CN105007102A - 修正米勒编码信源解码电路及其解码方法和节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种修正米勒编码信源解码电路及其解码方法和节能控制方法，其中解码电路包括帧头检测模块、帧尾检测模块、时钟控制模块及数据解码状态机模块；时钟控制模块包括编码数据信号凹槽检测单元和时钟控制单元，编码数据信号凹槽检测模块的输入端接修正米勒编码数据信号，输出端接时钟控制单元的控制端，时钟控制单元的输入端接工作时钟信号；数据解码状态机模块包括计数器及解码单元，计数器的计数启闭控制端连接帧头检测模块和帧尾检测模块的输出端，计数器的计数输入端连接时钟控制单元的输出端，解码单元的输入端连接计数器的计数读取端。本发明能够在极低功耗的情况下，准确的解码出近场无线通讯信号的修正米勒编码数据。

Description

修正米勒编码信源解码电路及其解码方法和节能控制方法
技术领域
本发明涉及电子电路及信号处理技术领域，具体涉及一种修正米勒编码信源解码电路及其解码方法和节能控制方法。
背景技术
近场无线通讯(NFC)技术已逐步被应用到文件传输、移动支付、智能海报、公共交通、健康医疗等领域。特别是移动支付领域，随着移动支付的兴起，近场无线通讯技术已经成为非接触支付的技术标准。近场通讯技术的系统由读写器，射频识别卡，微波天线组成，其中射频识别卡在使用时可以向标签一样粘贴在其他物体表面，因此该装置也被叫做“电子标签”。结合图1及图2所示，在读写器和射频识别卡之间进行通讯时，信源是通过修正米勒码进行编码的，其规则如下：
时序X：在64/f处产生一个凹槽，表示逻辑1；
时序Y：在整个位期间(128/f)不发生调制，表示在逻辑1后面的第一个逻辑0；
时序Z：在位期间的开始处产生一个凹槽，表示连续逻辑0序列中，第2个到最后一个的逻辑0；
其中，f为载波频率，值为13.56mhz，凹槽脉冲的时间长度为0.5～3.0us，用这三种时序对数据帧进行编码即修正米勒编码。
电子标签是无源器件，其工作电能从读写器通过微波传递，由于微波同时也是信息传递的介质，从修正米勒编码的规则可以看到，电子标签的能量传递会有中断的情况，因此对电子标签中逻辑电路的功耗要求非常严苛，而现有设计在读写器微波信号中断时，还是会有大量逻辑电路工作，导致功耗较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种修正米勒编码信源解码电路及其解码方法和节能控制方法，能够在极低的功耗下完成对数据的解码工作。本发明主要采取以下技术方案：
一种修正米勒编码信源解码电路，包括：帧头检测模块、帧尾检测模块、时钟控制模块及数据解码状态机模块；帧头检测模块和帧尾检测模块各自的信号输入端接修正米勒编码数据信号；时钟控制模块包括编码数据信号凹槽检测单元和时钟控制单元，编码数据信号凹槽检测模块的输入端接修正米勒编码数据信号，编码数据信号凹槽检测单元的检测信号输出端接时钟控制单元的控制端，时钟控制单元的输入端接工作时钟信号；数据解码状态机模块包括计数器及解码单元，计数器的计数启闭控制端连接帧头检测模块的帧头标记信号输出端和帧尾检测模块的帧尾标记信号输出端，计数器的计数输入端连接时钟控制单元的输出端，解码单元的输入端连接计数器的计数读取端，解码单元的输出端作为整个解码电路的输出端。
一种基于上述修正米勒编码信源解码电路的解码方法，包括：
S101，上电、检测到米勒编码错误或者检测到帧尾信号时，对电路进行复位操作；
S102，等待帧头检测模块检测到帧头信号；
S103，对计数器进行清零操作，以及对控制信号做复位操作。
S104，对有时钟信号送入时，对计数器做加1操作；
S105，检测是否有凹槽的上升沿，如果检测到凹槽上升沿，则对计数器计数值做大小判断并分别进行以下操作：计数值小于90，进入步骤s106；计数值小于156并且大于96，进入步骤s107；计数值小于222并且大于160，进入步骤s108；计数值大于224，进入步骤s109；如果没有检测到凹槽上升沿则返回步骤s104；
S106，判断为修正米勒编码错误，对电路做复位操作；
S107，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S110，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S113；
S108，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S111，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S112；
S109，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则认为修正米勒编码数据错误，对电路进行复位操作，如果前一个解码数据是‘1’，则进入步骤S114；
S110，判断当前需要解码的数据是否是帧头信息检测到后的第一个解码数据，如果是则返回步骤s103，数据判断为无效数据；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S112；
