低位先發的方式，圖2示出了一個完整的REQA指令對應的射頻時鐘信號RF_CLK、射頻輸入解調信號RF_IN和對應的單位編碼時鐘ETU_CLK波形。RF_CLK對應非接觸卡或者射頻識別標簽接收端射頻信號整形后的時鐘，是圖1對應的模擬信號數字化后的輸出；射頻輸入解調信號RF_IN是圖1對應模擬信號解調出來并數字化后的包絡，是非接觸卡或者射頻識別標簽接收端本地解調出來的數字信號輸出；這兩個信號是非接觸卡或者射頻識別標簽集成電路對改進的Miller編碼解碼器的主要輸入信號。ETU_CLK信號用于標識單個的碼位，在無線通信信號傳輸中并不存在，需要在解碼器其中恢復出來。

圖3示出了106Kbps幅度信號調制凹槽的規格。凹槽的寬度不是固定的，有一定的范圍。

雖然ISO/IEC14443A信號的解調電路簡單，但是標識信息的信號“凹槽”期間，非接觸通信的接收集成電路不能從天線耦合到能量和時鐘，因此，ISO/IEC14443標準A型產品的解碼電路復雜，設計難度大。特別是數據通信的速率提高后，使用同一套解碼電路適用于各種碼率是相關集成電路解碼器設計的難點。

在邱祖江等人的“一種改進的Miller編解碼的實現方法（微電子學，第30卷，第3期，2000年6月，176-178頁）”中，作者提供了一種針對106Kbps碼率的簡單、有效的解碼電路，如圖4。其信號signal和internal_clk分別對應了圖2中的射頻輸入解調信號RF_IN和射頻時鐘信號RF_CLK。該文獻使用了“時鐘電路”來獲得clk_128，clk_128相當于圖2中的ETU_CLK。和一般的計數器分頻不同，在“凹槽”期間，RF_CLK/Internal_clk信號是停止的，因此，該設計的做法是當有“凹槽”，將“時鐘電路”的計數器低四位復位，而將余下三位中的低2位置位，最高位保持不變，這樣“凹槽”就不會出現在clk_128/ETU_CLK的變化邊沿上。該設計使用“脈沖電路”產生一個寬度為8個載頻時鐘的“凹槽”識別信號signal。該設計在“凹槽”信號出現時，強行將分頻計數器進行置位/復位到固定的數值來恢復signal，不同的碼率需要設置不同的計數器復位/置位數值，對于高速數據通信應用有兩個缺陷：一、“凹槽”的寬度不是恒定的，如圖3，不同規格的“凹槽”寬度將恢復出占空比不同的clk_128（對應212/424/847Kbps，分別應稱為clk_64/clk_32/clk_16）；二、為了錯開“凹槽”和signal信號的邊沿，“凹槽”識別信號signal占有8個載頻時鐘，恢復的clk_128將會和原始理想信號ETU_CLK有偏移，這個設計對于一個ETU_CLK僅有16個載頻時鐘的847Kbps高速情形是不適用的。