[發(fā)明專利]一種非接觸式IC卡的解碼電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310018338.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103065188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧小冬;蘇建南;于向紅;劉維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫中科沃譜瑞科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06K19/077
• 分類號(hào): G06K19/077
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非接觸通信集成電路，具體涉及一種非接觸式IC卡的解碼電路。

背景技術(shù)

符合ISO/IEC?14443標(biāo)準(zhǔn)的高頻非接觸卡自問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)滲入到日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，廣泛用于身份識(shí)別、車票、門(mén)禁、銀行卡、電子錢(qián)包等各個(gè)領(lǐng)域。其中從Philips/NXP公司的Mifare體系演化而來(lái)的ISO/IEC14443?A型非接觸卡由于編碼方式獨(dú)特，解碼電路簡(jiǎn)單，得到了包括Philips/NXP在內(nèi)的很多集成電路廠商的支持，產(chǎn)品型號(hào)眾多，規(guī)格多樣，很好的滿足各種需求。為了更好的適應(yīng)新興業(yè)務(wù)的需要并實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)，描述ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)射頻接口的第二部分也在2001年6月頒布的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂，修訂的內(nèi)容之一就是講數(shù)據(jù)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(duì)于ISO/IEC1443標(biāo)準(zhǔn)的A體系，其編碼方式采用了改進(jìn)的Miller編碼，使用100％ASK調(diào)制發(fā)送信號(hào)。如圖1，在一個(gè)碼位(ETU)的中間位置出現(xiàn)射頻能量中斷的“凹槽”/“暫停-Pause”(不同文獻(xiàn)的稱謂不同，下文統(tǒng)一稱為“凹槽”)的序列X；在一個(gè)碼位(ETU)中始終不出現(xiàn)射頻能量中斷的“凹槽”的序列Y；在一個(gè)碼位(ETU)開(kāi)始位置出現(xiàn)射頻能量中斷的“凹槽”的序列Z；使用序列X、Y和Z的組合來(lái)表示通信開(kāi)始(SOC)、邏輯“0”、邏輯“1”和通信結(jié)束(EOC)。

根據(jù)ISO/IEC14443的編碼規(guī)則，A型的閱讀器應(yīng)答請(qǐng)求指令REQA為十六進(jìn)制0x26，采用低位先發(fā)的方式，圖2示出了一個(gè)完整的REQA指令對(duì)應(yīng)的射頻時(shí)鐘信號(hào)RF_CLK、射頻輸入解調(diào)信號(hào)RF_IN和對(duì)應(yīng)的單位編碼時(shí)鐘ETU_CLK波形。RF_CLK對(duì)應(yīng)非接觸卡或者射頻識(shí)別標(biāo)簽接收端射頻信號(hào)整形后的時(shí)鐘，是圖1對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)數(shù)字化后的輸出；射頻輸入解調(diào)信號(hào)RF_IN是圖1對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)解調(diào)出來(lái)并數(shù)字化后的包絡(luò)，是非接觸卡或者射頻識(shí)別標(biāo)簽接收端本地解調(diào)出來(lái)的數(shù)字信號(hào)輸出；這兩個(gè)信號(hào)是非接觸卡或者射頻識(shí)別標(biāo)簽集成電路對(duì)改進(jìn)的Miller編碼解碼器的主要輸入信號(hào)。ETU_CLK信號(hào)用于識(shí)別單個(gè)的碼位，在無(wú)線通信信號(hào)傳輸中并不存在，需要在解碼器中恢復(fù)出來(lái)。

圖3示出了106Kbps幅度信號(hào)調(diào)制凹槽的規(guī)格。凹槽的寬度不是固定的，有一定的范圍。

雖然ISO/IEC14443A信號(hào)的解調(diào)電路簡(jiǎn)單，但是標(biāo)識(shí)信息的信號(hào)“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(shí)鐘，因此，ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)A型產(chǎn)品的解碼電路復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大。特別是數(shù)據(jù)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(guān)集成電路解碼器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

在邱祖江等人的“一種改進(jìn)的Miller編解碼的實(shí)現(xiàn)方法(微電子學(xué)，第30卷，第3期，2000年6月，176-178頁(yè))”中，作者提供了一種針對(duì)106Kbps的簡(jiǎn)單、有效的解碼電路，如圖4。其信號(hào)signal和internal_clk分別對(duì)應(yīng)了圖2中的射頻輸入解調(diào)信號(hào)RF_IN和射頻時(shí)鐘信號(hào)RF_CLK。該文獻(xiàn)使用了“時(shí)鐘電路”來(lái)獲得clk_128，clk_128相當(dāng)于圖2中的ETU_CLK。和一般的計(jì)數(shù)器分頻不同，在“凹槽”期間，RF_CLK/internal_clk信號(hào)是停止的，因此，該設(shè)計(jì)的做法是當(dāng)有“凹槽”，將“時(shí)鐘電路”的計(jì)數(shù)器低4位復(fù)位，而將余下的3位中的低2位置位，最高位保持不變，這樣“凹槽”就不會(huì)出現(xiàn)在clk_128/ETUCLK的變化邊沿上。該設(shè)計(jì)使用“脈沖電路”產(chǎn)生一個(gè)寬度為8個(gè)載頻時(shí)鐘的“凹槽”識(shí)別信號(hào)signal。該設(shè)計(jì)在“凹槽”信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，強(qiáng)行將分頻計(jì)數(shù)器進(jìn)行置位/復(fù)位到固定的數(shù)值來(lái)恢復(fù)signal，不同的碼率需要設(shè)置不同的計(jì)數(shù)器復(fù)位/置位數(shù)值，對(duì)于高速數(shù)據(jù)通信應(yīng)用有兩個(gè)缺陷：一、“凹槽”寬度不是恒定的，如圖3，不同規(guī)格的“凹槽”寬度將恢復(fù)出占空比不同的clk_128(對(duì)應(yīng)212/424/827Kbps，分別對(duì)應(yīng)成為clk_64/clk_32/clk_16)；二、為了錯(cuò)開(kāi)“凹槽”和signal信號(hào)的邊沿，“凹槽”識(shí)別信號(hào)signal占有8個(gè)載頻時(shí)鐘，這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)ETUCLK僅有16個(gè)載頻時(shí)鐘的847Kbps高速情形是不適用的。