CN106656450B - 非接触式通信装置以及具有其的电子系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种非接触式通信装置以及具有其的电子系统。一种非接触式通信装置包括：收发器和非接触式通信芯片。收发器基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压。非接触式通信芯片生成内部时钟信号，基于内部时钟信号进行操作，并且使用收发器与外部装置进行通信。非接触式通信芯片基于天线电压来生成参考时钟信号，并且基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率。

Description

非接触式通信装置以及具有其的电子系统
本申请要求于2015年10月28日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2015-0150407号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全部包括于此。
背景技术
示例实施例涉及无线通信技术。例如，至少一些示例实施例涉及非接触式通信芯片、包括非接触式通信芯片的非接触式通信装置和/或包括非接触式通信装置的电子系统。
技术领域
最近，非接触式通信装置(诸如，近场通信(NFC)装置)已广泛应用于移动装置中。
非接触式通信装置可在读取器模式下(即，作为用于非接触地读取非接触式通信卡的非接触式通信读取器而操作)，或在卡模式下(即，作为非接触式卡而操作)进行操作。在读取器模式下，非接触式通信装置发射电磁波，以与外部非接触式通信卡进行通信。在卡模式下，非接触式通信装置基于由外部非接触式通信读取器发射的电磁波，与外部非接触式通信读取器进行通信。
一般来讲，非接触式通信装置可使用从外部接收的时钟信号，或使用内部生成的时钟信号，在读取器模式下发射电磁波，使得由非接触式通信装置发射的电磁波具有在(例如)通信标准中定义的期望的频率。
如果非接触式通信装置使用从外部接收的时钟信号来发射电磁波，则非接触式通信装置的制造成本和大小可能增大。
另一方面，如果非接触式通信装置使用内部生成的时钟信号来发射电磁波，则虽然制造成本和大小可能减小，但是电磁波的频率的准确性可能降低，电磁波的频率可根据温度而改变。
发明内容
一些示例实施例旨在提供可增加内部生成的时钟信号的频率的准确性的非接触式通信装置。
在一些示例实施例中，一种非接触通信装置可包括收发器，被配置为：基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压；非接触式通信芯片，被配置为：基于天线电压来生成参考时钟信号，基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率，基于内部时钟信号通过收发器与外部装置进行通信。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片被配置为：通过确定在参考时钟信号的参考数量的循环内出现的内部时钟信号的循环的数量，来生成计数数量；基于计数数量和循环的参考数量来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片被配置为：通过重复地确定在参考时钟信号的参考数量的循环内出现的内部时钟信号的循环的数量来确定平均计数数量，基于平均计数数量和循环的参考数量来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片包括：时钟生成器，被配置为生成内部时钟信号；时钟恢复电路，被配置为：接收天线电压，生成具有与天线电压的频率相同的频率的参考时钟信号；第一计数器，被配置为：如果第一计数器接收开始信号，则与参考时钟信号同步地执行计数操作，以生成第一计数数量，如果第一计数数量等于参考数量，则输出结束信号；第二计数器，被配置为：如果第二计数器接收开始信号，则与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成第二计数数量，如果第一计数数量输出结束信号，则输出第二计数数量；中央处理单元(CPU)，被配置为：将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器，控制时钟生成器基于第二计数数量和参考数量来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，CPU被配置为：如果第二计数数量小于参考数量，则增大内部时钟信号的频率，如果第二计数数量大于参考数量，则减小内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片还包括被配置为存储调整值的寄存器，时钟生成器被配置为生成具有基于时序值确定的频率的内部时钟信号，CPU被配置为基于第二计数数量和参考数量来调整存储在寄存器中的调整值。
在一些示例实施例中，非接触式通信装置还包括，存储器，被配置为存储包括均与第二计数数量和参考数量之间的差相关联的多个调整值的查询表，其中，CPU被配置为：通过基于第二计数数量和参考数量从查询表选择所述多个调整值中的一个调整值，来确定所述调整值，以存储在寄存器中。
在一些示例实施例中，时钟生成器包括：电阻电容(RC)振荡器，RC振荡器包括具有基于存储在寄存器中的调整值改变的电阻的可变电阻器。
在一些示例实施例中，时钟生成器包括：电阻电容(RC)振荡器，RC振荡器包括具有基于存储在寄存器中的调整值改变的电容的可变电容器。
在一些示例实施例中，CPU被配置为：基于天线电压，检测非接触式通信读取器是否在非接触式通信装置的附近，如果CPU检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置的附近，则将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器。
在一些示例实施例中，CPU被配置为确定参考数量，使得参考时钟信号的周期乘以参考数量小于在通信标准中定义的保护时间。
在一些示例实施例中，CPU被配置为：通过重复地将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器来确定第二计数数量的平均值，并且直到保护时间逝去从第二计数器接收第二计数数量，通过基于第二计数数量的平均值和参考数量控制时钟生成器，来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，CPU被配置为：与内部时钟信号同步地执行操作。
在一些示例实施例中，时钟恢复电路包括：反相器，被配置为将天线电压反相。
在一些示例实施例中，收发器被配置为：生成天线电压，使得天线电压的频率等于从外部装置接收的电磁波的频率。
在一些示例实施例中，收发器包括：天线，被配置为接收电磁波；连接在天线与非接触式通信芯片之间的匹配电路，匹配电路被配置为执行天线与非接触式通信芯片之间的阻抗匹配。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片被配置为通过近场通信(NFC)方案与外部装置通信。
一些示例实施例旨在一种包括非接触式通信装置的电子系统。
在一些示例实施例中，所述电子系统包括：存储器装置，被配置为存储数据；应用处理器，被配置为控制电子系统；非接触式通信装置，被配置为使用电磁波在非接触式通信装置与外部装置之间传送数据。
在一些示例实施例中，非接触式通信装置包括：收发器，被配置为基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压；非接触式通信芯片，被配置为基于天线电压来生成参考时钟信号，基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率，基于内部时钟信号通过收发器与外部装置进行通信。
一些示例实施例旨在一种操作非接触式通信装置的方法。
