CN102164009A - 在近场通信中使用的接收系统及其模式检测方法 - Google Patents

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CN102164009A CN2010106180404A CN201010618040A CN102164009A CN 102164009 A CN102164009 A CN 102164009A CN 2010106180404 A CN2010106180404 A CN 2010106180404A CN 201010618040 A CN201010618040 A CN 201010618040A CN 102164009 A CN102164009 A CN 102164009A
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Abstract

在近场通信中使用的接收系统及其模式检测方法，本发明公开了一种检测通信模式的方法，提供该方法以快速检测近场通信(NFC)协议中的哪一个包括提供给接收设备的数据的通信帧样式。所述方法包括：在将从NFC发起器发送的数据的通信帧样式与预定采样时钟同步之后接收所述通信帧样式。可以通过分析所述通信帧样式中的起始样式执行通信模式的检测。因为通信模式被快速检测，并且数据被自动接收而不执行设置通信模式的额外操作，所以接收设备的操作性能得以改善。

Description

在近场通信中使用的接收系统及其模式检测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年2月23日提交的韩国专利申请10-2010-0016279的优先权权益，其全部内容通过引用的方式合并于此。
技术领域
本公开涉及近场通信(NFC)，更加具体来说，涉及在NFC中使用的接收系统及其模式检测方法。
背景技术
当数据发送设备和数据接收设备相互布置在从数十厘米到数米范围的近场距离内时，执行近场通信(NFC)。例如，对于非接触型电子付款或者信息识别来说，诸如手机这样的多媒体设备能够与阅读器通信。
在NFC系统中，在以预定编码方式对传输数据进行源编码之后通过传输信道发送传输数据。例如，ISO 18092的发起器(initiator)发送经Manchester编码的信号到NFC目标。
在传输的初始阶段，NFC发起器可以以TYPEA 106kbps、TYPEB106kbps、TYPEF 212kbps(FELICA 212kbps)和TYPEF 424kbps(FELICA424kbps)的通信帧样式发送数据。因而，使NFC目标能够接收数据所需要的首先是检测通信帧样式是NFC协议当中哪个协议。然而，因为不是在目标处预设了各种类型的协议当中的任意一种通信模式之后发送数据，所以NFC目标需要能够检测和接收各种类型的协议的所有通信模式的设备。
一种检测NFC通信模式的典型方法被用来确定哪个协议包括数据的通信帧样式。根据该典型方法，在NFC目标中提供能够接收TYPEA 106、TYPEB 106、FELICA 212和FELICA 424的协议的所有设备，并且由诸如中央处理单元(CPU)这样的控制处理器周期性地逐一设置TYPEA 106、TYPEB106、FELICA 212和FELICA 424。因而，如果确定当设置某一模式时数据被正常接收到，则通信模式被决定为所设置的模式。然而，该典型方法需要相对长的时间来检测通信模式并且需要利用软件的复杂程序，这导致接收设备的性能降低。
因此，存在对接收技术的需要，该技术可在近场通信(NFC)中使用以能够在NFC中快速检测通信模式以及接收数据。
发明内容
本公开提供一种检测通信模式的方法。
本发明总的发明构思的方面和功用将在随后的描述中部分地阐述，并且将从这些描述中部分地变得明显，或者可以通过本发明总的发明构思的实践习得。
本发明总的发明构思的特征和/或功用可以通过一种方法实现，该方法包括：根据预定采样时钟接收从近场通信(NFC)发起器发送的数据的通信帧样式；以及通过分析通信帧样式中的起始样式，检测指示哪一个NFC协议包括该通信帧样式的通信模式。
