CN105022974A - Iso/iec 15693协议的解码器中无副载波检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路，包括：一副载波存在标志检测电路，一干扰副载波过滤电路，一计数器，一无副载波使能信号判决电路，一无副载波信号检测电路。本发明利用计数器，在解码器解码出曼彻斯特码之前，直接计算无副载波的长度作为接收结束的条件之一，而不是在解码出曼彻斯特编码之后进行判断。对于不同速率的副载波，能独立产生无副载波的标志信号。这样做的优点在于，对于信号差而导致的曼彻斯特码解码错误，读卡机不会过早的结束接收，而是会将这一帧数据完整接收完，不会影响下一帧数据的接收。
Description
技术领域
本发明涉及一种ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路。
背景技术
ISO/IEC15693协议中卡片发送的单副载波模式信号有高速与低速2种速率，副载波频率为fc/32，其中fc为载波频率13.56M Hz。数据的每一帧有帧头，数据以及帧尾3种波形类型。高速情况下，帧头，数据0，数据1以及帧尾的波形分别如图1到图4所示。对应低速情况，帧头，数据0，数据1以及帧尾的波形中副载波的个数与无调制信号的时间长度都乘以4。
ISO/IEC15693协议中卡片发送的双副载波模式信号有高速与低速2种速率，2个副载波频率分别是fc/28与fc/32，其中fc为载波频率13.56M Hz。数据的每一帧有帧头，数据以及帧尾3种波形类型。高速情况下，帧头，数据0，数据1以及帧尾的波形如图5到图8所示。对应低速情况，帧头，数据0，数据1以及帧尾的波形中副载波的个数都乘以4。
菲利浦(Philips)公司生产的非接触式13.56MHz智能型标签卡芯片I·CODE2(I·CODE SLI Label IC SL2ICS20)产品中定义了一种快速抗冲突读(Fast inventory read)指令，该指令采用高速单副载波模式的双倍通信速率，对应高速单副载波的情况，帧头，数据0，数据1以及帧尾的波形中副载波的个数都除以2。快速抗冲突读指令可以看作是对协议的一种 扩展。
由于15693系列的卡均为无源芯片，返回读卡机的信号受距离噪声等因素的影响较大，很容易产生帧结构错误的情况。这种情况下要求能够完成对卡片返回的数据完整接收，以避免对后续帧的发送和接收产生影响。传统电路将解码后的曼彻斯特信号作为无副载波判断，很容易解出错误的曼彻斯特编码，产生误判，从而导致接收结束。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路，能够在解码器解码出曼彻斯特编码之前，直接计算无副载波的长度，保证一帧数据被完整接收。
为解决上述技术问题，本发明的ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路，包括：
一副载波存在标志检测电路，在连续副载波起始信号decoder_en为高电平期间对标志fc/32、fc/28和无副载波的脉冲信号进行检测，输出过滤前的无副载波标志信号nosubc信号；其中，fc/32，fc/28为副载波频率，fc为载波频率13.56M Hz；
一干扰副载波过滤电路，与所述副载波存在标志检测电路相连接，在所述连续副载波起始信号decoder_en为高电平期间，过滤无副载波期间误解出的单个fc/32或者fc/28脉冲信号，输出过滤后的无副载波标志信号subc_en；
一计数器，与所述干扰副载波过滤电路相连接，在所述连续副载波起始信号decoder_en为高电平期间对所述过滤后的无副载波标志信号subc_en的低电平计数，得到并输出计数值no_carrier_cnt；当所述过滤后的无副载波标志信号subc_en为高电平时，将计数值no_carrier_cnt清零；在接收到无副载波使能信号no_carrier_en后，计数器锁存当前计数值no_carrier_cnt；
一无副载波使能信号判决电路，与所述计数器相连接，根据当前读卡机解码的配置，决定无副载波判断的阈值，与计数器的计数值相比较，得到所述无副载波使能信号no_carrier_en；
一无副载波信号检测电路，与所述无副载波使能信号判决电路相连接，在所述连续副载波起始信号decoder_en为高电平期间检测所述无副载波使能信号no_carrier_en，并产生无副载波电平信号(即无副载波信号)。
本发明利用计数器，在解码器解码出曼彻斯特编码之前，直接计算无副载波的长度作为接收结束的条件之一，而不是在解码出曼彻斯特编码之后进行判断。对于不同速率的副载波，能独立产生无副载波的标志信号。这样做的优点在于，对于信号差而导致的曼彻斯特编码解码错误，读卡机不会过早的结束接收，而是会将这一帧数据完整接收完，不会影响下一帧数据的接收。
本发明能提供独立检测出的无副载波信号，该信号可以和帧尾检测信号取或输出为接收结束信号。
本发明同样适用于其它类似ISO/IEC15693协议的读卡器接收模块的 产品中，与ISO/IEC15693协议中卡片发送的副载波模式信号编码方式相似的信号的解码电路。
