CN103401654A

CN103401654A - 一种阅读器芯片的双模数字基带结构

Info

Publication number: CN103401654A
Application number: CN2013103512115A
Authority: CN
Inventors: 樊晓华; 王超; 孟繁盛; 陈晓哲
Original assignee: NANJING CHINA SCIENCE MICROELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: NANJING CHINA SCIENCE MICROELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明属于集成电路技术领域，公开了一种阅读器芯片的双模数字基带结构，包括：抽样判决模块、编码模块、解码模块、信道链路控制模块以及数据缓冲模块；信道链路控制模块包括：自定义协议模块和基础协议模块；阅读器射频前端的输出信号经抽样判决模块判决后由解码模块进行解码操作，并将解码后的信号经数据缓冲模块进行数据缓冲处理后发送给主机；主机的反馈信号经过数据缓冲模块进行数据缓冲后发送给自定义协议模块或者基础协议模块，并将自定义协议模块或者基础协议模块的输出信号经编码器编码后发送给阅读器射频前端。本发明提供的阅读器芯片的双模数字基带结构通过双协议复用数字基带单元，提升了数字基带单元资源的利用率。

Description

一种阅读器芯片的双模数字基带结构

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种阅读器芯片的双模数字基带结构。

背景技术

被动式超高频射频识别UHF RFID系统采用反向散射调制模式，工作于远场辐射区，具有读写距离远、非可视、读写速度快、标签无源等特点，使其广泛应用于仓储物流、停车场管理、资产管理、贵重物品防盗等领域。

超高频RFID阅读器从结构上分为射频前端模块和数字基带模块两部分，其中射频前端模块主要由调制解调电路和天线组成，主要完成高频信号的调制和解调，发射与接收，是标签和读写器之间的空中无线接口。数字基带模块主要由协议控制模块、编解码模块、数据校验模块等组成。其主要功能是控制射频系统，实现对高频信号的编解码功能，并实现类似于IS018000-6B/6C的UHF RFID标准协议。同时，实现与外部设备或主机之间的应用接口，完成与上位机之间的数据通信。

目前市场上UHF RFID阅读器数字基带芯片功能单一，不能够适应协议的多标准性，即只能实现单协议的解析。单模数字基带的信道链路控制、编解码以及信道滤波器等结构的资源利用率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现多种协议复用的阅读器数字基带，并提升资源利用率的双模数字基带结构。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种阅读器芯片的双模数字基带结构，包括：抽样判决模块、编码模块、解码模块、信道链路控制模块以及数据缓冲模块；其特征在于，所述信道链路控制模块包括：自定义协议模块、基础协议模块、信道控制模块以及CRC校验模块；所述信道控制模块包括：数据存储器和信道控制器；阅读器射频前端的输出信号经所述抽样判决模块处理后发送给所述解码模块进行解码操作，并将解码后的信号经所述数据缓冲模块进行数据缓冲处理后发送给主机；主机的反馈信号经过所述数据缓冲模块进行数据缓冲后发送给所述数据存储器；所述信道控制器控制所述数据存储器将缓冲的数据信息发送给所述CRC校验模块，并同时发送给所述自定义协议模块或者基础协议模块；所述CRC校验模块的输出信号发送给所述自定义协议模块或者所述基础协议模块；所述自定义协议模块或者所述基础协议模块的输出信号将经所述编码模块编码后发送给所述阅读器射频前端。

进一步地，所述基础协议模块包括：基础协议组帧器和基础协议帧同步模块；所述基础协议组帧器将所述CRC校验模块的输出信号、基础协议帧同步模块发出的帧同步信号和所述数据存储器输出的信息发送给所述编码模块；所述编码模块完成编码后发送给所述阅读器射频前端。

进一步地，所述自定义协议模块包括：自定义协议组帧器和自定义协议帧同步模块；所述自定义协议组帧器将所述CRC校验模块的输出信号、自定义协议帧同步模块发出的帧同步信号信号和所述数据存储器输出的信息发送给所述编码模块；所述编码模块完成编码后发送给所述阅读器射频前端。