在一些示例实施例中，所述方法包括：在卡模式下，基于从外部装置接收的电磁波使用收发器来生成天线电压；基于天线电压来生成参考时钟信号；使用时钟生成器来生成内部时钟信号；基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，调整的步骤包括：通过确定在参考时钟信号的参考数量的循环内出现的内部时钟信号的循环的数量，来生成计数数量；并且基于计数数量和循环的参考数量来调整内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，基于计数数量和循环的参考数量来调整内部时钟信号的频率的步骤包括：如果计数数量小于循环的参考数量，则增大内部时钟信号的频率；如果计数数量于循环的参考数量，则减小内部时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，基于计数数量和循环的参考数量来调整内部时钟信号的频率的步骤包括：基于计数数量和循环的参考数量将时序值存储在寄存器中；并且基于存储在寄存器中的时序值来调整内部时钟信号的频率。
一些示例实施例旨在一种非接触式通信芯片。
在一些示例实施例中，所述非接触式通信芯片包括：处理器，被配置为：基于通过收发器从外部装置接收的天线电压指示时钟恢复电路生成参考时钟信号，基于参考时钟信号指示时钟生成器调整内部时钟信号的频率，并且基于内部时钟信号指示收发器通过发送电路与外部装置进行通信。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片还包括：时钟生成器，被配置为生成内部时钟信号；时钟恢复电路，被配置为：生成参考时钟信号，使得参考时钟信号具有与天线电压的频率相同的频率，其中，处理器被配置为：在卡模式下，指示时钟生成器调整内部时钟信号的频率，使得内部时钟信号的频率等于从外部装置接收的电磁波EMW的频率。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片还包括：第一计数器，被配置为：如果第一计数器接收开始信号，则与参考时钟信号同步地执行计数操作，以生成第一计数数量，如果第一计数数量等于参考数量，则输出结束信号；以及第二计数器，被配置为：如果第二计数器接收开始信号，则与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成第二计数数量，如果第一计数数量输出结束信号，则输出第二计数数量，其中，处理器被配置为：如果处理器检测到外部装置，则将开始信号同时输出给第一计数器和第二计数器。
在一些示例实施例中，处理器被配置为：调制输出数据以生成调制信号，并且合成调制的信号与具有由外部装置支持的通信标准中定义的载波频率的内部时钟信号。
附图说明
从下面结合附图的详细描述，示意性的、非限制的示例实施例将被更加清楚地理解。
图1是示出根据示例实施例的非接触式通信装置的框图。
图2是用于描述图1的非接触式通信装置检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置的附近的操作的示图。
图3是用于描述图1的非接触式通信装置检测非接触式读取器是否在非接触式通信装置的附近的操作的示图。
图4是示出图1的非接触式通信装置的示例的框图。
图5和图6是示出通过包括在图4的非接触式通信装置中的收发器生成的第一天线电压和第二天线电压的曲线图。
图7是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的时钟生成器的示例的电路图。
图8是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的时钟恢复电路的示例的电路图。
图9是示出包括在图4的中央处理单元(CPU)中的查询表的示例的示图。
图10是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的发送电路的示例的框图。
图11是示出根据示例实施例的操作非接触式通信装置的方法的流程图。
图12是示出基于图11的参考时钟信号调整内部时钟信号的频率的处理的示例的流程图。
图13是示出根据示例实施例的电子系统的框图。
具体实施方式
将参照示出一些示例实施例的附图来更加全面的描述各种示例实施例。然而，本发明构思的示例实施例可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为受限于在此阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明构思的示例实施例的范围全部传达给本领域的技术人员。贯穿本申请，相同的参考标号表示相同的元件。
将理解，尽管在此可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语所限制。这些术语用于将一个元件与另一元件进行区分。例如，在不脱离本发明构思的示例实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，相似地，第二元件可被称为第一元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任意和所有组合。
将理解，当元件被称为被“连接”或“耦合”到另一元件时，该元件可被直接地连接到或耦合到该另一元件或者可存在中间元件。相反，当元件被称为被“直接地连接”或“直接地耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似方式被解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
在此使用的术语仅是描述具体实施例的目的，而不意在限制本发明构思的示例实施例。除非上下文另有清楚地指示，否则如在此使用的单数形式也意图包括复数形式。还将理解，当在此使用术语“包括”和/或“包含”时，说明存在叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非这里明确定义，否则术语(诸如，在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不将被解释为理想化或过于形式的意义。
可参照可结合下面更加详细讨论的单元和/或装置实现的操作的动作和符号表示(例如，以流程图、流程示图、数据流程示图、结构示图、框图等形式)来描述示例实施例。尽管以具体方式进行讨论，但是以特定框表明的功能或操作可与流程图、流程示图等表明的流程不同地被执行。例如，示出为以两个连续的框连续执行的功能或操作实际可被同时执行，或者在一些情况下，以相反的顺序被执行。
可使用硬件、软件和/或它们的组合来实现根据一个或多个示例实施例的单元和/或装置。例如，可使用处理电路(诸如，但不限于，处理器、中央处理单元(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、或者能够以限定方式响应并且执行指令的任意其他装置)来实现硬件装置。
例如，当硬件装置是计算机处理装置(例如，处理器、中央处理单元(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、微处理器等)时，计算机处理装置可被配置为：根据程序代码，通过执行算术、逻辑以及输入/输出操作，来执行程序代码。一旦程序代码被加载到计算机处理装置中，计算机处理装置可被编程，以执行程序代码，因此将计算机处理装置转变为专用计算机处理装置。在另一特定示例中，当程序代码被加载到处理器中时，处理器被编程以执行程序代码和于此对应的操作，因此将处理器转变为专用处理器。
根据一个或多个示例实施例，计算机处理装置可被描述为包括执行各种操作和/或功能的各种功能性单元，以更加清楚地描述。然而，计算机处理装置不意在受限于这些功能性单元。例如，在一个或多个示例实施例中，功能性单元的各种操作和/或功能可由功能性单元的其他单元来执行。此外，计算机处理装置可在不将计算机处理单元的操作和/或功能子划分为这些功能性单元的情况下，执行各种功能性单元的操作和/或功能。
