CN104143112A - 集成电路和移动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集成电路和移动设备。该集成电路包括连接到第一天线和电源的NFC伴核，NFC伴核能够向NFC信号提供非连续的功率提升，从而有利于使用较宽范围的天线，多个天线，以及从而提供更强的NFC功能和通用性。本发明还揭示了可拆卸的天线，可拆卸的天线嵌入在可拆卸的壳体中，可拆卸的壳体紧密地装配在移动设备上并且适用于上述集成电路、系统和架构。

Description

集成电路和移动设备
技术领域
本发明涉及近场通信(NFC)技术，特别是涉及利用NFC的架构、系统或集成电路。
背景技术
NFC是近程无线连接技术，能够实现各种不同类型信息的交换，诸如数字、图片、MP3文件，或者能够实现彼此靠近的两个支持NFC的设备之间的数字授权，两个支持NFC的设备诸如是两个移动电话、或者移动电话和兼容的芯片卡或读取器。NFC应用包括对内容的访问控制以及对诸如现金支付、购票等业务的访问控制。
NFC通常被定义为在以13.56MHz为中心的频带中操作。支持NFC的设备之间的通信可以具有以下各种模式：端对端，有源无源(或者是读取器写入器)；以及卡仿真。
随着NFC技术的发展，经常需要单个设备如移动电话能够以多于一个模式来工作。例如，蜂窝电话能够(i)以卡仿真模式工作，从而为信用卡支付交易提供便利；以及(ii)以读取器模式工作，从而为读取智能海报或其他各种标签或其他类似设备提供便利。另外，可能希望移动电话能够与其他移动电话进行端对端信息交换。
这些及其他操作模式可能具有不同的功率要求。这些问题与NFC技术的发展是息息相关的，需要寻求改进的架构、系统和集成电路来促进NFC设备的性能改善和通用性。
发明内容
本发明提出一种集成电路，该集成电路包括连接到第一天线和电源的NFC伴核；NFC伴核被控制以使其从电源向第一天线提供非连续的功率提升。
该集成电路还包括天线匹配单元，用于对第一天线或第二天线提供阻抗匹配。
该集成电路还包括连接到NFC伴核的NFC控制器；NFC控制器提供对NFC伴核的控制，以使NFC伴核从电源向第一天线或第二天线提供非连续的功率提升。
另外，该集成电路还包括天线变换器，用于在第一天线和第二天线之间进行切换。
此外，第二天线可以被嵌入在可拆卸的壳体中。
另外，本发明还提出了一种移动设备，该移动设备包括：NFC伴核，NFC控制器，连接到NFC伴核的电源，以及连接到NFC伴核的至少一个天线；NFC控制器连接到NFC伴核并且能够控制NFC伴核的操作，NFC控制器包含发射机，发射机用于向NFC伴核提供信号；NFC伴核能够从电源向至少一个天线提供非连续的功率提升。
附图说明
图1所示的框图显示了本发明的示例性实施例，图解了NFC架构；
图2所示的框图显示了本发明的另一个示例性实施例；
图3所示的框图显示了本发明的另一个示例性实施例。
具体实施方式
在图1中描绘了NFC架构的示例性实施例。参考标号11表示应用处理器(主机)，应用处理器(主机)可以位于移动设备中。主机11与NFC控制器13通信。参考标号15表示电池或其他电源。参考标号17表示NFC伴核，NFC伴核17连接电池或其他电源15和NFC控制器13。
在某些实施例中，可以由主机11通过链路19来禁用NFC伴核17的功能。然而通常，NFC控制器13通过链路21控制NFC伴核17。NFC控制器13还包括发射机(未在图1中显示)。发射机通常由电池或其他电源15通过图中未显示的链路来供电。
NFC伴核17还被连接到电池或其他电源15。此外，NFC伴核17连接到天线匹配电路23。
天线匹配电路23连接到天线变换器29，天线变换器29可以是开关。天线变换器29至少连接到两个方框25和27，方框25和27分别表示天线1和天线2。
在第一种操作模式中，由方框25表示的天线1可以被设计成以低功率水平适当地操作。天线变换器29进行切换，使方框25表示的天线1耦合到天线匹配电路23，而使方框27表示的天线2断开连接。NFC伴核17将信号实质上未作改变地从NFC控制器13传送到天线匹配电路23。
在第二种操作模式中，由方框27表示的天线2可以被设计成以较高的功率水平适当地操作。天线变换器29进行切换，使方框27表示的天线2耦合到天线匹配电路23，而使方框25表示的天线1断开连接。然而，在该第二种操作模式中，NFC伴核17利用来自电池或其他电源15的功率，增大来自NFC控制器13的信号的功率电平，并将功率电平增大的信号传送到天线匹配电路23，并通过天线变换器29传送到由方框27表示的天线2。功率提升量可以通过由NFC控制器13与主机11交互来确定控制。
在另一个实施例中，天线变换器29可以使方框25表示的天线1耦合到天线匹配电路23，而使方框27表示的天线2断开连接。NFC伴核17可以利用来自电池或其他电源15的功率，增大来自NFC控制器13的信号的功率电平，并将功率电平增大的信号传送到天线匹配电路23，并通过天线变换器29传送到由方框25表示的天线1。
目前，许多移动设备诸如移动电话都包括NFC控制器。通常，在这样的移动设备中的天线被设计成实现检测智能海报标签以及能够通过电话利用现有的基础设施实现支付账单所需的最低性能。希望从一个操作模式切换到另一个操作模式不需要用户明确的交互，因此需要控制器不与用户交互来从一个操作模式切换到另一个操作模式。该设计策略的结果是，相对于移动设备中的天线的尺寸和位置，致使天线成本高以及设计约束条件较多。
本文中揭示的实施例允许较小或较便宜的天线，同时通过由NFC伴核17提升功率提供较高等级的性能。此外，与无源负载调制相比，本文所揭示的实施例更有利于卡模式中的有源负载调制。这样的实施例有利于移动POS(mPOS：mobile Point of Sale)功能(对于这种功能来说，操作体积和场强要求比其他应用高)。由NFC伴核提升的功率有利于移动设备和与移动设备通信的设备之间的长距离通信。此外，功率的提升是非连续的，仅在需要时实现，因此有利于有效的功率管理。
在上述实施例中描述的各种功能可以以各种不同方式结合到集成电路中。例如，NFC伴核17可以与NFC控制器13相结合。或者，NFC伴核17可以与其他功能块结合到连接组合(connectivity combo)芯片中，连接组合芯片可以包括WiFi、GPS、蓝牙以及其他可能的特征。可以利用NFC伴核17的功率提升特征来为上述部件提供额外功率。本文中描述的各种不同的功能块可以结合成更大的功能块。
此外，随着移动电话设计的发展，经常使用金属外壳，还可能包括无线充电。金属外壳的使用以及对无线充电位置的要求对天线大小造成限制，本文中揭示的实施例可以缓解这个问题。
在另外的实施例中，如图2所示，天线变换器129可以是简单的终端，能够连接各种不同的天线。方框125表示的天线3和方框127表示的天线4可以是封装在可拆卸的后盖或壳体中的可拆卸/可连接的天线，可拆卸的后盖或壳体紧密地装配在移动设备上。对于许多NFC应用来说，例如，可以使用天线3而不使用伴核17的功率提升特征。可以通过感应天线3的阻抗来自动地禁用功率提升特征。然而，例如，如果打算要在mPOS应用中使用的话，则可以通过去除后盖或壳体以及更换天线4来禁用天线3，其中天线3嵌入在后盖或壳体中，天线4嵌入在相同的后盖和壳体中。NFC伴核17所实现的功率提升特征，可以通过感应天线阻抗的差异来自动实现。
在图3中图解了另一个实施例。在图3中，天线变换器229固定连接到由方框227所表示的天线5。在许多NFC操作模式中，天线5提供适当的操作，而不利用NFC伴核17的功率提升特征。如果需要要求提高的传输能力的mPOS或其他服务，则可以将(可拆卸的)壳体或后盖301安装到移动设备上，该(可拆卸的)壳体或后盖301紧密地装配在移动设备上。壳体301包含由方框225表示的嵌入式天线6。利用NFC伴核17的功率提升特征。通过之前描述的手段来为由方框227表示的天线5提供额外功率，并且还通过电磁耦合提供给由方框225表示的天线6。
在本文中参考具体实例描述了各种不同的示范性实施例。在本文中选择了具体示例以帮助本领域技术人员清楚地理解和实施本发明的各种不同的实施例。然而，本发明中的系统、集成电路结构和设备的范围可以被构造成具有一个或多个实施例，根据一个或多个实施例可以实现的各种方法的范围并不受本文中呈现的具体示例所限制。相反，本领域技术人员可以很容易理解的是，基于本文中所描述的内容，可以实现许多根据各种不同的实施例的其他结构、配置和方法。
在本发明中描述的位置指示，例如上、下、顶部、底部，应当被理解成这些位置指示是针对对应的图的，如果在制造或操作期间设备的方向发生变化，则可以采用其他的位置关系。如上所述，这些位置关系的描述时为了清楚的目的，而不是为了限制的目的。
虽然在本文中已经参考特定实施例和特定附图描述了本发明，但是本发明并不局限于此，本发明的范围是由所附的权利要求书来限定的。本文中的附图只是起到图解作用，而并不是用来起到限制作用的。在附图中，出于说明的目的，各个元件的尺寸可能被夸大了，并不是按具体比例绘制的。本发明包括各种实施例的变形例。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”并不排除其他元件和步骤。本文中的“一个”或“一种”限定的部分表示包括多个部分，有特别说明的情况除外。术语“包括”并不排除其他元件或步骤，因此“包括A和B的设备”这样的表述不应当被限制为仅仅包括A和B。