进一步地，还包括：数字信道滤波器；所述数字信道滤波器包括：接收滤波器和发射滤波器；所述接收滤波器的输入端与所述阅读器射频前端的输出端相连；所述接收滤波器的输出端与所述抽样判决模块的输入端相连；所述发射滤波器的输入端与所述编码模块的输出端相连；所述发射滤波器的输出端与所述阅读器射频前端的输入端相连。

本发明提供的阅读器芯片的双模数字基带结构，通过设置基础协议模块和自定义协议模块复用数字基带的资源，提升其利用率；在基础协议模块的基础上增加一个自定义协议模块，改变一个阅读器数字基带只能解析一种协议的弊端，使其能够适应多种协议解析的需求；从而实现了高集成性，低成本，高通用性的阅读器芯片的双模数字基带结构。

附图说明

图1为本发明实施例提供的双模数字基带结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于ISO_IEC_18000_6C协议和自定义协议所实现的数字基带结构图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种超高频RFID阅读器双模数字基带结构，包括：抽样判决模块、编码模块、解码模块、信道链路控制模块以及数据缓冲模块；抽样判决模块依次通过解码模块以及数据缓冲模块向主机发送射频前端发送过来的电子标签信息；主机通过数据缓冲模块、信道链路控制模块以及编码模块将反馈信息发送给射频前端。

阅读器射频前端的输出信号发送至抽样判决模块，经过信号1和0的判决操作，形成判决序列；判决序列传输给解码模块进行解码操作，并将解码后的信号经数据缓冲模块进行数据缓冲处理后发送给主机。

信道链路控制模块包括：自定义协议模块、基础协议模块、信道控制模块以及CRC校验模块；信道控制模块包括：数据存储器和信道控制器；阅读器射频前端的输出信号经抽样判决模块处理后发送给解码模块进行解码操作，并将解码后的信号经数据缓冲模块进行数据缓冲处理后发送给主机；主机的反馈信号经过数据缓冲模块进行数据缓冲后发送给数据存储器；信道控制器控制数据存储器将缓冲的数据信息发送给CRC校验模块，并同时发送给自定义协议模块或者基础协议模块；CRC校验模块完成校验操作生成的校验值发送给自定义协议模块或者基础协议模块；自定义协议模块或者基础协议模块的输出信号将经编码模块编码后发送给阅读器射频前端；信道控制器控制自定义协议模块和基础协议模块的选通，从而实现多种协议的执行。

双模数字基带的读数据速率和主机写数据速率是不同的，在写入数据的同时，需要CRC校验码的校验位值在CRC校验模块中存储一段时间，待数据缓冲器的数据编码发送完毕后，紧接着发送CRC校验模块中的校验值。

基础协议模块为阅读器芯片的核心协议模块，多采用国际标准协议，以保证阅读器芯片的通用性。基础协议模块包括：基础协议组帧器和基础协议帧同步模块；当信道控制器选通基础协议模块时，基础协议组帧器将CRC校验模块输出的校验值、基础协议帧同步信号和数据存储器输出的信息发送给编码模块；编码模块完成编码后发送给阅读器射频前端。

基础协议可以选用IS018000-6B、IS018000-6C、EPC Global CIG2等多种国标协议。

自定义协议模块与基础协议模块共用数字基带的资源，为数字基带提供另外一种协议模式。自定义协议模块包括：自定义协议组帧器和自定义协议帧同步模块；当信道控制器选通自定义协议模块时，自定义协议组帧器将CRC校验模块输出的校验值、自定义协议帧同步信号和数据存储器输出的信息发送给编码模块；编码模块完成编码后发送给阅读器射频前端。

自定义协议的种类多样，可以选取基础协议之外的其他UHF RFID协议，从而保证阅读器芯片的数字基带能够适应各种使用环境；同时提升数字基带资源的利用率。

鉴于自定义协议的种类多元，信息编解码操作的编解码模式将会有多种；可以选用PIE编码、TPP编码、FMO解码以及Miller解码等多种形式。CRC校验操作也匹配性的采用多种校验形式，例如CRC5、CRC12以及CRC16等多种检验码。