在TYPEA 106的情况下，所述起始样式可以包括S样式。在TYPEB 106的情况下，所述起始样式可以是SOF样式。在TYPEF 212或者TYPEF 424的情况下，所述起始样式可以是SYNC样式。
当分析所述起始样式时，在TYPEA 106的情况下还可以在起始样式中包括S样式后的1比特的数据。
所述预定的采样时钟可以是具有这样频率的时钟：TYPEF 424的数据在该频率被8倍过采样。
所述方法还可以包括：在检测到所述通信模式之后利用相应的协议执行解码和分解(degrade)。
本发明总的发明构思的特征和/或功用还可以通过一种用于近场通信(NFC)的接收设备实现。所述接收设备可以包括：检测和接收单元，被配置为通过使用预定采样时钟分析所提供的数据的通信帧样式中的起始样式，来检测指示NFC协议中的哪一个包括该通信帧样式的通信模式并且接收所述数据；和解码和存储单元，被配置为响应于通信模式的检测，利用相应的协议执行解码和分解之后将被分解的数据存储在存储器中。
所述接收设备可以是NFC目标，被配置为当数据从NFC发起器发送时，选择性地接收TYPEA 106的数据、TYPEB 106的数据、TYPEF 212的数据和TYPEF 424的数据。
所述接收设备还可以包括过程控制器，被配置为响应于从解码和存储单元提供的请求数据，读取存储在存储器中的分解数据，并且检查检测到的通信模式。
当分析起始样式时，基于TYPEF 424，TYPEF 212的数据和TYPEA 106的数据被2倍过采样，TYPEB 106的数据被8倍过采样。
本发明总的发明构思的特征和/或功用还可以通过用于一种近场通信(NFC)系统实现。所述NFC系统可以包括：NFC发起器，被配置为发送数据；和NFC目标，其包括：检测和接收单元，被配置为通过使用预定采样时钟分析所提供的数据的通信帧样式中的起始样式，来检测指示NFC协议中的哪一个包括该通信帧样式的通信模式并且接收所述数据；和解码和存储单元，被配置为响应于通信模式的检测，利用相应的协议执行解码和分解之后将分解后的数据存储在存储器中。
NFC发起器可以是读卡机，所述NFC目标可以是具有内置智能卡的便携式多媒体终端。
本发明总的发明构思的特征和/或功用还可以通过一种检测近场通信(NFC)接收机中的通信协议的方法实现，该方法包括：接收包括数据的近场通信；以及通过分析所述数据的通信帧样式的起始样式确定该近场通信的协议。
确定该协议可以包括检测起始样式是否可能包括1比特9A5965A6Hex，以及当起始样式可能包括1比特9A5965A6Hex时，设置通信模式为相应于FELICA 424协议。
确定该协议可以包括检测起始样式是否可能包括2比特9A5965A6Hex，以及当起始样式可能包括2比特9A5965A6Hex时，设置通信模式为相应于FELICA 212协议。
确定该协议可以包括检测起始样式是否可能包括80-88比特“0”值，以及当起始样式可能包括80-88比特“0”值时，设置通信模式为相应于TYPEB 106协议。
确定该协议可以包括检测起始样式是否可能包括2比特“0”值，以及当起始样式可能包括2比特“0”值时，设置通信模式为相应于TYPEA 106协议。
确定该协议可以包括确定起始样式是否相应于FELICA 424协议、FELICA212协议、TYPEA 106协议以及TYPEB 106协议中的一个，以及该方法还可以包括：设置通信模式为相应于选自FELICA 424协议、FELICA 212协议、TYPEA 106协议和TYPEB 106协议中检测到的协议。
设置通信模式可以包括设置NFC接收机的编码和分解设置。
确定NFC的协议可以包括在相应于FELICA 424协议的8倍过采样的频率处对起始样式进行采样。
用于对起始样式采样的采样时钟的频率可以是6.78MHz。
确定NFC的协议可以包括：在分析数据的起始样式之前，检测通信帧样式的沿。
本发明总的发明构思的特征和/或功用还可以通过一种近场通信(NFC)接收机实现，其包括：检测电路，用于接收包括数据的近场通信信号，并且用于通过分析数据的通信帧样式的起始样式，从预定的多个协议中检测接收到的数据的协议。
NFC接收机可以包括时钟发生器，用于生成采样时钟，检测电路在该采样时钟处对数据的起始样式进行采样。
NFC接收机还可以包括解码单元，用于接收来自检测电路的数据和控制信号，以及根据检测到的协议对数据进行解码。
