CN101093557B - 一种集成电路组合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成电路组合，包括有电路、RFID标签电路和天线结构。所述电路执行至少一个功能。所述RFID标签电路处理RFID信号以产生供所述RFID标签电路使用的电源电压，并生成响应RFID信号。所述响应RFID信号包括与以下至少一者有关的信息：包括该集成电路组合的设备、该集成电路组合、和所述至少一个功能。所述天线结构接收RFID信号并将该RFID信号提供给RFID标签电路，以及发送响应RFID信号。

Description

一种集成电路组合
技术领域
本发明涉及集成电路技术，更具体地说，涉及射频识别。
背景技术
射频识别(RFID)系统一般包括阅读器(又称为查询器)和远程标签(又称为应答器)。每个标签存储有身份识别数据，用于识别某个人、商品、包裹或其他物体。RFID系统可使用含有内部电源如电池的有源标签，和/或不含有内部电源但从接收至阅读器的射频信号中获得能量的无源标签。
一般来说，为了访问存储在RFID标签内的身份识别数据，RFID阅读器生成经调制的RF查询信号以专用于唤起标签的调制RF响应。来自标签的RF响应包括有存储在该RFID标签内的经编码的身份识别数据。RFID阅读器解码该经编码的身份识别数据以识别出与该RFID标签相关联的人、商品、包裹或其他物体。对于无源标签，RIFD阅读器还将生成未调制的连续波(CW)信号，以便无源标签从该信号中获得能量。
RFID系统通常采用远场(far-field)技术或近场(near-field)技术，远场技术中阅读器和标签之间的距离大于载波信号的波长，而近场技术中该操作距离小于载波信号的一个波长。在远场应用中，RFID阅读器生成RF信号并通过天线发送给该天线覆盖范围内的所有标签。接收到该RF信号的一个或多个标签使用反向散射(backscattering)技术对阅读器作出响应，使用反向散射技术时，该标签对接收到的RF信号进行调制和反射。在近场应用中，RFID阅读器和标签通过二者对应的电感器之间的互感来通信。
在包含无源标签并采用远场技术的RFID系统中，无源标签从接收的RF信号中获得能量的能力直接关系到RFID系统的总体效率和表现。此外，这样的RFID标签能量产生电路需要够小并且不贵。一种这样的能量产生电路为无源整流片(rectifier cell)。众所周知，无源整流片包括有多个二极管和电容器，二极管将RF信号的能量导引到电容器内以建立电压。然后使用所存储的电压来对标签供电。虽然无源整流片非常符合设计需求，但因为二极管的阈值电压以及电容器泄漏，这种无源整流片存在损耗。此外，无源整流片不是倍压电路，因而在大约三个电池阶(cell stage)之后电压的增加便会受到限制。
另一种已知的能量产生电路是电荷泵(charge pump)，其包括多个单元，每个单元包括有两个晶体管和两个电容器。每个单元用于在RF信号的相位在0和π之间时通过对应的晶体管对一个电容器充电，在RF信号的相位在π和2π之间时通过其对应的晶体管对另一电容器充电。对电容器的充电累积生成单元电压。该多个单元经过共发共基放大器放大，将单元电压累积在一起便可产生最终的输出电压。
RFID系统的一个最大的挑战是如何以有效且经济的方式布置RFID标签。当前，RFID标签的采购价大约是五十美分，而将RFID标签与人、商品、包裹或其他物体关联的制造成本等于或大约该采购价。
因此，存在对能有效且经济的进行布置的RFID标签的需求。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提出一种集成电路组合，包括：
用于执行至少一个功能的电路；
RFID标签电路，用于处理RFID信号以为所述RFID标签电路产生电源电压，并在被请求的情况下生成响应RFID信号，其中所述响应RFID信号包括有与以下至少一者有关的信息：包含所述集成电路组合的设备、所述集成电路组合和所述至少一个功能；
天线结构，用于接收所述RFID信号，将所述RFID信号提供给所述RFID标签电路，并发送所述响应RFID信号；
其中，所述RFID标签电路包括电源产生电路、电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块、可选的电阻器、以及电容器和晶体管；
工作时，如果包含电阻器，电源产生电路从通过天线以及电阻器接收的RF信号中生成电源电压VDD，电源产生电路将该电源电压存储在电容器内，并提供给电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器和包络检波模块，当电源电压VDD存在时，包络检波模块确定RF信号的包络，其中该RF信号包括有对应于电源电压VDD的DC成份；
包络检波模块，用于提供包络信号给比较器；
比较器，用于将该包络信号与阈值进行比较，生成恢复数据流；
振荡模块，用于生成一个或多个时钟信号，该时钟信号的速率与根据振荡反馈信号的RF信号内包含的数据的速率相对应；
