[发明专利]带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法，包括：时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路和数字控制时钟电路。其中，时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路由PIE符号计数检测电路、Query命令前导头检测电路、Tari判别电路、数据“1”标准采样值计算电路、门限判决电路、PIE数据判决电路、状态转换电路和时钟校准控制字产生逻辑组成。数字控制时钟电路在时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路的控制下完成时钟校准。本发明采用ISO/IEC 18000‑63标准中规定的Query命令实现时钟校准，不增加额外的时钟校准步骤，降低了时钟电路设计复杂度；同时还实现了PIE解码功能。

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，特别涉及一种符合ISO/IEC 18000-63标准的带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术是利用射频方式远距离的通信以达到物品的识别、追踪、定位和管理等目的。射频识别技术在工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已引起了广泛的关注。

利用射频识别技术制作的电子标签和阅读器被广泛的使用，特别是作为物联网的节点的电子标签，可以有效的存储所附着物品的各种信息并通过与阅读器的通信传输这些信息。特别是在进行商品、货物盘点时，阅读器通过防碰撞算法，以实现对商品、货物短时间内清点及盘存入库等操作。符合ISO/IEC 18000-63标准的超高频(Ultra-High Frequency，UHF)RFID系统具有识别距离远、速度快、多目标移动识别、标签成本低等优势，已广泛应用于智能物流、交通、防伪追溯等物联网系统。

在ISO/IEC 18000-63标准中对读写器发送命令的编码方式及标签的响应方式都作了详细规定。读写器到标签的前向链路(R＝T)采用PIE编码方式。ISO/IEC18000-6C标准规定读写器到标签(R＝T)的前向链路数据采用PIE(Pulse interval encoding，即脉冲宽度编码)编码方式，数据“0”(data-0)和数据“1”(data-1)的PIE编码如图1所示。其中，Tari为前向链路数据基准时间间隔，1个Tari长度代表数据“0”的持续时间，数据“1”的长度为1.5Tari～2Tari。标准中规定Tari有3种取值，分别为6.25μs、12.5μs及25μs，分别对应前向链路数据速率160kbps、80kbps和40kbps。标准规定读写器向标签发送Query命令时，以前同步码(Preamble)作为帧头，表示新一轮读写器盘存周期的开始；其他命令均以帧同步(Frame-sync)作为帧头，如图2所示。前同步码和帧同步均包含12.5μs的定界符、数据“0”(1个Tari长度)、RTcal符号；前同步码比帧同步多了一个TRcal符号。RTcal符号的长度等于数据“0”和数据“1”的长度之和。在标签芯片解码电路中，通常记RTcal符号长度的一半为pivot，大于pivot的符号判定为数据“1”，小于pivot的符号判定为数据“0”。

在该类标签芯片设计中，时钟电路的精度对标签解码电路和反向散射数据的频率精度有重要影响。根据ISO/IEC 18000-63标准规定，时钟频率的精度为±4％。然而受半导体制造工艺、工作电压和温度影响，传统片上时钟产生电路的频率误差为±20％。时钟频率偏差对于解码电路的误码率和反射散射数据的频率精度有重要影响，是影响标签与读写器通信的重要因素。

目前时钟校准技术主要有12.5μs定界符校准技术、自定制时钟校准命令校准技术、工艺温度补偿技术等。12.5μs定界符校准技术中，由于读写器发出的12.5μs的定界符的精度为±5％，导致时钟频率的校准精度最高为±5％，不满足ISO/IEC 18000-63标准的规定；同时，增加了解调电路的精度要求。自定制时钟校准命令校准技术中，需要芯片制造商定制用于时钟校准的专用命令，并在芯片制造完成后进行时钟校准，增加了标签设计和测试的成本。在工艺温度补偿技术中，需要针对时钟电路的工艺特性和温度特性，设计相应地工艺补偿电路和温度补偿电路，增加了时钟电路的设计复杂度和功耗。