NFC接收机还可以包括过程控制器，用于接收解码后的数据和与检测到的协议相应的模式选择信号，以及用于根据解码后的数据控制NFC接收机的操作。
本发明总的发明构思的特征和/或功用还可以通过一种近场通信(NFC)系统实现，其包括：NFC发射机，用于发送包括数据的NFC信号；和NFC接收机，用于接收NFC信号，并且用于通过分析数据的通信帧样式的起始样式，从预定的多个协议中检测接收到的数据的协议。
附图说明
本发明总的发明构思将从附图及其详细说明中变得更加明显。这里描绘的实施例以示例的方式提供，而非作为限制，其中类似的参考标记指代相同或者类似的元件。附图不一定按比例，而是将重点放在说明本发明总的发明构思的方面上。
图1是根据本发明总的发明构思的实施例的近场通信(NFC)系统的框图。
图2示出在图1中示出的NFC系统中使用的数据的通信帧结构。
图3是对比示出图2中示出的通信帧当中的起始样式的时序图。
图4是在图1中示出的NFC系统中，根据本发明总的发明构思的实施例的NFC目标的具体框图。
图5示出图4中示出的检测和接收单元的通信模式检测操作的流程图。
图6A是示出将图1中示出的NFC系统应用于阅读器和便携式多媒体终端的示范性框图。
图6B是示出根据本发明总的发明构思的实施例的、包括具有不同协议的多个发射机的NFC系统的框图。
具体实施方式
本发明构思的优点和特征以及实现它们的方法将从下列示范性实施例中变得明显，将参考附图更详细地描述示范性实施例。然而，应当注意，本发明构思不局限于下列示范性实施例并且可以以各种形式实施。因此，提供示范性实施例仅仅用于公开本发明构思并且让本领域技术人员知道本发明构思的类别。
在说明书中，应当理解，当元件称为是“连接”或者“耦接”到另一元件时，其可以直接连接或者耦接到另一个元件或者可以存在居间元件。
在附图中，贯穿说明书，相同或者类似的参考标记表示相同或者类似的元件。在若干附图中，设备和线路之间的连接关系仅仅为了技术方面的有效描述而提出，其间还可以提供其他设备或电路块。
图1是根据本发明总的发明构思的实施例的近场通信(NFC)系统的框图。如图1中所示，NFC系统包括NFC发起器10和NFC目标20。根据总的发明构思的实施例，NFC目标20用作接收设备并且包括检测和接收单元25。当NFC发起器10发送TYPEA106、TYPEB106、TYPEF 212或者TYPEF424的数据时，NFC目标20迅速通过检测和接收单元25检测NFC协议中的哪一个包括所发送的数据的通信协议样式，并且自动接收数据而不执行设置通信模式的操作。从而，NFC目标20的操作性能得以改善。
将在下面详细描述通信模式检测的示范实施例。
图2示出在图1中所示的NFC系统中使用的数据的通信帧结构。在图2中，通信帧210表示TYPEA 106，通信帧220表示TYPEB 106，通信帧230表示TYPEF 212或TYPEF 414。
通信帧210包括：起始样式(S)211，数据样式212、214和216，奇偶样式213和215以及结束样式(E)217。
通信帧220包括：作为起始样式的文件起始(SOF)221，数据样式223、225和227，起始期间222和226，停止期间224和228以及作为结束样式的文件结束EOF 217。
通信帧230包括：前同步样式231，作为起始样式的同步样式(SYNC)232，长度样式233，作为数据样式的有效负载234，以及循环冗余码校验(CRC)样式235。
如图2所示，起始位存在于TYPEA的情况，SOF样式存在于TYPEB的情况，同步SYNC样式存在于TYPEF的情况。因此，可以通过比较起始位、SOF样式以及SYNC样式来区分协议。
图3是对比示出图2中示出的通信帧当中的起始样式的时序图。
参考图3，在时间段T10期间具有低电平和高电平的起始样式211A是TYPEA 106并且当数据是2时呈现出S样式的波形。在时间段T12期间具有低电平和高电平的起始样式211B是TYPEA 106，并且当数据是1时呈现出S样式的波形。
在TYPEB 106情况下，在时间段T20期间具有低电平的起始样式221呈现SOF样式波形。
在时间段T22期间具有高电平和低电平的起始样式232A呈现出TYPEF212的SYNC样式波形。