处理模块，用于接收恢复数据流以及时钟信号，并解析该恢复数据流以确定其内包含的一个或多个命令，若该命令要求作出响应，处理模块以对应于RF信号的速率提供信号给晶体管，该信号触发晶体管开关以生成RF响应信号，并通过天线发送；
振荡校准模块，用于比较时钟信号的速率与恢复数据流的速率生成振荡反馈信号，以指示振荡模块维持当前的速率、加快当前的速率或减慢当前的速率；
电流基准，用于提供一个或多个基准或偏置电流给振荡模块、振荡校准模块、包络检波模块以及比较器，对该偏置电流进行调整后为振荡模块、振荡模块、比较器、检波模块提供期望的偏置电平。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路位于晶粒(die)上；
所述RFID标签电路亦位于所述晶粒上。
优选地，所述执行至少一个功能的电路包括以下至少一者：
用于发送出站数据的发射器；
用于接收入站数据的接收器；
处理模块；
存储器；
数字电路；以及
模拟电路。
优选地，发射器包括：
基带处理模块，依据至少一个无线通信协议将出站数据转换成出站信号；
射频发射部分，将所述出站信号转换成出站RFID信号，其中所述射频发射部分与所述天线结构连接，且所述基带处理模块解析所述RFID信号的基带形式，从中生成响应，并将所述响应提供给所述RFID标签电路，由所述RFID标签电路将其转换成所述响应RFID信号。
优选地，所述集成电路组合还包括：
支撑所述晶粒和所述天线结构的封装基板。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路位于第一晶粒上；
所述RFID标签电路位于第二晶粒上；以及
将所述第一和第二晶粒封装起来的封装体。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述封装体内的封装基板，所述封装基板支撑所述天线结构和所述第一和第二晶粒。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路执行多个低功率功能中的至少一个；
在所述执行至少一个功能的电路处于省电模式时，所述RFID标签电路为其提供电源电压。
优选地，所述天线结构包括以下至少一者：
RFID天线；
分集天线系统；
用于所述RFID标签电路的第一天线和用于所述执行至少一个功能的电路的第二天线；
用于所述RFID标签电路的第三和第四天线，其中所述第三天线具有第一极化(polarization)，所述第四天线具有第二极化。
根据本发明另一个方面，本发明提出一种集成电路组合，包括
射频电能恢复电路，用于从射频信号中产生电源电压；
天线结构，用于接收所述射频信号以及将所述射频信号提供给所述射频电能恢复电路；
用于在处于省电模式时接收所述电源电压的电路，所述电路执行多个低功率功能中的至少一个；
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路位于晶粒上；
所述射频电能恢复电路亦位于所述晶粒上。
优选地，所述集成电路组合还包括：
支撑所述晶粒和所述天线结构的封装基板。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路位于第一晶粒上；
所述RFID标签电路位于第二晶粒上；以及
将所述第一和第二晶粒封装起来的封装体。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述封装体内的封装基板，所述封装基板支撑所述天线结构和所述第一和第二晶粒。
优选地，所述天线结构包括以下至少一者：
RFID天线；
分集天线系统；
用于所述射频功率恢复电路的第一天线和用于所述执行至少一个功能的电路的第二天线；
用于所述射频功率恢复电路的第三和第四天线，其中所述第三天线具有第一极化(polarization)，所述第四天线具有第二极化。
优选地，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路包括无线收发器，其中所述多个低功率功能包括以下至少两者：等待模式、信道监控、查询响应和短消息服务。
优选地，所述集成电路组合还包括：
与外部电池连接的电池充电器，其中，当所述执行至少一个功能的电路处于省电模式时，所述电池充电器将所述电源电压转换成充电电流以对所述外部电池充电。
根据本发明另一个方面，本发明提出一种集成电路晶粒(IC die)，包括：
执行至少一个功能的电路；
RFID标签电路，用于处理RFID信号以为所述RFID标签电路产生电源电压，并在被请求的情况下生成响应RFID信号，其中所述响应RFID信号包括有与以下至少一者有关的信息：包含所述集成电路晶粒的集成电路组合、包含所述集成电路组合的设备和所述至少一个功能；
其中，所述RFID标签电路包括电源产生电路、电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块、可选的电阻器、以及电容器和晶体管；