为了抑制信道内的噪声等干扰信号，在射频前端与抽样判决模块和编码器之间设置信道滤波器；信道滤波器包括：发射滤波器和接收滤波器；发射滤波器连接在编码模块与射频前端之间，用于滤除数字基带输出信号中的干扰信号；接收滤波器连接在抽样判决模块与射频前端之间，用于滤除射频前端发送给数字基带的信号中的干扰信号。

下面提供一种具体应用实施例，以IS018000-6C协议为基础协议，和自定义协议复用数字基带，形成双模数字基带。

射频前端采用零中频的架构，天线接收的射频信号先经过带通滤波器（BPF）滤波，然后经混频器（MIXER）实现正交下变频，将射频信号搬移到数字基带，获得I、Q两路信号。I、Q两路信号在经过ADC采样之后会送入到双模数字基带。来自I，Q两路的信号，本实施例中只需要对I路数据进行抽样判决。

参见图2，来自ADC输入通道的数据送入到相关检测器中进行抽样判决；完成信号1和0的判决后把1和0判决序列送入到接收解码器中，进行解码，信息提取模块负责将解码信号信息，存储到接收缓冲器中，之后返回给主机。

主机的反馈信号写入到接收缓冲器中，数据存储模块在信道控制器的控制下，选通IS018000-6C协议模块或者自定义协议模块：

若是工作在自定义协议模式下，自定义协议组帧器负责把自定义帧同步和CRC16信号传递给TPP编码器，完成编码后发送给射频前端。

若是工作在IS018000-6C协议模式下，信道控制器通过开关选择器负责选通ISO导引头和ISO帧同步模块，以及CRC16和CRC5模块，最后ISO协议组帧器把选通好的数据发送给PIE编码器模块，完成编码后发送给射频前端。

标签的解码或者阅读器的编码是需要CRC16校验的，故在双模数字基带设计当中，本实施例设计了双协议可共用的串行输入CRC16校验和并行输入CRC16校验，以满足发射和接收的基带速率要求。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种阅读器芯片的双模数字基带结构，包括：抽样判决模块、编码模块、解码模块、信道链路控制模块以及数据缓冲模块；其特征在于，所述信道链路控制模块包括：自定义协议模块、基础协议模块、信道控制模块以及CRC校验模块；所述信道控制模块包括：数据存储器和信道控制器；阅读器射频前端的输出信号经所述抽样判决模块处理后发送给所述解码模块进行解码操作，并将解码后的信号经所述数据缓冲模块进行数据缓冲处理后发送给主机；主机的反馈信号经过所述数据缓冲模块进行数据缓冲后发送给所述数据存储器；所述信道控制器控制所述数据存储器将缓冲的数据信息发送给所述CRC校验模块，并同时发送给所述自定义协议模块或者基础协议模块；所述CRC校验模块的输出信号发送给所述自定义协议模块或者所述基础协议模块；所述自定义协议模块或者所述基础协议模块的输出信号将经所述编码模块编码后发送给所述阅读器射频前端。

2.如权利要求1所述的阅读器芯片的双模数字基带结构，其特征在于，所述基础协议模块包括：基础协议组帧器和基础协议帧同步模块；所述基础协议组帧器将所述CRC校验模块的输出信号、基础协议帧同步模块发出的帧同步信号和所述数据存储器输出的信息发送给所述编码模块；所述编码模块完成编码后发送给所述阅读器射频前端。

3.如权利要求1所述的阅读器芯片的双模数字基带结构，其特征在于，所述自定义协议模块包括：自定义协议组帧器和自定义协议帧同步模块；所述自定义协议组帧器将所述CRC校验模块的输出信号、自定义协议帧同步模块发出的帧同步信号信号和所述数据存储器输出的信息发送给所述编码模块；所述编码模块完成编码后发送给所述阅读器射频前端。

4.如权利要求1所述的阅读器芯片的双模数字基带结构，其特征在于，还包括：数字信道滤波器；所述数字信道滤波器包括：接收滤波器和发射滤波器；所述接收滤波器的输入端与所述阅读器射频前端的输出端相连；所述接收滤波器的输出端与所述抽样判决模块的输入端相连；所述发射滤波器的输入端与所述编码模块的输出端相连；所述发射滤波器的输出端与所述阅读器射频前端的输入端相连。