在时间段T24期间具有高电平和低电平的起始样式232B呈现出TYPEF424的SYNC样式波形。
在本发明总的发明构思的实施例中，通过分析图3中所示的通信帧样式当中的起始样式来快速检测通信模式。起始样式的分析由检测和接收单元(图4中的25)执行。
图4是在图1中示出的NFC系统中，根据本发明总的发明构思的实施例的NFC目标的具体框图。
参考图4，充当接收设备的NFC目标包括检测和接收单元25、时钟发生器21、解码和存储单元22以及过程控制器23。
检测和接收单元25根据预定的采样时钟来分析所施加的数据的通信帧样式当中的起始样式，以检测通信模式并且接收数据。通信模式表示NFC协议中的哪一个包括通信帧样式。
时钟发生器21生成采样时钟并且通过线路L3输出生成的时钟。预定采样时钟的频率可以是TYPE 424的数据在该处被8倍过采样的频率。
解码和存储单元22响应于通信样式的检测利用相应的协议执行解码和分解，并且将被分解的数据存储在FIFO存储器中。
过程控制器23响应于从解码和存储单元22提供的请求数据，读取存储在FIFO存储器中的分解数据，并且检查通信模式。
当数据从NFC发起器发送时，如图4所示配置的NFC目标可以检测和处理TYPEA 106的数据、TYPEB 106的数据、TYPEF 212的数据和TYPEF424的数据。
在根据预定的采样时钟分析起始样式的情况中，S样式包括在TYPEA106的起始样式中。另外，在S样式后的1比特数据也可以包括在起始样式中。结果，当起始样式相互比较时，TYPEF 424和TYPEB 106在时序上不同，而TYPEA 106和TYPEF 212在时序上没有不同。因此，因为很难区分通信模式，所以当确定起始样式相应于TYPEA 106协议还是TYPEF 212协议时，不仅起始样式S而且起始样式S后的1比特数据都包括在可检测的起始样式中。
在TYPEB 106中的起始样式是SOF样式，在TYPEF 212或TYPEF 424协议中的起始样式是SYNC样式。
当分析起始样式时，TYPEF 212的数据和TYPEA 106的数据被2倍过采样，TYPEB 106的数据被8倍过采样。当采样时钟的频率是6.78MHz的情况时，TYPEF 424被8倍过采样。
图5是示出图4中示出的检测和接收单元的通信模式检测操作的流程图。
在S500处，进行初始化。在S501处，检查是否检测到用于分析通信帧样式中的起始样式的沿。也就是说，如果存在高到低转换或低到高转换，则起始样式的数据电平被确定为高(“1”)或低(“0”)。
S510、S511和S512表示与检测到的TYPEF 424协议相应的操作。在操作S510中，确定是否每1比特检测到9A5965A6Hex，以及是否检测到图3中所示的波形232B。如果检测到波形232B，则在操作S511中可以选择TYPEF 424(FELICA 424协议)。在操作S512中，编码信息和关于过采样的分解信息被分别输出为Manchester编码(MCS)和BN，以便根据接收到的数据控制NFC接收器。此后，MCS和BN/2通过总线L2被提供给解码和存储单元(图4中的22)。在这种情况下，因为BN是1，所以没有数据分解。
回到图5，S520、S521和S522相应于检测到的TYPEF 212协议。在操作S520中，每2比特检测到9A5965A6Hex，以及检测到图3中所示的波形232A。在操作S521中，基于检测到的波形232A确定协议类型是TYPEF 212(FELICA 212)。结果，当检测到TYPEF 212的SYNC样式(B24D Hex)时，因为SYNC样式是在经Manchester编码之后接收到的，所以必然检测9A5965A6Hex。另外，因为与TYPEF 424的数据相比，TYPEF 212的数据被2倍过采样，所以每2比特搜索9A5965A6Hex。在操作S522中，TYPEF212的编码信息以及关于过采样的分解信息被分别输出为Manchester编码(MCS)和BN/2。之后，MCS和BN/2通过总线L2被提供给解码和存储单元(图4中的22)。
