CN103595422B - 解码卡片发送的类型a高速数据速率信号的解码器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号的解码器,包括:一上升沿检测电路,一数据比特周期计数器,一比较判决电路,一解码逻辑电路;利用副载波的第一个上升沿来同步比特边界;利用该比特边界,以及编码特点,在解码器内部产生一个与发送的副载波信号同步的副载波信号;用这个内部产生的副载波信号与接收的BPSK副载波调制信号比较,判决收到的是同相的副载波调制信号还是反相的副载波调制信号;最后根据判决结果以及编码特点,通过一个解码逻辑电路解码出帧开始,数据以及帧结束信号。本发明可以直接对副载波调制信号解码,在信噪比恶劣的条件下也能很好地工作。
Description
技术领域
本发明涉及智能卡领域,特别是涉及一种解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE(类型)A高速数据速率信号的解码器。
背景技术
ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号编码方式是非归零电平编码(NRZ-L)编码二相相移键控(BPSK)副载波调制信号。其中:高速数据速率可以是fc/64,fc/32,fc/16,副载波频率是fc/16,fc是载波频率,为13.56M。
ISO/IEC 14443协议中,卡片发送的TYPE A基本数据速率信号的编码规则如下:
在每帧数据信号的开始阶段,先发送帧开始标志,接着发送数据对应的波形,最后发送帧结束标志。
参见图1,逻辑0的波形是副载波的反相信号;参见图2,逻辑1的波形是副载波的同相信号;参见图3,帧开始标志是32个同相副载波周期,再跟一个逻辑0的波形;参见图4,帧结束标志是整个数据比特周期内都无副载波。图1-4中,T是数据比特周期,Ts为副载波周期。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPEA高速数据速率信号的解码器,可以直接对副载波调制信号解码,且在信噪比恶劣的条件下也能很好地工作。
为解决上述技术问题,本发明的解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号的解码器,包括:
一上升沿检测电路,用于检测解码器使能后输入的副载波信号的第一个上升沿;
一数据比特周期计数器,由所述上升沿检测电路检测到的副载波上升沿标志复位;按射频RF输入时钟计数,同时按数据的比特周期内所含的射频RF时钟个数值循环,其中,射频RF时钟频率同载波频率,为13.56M;
一比较判决电路,由比较电路和判决电路构成;
所述比较电路是一个异或逻辑,其第一个输入为接收到的BPSK副载波调制信号,第二个输入为内部产生的与发送的副载波信号同步的副载波信号;
所述判决电路为一计数器,对一个数据周期内所述比较电路输出的高电平个数进行计数,其计数值分别与第一阈值和第二阈值进行比较;比较结果作为判决结果输出;其中,第一阈值大于第二阈值;
一解码逻辑电路,当所述数据比特周期计数器计数到数据的比特周期边界时,通过判断所述比较判决电路的判决结果来解码。
本发明可以直接对副载波调制信号解码,无需先把副载波去掉。同时具有相当好的抗毛刺性能,在信噪比恶劣的条件下也能很好地工作。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号对应逻辑0的波形的示意图;
图2是ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号对应逻辑1的波形的示意图;
图3是ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号对应帧开始波形的示意图;
图4是ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号对应帧结束波形的示意图;
图5是所述解码卡片发送的类型A高速数据速率信号的解码器的逻辑框图;
图6是图5中比较判决电路的逻辑框图。
具体实施方式
结合图5所示,所述解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的TYPE A高速数据速率信号的解码器,包括:一上升沿检测电路,一数据比特周期计数器,一比较判决电路,一解码逻辑电路。利用副载波的第一个上升沿来同步比特边界;利用该比特边界,以及编码特点,在解码器内部产生一个与发送的副载波信号同步的副载波信号;用这个内部产生的副载波信号与接收的BPSK副载波调制信号比较,判决收到的是同相的副载波调制信号还是反相的副载波调制信号;最后根据判决结果以及编码特点,通过一个解码逻辑电路解码出帧开始,数据以及帧结束信号。