S111，判断当前需要解码的数据是否是帧头检测到后的第一个解码数据，如果是则进入步骤S113；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S114；
S112，送出解码数据‘0’；
S113，送出解码数据‘1’；
S114，送出两比特解码数据‘01’。
一种基于上述修正米勒编码信源解码电路的节能控制方法，包括：
帧头检测模块从修正米勒编码数据信号中检测帧头信息，产生相应的帧头标记信号并传送给数据解码状态机模块；
帧尾检测模块从修正米勒编码数据信号中检测帧尾信息，产生相应的帧尾标记信号并传送给数据解码状态机模块；
时钟控制模块持续监控修正米勒编码数据，当修正米勒编码数据的凹槽到来时，时钟控制模块将时钟信号控制为固定的电平信号，使数据解码状态机模块停止工作；当检测到从凹槽到高电平跳变的状态时，控制时钟正常翻转，数据解码状态机模块开始工作；
数据解码状态机模块将修正米勒编码数据解码成有效的比特数据流。
本发明相对于现有技术的有益效果是：当修正米勒编码数据的凹槽到来时，时钟控制模块将时钟信号控制为固定的电平信号，使数据解码状态机模块停止工作，使得近场无线通讯信号修正米勒编码数据的凹槽期间，电路的功耗极其微小；此外，本发明能够在极低功耗的情况下，准确的解码出近场无线通讯(NFC)信号的修正米勒编码数据，从而减少近场无线通讯系统中能量储存的需求，同时输出准确的解码数据。
附图说明
图1所示为近场通讯信号的帧数据格式。
图2所示近场无线通讯中的修正米勒编码数据的波形图。
图3所示为本发明实施例提供的修正米勒编码信源解码电路的模块构成模块框图。
图4所示为本发明实施例提供的修正米勒编码信源解码的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
请参阅图3，本实施例提供一种修正米勒编码信源解码电路，包括时钟控制模块1、帧头检测模块2、帧尾检测模块3以及数据解码状态机模块4。帧头检测模块和帧尾检测模块各自的信号输入端接修正米勒编码数据信号；时钟控制模块包括编码数据信号凹槽检测单元和时钟控制单元，编码数据信号凹槽检测单元的输入端接修正米勒编码数据信号，编码数据信号凹槽检测模块的检测信号输出端接时钟控制单元的控制端，时钟控制单元的输入端接工作时钟信号；数据解码状态机模块包括计数器及解码单元，计数器的计数启闭控制端连接帧头检测模块的帧头标记信号输出端和帧尾检测模块的帧尾标记信号输出端，计数器的计数输入端连接时钟控制单元的输出端，解码单元的输入端连接计数器的计数读取端，解码单元的输出端作为整个解码电路的输出端。
其中，时钟控制模块1持续检测修正米勒编码数据，当检查凹槽后，停止时钟输出，将时钟信号控制为固定电平‘1’，降低功耗，当检测到从凹槽到高电平跳变的状态时，延迟4个时钟(13.56mhz)周期，后正常送出13.56mhz的时钟信号到数据解码状态机模块。帧头检测模块2持续检测近场无线通讯中的修正米勒编码数据信号，从数据中分析出帧头信息，用来启动一次数据解码；帧尾检测模块3持续检测近场无线通讯中的修正米勒编码数据信号，从数据中分析出帧尾信息，用来停止一次数据解码，及做必要的复位操作；数据解码状态机模块4用来将近场无线通讯中的修正米勒编码数据信号按照图4描述的流程进行解码。
请参阅图4，图4为本发明的解码流程图，具体包括步骤：
S101，上电、检测到米勒编码错误或者检测到帧尾信号时，对电路进行复位操作；
S102，等待帧头检测模块检测到帧头信号；
S103，对计数器进行清零操作，以及对控制信号做复位操作。
S104，对有时钟信号送入时，对计数器做加1操作；
S105，检测是否有凹槽的上升沿，如果检测到凹槽上升沿，则对计数器计数值做大小判断并分别进行以下操作：计数值小于90，进入步骤s106；计数值小于156并且大于96，进入步骤s107；计数值小于222并且大于160，进入步骤s108；计数值大于224，进入步骤s109；如果没有检测到凹槽上升沿则返回步骤s104；
S106，判断为修正米勒编码错误，对电路做复位操作；
S107，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S110，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S113；
S108，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S111，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S112；
S109，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则认为修正米勒编码数据错误，对电路进行复位操作，如果前一个解码数据是‘1’，则进入步骤S114；
S110，判断当前需要解码的数据是否是帧头信息检测到后的第一个解码数据，如果是则返回步骤s103，数据判断为无效数据；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S112；