根据一个或多个示例实施例的单元和/或装置还可包括一个或多个存储装置。一个或多个存储装置可以是可触或非暂时性计算机可读存储介质，诸如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、永久大容量存储装置(诸如，磁盘驱动器)、固态(例如，NAND闪存)装置、和/或能够存储和记录数据的任意其他类似的数据存储机制。一个或多个存储装置可被配置为：存储用于一个或多个操作系统和/或用于实现在此描述的示例实施例的计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合。还可使用驱动机制，将计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合，从单独的计算机可读存储介质加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个计算机处理装置。这样的单独的计算机可读存储介质可包括通用串行总线(USB)闪存驱动器、记忆棒、蓝光/DVD/CD-ROM驱动器、存储卡、和/或其他类似的计算机可读存储介质。可通过网络接口而不是通过本地计算机可读存储介质，将计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合从远程数据存储装置加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个计算机处理装置。此外，可将计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合，从被配置为通过网络传送和/或分布计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合的远程计算系统，加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个处理器。远程计算系统可通过有线接口、空中接口和/或其他类似的介质，来传送和/或分布计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合。
一个或多个硬件装置、一个或多个存储装置、和/或计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合可被专门设计，并且为了示例实施例的目的被构造，或者它们可以是为了示例实施例的目的被改变和/或修改的已知的装置。
硬件装置(诸如，计算机处理装置)可运行操作系统(OS)以及在OS上运行的一个或者多个软件应用。计算机处理装置还可响应于软件的执行而访问、存储、操控、处理和创建数据。为了简化的目的，一个或多个示例实施例可以是计算机处理装置；然而，本领域的技术人员将理解，硬件装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，硬件装置可包括多个处理器或者一个处理器和一个控制器。此外，其他处理配置是可行的，诸如，并行处理器。
图1是示出根据示例实施例的非接触式通信装置的框图。
参照图1，非接触式通信装置10可使用电磁波EMW与外部装置进行通信。
在一些示例实施例中，非接触式通信装置10可对应于使用具有13.56MHz的频率的电磁波执行通信的近场通信(NFC)装置。然而，示例实施例不限于此。根据示例实施例，非接触式通信装置10可对应于使用具有在通信标准中定义的频率的电磁波执行通信的任意非接触式通信装置。
当非接触式通信装置10打开时，非接触式通信装置10可执行检测非接触式通信读取器和/或非接触式通信卡是否在非接触通信装置10的附近的操作。
当非接触式通信装置10检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在非接触式通信装置10作为智能卡进行操作的卡模式下操作。在卡模式下，非接触式通信装置10可使用从非接触式通信读取器发射的电磁波EMW，与非接触式通信读取器进行数据通信(例如，发送和接收数据)。
当非接触式通信装置10检测到非接触式通信卡在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在非接触式通信装置10作为读取器进行操作的读取器模式下进行操作。在读取器模式下，非接触式通信装置10可发射电磁波EMW，以与非接触式通信卡进行数据通信。
参照图1，非接触式通信装置10可包括收发器100和非接触式通信芯片200。
收发器100可包括包含具有电感器和谐振电容器的天线的谐振电路。
非接触式通信芯片200可包括生成内部时钟信号的时钟生成器210。非接触式通信芯片200可在从外部不接收时钟信号的情况下，基于由时钟生成器210内部生成的内部时钟信号进行操作。
在一些示例实施例中，内部时钟信号的频率可对应于在通信标准中定义的载波频率。例如，当非接触式通信装置10是NFC装置时，由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率可对应于13.56MHz。
读取器模式
在读取器模式下，非接触式通信芯片200可使用内部时钟信号调制输出数据以生成输出电流ITX，收发器100可发射与输出电流ITX对应的电磁波EMW以与非接触式通信卡进行数据通信。由于非接触式通信卡包括包含具有电感器和谐振电容器的天线的谐振电路，因此当非接触式通信卡位于收发器100附近的同时收发器100发射电磁波EMW时，可在收发器100与非接触式通信卡之间发生互感。在此情况下，可通过与非接触式通信卡的互感，在收发器100的谐振电路生成天线电压VAN。非接触式通信芯片200可解调由收发器100生成的天线电压VAN，以获得从非接触式通信卡发送的数据。
卡模式
在卡模式下，可通过从非接触式通信读取器发射的电磁波EMW，在收发器100与非接触式通信读取器之间发生互感。在此情况下，可通过与非接触式通信读取器的互感，在收发器100的谐振电路生成天线电压VAN。为了在卡模式下执行接收操作，收发器100可将天线电压VAN提供给非接触式通信芯片200，并且非接触式通信芯片200可解调天线电压VAN以获得从非接触式通信读取器发送的数据。为了在卡模式下执行发送操作，非接触式通信芯片200可将与通过调制输出数据生成的调制信号对应的阻抗，提供给收发器100，收发器100可使用从非接触式通信读取器发射的电磁波EMW，基于阻抗来引起与非接触式通信读取器的互感。
图2是用于描述图1的非接触式通信装置检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置的附近的操作的示图。
在图2中，x轴代表时间，y轴代表由收发器100生成的天线电压VAN。
如图2中所示，为了检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近，非接触式通信芯片200可将与未调制的载波信号对应的输出电流ITX周期性地提供给收发器100，收发器100可周期性地发射与输出电流ITX对应的电磁波EMW。
当非接触式通信卡不在非接触式通信装置10的附近时，在收发器100可不发生互感，从而可在收发器100发射电磁波EMW时，由收发器100生成的天线电压VAN的幅度保持为标准电压Vs。
然而，如图2中所示，当非接触式通信卡(该非接触式通信卡包括包含具有电感器和谐振电容器的天线的谐振电路)在时间t1接近非接触式通信装置10时，可在收发器100与非接触式通信卡之间发生互感，使得由收发器100生成的天线电压VAN的幅度可小于标准电压Vs的幅度。
因此，当由收发器100生成的天线电压VAN与标准电压Vs之间的差Vd的幅度大于第一阈值电压Vth1时，非接触式通信芯片200可确定非接触式通信卡在非接触式通信装置100的附近。
当非接触式通信装置10检测到非接触式通信卡在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在读取器模式下进行操作。
图3是用于描述图1的非接触式通信装置检测非接触式读取器是否在非接触式通信装置的附近的操作的示图。
在图3中，x轴代表时间，y轴代表由收发器100生成的天线电压VAN。
如图3中所示，当非接触式通信读取器不在非接触式通信装置10的附近时，收发器100可不从外部接收电磁波EMW，使得由收发器100生成的天线电压VAN可实质上为0。