工作时，如果包含电阻器，电源产生电路从通过天线以及电阻器接收的RF信号中生成电源电压VDD，电源产生电路将该电源电压存储在电容器内，并提供给电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器和包络检波模块，当电源电压VDD存在时，包络检波模块确定RF信号的包络，其中该RF信号包括有对应于电源电压VDD的DC成份；
包络检波模块，用于提供包络信号给比较器；
比较器，用于将该包络信号与阈值进行比较，生成恢复数据流；
振荡模块，用于生成一个或多个时钟信号，该时钟信号的速率与根据振荡反馈信号的RF信号内包含的数据的速率相对应；
处理模块，用于接收恢复数据流以及时钟信号，并解析该恢复数据流以确定其内包含的一个或多个命令，若该命令要求作出响应，处理模块以对应于RF信号的速率提供信号给晶体管，该信号触发晶体管开关以生成RF响应信号，并通过天线发送；
振荡校准模块，用于比较时钟信号的速率与恢复数据流的速率生成振荡反馈信号，以指示振荡模块维持当前的速率、加快当前的速率或减慢当前的速率；
电流基准，用于提供一个或多个基准或偏置电流给振荡模块、振荡校准模块、包络检波模块以及比较器，对该偏置电流进行调整后为振荡模块、振荡模块、比较器、检波模块提供期望的偏置电平。
优选地，所述执行至少一个功能的电路包括以下至少一者：
用于发送出站数据的发射器；
用于接收入站数据的接收器；
处理模块；
存储器；
数字电路；以及
模拟电路。
优选地，所述发射器包括：
基带处理模块，依据至少一个无线通信协议将出站数据转换成出站信号；
射频发射部分，将所述出站信号转换成出站RFID信号，其中所述射频发射部分与所述天线结构连接，且所述基带处理模块解析所述RFID信号的基带形式，从中生成响应，并将所述响应提供给所述RFID标签电路，由所述RFID标签电路将其转换成所述响应RFID信号。
优选地，所述集成电路晶粒还包括：
所述执行至少一个功能的电路执行多个低功率功能中的至少一个；
在所述执行至少一个功能的电路处于省电模式时，所述RFID标签电路为其提供电源电压。
优选地，所述集成电路晶粒还包括：
与所述RFID标签电路连接的天线结构。
根据以下结合附图给出的对本发明的详细描述，本发明的其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
图1是根据本发明的一个设备的框图；
图2是根据本发明的集成电路组合的框图；
图3-5分别是根据本发明的各种天线结构的示意图；
图6和图7分别是根据本发明的天线的另一实施例的示意图；
图8是根据本发明的RFID标签电路的框图；
图9是根据本发明的集成电路组合的一个实施例的框图；
图10是根据本发明的集成电路的另一个实施例的框图；
图11是根据本发明的集成电路的又一实施例的框图；
图12是根据本发明的处理RFID信号的方法的逻辑流程图；
图13-17分别是根据本发明编译RFID信号的各种方法的逻辑流程图；
图18是根据本发明的处理RFID信号的另一方法的逻辑流程图；
图19是根据本发明的另一设备的框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
图1是与RFID阅读器24通信的设备10的框图。设备10可以是任何类型的电子设备，可以是便携的或固定的。例如，设备10可以是蜂窝电话、无线收音机、便携数字娱乐系统、计算机、汽车电路、银行卡、信用卡、个人数字助理、电视机、电话机、家用设备、办公设备、身份识别卡等等。
设备10可包括一个或多个印刷电路板(PCB)12和14，或其它支撑基板。每个印刷电路板12和14包括一个或多个集成电路组合(integrated circuitassembly)16-22。每个集成电路组合16-22包括有执行一个或多个功能的电路，以帮助实现该设备的操作，并还包括有RFID标签电路。或者，该设备可包括有IC晶粒和/或与其物理相连的IC组合。集成电路组合16-22将在后续结合附图2-19给出详细描述。
由于集成电路组合16-22内包含有RFID识别电路，设备10能够与RFID阅读器交换信息。所述信息涉及该设备的位置信息、该设备的运行信息(例如温度、信号处理、使用等等)、该设备的状态信息和/或想传输给更为中央(morecentralized)的处理器进行编辑、追踪等的任何其它信息。
当RFID阅读器24向设备10提供RFID信号26时，RFID阅读器24与设备10之间开始交换信息。一个实施例中，RFID信号26的载波频率与RFID阅读器和对应的RFID标签电路的具体实现方法相对应。例如，该载波频率可以是13.65MHz、900MHz和/或RFID应用可以使用的任何其它频率。另一个实施例中，RFID阅读器24通过阅读器24与标签之间的磁耦合提供RFID信号26。
RFID信号26包括有报头部分28和数据部分30。报头部分28包括有该设备的地址、集成电路组合的地址和/或特定RFID标签电路的地址。此外，报头信息还包括有与被请求的特定类型响应有关的信息。数据部分30包括有消息，指出所请求的关于设备10的信息。
IC组合16-22的一个或多个RFID电路将对RFID信号26作出响应。因此，RFID标签电路会生成响应RFID信号32，然后通过与RFID信号26相同的RF信道传送给RFID阅读器24。