再参见图6所示,所述比较判决电路,由比较电路和判决电路构成。
所述比较电路是一个异或逻辑,其第一个输入为接收到的BPSK副载波调制信号,第二个输入为内部产生的与发送的副载波信号同步的副载波信号。
所述判决电路为一计数器,对一个数据周期内所述比较电路输出的高电平个数进行计数,其计数值分别与第一阈值和第二阈值进行比较;比较结果作为判决结果输出;其中,第一阈值大于第二阈值。
所述解码器具体工作原理如下:
首先,用所述上升沿检测电路来检测解码使能后的第一个上升沿,以此作为数据比特周期的开始,这样解码器就做到了与发送的编码信号同步。
所述上升沿检测电路通过如下方式检测上升沿,将副载波信号连到一个上升沿触发的D触发器的时钟端来实现;或者用一个寄存器记录前一个时钟的副载波信号电平,然后通过判断该寄存器记录的电平为0,且输入的副载波信号为1来实现。
所述上升沿检测电路的内部有一个状态位,该状态位有两个状态:状态0和状态1,当解码器使能信号有效后,状态位为状态0;之后当检测到副载波信号的上升沿后,状态位变为状态1;在状态0时检测到的副载波上升沿标志作为该上升沿检测电路的输出。
然后,用所述数据比特周期计数器对RF(射频)时钟计数,其中RF时钟与载波频率fc相同,为13.56M,其计数值能标出数据比特周期的边界;同时,由于副载波频率是载波频率的1/16,所以这个数据比特周期计数器从低到高的第3位就是内部产生的与发送的副载波信号同步的副载波信号;计数器的位数从最低位的第0位开始计算。
接着,比较内部产生的副载波信号与接收的副载波信号的相位,根据编码规则,根据数据比特周期计数器给出的比特周期边界信号,在比特周期边界处对接收到的数据解码。
解码逻辑如下:
把内部产生的副载波信号与接收的副载波信号异或,如果是逻辑0的波形,那么整个比特周期都应该是高电平;如果是逻辑1的波形,那么整个比特周期都应该是低电平;如果是帧结束信号,那么整个比特周期里高低电平大致相同;而帧起始信号可以通过辨别解码使能后解出的第一个0波形来标识。
具体实现时,可以对比特周期内的上述异或逻辑产生的高电平数计数,计数值与两个阈值比较,从而区分逻辑0,逻辑1和帧结束信号波形。两个阈值分别为:第一阈值和第二阈值,其中第一阈值大于第二阈值。在比特周期边界时,如果计数值大于第一阈值,那么就输出0;如果计数值小于第二阈值,那么就输出1;如果计数值大于第二阈值,小于第一阈值,那么就输出帧结束信号;而第一个解码输出的0,就是帧开始信号。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种解码ISO/IEC 14443协议中卡片发送的类型A高速数据速率信号的解码器,其特征在于,包括:
一上升沿检测电路,用于检测解码器使能后输入的副载波信号的第一个上升沿;
一数据比特周期计数器,由所述上升沿检测电路检测到的副载波上升沿标志复位;按射频RF输入时钟计数,同时按数据的比特周期内所含的射频RF时钟个数值循环,其中,射频RF时钟频率同载波频率,为13.56M;
一比较判决电路,由比较电路和判决电路构成;
所述比较电路是一个异或逻辑,其第一个输入为接收到的二相相移键控BPSK副载波调制信号,第二个输入为内部产生的与发送的副载波信号同步的副载波信号;
所述判决电路为一计数器,对一个数据周期内所述比较电路输出的高电平个数进行计数,其计数值分别与第一阈值和第二阈值进行比较;比较结果作为判决结果输出;其中,第一阈值大于第二阈值;
一解码逻辑电路,当所述数据比特周期计数器计数到数据的比特周期边界时,通过判断所述比较判决电路的判决结果来解码。
2.如权利要求1所述的解码器,其特征在于:所述上升沿检测电路通过如下方式检测上升沿,将副载波信号连到一个上升沿触发的D触发器的时钟端来实现;或者用一个寄存器记录前一个时钟的副载波信号电平,然后通过判断该寄存器记录的电平为0,且输入的副载波信号为1来实现。
3.如权利要求1所述的解码器,其特征在于:所述上升沿检测电路的内部有一个状态位,该状态位有两个状态:状态0和状态1,当解码器使能信号有效后,状态位为状态0;之后当检测到副载波信号的上升沿后,状态位变为状态1;在状态0时检测到的副载波上升沿标志作为该上升沿检测电路的输出。
4.如权利要求1所述的解码器,其特征在于:所述数据比特周期计数器,从低到高的第3位就是内部产生的与发送的副载波信号同步的副载波信号;计数器的位数从最低位的第0位开始起算。
5.如权利要求1所述的解码器,其特征在于:所述解码逻辑电路的解码逻辑如下:在比特周期边界时,如果判决结果是计数值大于第一阈值,那么输出0;如果判决结果是计数值小于第二阈值,那么输出1;如果判决结果是计数值大于第二阈值,小于第一阈值,那么就输出帧结束信号;第一个解码输出的0,作为帧开始信号。
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