随着非接触式通信装置10接近非接触式通信读取器，收发器100可从第一时间t1开始接收从非接触式通信读取器发射的电磁波EMW。在第一时间t1之后，可在收发器100与非接触式通信读取器之间发生互感，使得天线电压VAN可由收发器100生成。由收发器100生成的天线电压VAN的频率可等于从非接触式通信读取器发射的电磁波EMW的频率。
随着非接触式通信装置10与非接触式通信读取器之间的距离减小，由收发器100生成的天线电压VAN的幅度可增大，使得天线电压VAN的幅度在第二时间t2可变得大于第二阈值电压Vth2。
当由收发器100生成的天线电压VAN的幅度大于第二阈值电压Vth2时，非接触式通信芯片200可确定检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近。
当非接触式通信装置10检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在卡模式下进行操作。
在卡模式的初始阶段中，非接触式通信芯片200可基于天线电压VAN来生成参考时钟信号，并且基于参考时钟信号来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率。例如，非接触式通信芯片200可调整内部时钟信号的频率，使得内部时钟信号的频率可等于参考时钟信号的频率。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片200可在参考时钟信号的参考数量的循环期间，与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成计数数量，并且基于计数数量与参考数量之间的差来调整内部时钟信号的频率。例如，非接触式通信芯片200可在计数数量小于参考数量时，增大内部时钟信号的频率。另一方面，非接触式通信芯片200可在计数数量大于参考数量时，减小内部时钟信号的频率。
在其他示例实施例中，非接触式通信芯片200可执行多次测量操作，并且基于通过执行多次测量操作生成的计数数量的平均值与参考数量之间的差来调整内部时钟信号的频率，所述测量操作包括：在参考时钟信号的参考数量的循环期间，与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成计数数量。
因此，由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率可变得等于从非接触式读取器接收的电磁波EMW的频率。
在此之后，当非接触式通信装置10在读取器模式下进行操作时，时钟生成器210可生成具有调整的频率的内部时钟信号。因此，在读取器模式下，非接触式通信装置10可发射具有调整的频率的电磁波EMW。
在一些示例实施例中，非接触式通信芯片200可基于参考时钟信号的频率，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率，使得内部时钟信号的频率可变为用于非接触式通信芯片200的操作的期望的频率。在此情况下，在读取器模式下，非接触式通信芯片200可使用频率转换电路，将内部时钟信号的频率转换为载波频率，以生成载波信号。
当非接触式通信芯片不包括时钟生成器210时，非接触式通信装置能够使用基于从外部非接触式通信读取器发射的电磁波EMW生成的参考时钟信号，在卡模式下进行操作。然而，非接触式通信装置可能无法在读取器模式下进行准确操作，由于非接触式通信装置在读取器模式下不从外部接收电磁波EMW，因此，非接触式通信装置不能够在读取器模式下生成参考时钟信号。
相反，如上所述，在一个或多个示例实施例中，由于非接触式通信芯片200包括生成内部时钟信号的时钟生成器210，因此非接触式通信芯片200可在卡模式下，使用基于从外部非接触式通信读取器发射的电磁波EMW生成的参考时钟信号，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率，并且在卡模式和读取器模式两个模式下使用调整的内部时钟信号进行操作。因此，非接触式通信装置10可在卡模式和读取器模式下准确地操作。
总体上，通过非接触式通信装置发射的电磁波的频率等于在通信标准中定义的载波频率，以与外部装置准确地通信。为此，传统的非接触式通信装置可基于具有等于在通信标准中定义的载波频率的频率的外部时钟信号来进行操作，或者可基于具有等于在通信标准中定义的载波频率的频率的内部时钟信号来进行操作。
当非接触式通信装置基于外部时钟信号进行操作时，非接触式通信装置可需要从外部接收外部时钟信号的单独的引脚。因此，非接触式通信装置的大小可能增大，并且用于生成外部时钟信号的单独的外部时钟生成器(诸如，晶体振荡器)可能增加与使用非接触式通信装置相关联的成本。
当非接触式通信装置基于内部时钟信号进行操作时，内部时钟信号的频率可根据温度而改变，这可使得内部时钟信号的频率与在通信标准中定义的载波频率不同。
另一方面，根据示例实施例的非接触式通信装置10可基于在卡模式下从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号的频率。例如，非接触式通信装置10可调整内部时钟信号的频率，使得内部时钟信号的频率变得等于在卡模式下从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率。在这种方式下，当非接触式通信装置10在卡模式下进行操作时，非接触式通信装置10可调整内部时钟信号的频率。因此，非接触式通信装置10可不管温度的改变，而将内部时钟信号的频率保持在期望的频率。这样，尽管非接触式通信装置10在不从外部接收时钟信号的情况下，基于由时钟生成器210内部生成的内部时钟信号进行操作，根据示例实施例的非接触式通信装置10也可有效地降低通信误差。
图4是示出图1的非接触式通信装置的示例的框图。
参照图4，非接触式通信装置10可包括收发器100和非接触式通信芯片200。
非接触式通信芯片200可通过第一电力电极L1、第二电力电极L2、第一发送电极TX1、第二发送电极TX2和接收电极RX，连接到收发器100。
收发器100可包括天线110和匹配电路120。
在一些示例实施例中，天线110可包括连接在第一天线电极AED1与第二天线电极AED2之间的环形线圈。
匹配电路120可连接在天线110与非接触式通信芯片200之间。例如，匹配电路120可通过第一天线电极AED1和第二天线电极AED2连接到天线110，并且可通过第一电力电极L1、第二电力功率电极L2、第一发送电极TX1、第二发送电极L2和接收电极RX连接到非接触式通信芯片200。匹配电路120可执行天线110与非接触式通信芯片200之间的阻抗匹配。
在一些示例实施例中，匹配电路120可包括第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5和第六电容器C6。然而，示例实施例不限于此。
第一电容器C1可连接在第一天线电极AED1与第二天线电极AED2之间。第一电容器C1可与天线110一起形成谐振电路。可通过控制第一电容器C1的电容，将收发器100的谐振频率调整为期望的频率(例如，13.56MHz)。第二电容器C2可连接在第一天线电极AED1与第一电力电极L1之间。第三电容器C3可连接在第二天线电极AED2与第二电力电极L2之间。第四电容器C4可连接在第一天线电极AED1与第一发送电极TX1之间。第五电容器C5可连接在第二天线电极AED2与第二发送电极TX2之间。第六电容器C6可连接在第一天线电极AED1与接收电极RX之间。根据示例实施例，第六电容器C6可连接在第二天线电极AED2与接收电极RX之间。
当收发器100从外部非接触式通信读取器接收具有与收发器100的谐振频率对应的频率的电磁波EMW时，可在收发器100与外部非接触式通信读取器之间发生互感。因此，可在连接到天线110的第一天线电极AED1和第二天线电极AED2生成感应电压。
在第一天线电极AED1生成的感应电压可作为第一天线电压VAN1通过第二电容器C2提供给第一功率电极L1。在第二天线电极AED2生成的感应电压可作为第二天线电压VAN2通过第三电容器C3提供给第二功率电极L2。