图2是集成电路组合16-22的一个实施例的框图。该实施例中，集成电路组合16-22包括有电路40、RFID标签电路42和天线结构44。电路40执行至少一个功能。例如，该电路可以是用于发送出站数据的发射器(例如无线发射器、有线线路发射器如以太网等)、用于接收入站数据的接收器(例如无线接收器、有线接收器如以太网接收器、串行到并行接口等)、处理模块、存储器、数字电路和/或模拟电路。因此，该电路所执行的功能对应于特定类型的电路。例如，处理模块可基于操作指令执行一个或多个功能，数字电路可执行对应的数字功能，模拟电路可执行对应的模拟功能。需要注意的是，若该电路包括有处理模块，该处理模块可以是单个处理器件或多个处理器件。所述的处理器件可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于该电路的硬代码和/或操作指令处理信号(模拟的和/或数字的)的任何器件。该处理模块可具有相关联的存储器和/或存储组件，其可以是单个存储器、多个存储器和/或该处理模块的内置电路。所述的存储器可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存和/或任何能存储数字信息的器件。需要注意的是，当该处理模块通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行其一个或多个功能时，存储对应操作指令的存储器和/或存储组件需要内置在包含状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的该电路内部，或连接在其外部。
天线结构44接收RFID信号26并将其提供给RFID标签电路42，有关天线结构44的详细描述将结合图3-7给出。RFID标签电路42激活后处理该RFID信号26，生成响应RFID信号32。RFID标签电路42的一个实施例将结合图8给出描述。
电路40以及RFID标签电路42分别位于集成电路晶粒46-1和46-2上。一个实施例中，电路40以及RFID标签电路42可位于同一晶粒上。另一实施例中，电路40与RFID标签电路42位于单独的晶粒上，但均位于同一集成电路封装体50内。又一实施例中，天线结构44可与RFID标签电路42和/或电路40位于同一晶粒上。
如图进一步所示，集成电路组合16-22包括有位于封装体50内的封装基板48。封装基板48可以是PCB、有机基板和/或任何其它类型的电路支撑基板，支撑集成电路晶粒46-1和46-2，并还支撑天线结构44。封装体50将封装基板48包围起来，其可以是球栅阵列封装、表面贴装封装、双列直插式封装和/或任何其它类型的IC封装。
图3-5示出了天线结构44的几个实施例。如图所示，天线结构可包括安装在封装基板48上的第一天线60和第二天线62。第一天线60和第二天线62可安装在封装基板48的第一表面66上，而接地图案(ground pattern)64设置在封装基板48的第二表面68上。第一天线60和第二天线62可具有曲折线结构、平面螺旋结构和/或板载天线组合(board mounted antenna assembly)。有关具有不同极化的第一和第二天线60和62的更详细介绍请参考申请日为2006年12月6日、申请号为________的美国专利申请“A planer AntennaStructure”(代理案号为BP5263)。
一个实施例中，第一和第二天线60和62可设置成用于RFID标签电路的分集天线结构。另一个实施例中，第一天线60用于该RFID标签电路，而第二天线62用于电路40的无线发射器和/或接收器。再一实施例中，RFID标签电路具有两个或多个相关联的天线，电路40也具有两个或多个相关联的天线。又一实施例中，天线结构44仅包括有一个单独的RFID天线，例如第一天线60。
图6和图7示出了天线结构44的另一实施例。在该实施例中，第一和第二天线70和72沿不同的轴线方向74和76设置(例如，彼此成90°)。这种情况下，两个天线具有不同的极化。第一和第二天线70和72的结构可以是曲折线结构、平面螺旋结构和/或板载天线组合。有关具有不同极化的第一和第二天线70和72的更详细介绍请参考申请日为2006年12月6日、申请号为的美国专利申请“AplanerAntenna Structure”(代理案号为BP5263)。
图8是RFID标签电路42的一个实施例的框图，其包括电源产生电路80、电流基准82、振荡模块84、处理模块86、振荡校准模块88、比较器90、包络检波模块92、可选的电阻器R1、以及电容器C1和晶体管T1。电流基准82、振荡模块84、处理模块86、振荡校准模块88、比较器90和包络检波模块92可以是单个处理器件或者多个处理器件。所述的处理器件可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于该电路的硬代码和/或操作指令处理信号(模拟的和/或数字的)的任何器件。模块82-92中的一个或多个具有相关联的存储组件，该存储组件可以是单个存储器、多个存储器和/或该模块的内置电路。所述的存储器可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存和/或任何能存储数字信息的器件。需要注意的是，当该模块82-92通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行其一个或多个功能时，存储对应操作指令的存储器和/或存储组件需要内置在包含状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的该电路内部，或连接在其外部。