S530、S531和S532相应于检测到的TYPEB 106协议。在操作S530中，确定是否检测到80到88比特的“0”，以生成图3中所示的波形221。当检测到波形221时，在操作S531中确定协议是TYPEB 106。在操作S532中，TYPEB模式的编码信息和关于过采样的分解信息被分别输出为NRZ(NRZ编码)和BN/8。此后，NRZ和BN/8被提供给图4中所示的解码和存储单元22。解码和存储单元22根据NRZ信息，对通过总线L2接收到的数据执行NRZ编码。解码后的数据根据BN/8信息被分解到1/8。
操作S540、S541、S542、S543、S544和S545相应于检测接收数据的NFC协议是否是TYPEA 106。在操作S540中，确定在操作S501检测到沿之后是否检测到2比特的“0”。接下来，可以在操作S541中确定在2比特的“0”之后是否检测到10-12比特的“1”。当检测到10-12比特的“1”时，检测图3中所示的波形211B，并且从而在操作S542中确定该协议相应于TYPEA 106协议，并且起始数据S_DATA被确定为“1”。在操作S543中，起始数据S_DATA的逻辑电平、TYPEA 106模式的编码信息和关于过采样的分解信息被分别输出为SDATA、Miller编码(MIL)和比特数/2(BN/2)。此后，数据SDATA、MIL和BN/2通过总线L2被提供给解码和存储单元(图4中的22)。因此，解码和存储单元22通过总线L2接收在线路L1处提供的数据并且根据MIL信息执行Miller解码。解码后的数据根据BN/2数据被分解。在这种情况下，解码后的数据的比特数被缩减到一半。分解后的数据被存储在FIFO存储器以供接收。然后，如果检测到数据的结束样式，则解码和存储单元22通过线路L4向过程控制器23施加接收中断RX_INT。存储在FIFO存储器中的数据RX_DATA通过线路L5被提供给过程控制器23。此时，检测到的模式信号MODE通过线路L6也被提供给过程控制器23。过程控制器23检查模式检测的准确度并且对数据进行处理以降低数据误检测的可能性。通过接收接收中断RX_INT、数据RX_DATA和模式信号MODE以及确定它们是否分别是REQA、REQB和ATR REQ，来完成准确度检查和数据处理。检查在S541处搜索到多少比特的“1”。
当没有检测到10到12比特的“1”时，可以确定6到8(比特的)“1”跟在2(比特的)“0”之后，并且可以检测到图3中所示的波形211A。因此，在操作S544中确定该协议相应于TYPEA 106模式并且起始数据S_DATA被判定为“2”。此后，数据SDATA、MIL和BN/2通过总线L2被提供给解码和存储单元(图4中的22)。
如上所述，起始样式被检测，以便快速检测通信模式，并且数据被自动接收而无需执行设置通信模式的额外操作。
换句话说，近场通信目标20或接收机可以接收相应于任何NFC协议的通信，诸如TYPEA 106、TYPEB 106、TYPEF 212和TYPEF 424，并且可以自动检测接收到的协议而无需用户输入或接收机20和发送单元10之间的其他结构。当检测到接收到了哪个协议时，接收机20可以自动调整诸如编码设置这样的通信设置，以便经由检测到的协议进行通信。通过这样的方式，单个目标20或接收机可以以多个不同的协议接收通信，可以检测协议，并且可以根据检测到的协议操作目标20。然后，相同的目标20可以经由不同的协议从不同的发射机10接收通信，可以检测不同的协议，并且可以根据不同的协议操作目标20。
虽然已经提供了NFC协议的例子，但是本发明总的发明构思包含任何NFC协议，包括在本说明书中未明确描述的协议。
另外，尽管图5示出了顺序地检测各个协议，但是可以并行地检测这些协议，诸如通过处理器的多个段或者多个处理器或其他电路。另外，可以以任何次序检测这些协议而不必以图5中示出的特定次序来检测。
图6A是示出将图1中示出的NFC系统应用于阅读器和便携式多媒体终端的示范性框图。
参考图6A，阅读器10a具有与NFC发起器(图1中的10)相同的功能。具有内置智能卡的便携式多媒体终端20a包括检测和接收单元25，其类似于NFC目标(图1中的20)。便携式多媒体终端20a可以包括显示单元26，诸如液晶显示器(LCD)。