图5和图6是示出通过包括在图4的非接触式通信装置中的收发器生成的第一天线电压和第二天线电压的曲线图。
图5示出在收发器100接收包括调制的载波信号的电磁波EMW时的由收发器100生成的第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2。图6示出在收发器100接收包括未调制的载波信号的电磁波EMW时的由收发器100生成的第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2。
如上所述，可通过收发器100与外部非接触式通信读取器之间的互感，在第一天线电极AED1和第二天线电极AED2生成感应电压。因此，在第一天线电极AED1生成的感应电压的幅度可与在第二天线电极AED2生成的感应电压的幅度相同，在第一天线电极AED1生成的感应电压的相位可与在第二天线电极AED2生成的感应电压的相位不同180度。
由于第二电容器C2消除在第一天线电极AED1生成的感应电压的DC(直流)分量，因此提供给第一功率电极L1的第一天线电压VAN1可仅包括AC(交流)分量。
相似地，由于第三电容器C3消除在第二天线电极AED2生成的感应电压的DC(直流)分量，因此提供给第二功率电极L2的第二天线电压VAN2可仅包括AC(交流)分量。
因此，如图5和图6中所示，第一天线电压VAN1的幅度可与第二天线电压VAN2的幅度相同，第一天线电压VAN1的相位可与第二天线电压VAN2的相位不同180度。
在图5和图6中，实线曲线表示第一天线电压VAN1，虚线曲线表示第二天线电压VAN2。
在一些示例实施例中，非接触式通信装置10可将振幅键控(ASK)调制用于数据通信。
因此，如图5中所示，当收发器100接收包括调制的载波信号的电磁波EMW时，第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2中的每个可基于调制的数据，具有第一峰电压VP1和第二峰电压VP2。
另一方面，如图6中所示，当收发器100接收包括未调制的载波信号的电磁波EMW时，第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2中的每个可具有恒定峰电压VP0。在此情况下，第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2中的每个可对应于具有与从外部非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率相等的频率的正弦波。
图4中示出的匹配电路120仅是示例。根据示例实施例，匹配电路120可以以各种结构来实现，以执行天线110与非接触式通信芯片200之间的阻抗匹配。
再次参照图4，非接触式通信芯片200可在卡模式下通过第一电力电极L1和第二电力电极L2执行发送操作和接收操作，在读取器模式下通过第一发送电极TX1和第二发送电极TX2执行发送操作，并且在读取器模式下通过接收电极RX执行接收操作。
非接触式通信芯片200可通过第一发送电极TX1和第二发送电极TX2将输出电流ITX提供给收发器100，并且分别通过第一电力电极L1和第二电力电极L2从收发器100接收第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2。
非接触式通信芯片200可包括：时钟生成器210、整流器211、稳压器212、第一解调器213、第一调制器214、功率开关215、寄存器220、时钟恢复电路230、第一计数器231、第二计数器232、中央处理单元(CPU)240、第二解调器241、第二调制器242、混合器243、发送电路250、存储器260和频率转换电路FREQV 270。
整流器211可通过整流通过第一电力电极L1和第二电力电极L2从收发器100提供的第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2，来生成作为直流电压的第一电压V1。
稳压器212可使用第一电压V1来生成内部电压VINT，该内部电压VINT具有在非接触式通信芯片200中可用的期望的(或，可选地，预定的)幅度的电压电平。
CPU 240可包括通过设置在印刷电路板上的至少一个半导体芯片实现的至少一个处理器。处理器可以是算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够以限定方式响应并且执行指令的任意其他装置。
可使用将处理器配置为专用计算机的指令来编程处理器，以控制非接触式通信芯片200的整体操作。例如，可使用这样的指令来编程处理器，所述指令将处理器配置为在卡模式下将内部时钟信号的频率调整为具有与从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率相同的频率。因此，处理器可在不从外部接收时钟信号的情况下，通过不管温度的改变而将内部时钟信号的频率保持在期望的频率，来提高非接触式通信装置10本身的功能。
CPU 240可使用从电源(诸如，电池)提供的供应电压VDD进行操作。此外，CPU 240可通过功率开关215从稳压器212接收内部电压VINT。当供应电压VDD等于或高于期望的(或，可选地，预定的)电压电平时，CPU 240可使用供应电压VDD进行操作，并且停用开关控制信号SCS以断开功率开关215。当供应电压VDD小于预定的电压电平时，CPU 240可启用开关控制信号SCS以闭合功率开关215，使得CPU 240可使用从稳压器212提供的内部电压VINT进行操作。
时钟信号生成器210可生成内部时钟信号I_CLK。
在一些示例实施例中，内部时钟信号I_CLK的频率可对应于在通信标准中定义的载波频率。例如，当非接触式通信装置10是NFC装置时，由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率可对应于13.56MHz。
频率转换电路270可转换内部时钟信号I_CLK的频率以生成系统时钟信号S_CLK，并且将系统时钟信号S_CLK提供给CPU 240。CPU 240可与系统时钟信号S_CLK同步地进行操作。
在一些示例实施例中，频率转换电路270可包括倍频器。在此情况下，频率转换电路270可通过增大内部时钟信号I_CLK的频率，来生成系统时钟信号S_CLK。例如，当内部时钟信号I_CLK的频率对应于13.56MHz时，频率转换电路270可通过将内部时钟信号I_CLK的频率增加一倍，来生成具有27.12MHz的频率的系统时钟信号S_CLK。
在其他示例实施例中，频率转换电路270可通过将内部时钟信号I_CLK改变为CPU240的操作所需的任何频率，来生成系统时钟信号S_CLK。
在其他示例实施例中，非接触式通信芯片200可不包括频率转换电路270。在此情况下，CPU 240可从时钟生成器210接收内部时钟信号I_CLK，并且与内部时钟信号I_CLK同步地进行操作。
在一些示例实施例中，时钟生成器210可生成具有基于存储在寄存器220中的调整值(trimming value)T_V确定的频率的内部时钟信号I_CLK。
图7是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的时钟生成器的示例的电路图。
参照图7，可使用电阻电容(RC)振荡器来实现时钟生成器210。
例如，时钟生成器210可包括串联连接的多级STAGE1、STAGE2和STAGE3、放大器AMP和反馈电阻Rf。多级STAGE1、STAGE2和STAGE3中的每级可包括电阻器Rv和电容器Cv。
由多级STAGE1、STAGE2和STAGE3引起的输入信号的相移可对应于180度。
在图7中，时钟生成器210被示出为包括三级STAGE1、STAGE2和STAGE3作为示例。在此情况下，由多级STAGE1、STAGE2和STAGE3中的每级引起的相移可对应于60度。
因此，放大器AMP的输入信号与放大器AMP的输出信号之间的相位差可对应于180度。这样，时钟生成器210可生成具有基于电阻器Rv的电阻和电容器Cv的电容确定的频率的内部时钟信号I_CLK。