工作时，电源产生电路80从通过天线以及电阻器R1(如果包含电阻器)接收的RF信号中生成电源电压(VDD)。电源产生电路80将该电源电压存储在电容器C1内，并提供给模块82-92。
当电源电压VDD存在时，包络检波模块92确定RF信号的包络，其中该RF信号包括有对应于电源电压VDD的DC成份。一个实施例中，该RF信号是调幅信号，该RF信号的包络包含有发射的数据。包络检波模块92提供包络信号给比较器90。比较器90将该包络信号与阈值进行比较，生成恢复数据流。或者，另一实施例中，包络检波模块92从RF信号中提取相位和/或频率信息，经处理后生成该恢复数据流。
振荡模块84可以是环形振荡器、晶体振荡器或定时电路，生成一个或多个时钟信号，该时钟信号的速率与根据振荡反馈信号的RF信号内包含的数据的速率相对应。
振荡校准模块88根据所述一个或多个时钟信号中的时钟信号以及该恢复数据流生成振荡反馈信号。通常，振荡校准模块88比较时钟信号的速率与恢复数据流的速率。基于比较结果，振荡校准模块88生成该振荡反馈信号，以指示振荡模块维持当前的速率、加快当前的速率或减慢当前的速率。
处理模块86可包含在RFID标签电路42内和/或电路40内。处理模块86接收恢复数据流以及时钟信号。处理模块86解析该恢复数据流以确定其内包含的一个或多个命令。该命令可以是存储数据、更新数据、回复存储的数据、验证命令一致性、应答等。若该命令要求作出响应，处理模块86以对应于RF信号的速率提供信号给晶体管T1。该信号触发晶体管T1开关以生成RF响应信号，并通过天线发送。一个实施例中，RFID标签电路42使用背散射RF通信。需要注意的是，电阻器R1用于将电源产生电路80与接收的RF信号和发射的RF信号断开耦合。
RFID标签电路42可进一步包括有电流基准82，用于提供一个或多个基准或偏置电流给振荡模块84、振荡校准模块88、包络检波模块92以及比较器90。对该偏置电流进行调整后可为每个模块84、88、90、92提供期望的偏置电平。
图9是集成电路组合16-22的另一实施例的示意图。图9所示的实施例中，天线结构44包括一个或多个与电路40关联的天线以及一个或多个与RFID标签电路42关联的天线。电路40包括有基带处理模块100和RF发射部分(section)102。基带处理模块100依据一种或多种无线通信协议(例如蓝牙、IEEE 802.11x、GSM、CDMA、WCDMA等)，将出站数据104转换成出站信号106。这种转换包括以下一个或多个操作：卷积编码、加扰、交错、符号映射、频域到时域的转换和/或数模转换。
RF发射部分102将出站信号106转换成出站RF信号110。RF发射部分102包括一个或多个中频阶以及功率放大器和逻辑振荡器，将基带出站信号106升频转换成出站RF信号110。
RFID标签电路42通过对应的天线接收RFID信号，并将其转换成基带RFID信号112。RFID标签电路42将基带RFID信号112提供给基带处理模块100。基带处理模块100对基带RFID信号112进行解析，确定RFID阅读器所请求的信息。依据RFID信号112，基带处理模块100生成响应114，并提供给RFID标签电路42。RFID标签电路42将该响应114转换成响应RFID信号，并随后通过对应的天线发送。
此外，或者另一实施例中，RFID标签电路42将电源电压108提供给电路40。当电路40处于省电模式时，电路40可执行一个或多个低功率功能(例如实时定时、等待、短消息服务、查询请求、监控控制信道、校准等)。该模式下，电路40使用RFID标签电路42提供的电源电压108对低功率功能的执行进行全功率供电，和/或对用于执行低功率功能的电源进行补充。通常，对于提供给电路40的电源电压108，图9所示的集成电路组合通常结合在电池供电的设备中。
图10是集成电路组合16-22的另一实施例的示意图。图10所示的实施例中，集成电路组合包括天线结构44、RF电能恢复(power recovery)电路120和电路40。如图所示，电路40和RF电能恢复电路120可位于同一晶粒126-1和126-2，或者可位于不同的晶粒上。封装基板48支撑集成电路晶粒126-1、126-2以及天线结构44。封装体50将封装基板48包围起来。
该实施例中，天线结构44接收RF信号122，并将其提供给RF电能恢复电路120。RF电能恢复电路120将RF信号122转换成电源电压124。该电源电压124被提供给电路40，以对该电路供电或部分供电以执行其一个或多个功能。RF电能恢复电路122的一个实施例与图8所示的电源产生电路80相似。