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/IEC15693协议中卡片发送的单载波模式信号的帧头波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图2是ISO/IEC15693协议中卡片发送的单载波模式信号的数据值为0的波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图3是ISO/IEC15693协议中卡片发送的单载波模式信号的数据值为1的波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图4是ISO/IEC15693协议中卡片发送的单载波模式信号的帧尾波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图5是ISO/IEC15693协议中卡片发送的双载波模式信号的帧头波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图6是ISO/IEC15693协议中卡片发送的双载波模式信号的数据值为0的波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图7是ISO/IEC15693协议中卡片发送的双载波模式信号的数据值为1的波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图8是ISO/IEC15693协议中卡片发送的双载波模式信号的帧尾波形示意图。图中横轴是时间，纵轴是副载波包络幅值。
图9是传统电路在高速单副载波模式下，检测无副载波的工作原理图。
图10是本发明的电路在高速单副载波模式下的工作原理图。
图11是所述ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路的结构框图。
具体实施方式
结合图11所示，所述ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路，在下面的实施例中，包括：
一副载波存在标志检测电路，在连续副载波起始信号decoder_en(即信号4)为高电平期间，对标志fc/32、fc/28和无副载波的脉冲信号(即信号5)进行检测，输出过滤前的无副载波标志信号nosubc信号(即信号6)。
检测时，按顺序依次检测fc/32脉冲信号、fc/28脉冲信号和无副载波脉冲信号(即信号5)；当存在fc/32或者fc/28调制时，输出的信号6为低电平；当存在无副载波调制时，输出的信号6为高电平；均不满足上述条件且过滤前的无副载波标志信号为高电平时，输出的信号6锁存高电平。
该副载波存在标志检测电路在模拟射频解调模块解调输出的时钟(系统时钟)rf_clk(即信号1)下工作。在信号1下，直接采用脉冲信号进行检测判断，比现有的通过解码以后的曼彻斯特信号判断更精确。
一干扰副载波过滤电路，与所述副载波存在标志检测电路相连接，在信号4为高电平期间，过滤无副载波期间误解出的单个fc/32或者fc/28脉冲信号，输出过滤后的无副载波标志信号subc_en(即信号7)。
由于信号6不具备对单个误解出的副载波的抗干扰性，因此需要所述 干扰副载波过滤电路来过滤干扰信号。
该干扰副载波过滤电路按如下顺序依次判断：当信号6为高电平时，输出的信号7为低电平；当信号7为高电平时，信号7锁存高电平；当存在fc/32或者fc/28调制时，输出的信号7为高电平。
在一具体实施例中，所述信号7只有当检测到连续2个fc/32或者连续2个fc/28调制时才会拉高为高电平，可过滤单个副载波干扰的情况。由于在I·CODE2产品中定义的快速抗冲突读指令情况下一个bit(比特)只会有4个副载波信号，因此并没有过滤更多的副载波。
所述干扰副载波过滤电路在信号1下工作。在信号1下，直接采用脉冲信号进行检测判断，比现有的通过解码以后的曼彻斯特信号判断更精确。
一计数器，与所述干扰副载波过滤电路相连接，在信号4为高电平期间对所述信号7的低电平计数(计算低电平时间)，得到并输出计数值no_carrier_cnt(即信号9)；当所述信号7为高电平时，将计数值no_carrier_cnt清零；在接收到无副载波使能信号no_carrier_en(即信号8)后，计数器锁存当前计数值no_carrier_cnt。
所述计数器在计数时钟(即信号2)下工作，一方面保证计数的精确性，另一方面可降低电路功耗。在一具体实施例中，所述信号2为64分频系统时钟ck64，在这种情况下，信号2是在满足I·CODE2产品中定义的快速抗冲突读指令的情况下可采用的最低频的时钟。
一无副载波使能信号判决电路，与所述计数器相连接，根据当前读卡机解码的配置，决定无副载波判断的阈值(即信号10区分副载波模式及速 率的标志信号)，与计数器的计数值(信号9)相比较，得到无副载波使能信号no_carrier_en(即信号8)。
所述根据当前读卡机的配置决定无副载波判断的阈值，包括单副载波或双副载波，高速率或低速率，是否为快速抗冲突读指令来决定无副载波判断的阈值。这部分内容(配置、阈值等)可根据需求自行扩展和修改。