在一些示例实施例中，在多级STAGE1、STAGE2和STAGE3的每级中包括的电阻器Rv可具有基于存储在寄存器220中的调整值T_V改变的电阻。
在其他示例实施例中，在多级STAGE1、STAGE2和STAGE3的每级中包括的电容器Cv可具有基于存储在寄存器220中的调整值T_V改变的电容。
在其他示例实施例中，在多级STAGE1、STAGE2和STAGE3的每级中包括的电阻器Rv和电容器Cv可分别具有基于存储在寄存器220中的调整值T_V改变的电阻和电容。
因此，由时钟信号生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率可基于存储在寄存器220中的调整值T_V来确定。
如稍后将描述的，CPU 240可在卡模式下，通过基于由收发器100提供的第一天线电压VAN1的频率调整存储在寄存器220中的调整值T_V，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率。
图7中示出的时钟生成器210仅是示例。根据示例实施例，时钟生成器210可以以各种结构来实现，以生成具有基于存储在寄存器220中的调整值T_V确定的频率的内部时钟信号I_CLK。
如上参照图1至图4所描述的，CPU 240可执行检测非接触式通信读取器是否在非接触式通信装置10的附近的操作，和/或检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近的操作。
当CPU 240检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在卡模式下进行操作。
根据通信标准，在读取器与卡之间的通信的初始阶段，读取器在保护时间(guardtime)期间将未调制的载波信号提供给卡，卡在保护时间结束时完成用于在卡模式下进行操作的准备操作。读取器在保护时间之后将请求信号发送到卡，卡响应于请求信号将响应信号发送到读取器，使得读取器与卡之间的数据通信开始。
例如，根据NFC标准，NFC-A技术和NFC-B技术的保护时间对应于5ms，NFC-F技术的保护时间对应于20ms。
因此，在卡模式的初始阶段，非接触式通信装置10可在保护时间期间从非接触式通信读取器接收未调制的载波信号。
因此，如上面参照图6描述的，在保护时间期间由收发器100生成的第一天线电压VAN1和第二天线电压VAN2中的每个可对应于具有与从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率相等的频率的正弦波。
时钟恢复电路230可连接到第一功率电极L1和第二功率电极L2之一。在图4中，时钟恢复电路230被示出为连接到第一功率电极L1作为示例。
时钟恢复电路230可通过第一电力电极L1从收发器100接收第一天线电压VAN1。
时钟恢复电路230可在保护时间期间，基于从收发器100接收的第一天线电压VAN1，来生成具有与第一天线电压VAN1的频率相同的频率的参考时钟信号R_CLK。例如，时钟恢复电路230可通过将与第一天线电压VAN1对应的正弦波转换为方波，来生成参考时钟信号R_CLK。
图8是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的时钟恢复电路的示例的电路图。
参照图8，时钟恢复电路230可包括反相器221。
反相器221可包括p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管MP和n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管MN。PMOS晶体管MP可连接在供应电压VDD与输出电极N1之间，并且可包括通过第一电力电极L1接收第一天线电压VAN1的栅极。NMOS晶体管MN可连接在地电压GND与输出电极N1之间，并且包括通过第一电力电极L1接收第一天线电压VAN1的栅极。
反相器221可通过将第一天线电压VNA1反相，来经由输出电极N1输出参考时钟信号R_CLK。
随着反相器221的增益增大，由反相器221生成的参考时钟信号R_CLK可更接近于方波。
虽然时钟恢复电路230被示出为包括图8中的一个反相器221，但是时钟恢复电路230可包括根据示例实施例串联连接的多个反相器。
此外，图8中示出的时钟恢复电路230仅是示例。根据示例实施例，时钟恢复电路230可以以各种结构来实现，以将正弦波转换为方波。
如上所述，由于在保护时间期间通过第一电力电极L1从收发器100提供给时钟恢复电路230的第一天线电压VAN1对应于具有与从非接触式读取器接收的电磁波EMW的频率相等的频率的正弦波，因此，由时钟恢复电路230生成的参考时钟信号R_CLK的频率可与从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率相同。
此外，当CPU 240检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，CPU 240可在保护时间的开始阶段，将开始信号ST同时提供给第一计数器231和第二计数器232。
当第一计数器231从CPU 240接收开始信号ST时，第一计数器231可与参考时钟信号R_CLK同步地执行计数操作，以生成第一计数数量。例如，当第一计数器231从CPU 240接收到开始信号ST时，第一计数器231可重置第一计数数量，并且与参考时钟信号R_CLK同步地执行计数操作，以生成第一计数数量。
当第一计数数量变得等于参考数量时，第一计数器231可输出结束信号FIN。在一些示例实施例中，参考数量可存储在第一计数器231中。
因此，第一计数器231可在从开始信号ST从CPU 240被接收至参考时钟信号R_CLK的参考数量的循环之后，输出结束信号FIN。
在一些示例实施例中，通过将参考时钟信号R_CLK的周期乘以参考数量生成的值可小于在通信标准中定义的保护时间。例如，由于在通信标准中定义载波信号的周期，因此，参考数量可被确定使得通过将载波信号的周期乘以参考数量生成的值小于保护时间。
因此，第一计数器231可在保护时间结束之前输出结束信号FIN。
当第二计数器232从CPU 240接收开始信号ST时，第二计数器232可与内部时钟信号I_CLK同步地执行计数操作，以生成第二计数数量CNT2。例如，当第二计数器232从CPU240接收开始信号ST时，第二计数器232可重置第二计数数量CNT2，并且与内部时钟信号I_CLK同步地执行计数操作，以生成第二计数数量CNT2。
当第二计数器232从第一计数器231接收结束信号FIN时，第二计数器232可停止执行计数操作，并且将第二计数数量CNT2提供给CPU 240。
如上所述，第二计数器232从CPU 240接收开始信号ST的时间与第二计数器232从第一计数器231接收结束信号FIN的时间之间的时间段可对应于参考时钟信号R_CLK的的参考数量的循环。因此，从第二计数器232提供给CPU 240的第二计数数量CNT2可表示在参考时钟信号R_CLK的参考数量的循环中包括的内部时钟信号I_CLK的循环的数量。
CPU 240可通过基于第二计数数量CNT2和参考数量调整存储在寄存器220中的调整值T_V，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率。
例如，当第二计数数量CNT2小于参考数量时，CPU 240可调整存储在寄存器220中的时序值T_V，使得内部时钟信号I_CLK的频率增大。另一方面，当第二计数数量CNT2大于参考数量时，CPU 240可调整存储在寄存器220中的时序值T_V，使得内部时钟信号I_CLK的频率减小。因此，由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率可在卡模式下被调整为等于从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率。
在一些示例实施例中，CPU 240可包括存储与第二计数数量CNT2和参考数量之间的差相关的最优调整值的查询表LT。