S111，判断当前需要解码的数据是否是帧头检测到后的第一个解码数据，如果是则进入步骤S113；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S114；
S112，送出解码数据‘0’；
S113，送出解码数据‘1’；
S114，送出两比特解码数据‘01’。
步骤S103中，该计数器只在近场通讯中修正米勒编码数据信号两个凹槽之间进行计数，计数时钟频率为13.56mhz，计数控制是通过时钟控制模块1控制时钟的翻转与否来实现的；同时在该步骤同时对有需要的控制信号做复位操作，比如对保存前一个解码数据的状态寄存器做复位清零操作。
步骤S104中，计数器J记满后停止计数，并保持最大值，直到再次进入S103计数器J被清零；步骤S105中，对数据器J计数值的比较判断的范围取值可能会因为对修正米勒编码凹槽边沿处去噪声需求不同而有所不同。
步骤S110中，判断当前需要解码的数据是否是帧头信息检测到后的第一个解码数据，如果是则对计数器清零，数据判断为无效数据，原因在于在在近场无线通讯(NFC)中，其数据帧格式如图1所示，存在帧头(SOF)及帧尾(EOF)，是非有效信息数据，因此丢弃了帧头数据，同样当帧尾检测模块3检测到帧尾后，数据解码状态机模块4将停止工作，单最后一比特数据为帧尾数据，同样需要被丢弃。
上述实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡是依据本发明创新主旨且未经创造性劳动即可获得的等效技术特征替换及增减，均应属于本发明涵盖范围。

Claims (3)

1.一种修正米勒编码信源解码电路，其特征在于，包括：帧头检测模块、帧尾检测模块、时钟控制模块及数据解码状态机模块；帧头检测模块和帧尾检测模块各自的信号输入端接修正米勒编码数据信号；时钟控制模块包括编码数据信号凹槽检测单元和时钟控制单元，编码数据信号凹槽检测模块的输入端接修正米勒编码数据信号，编码数据信号凹槽检测单元的检测信号输出端接时钟控制单元的控制端，时钟控制单元的输入端接工作时钟信号；数据解码状态机模块包括计数器及解码单元，计数器的计数启闭控制端连接帧头检测模块的帧头标记信号输出端和帧尾检测模块的帧尾标记信号输出端，计数器的计数输入端连接时钟控制单元的输出端，解码单元的输入端连接计数器的计数读取端，解码单元的输出端作为整个解码电路的输出端。
2.一种基于权利要求1所述的修正米勒编码信源解码电路的解码方法，其特征在于，包括：
S101，上电、检测到米勒编码错误或者检测到帧尾信号时，对电路进行复位操作；
S102，等待帧头检测模块检测到帧头信号；
S103，对计数器进行清零操作，以及对控制信号做复位操作。
S104，对有时钟信号送入时，对计数器做加1操作；
S105，检测是否有凹槽的上升沿，如果检测到凹槽上升沿，则对计数器计数值做大小判断并分别进行以下操作：计数值小于90，进入步骤s106；计数值小于156并且大于96，进入步骤s107；计数值小于222并且大于160，进入步骤s108；计数值大于224，进入步骤s109；如果没有检测到凹槽上升沿则返回步骤s104；
S106，判断为修正米勒编码错误，对电路做复位操作；
S107，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S110，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S113；
S108，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则进入步骤S111，如果前一个解码数据是‘1’则进入步骤S112；
S109，做如下判断：如果前一个解码数据是‘0’则认为修正米勒编码数据错误，对电路进行复位操作，如果前一个解码数据是‘1’，则进入步骤S114；
S110，判断当前需要解码的数据是否是帧头信息检测到后的第一个解码数据，如果是则返回步骤s103，数据判断为无效数据；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S112；
S111，判断当前需要解码的数据是否是帧头检测到后的第一个解码数据，如果是则进入步骤S113；如果不是帧头检测到后的第一个解码数据，则进入步骤S114；
S112，送出解码数据‘0’；
S113，送出解码数据‘1’；
S114，送出两比特解码数据‘01’。
3.一种基于权利要求1所述的修正米勒编码信源解码电路的节能控制方法，其特征在于，包括：
帧头检测模块从修正米勒编码数据信号中检测帧头信息，产生相应的帧头标记信号并传送给数据解码状态机模块；
帧尾检测模块从修正米勒编码数据信号中检测帧尾信息，产生相应的帧尾标记信号并传送给数据解码状态机模块；
时钟控制模块持续监控修正米勒编码数据，当修正米勒编码数据的凹槽到来时，时钟控制模块将时钟信号控制为固定的电平信号，使数据解码状态机模块停止工作；当检测到从凹槽到高电平跳变的状态时，控制时钟正常翻转，数据解码状态机模块开始工作；
数据解码状态机模块将修正米勒编码数据解码成有效的比特数据流。
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