图11是集成电路组合的再一实施例的示意图，其包括电路40、RF电能恢复电路120、天线结构44和电池充电器130。该实施例中，集成电路组合可包含在通过电池132供电的设备10内。连接的电池充电器130用于将电源电压124转换成充电电流，以对电池132充电。这样的话，只要该集成电路组合处于接收RF信号的环境中，RF功率恢复电路120便可从中产生电源电压124，对电池充电器132供电。需要注意的是，当设备10包含有多个集成电路组合时，将RF电能恢复电路120并联以提供电源电压124，从而能够提供比单个电能恢复电路120更多的能量。
图12是设备10的一个或多个RFID标签电路所执行的方法的流程图，若设备10包括了多个集成电路组合，其将包含有多个RFID标签电路。根据设备和/或命令所请求的信息，一个或多个RFID标签电路被激活以基于该命令提供合适的响应和/或功能。该响应包括提供位置信息、设备、集成电路组合的身份识别信息和/或设备的功能、设备的运行信息例如温度、处理时间等和/或期望从设备内嵌的电路获得的其它任何信息。所命令的功能包括存储数据、更新信息等。
确定特定集成电路组合的RFID标签电路是否应作出响应的处理过程开始于步骤140，该RFID标签电路解析RFID信号。RFID信号的解析将在后续结合图13-17给出详细描述。
然后处理进行至步骤142，RFID标签电路确定是否对该RFID信号作出响应或执行某功能。若否，当前RFID标签电路不采取任何动作。若是，该RFID标签电路将作出响应，处理流程转至步骤144，该RFID标签电路发送响应RFID信号。若该RFID标签电路确定将执行某功能，则执行该功能。
响应RFID信号的生成和/或执行命令中指示的功能可由RFID标签电路的处理模块和/或电路40内的处理模块来完成。需要注意的是，响应RFID信号中会包括有RFID信号所请求的信息。
图13是编译RF信号的一个实施例的流程图。该处理流程开始于步骤146，确定当前RFID标签电路是否是主RFID标签。若否，不采取任何动作。若是，处理流程转至步骤148，该RFID标签电路生成响应RFID信号和/或执行所命令的功能。这种情况下，该设备可进行编程和/或硬编码，以选择多个集成电路组合的RFID标签电路中的一个作为主RFID标签，从而使该设备仅具有一个处于活动状态的RFID标签电路。
图14是在步骤140中解析RFID信号的另一实施例的流程图。该处理流程开始于步骤150，解析RFID信号的报头部分以识别被请求的地址和/或响应类型和/或命令的功能。例如，该地址可以是设备10、集成电路组合和/或RFID标签电路的地址。响应的类型可以是设备、集成电路组合和/或RFID标签的身份识别、处理信息、运行信息等。所命令的功能的类型可以是存储数据、更新信息等。然后处理流程转至步骤152，确定该地址或响应类型是否对应于特定的RFID标签电路。若否，不采取任何动作。
若是，处理流程转至步骤154，当前的RFID标签电路生成响应RFID信号和/或执行所命令的功能。因此，设备10内的多个RFID标签电路可被RFID阅读器单独编址，以获取该设备的特定信息。或者，可指定特定的RFID标签电路来响应特定类型的查询，这样的话，RFID信号中不包含RFID标签电路的特定寻址信息，而是基于响应的类型和/或所命令的功能的类型，由RFID标签电路自己决定是否作出响应。这样的系统可以实现将响应RFID阅读器查询和/或执行RFID阅读器所命令的功能的工作分发到几个RFID标签电路中。
图15是解析RFID信号的又一实施例的流程图。该实施例中，处理流程开始于步骤156，确定该RFID标签电路是否是主RFID标签。若是，主RFID标签可处理RFID信号(如前结合图13所述)或如步骤158所示，生成RFID指令。该RFID指令包括用于标识特定RFID标签的报头部分和用以生成RFID响应和/或执行命令的功能的消息。通过这种方式，设备10的RFID标签电路可分等级设置，其中主RFID标签确定是否提供响应给特定查询或命令，或者由另一个RFID标签来执行对查询或命令的响应。这样的话，主RFID标签可追踪出针对接收到的各种不同类型的查询和/或命令，哪些标签具有哪些特定职责。
若步骤156中确定该RFID标签电路不是主RFID标签电路，处理流程转至步骤160，该RFID标签等待预定的时间段以接收RFID指令。然后处理流程进入步骤162，若按时接收到RFID指令，处理继续至步骤164，否则不采取任何动作。步骤164中，RFID标签生成RFID响应信号和/或执行所命令的功能。
图16是解析RFID信号的再一实施例的流程图。该实施例中，处理流程开始于步骤166，检测到RFID信号开始产生并提供电源电压后，每个RFID标签电路进入唯一的冲突避免期。可基于RFID标签电路的处理速度分别为每个电路分配唯一的冲突避免期。例如，每个RFID标签彼此之间间隔10微秒，以用于解析RFID信号以及确定是否提供合适的响应和/或执行所命令的功能。