图9是示出包括在图4的CPU中的查询表的示例的示图。
参照图9，查询表LT可存储与第二计数数量CNT2和参考数量REFV之间的差相关的调整值T_V。
例如，如图9中所示，查询表LT可存储针对第二计数数量CNT2与参考数量REFV之间的差分别是-n至n的情况的期望的(或者，可选地，最优的)调整值tv(-n)～tv(n)。
当CPU 240从第二计数器232接收第二计数数量CNT2时，CPU 240可从查询表LT读取与第二计数数量CNT2和参考数量REFV之间的差对应的最优调整值，并且将最优调整值作为调整值T_V存储在寄存器220中。
在一些示例实施例中，在卡模式的初始阶段，CPU 240可多次执行测量操作直到保护时间结束，其中，该测量操作包括：将开始信号ST同时提供给第一计数器231和第二计数器232，并且从第二计数器232接收第二计数数量CNT2。在此情况下，CPU 240可通过基于在执行多次测量操作时从第二计数器232接收的第二计数数量CNT2的平均值和参考数量REFV调整存储在寄存器220中的调整值T_V，来调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率。因此，由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率可在卡模式下被更加准确地调整为等于从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率。
如上所述，当非接触式通信芯片200检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信芯片200可在保护时间期间调整内部时钟信号I_CLK的频率，然后在卡模式下进行操作。
当非接触式通信芯片200在卡模式下执行接收操作时，第一解调器213可通过解调通过第一电力电极L1和第二电力电极L2从收发器100提供的信号，来生成输入数据，并且将输入数据提供给CPU 240。CPU 240可将输入数据存储在存储器260中。
当非接触式通信芯片200在卡模式下执行发送操作时，CPU 240可从存储器260读取输出数据，并将输出数据提供给第一调制器214，并且第一调制器214可调制输出数据，并将调制信号提供给第一电力电极L1和第二电力电极L2。例如，第一调制器214可通过执行关于输出数据的加载调制，来生成调制信号。
如上面参照图1至图4所描述的，CPU 240可执行检测非接触式通信读取器是否在非接触式通信装置10的附近的操作，和/或检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近的操作。
当CPU 240检测到非接触式通信卡在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可在读取器模式下进行操作。
在读取器模式下，时钟生成器210可生成具有基于之前刚执行的卡模式下调整的调整值T_V确定的频率的内部时钟信号I_CLK，并且非接触式通信芯片200可使用内部时钟信号I_CLK与非接触式通信卡进行通信。
当非接触式通信芯片200在读取器模式下执行接收操作时，第二解调器241可通过解调经由接收电极RX从收发器100提供的信号，来生成输入数据，并且将输入数据提供给CPU 240。CPU 240可将输入数据存储在存储器260中。
当非接触式通信芯片200在读取器模式下执行发送操作时，CPU 240可从存储器260读取输出数据TD，并将输出数据TD提供给第二调制器242，第二调制器242可调制输出数据TD来生成调制信号，混合器243通过合成具有载波频率的内部时钟信号I_CLK与调制信号，来生成发送调制信号TMS。
发送电路250可连接在供应电压VDD与地电压GND之间。
在读取器模式下，发送电路250可通过第一发送电极TX1和第二发送电极TX2，将与从混合器243接收的发送调制信号TMS对应的输出电流ITX提供给收发器100，收发器100可发射与输出电流ITX对应的电磁波EMW。
在一些示例实施例中，在读取器模式下，发送电路250可基于发送调制信号TMS，通过将第一发送电极TX1和第二发送电极TX2通过上拉负载连接到供应电压VDD，或者将第一发送电极TX1和第二发送电极TX2通过下拉负载连接到地电压GND，来经由第一发送电极TX1和第二发送电极TX2将与发送调制信号TMS对应的输出电流ITX提供给收发器100。
例如，在读取器模式下，发送电路250可基于发送调制信号TMS，通过上拉负载将第一发送电极TX1连接到供应电压VDD并通过下拉负载将第二发送电极TX2连接到地电压GND，或者，通过下拉负载将第一发送电极TX1连接到地电压GND，并通过上拉负载将第二发送电极TX2连接到供应电压VDD，以经由第一发送电极TX1和第二发送电极TX2，将与发送调制信号TMS对应的输出电流ITX提供给收发器100。
当发送电路250通过上拉负载将第一发送电极TX1连接到供应电压VDD并通过下拉负载将第二发送电极TX2连接到地电压GND时，输出电流ITX可从供应电压VDD生成，通过第一发送电极TX1提供给收发器100，并且通过第二发送电极TX2流入到地电压GND。
当发送电路250通过下拉负载将第一发送电极TX1连接到地电压GND并通过上拉负载将第二发送电极TX2连接到供应电压VDD时，输出电流ITX可从供应电压VDD生成，通过第二发送电极TX2提供给收发器100，并且通过第一发送电极TX1流入到地电压GND。
在检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近的时间段期间，CPU240可不将输出数据TD提供给第二调制器242。因此，如上面参照图2所描述的，在检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近的时间段期间通过第一发送电极TX1和第二发送电极TX2从发送电路250提供给收发器100的输出电流ITX可对应于未调制的载波信号。
图10是示出包括在图4的非接触式通信芯片中的发送电路的示例的框图。
参照图10，发送电路250可包括：第一上拉晶体管MP0、第二上拉晶体管MP1、第一下拉晶体管MN0、第二下拉晶体管MN1和驱动电路252。
第一上拉晶体管MP0和第二上拉晶体管MP1可以是PMOS晶体管。第一下拉晶体管MN0和第二下拉晶体管MN1可以是NMOS晶体管。
第一上拉晶体管MP0可连接在供应电压VDD与第一发送电极TX1之间，第一下拉晶体管MN0可连接在第一发送电极TX1与地电压GND之间。
第二上拉晶体管MP1可连接在供应电压VDD与第二发送电极TX2之间，第二下拉晶体管MN1可连接在第二发送电极TX2与地电压GND之间。
驱动电路252可使用第一上拉驱动信号UDS0来驱动第一上拉晶体管MP0，使用第一下拉驱动信号DDS0来驱动第一下拉晶体管MN0，使用第二上拉驱动信号UDS1来驱动第二上拉晶体管MP1，并且使用第二下拉驱动信号DDS1来驱动第二下拉晶体管MN1。
驱动电路252可基于发送调制信号TMS，来导通第一上拉晶体管MP0和第一下拉晶体管MN0之一，并且导通第二上拉晶体管MP1和第二下拉晶体管MN1之一。
例如，驱动电路252可基于发送调制信号TMS，来导通第一上拉晶体管MP0和第二下拉晶体管MN1，并截止第二上拉晶体管MP1和第一下拉晶体管MN0，或者，导通第二上拉晶体管MP1和第一下拉晶体管MN0，并截止第一上拉晶体管MP0和第二下拉晶体管MN1，以通过第一发送电极TX1和第二发送电极TX2，将与发送调制信号TMS对应的输出电流ITX提供给收发器100。
如上面参照图1至图10所描述的，每当非接触式通信装置10在卡模式下进行操作时，非接触式通信装置10可调整由时钟生成器210生成的内部时钟信号I_CLK的频率，使得内部时钟信号I_CLK的频率变得等于从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW的频率。因此，非接触式通信装置10可在读取器模式下使用具有等于在通信标准中的载波频率的频率的内部时钟信号I_CLK进行操作，而不管温度的改变如何。如此，即使非接触式通信装置10在不从外部接收时钟信号的情况下基于由时钟生成器210内部生成的内部时钟信号I_CLK进行操作，根据示例实施例的非接触式通信装置10也可有效地降低通信误差。