一无副载波信号检测电路，与所述无副载波使能信号判决电路相连接，在信号4为高电平期间检测信号8，如果信号8为高电平，则输出的无副载波电平信号no_carrier(即信号11)为高电平。无副载波信号no_carrier可以作为接收结束信号的判断条件之一。
所述无副载波信号检测电路在信号1下工作。
上述电路中，信号3为复位信号rstn，用于对所述副载波存在标志检测电路，干扰副载波过滤电路，计数器，无副载波信号检测电路进行复位。
图9是传统电路在高速单副载波模式下，检测无副载波的工作原理图。读卡机先将副载波信号解码成曼彻斯特信号，然后在每个比特的比特边界判断前半比特和后半比特是否全部为0，如果全部为0，则认为无副载波，结束接收状态。
图10是本发明的电路在高速单副载波模式下的工作原理图。在读卡机检测到连续副载波之后开始独立对无副载波的长度进行计数，当无副载波的长度大于所设的阈值(根据副载波模式变化)时，输出无副载波信号。
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 (7)
1.一种ISO/IEC15693协议的解码器中无副载波检测电路，其特征在于，包括：
一副载波存在标志检测电路，在连续副载波起始信号为高电平期间对标志fc/32、fc/28和无副载波的脉冲信号进行检测，输出过滤前的无副载波标志信号；其中，fc/32，fc/28为副载波频率，fc为载波频率13.56M Hz；
一干扰副载波过滤电路，与所述副载波存在标志检测电路相连接，在所述连续副载波起始信号为高电平期间，过滤无副载波期间误解出的单个fc/32或者fc/28脉冲信号，输出过滤后的无副载波标志信号；
一计数器，与所述干扰副载波过滤电路相连接，在所述连续副载波起始信号为高电平期间对所述过滤后的无副载波标志信号的低电平计数，得到并输出计数值；当所述过滤后的无副载波标志信号为高电平时，将计数值清零；在接收到无副载波使能信号后，计数器锁存当前计数值；
一无副载波使能信号判决电路，与所述计数器相连接，根据当前读卡机解码的配置，决定无副载波判断的阈值，与计数器的计数值相比较，得到无副载波使能信号；
一无副载波信号检测电路，与所述无副载波使能信号判决电路相连接，在所述连续副载波起始信号为高电平期间检测所述无副载波使能信号，并产生无副载波电平信号。
2.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述副载波存在标志检测电路按顺序依次检测fc/32脉冲信号、fc/28脉冲信号和无副载波脉冲信号；当存在fc/32或者fc/28调制时，输出的所述过滤前的无副载波标志信号为低电平；当存在无副载波调制时，输出的过滤前的无副载波标志信号为高电平；均不满足上述条件且过滤前的无副载波标志信号为高电平时，输出的过滤前的无副载波标志信号锁存高电平。
3.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述干扰副载波过滤电路按如下顺序依次判断：当所述过滤前的无副载波标志信号为高电平时，输出的所述过滤后的无副载波标志信号为低电平；当过滤后的无副载波标志信号为高电平时，所述过滤后的无副载波标志信号锁存高电平；当存在fc/32或者fc/28调制时，输出的所述过滤后的无副载波标志信号为高电平。
4.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述无副载波使能信号判决电路根据当前读卡机的配置决定无副载波判断的阈值，包括单副载波或双副载波，高速率或低速率，是否为快速抗冲突读指令来决定无副载波判断的阈值；所述的配置和阈值根据需求自行扩展和修改。
5.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述无副载波信号检测电路，如果无副载波使能信号为高电平，则输出的无副载波电平信号为高电平；无副载波信号用于作为接收结束信号的判断条件之一。
6.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述副载波存在标志检测电路、干扰副载波过滤电路和无副载波信号检测电路在系统时钟下工作。
7.如权利要求1所述的无副载波检测电路，其特征在于：所述计数器在计数时钟下工作。
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| US20120057656A1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-08 | Bae Ji Hoon | Method and apparatus for passive radio frequency indentification (rfid) reader digital demodulation for manchester subcarrier signal |
| CN103595421A (zh) * | 2012-08-13 | 2014-02-19 | 上海华虹集成电路有限责任公司 | 解码卡片发送的type a基本数据速率信号的解码器 |
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