然后，处理流程进入步骤168，RFID标签电路监控由另一RFID标签电路发射的响应RFID信号。接着处理进入步骤170，确定所述唯一的冲突避免期是否超出。若否，处理步骤循环执行步骤168和170以进行等待。当该唯一冲突避免期超出时，处理流程进入步骤172，确定该RFID标签电路是否已经发送了响应和/或执行了所命令的功能。若是，当前RFID标签电路不采取任何动作。若否，处理流程进入步骤174，该RFID标签电路生成响应RFID信号和/或执行所命令的功能。通过该实施例，所有的RFID标签电路具有重叠的职责和/或性能以响应RFID信号和/或执行所命令的功能。通过给每个RFID标签分配唯一的冲突避免期，若一个RFID标签电路失效，另一个RFID标签电路可以承担该职责，提供合适的响应和/或执行所命令的功能。一个RFID标签电路由于各种原因例如部分失效而未作出响应时，RFID信号的接收质量会很差等等。因此，本方法为对RFID信号的响应提供了冗余。
图17是解析RF信号的另一实施例的流程图。该处理开始于步骤176，当每个RFID标签电路从RFID信号产生电源电压时，其进入唯一的冲突避免期。然后处理进入步骤178，RFID标签电路解析该RFID信号的报头部分以获得地址和/或响应或命令的功能的类型。
然后处理进入步骤180，确定该地址或响应的类型或命令的功能是否对应于该RFID标签电路。若否，不采取任何动作。若是，处理流程进入步骤182，确定该唯一的冲突避免期是否已经超出。一旦该冲突避免期期满，处理流程进入步骤184，该RFID标签电路生成响应RFID信号和/或执行所命令的功能。然后处理进入步骤186，开始发送该响应RFID信号。这个实施例中，每个标签负责提供所请求信息的一部分和/或基于特定查询的唯一信息。通过这种方式，每个RFID标签按时间顺序提供其自身的那一部分响应，而不会与其它RFID标签发生冲突。例如，这种方法在监控设备内的各个集成电路的温度时非常有用。
图18是用于RFID标签电路确定其是否应该响应RFID信号的方法的另一实施例的流程图。该处理流程开始于步骤190，该RFID标签电路确定其自身是否被启用。若否，接收到RFID信号时不采取任何动作。依据设备中一个或多个集成电路组合的电路生成的启用/禁用信号，可启用或禁用RFID标签电路。或者，每个RFID标签电路可包括有关联的启用/禁用指示器，以指示该特定RFID标签电路是已启用还是禁用。该启用/禁用指示器可以是集成电路组合的一个管脚、集成电路组合的可编程寄存器等等。
然后处理流程进入步骤192，若该RFID标签电路已启用则其解析RFID信号。RFID信号的解析参见之前结合图13-17的描述。然后处理流程进入步骤194，该RFID标签电路发送响应RFID信号和/或执行所命令的功能。
图19是包括有多个集成电路组合的设备的另一实施例的示意图。每个集成电路组合包括用以支撑天线结构44的封装基板48、RFID标签电路42以及电路40。此外，每个封装基板还启用/禁用晶粒46-2上的指示器204。该设备还包括有电源电压耦合电路200，接收来自每个RFID标签电路42的电源电压，并产生辅助电源202。该辅助电源202可在该设备处于省电模式时使用，此时电源电压耦合电路与该电源电压108并行耦合。需要注意的是，电源电压耦合电路202可以是印刷电路板迹线、稳压器、电容器等。
本领域普通技术人员可以理解，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本领域普通技术人员还可以理解，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。本领域普通技术人员可知，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。本领域普通技术人员还可知，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。
本发明通过借助方法步骤展示了本发明的特定功能及其关系。所述方法步骤的范围和顺序是为了便于描述任意定义的。只要能够执行特定的功能和顺序，也可应用其它界限和顺序。任何所述或选的界限或顺序因此落入本发明的范围和精神实质。
本发明还借助功能模块对某些重要的功能进行了描述。所述功能模块的界限和各种功能模块的关系是为了便于描述任意定义的。只要能够执行特定的功能，也可应用其它的界限或关系。所述其它的界限或关系也因此落入本发明的范围和精神实质。
本领域普通技术人员还可知，本申请中的功能模块和其它展示性模块和组件可实现为离散组件、专用集成电路、执行恰当软件的处理器和前述的任意组合。
此外，尽管以上是通过一些实施例对本发明进行的描述，本领域技术人员知悉，本发明不局限于这些实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明的保护范围仅由本申请的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种集成电路组合，其特征在于，包括：
用于执行至少一个功能的电路；