Claims (8)

1.一种集成电路，其特征在于，包括：
连接到第一天线和电源的NFC伴核；NFC伴核被控制以使其从电源向第一天线提供非连续的功率提升。
2.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括天线匹配单元，用于对第一天线或第二天线提供阻抗匹配。
3.如权利要求2所述的集成电路，其特征在于，还包括连接到NFC伴核的NFC控制器；NFC控制器提供对NFC伴核的控制，以使NFC伴核从电源向第一天线或第二天线提供非连续的功率提升。
4.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，还包括天线变换器，用于在第一天线和第二天线之间进行切换。
5.如权利要求4所述的集成电路，其特征在于，第二天线被嵌入在可拆卸的壳体中。
6.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，还包括从WiFi、GPS和蓝牙所组成的组中选择出来的功能电路。
7.一种移动设备，其特征在于，包括：
NFC伴核；
NFC控制器，连接到NFC伴核并且能够控制NFC伴核的操作，NFC控制器包含发射机，发射机用于向NFC伴核提供信号；
连接到NFC伴核的电源；以及
连接到NFC伴核的至少一个天线；
NFC伴核能够从电源向所述至少一个天线提供非连续的功率提升。
8.如权利要求7所述的移动设备，其特征在于，还包括可拆卸的壳体，可拆卸的壳体紧密地装配到移动设备上并且包含嵌入的第二天线。
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