当阅读器10a发送TYPEA 106、TYPEB 106、TYPEF 212或者TYPEF 424的数据时，便携式多媒体终端20a通过执行诸如图5中所示的检测控制流程的检测和接收单元25来快速检测通信模式，并且自动接收数据而不必执行设置通信模式的额外操作。从而，便携式多媒体终端20a的近场通信(NFC)的接收操作性能得以改善。
图6B示出接收机20a从不同的NFC发射机10a、10b和10c接收多个不同的协议1、2和3的示范实施例。接收机20a可以被配置为利用多个处理器或者通过交替地处理来自每个相应信号的数据，同时处理不同的信号，或者接收机20a可以配置为一次仅接收和处理与发射机10a、10b和10c中的一个发射机相应的数据。在这种情况下，接收机20a能够在没有从发射机10a，10b和10c中的其他发射机接收到数据的时段期间，接收和处理来自发射机10a、10b和10c中的另一个发射机的数据。例如，如果接收机20a首先与发射机10a通信，则接收机可以被配置为仅仅在发射机10a没有发送数据的时段期间或者在发射机10a和接收机20a之间的通信已经终止时与发射机10b通信。
至此，如所述那样，快速检测近场通信(NFC)协议中的哪一个包括提供给接收设备的数据的通信帧样式，并且自动接收数据而不必执行设置通信模式的额外操作。从而，接收设备的操作性能得以改善。
虽然已经针对用作NFC目标的接收设备描述了本发明构思的实施例，但是应当理解，本发明构思不局限于此并且可以应用于其他通信终端。
虽然已经参考示范性实施例描述了本发明构思，但是对本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明构思的精神和范围的条件下可以在此进行各种改变和修改。因此，应当理解，上述实施例不是限制性的而是说明性的。因而，本发明构思的范围通过所附权利要求及其等效物的最宽允许解释来确定，而不应当被前述说明所约束或限制。

Claims (10)

1.一种检测通信模式的方法，包括：
根据预定采样时钟接收从近场通信NFC发起器发送的数据的通信帧样式；以及
通过分析通信帧样式中的起始样式，检测指示预定的多个NFC协议中的哪一个包括该通信帧样式的通信模式。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述起始样式是与TYPEF 424协议相应的同步SYNC样式。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述起始样式是与TYPEB 106协议相应的文件起始SOF样式。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述起始样式是与TYPEF 212协议相应的同步SYNC样式。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述起始样式包括与TYPEA 106协议相应的S样式。
6.如权利要求5所述的方法，其中，当分析所述起始样式时，还分析所述S样式后的1比特的数据以检测所述通信模式。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
在检测到所述通信模式之后利用相应的协议执行解码和分解。
8.一种用于近场通信NFC的接收设备，包括：
检测和接收单元，被配置为通过使用预定采样时钟来分析所提供的数据的通信帧样式中的起始样式，检测指示预定的多个NFC协议中的哪一个包括该通信帧样式的通信模式，以及接收所述数据；和
解码和存储单元，被配置为响应于所述通信模式的检测，利用相应协议执行解码和分解之后将被分解的数据存储在存储器中。
9.如权利要求8所述的接收设备，当数据是从NFC发起器发送时，所述接收设备是NFC目标，被配置为接收TYPEA 106的数据、TYPEB 106的数据、TYPEF 212的数据和TYPEF 424的数据。
10.如权利要求8或9所述的接收设备，其中，预定采样时钟的频率是TYPEF 424的数据被8倍过采样的频率。
CN2010106180404A 2010-02-23 2010-12-31 在近场通信中使用的接收系统及其模式检测方法 Pending CN102164009A (zh)

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