RFID标签电路，用于处理RFID信号以为所述RFID标签电路产生电源电压，并在被请求的情况下生成响应RFID信号，其中所述响应RFID信号包括有与以下至少一者有关的信息：包含所述集成电路组合的设备、所述集成电路组合和所述至少一个功能；
天线结构，用于接收所述RFID信号，将所述RFID信号提供给所述RFID标签电路，并发送所述响应RFID信号；
其中，所述RFID标签电路包括电源产生电路、电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块、可选的电阻器、以及电容器和晶体管；
工作时，如果包含电阻器，电源产生电路从通过天线以及电阻器接收的RF信号中生成电源电压VDD，电源产生电路将该电源电压存储在电容器内，并提供给电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器和包络检波模块，当电源电压VDD存在时，包络检波模块确定RF信号的包络，其中该RF信号包括有对应于电源电压VDD的DC成份；
包络检波模块，用于提供包络信号给比较器；
比较器，用于将该包络信号与阈值进行比较，生成恢复数据流；
振荡模块，用于生成一个或多个时钟信号，该时钟信号的速率与根据振荡反馈信号的RF信号内包含的数据的速率相对应；
处理模块，用于接收恢复数据流以及时钟信号，并解析该恢复数据流以确定其内包含的一个或多个命令，若该命令要求作出响应，处理模块以对应于RF信号的速率提供信号给晶体管，该信号触发晶体管开关以生成RF响应信号，并通过天线发送；
振荡校准模块，用于比较时钟信号的速率与恢复数据流的速率生成振荡反馈信号，以指示振荡模块维持当前的速率、加快当前的速率或减慢当前的速率；
电流基准，用于提供一个或多个基准或偏置电流给振荡模块、振荡校准模块、包络检波模块以及比较器，对该偏置电流进行调整后为振荡模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块提供期望的偏置电平。
2.根据权利要求1所述的集成电路组合，其特征在于，所述集成电路组合还包括：
所述执行至少一个功能的电路位于晶粒上；
所述RFID标签电路亦位于所述晶粒上。
3.根据权利要求2所述的集成电路组合，其特征在于，所述执行至少一个功能的电路包括以下至少一者：
用于发送出站数据的发射器；
用于接收入站数据的接收器；
处理模块；
存储器；
数字电路；以及
模拟电路。
4.根据权利要求3所述的集成电路组合，其特征在于，发射器包括：基带处理模块，依据至少一个无线通信协议将出站数据转换成出站信号；射频发射部分，将所述出站信号转换成出站RFID信号，其中所述射频发射部分与所述天线结构连接，且所述基带处理模块解析所述RFID信号的基带形式，从中生成响应，并将所述响应提供给所述RFID标签电路，由所述RFID标签电路将其转换成所述响应RFID信号。
5.根据权利要求2所述的集成电路组合，其特征在于，所述集成电路组合还包括：
支撑所述晶粒和所述天线结构的封装基板。
6.一种集成电路晶粒，其特征在于，包括：
执行至少一个功能的电路；
RFID标签电路，用于处理RFID信号以为所述RFID标签电路产生电源电压，并在被请求的情况下生成响应RFID信号，其中所述响应RFID信号包括有与以下至少一者有关的信息：包含所述集成电路晶粒的集成电路组合、包含所述集成电路组合的设备和所述至少一个功能；
其中，所述RFID标签电路包括电源产生电路、电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块、可选的电阻器、以及电容器和晶体管；
工作时，如果包含电阻器，电源产生电路从通过天线以及电阻器接收的RF信号中生成电源电压VDD，电源产生电路将该电源电压存储在电容器内，并提供给电流基准、振荡模块、处理模块、振荡校准模块、比较器和包络检波模块，当电源电压VDD存在时，包络检波模块确定RF信号的包络，其中该RF信号包括有对应于电源电压VDD的DC成份；
包络检波模块，用于提供包络信号给比较器；
比较器，用于将该包络信号与阈值进行比较，生成恢复数据流；
振荡模块，用于生成一个或多个时钟信号，该时钟信号的速率与根据振荡反馈信号的RF信号内包含的数据的速率相对应；
处理模块，用于接收恢复数据流以及时钟信号，并解析该恢复数据流以确定其内包含的一个或多个命令，若该命令要求作出响应，处理模块以对应于RF信号的速率提供信号给晶体管，该信号触发晶体管开关以生成RF响应信号，并通过天线发送；
振荡校准模块，用于比较时钟信号的速率与恢复数据流的速率生成振荡反馈信号，以指示振荡模块维持当前的速率、加快当前的速率或减慢当前的速率；
电流基准，用于提供一个或多个基准或偏置电流给振荡模块、振荡校准模块、包络检波模块以及比较器，对该偏置电流进行调整后为振荡模块、振荡校准模块、比较器、包络检波模块提供期望的偏置电平。
7.根据权利要求6所述的集成电路晶粒，其特征在于，所述执行至少一个功能的电路包括以下至少一者：
用于发送出站数据的发射器；
用于接收入站数据的接收器；
处理模块；
存储器；
数字电路；以及
模拟电路。
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