[发明专利]一种非接触通信集成电路的解码电路

说明书

技术领域

本发明涉及非接触通信集成电路，具体涉及一种非接触通信集成电路的解码电路。

背景技术

符合ISO/IEC14443标准的高频非接触卡自问世以来，已经渗入到日常生活的各个领域，广泛用于人身份识别、车票、门禁、物品识别等各个领域。其中从Philips/NXP公司的Mifare体系演化而来的ISO/IEC14443A型非接触卡由于编码方式独特，解调电路简单，得到了包括Philips/NXP在内的很多集成电路厂商的支持，产品型号众多，规格多样，很好的满足各种需求。为了更好的适应新兴业务的需要并实现技术升级，描述ISO/IEC14443标准射频接口的第二部分也在2001年6月颁布的标准的基础上，进行了修订，修订的内容之一就是将数据通信速率从单一的106Kbps提高到212Kbps、424Kbps和847Kbps，并且以106Kbps作为缺省的通信速率。

对于ISO/IEC14443标准的A体系，其编码方式采用了改进的Miller编码，使用100%ASK调制发送信号。如图1，在一个码位（ETU）的中间出现射频能量中断的101“凹槽”/“暂停-Pause”（不同文献的不同称谓，下文统一称为“凹槽”）的102序列X；在一个码位（ETU）期间没有射频能量中断的“凹槽”的103序列Y；在一个码位（ETU）开始出现射频能量中断的“凹槽”的104序列Z；使用序列X、Y和Z的组合来表示通信开始（SOC）、逻辑“0”、逻辑“1”和通信结束（EOC）。

根据ISO/IEC14443的编码规则，A型的阅读器应答请求指令REQA为十六进制数0x26，采用低位先发的方式，图2示出了一个完整的REQA指令对应的射频时钟信号RF_CLK、射频输入解调信号RF_IN和对应的单位编码时钟ETU_CLK波形。RF_CLK对应非接触卡或者射频识别标签接收端射频信号整形后的时钟，是图1对应的模拟信号数字化后的输出；射频输入解调信号RF_IN是图1对应模拟信号解调出来并数字化后的包络，是非接触卡或者射频识别标签接收端本地解调出来的数字信号输出；这两个信号是非接触卡或者射频识别标签集成电路对改进的Miller编码解码器的主要输入信号。ETU_CLK信号用于标识单个的码位，在无线通信信号传输中并不存在，需要在解码器其中恢复出来。

图3示出了106Kbps幅度信号调制凹槽的规格。凹槽的宽度不是固定的，有一定的范围。

虽然ISO/IEC14443A信号的解调电路简单，但是标识信息的信号“凹槽”期间，非接触通信的接收集成电路不能从天线耦合到能量和时钟，因此，ISO/IEC14443标准A型产品的解码电路复杂，设计难度大。特别是数据通信的速率提高后，使用同一套解码电路适用于各种码率是相关集成电路解码器设计的难点。

在邱祖江等人的“一种改进的Miller编解码的实现方法（微电子学，第30卷，第3期，2000年6月，176-178页）”中，作者提供了一种针对106Kbps码率的简单、有效的解码电路，如图4。其信号signal和internal_clk分别对应了图2中的射频输入解调信号RF_IN和射频时钟信号RF_CLK。该文献使用了“时钟电路”来获得clk_128，clk_128相当于图2中的ETU_CLK。和一般的计数器分频不同，在“凹槽”期间，RF_CLK/Internal_clk信号是停止的，因此，该设计的做法是当有“凹槽”，将“时钟电路”的计数器低四位复位，而将余下三位中的低2位置位，最高位保持不变，这样“凹槽”就不会出现在clk_128/ETU_CLK的变化边沿上。该设计使用“脉冲电路”产生一个宽度为8个载频时钟的“凹槽”识别信号signal。该设计在“凹槽”信号出现时，强行将分频计数器进行置位/复位到固定的数值来恢复signal，不同的码率需要设置不同的计数器复位/置位数值，对于高速数据通信应用有两个缺陷：一、“凹槽”的宽度不是恒定的，如图3，不同规格的“凹槽”宽度将恢复出占空比不同的clk_128（对应212/424/847Kbps，分别应称为clk_64/clk_32/clk_16）；二、为了错开“凹槽”和signal信号的边沿，“凹槽”识别信号signal占有8个载频时钟，恢复的clk_128将会和原始理想信号ETU_CLK有偏移，这个设计对于一个ETU_CLK仅有16个载频时钟的847Kbps高速情形是不适用的。