图11是示出根据示例实施例的操作无线通信装置的方法的流程图。
可通过图1的非接触式通信装置10来执行操作图11的非接触式通信装置的方法。
下文，将参照图1至图11来描述操作非接触式通信装置10的方法。
参照图11，在操作S100中，非接触式通信装置10可执行检测非接触式通信读取器是否在非接触式通信装置10的附近的操作，和/或检测非接触式通信卡是否在非接触式通信装置10的附近的操作。
当非接触式通信装置10检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可执行操作S200至操作S600。
在操作S200中，非接触式通信装置10可生成内部时钟信号I_CLK。
在操作S300中，非接触式通信装置10可基于从非接触式通信读取器接收的电磁波EMW来生成天线电压VAN。当非接触式通信装置10检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可同时执行操作S200和操作S300。
在操作S400中，非接触式通信装置10可基于天线电压VAN，来生成参考时钟信号R_CLK。
在操作S500中，非接触式通信装置10可基于参考时钟信号R_CLK，来调整内部时钟信号I_CLK的频率。
图12是示出基于图11的参考时钟信号调整内部时钟信号的频率的处理的示例的流程图。
参照图11和图12，当执行操作S500以基于参考时钟信号R_CLK来调整内部时钟信号I_CLK的频率时，非接触式通信装置10可执行操作S510和操作S520。
在操作S510中，非接触式通信装置10可在参考时钟信号R_CLK的参考数量的循环期间，与内部时钟信号I_CLK同步地执行计数操作，以生成第二计数数量CNT2。
在操作S520中，非接触式通信装置10可基于第二计数数量CNT2与参考数量之间的差，来调整内部时钟信号I_CLK的频率。
例如，非接触式通信装置10可在第二计数数量CNT2小于参考数量时，来增大内部时钟信号I_CLK的频率。另一方面，非接触式通信装置10可在第二计数数量CNT2大于参考数量时，来减小内部时钟信号I_CLK的频率。
再次参照图11，在非接触式通信装置10在操作S500中调整内部时钟信号I_CLK的频率之后，在操作S600中，非接触式通信装置10可在卡模式下进行操作。
然后，非接触式通信装置10可重新执行操作S100，以检测卡是否在非接触式通信装置10的附近。
当非接触式通信装置10在操作S100中检测到非接触式通信卡在非接触式通信装置10的附近时，非接触式通信装置10可执行操作S700以在读取器模式下生成和/或利用具有调整的频率的内部时钟信号I_CLK，并且基于具有调整的频率的内部时钟信号I_CLK进行操作。
参照图1至图10来描述图1的非接触式通信装置10的结构和操作。因此，将省略图11和图12的步骤的详细描述。
图13是示出根据示例实施例的电子系统的框图。
参照图13，电子系统1000可包括：应用处理器AP 1100、非接触式通信装置1200、存储器装置1300、用户接口1400和电源1500。在一些示例实施例中，电子系统1000可以是移动系统，诸如，移动电话、智能电话、个人数字助手(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字相机、便携式摄像机、音乐播放器、掌上型游戏机、导航系统等。
应用处理器1100控制电子系统1000的整体操作。应用处理器1100可执行应用，诸如，网页浏览器、游戏应用、视频播放器等。在一些实施例中，应用处理器1100可包括单核或多核。例如，应用处理器1100可以是多核处理器，诸如，双核处理器、四核处理器、六核处理器等。应用处理器1100可包括内部或外部高速缓存存储器。
存储器装置1300存储各种数据。例如，存储器装置1300可存储用于启动电子系统1000的启动图像、输出将被输出到外部装置的数据，并且输入从外部装置接收的数据。在一些示例实施例中，存储器装置1300可以是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、相变随机存取存储器(PRAM)、阻变式随机存取存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)等。
非接触式通信装置1200通过电磁波将存储在存储器装置1300中的输出数据发送到外部装置。非接触式通信装置1200通过电磁波从外部装置接收输入数据，并且将输入数据存储在存储器装置1300中。在一些示例实施例中，非接触式通信装置1200可通过NFC方案与外部装置进行通信。
非接触式通信装置1200包括收发器1210和非接触式通信芯片1220。非接触式通信芯片1220可基于内部生成的内部时钟信号进行操作。在卡模式下，收发器1210可基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压，非接触式通信芯片1220可基于天线电压来生成参考时钟信号，并且基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率。在读取器模式下，非接触式通信芯片1220可使用具有调整的频率的内部时钟信号来与外部装置进行通信。
可使用图1的非接触式通信装置10来实现非接触式通信装置1200。以上参照图1至图12描述了图1的非接触式通信装置10的结构和操作。因此，将省略非接触式通信装置1200的详细描述。
用户接口1400可包括至少一个输入装置(诸如，键盘、触摸屏等)，以及至少一个输出装置(诸如，扬声器、显示器装置等)。电源1500可将电源电压供应到电子系统1000。
在一些示例实施例中，电子系统1000还可包括图像处理器和/或存储器装置，诸如，存储卡、固态驱动器(SSD)等。
在一些示例实施例中，电子系统1000和/或电子系统1000的组件可以以各种方式被封装，诸如，封装件上封装(POP)、球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、带引线的塑料芯片载体(PLCC)、塑料双列直插式封装(PDIP)、窝伏尔封装件中芯片(Die in Waffle Pack)、芯片形式中的芯片(Die in WaferForm)、板上芯片(COB)、陶瓷双列直插式封装(CERDIP)、塑料公制四方扁平封装(MQFP)、薄四方扁平封装(TQFP)、小外形集成电路(SOIC)、紧小型小外形封装(SSOP)、薄小外形封装(TSOP)、封装中的系统(SIP)、多芯片封装(MCP)、芯片级制造封装(WFP)或芯片级处理堆叠封装(WSP)。
上述是本发明构思的示例实施例的说明，并且不被解释为它的限制。虽然已描述了若干示例实施例，但是本领域的技术人员将容易地理解：在实质上不脱离本发明构思的示例实施例的发明教义和优点的情况下，在示例实施例中许多修改是可行的。因此，全部这样的修改意图包括在如在权利要求中定义的本发明构思的示例实施例的范围内。因此，将理解，上述是各种示例实施例的说明，并且不被解释为受限于公开的特定示例实施例，并且对公开的示例实施例的修改以及其他示例实施例意图包括在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种非接触式通信装置，包括：
收发器；
非接触式通信芯片，被配置为：
通过收发器基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压，当非接触式通信芯片响应于天线电压的幅度增大到第一阈值而在卡模式下操作时，基于天线电压来生成参考时钟信号，
当在卡模式下操作时，基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率，
通过收发器发射电磁波来生成天线电压，当非接触式通信芯片响应于天线电压的幅度降低到第二阈值而在读取器模式下操作时，基于在卡模式下频率被调整的内部时钟信号通过收发器与外部装置进行通信。
2.如权利要求1所述的非接触式通信装置，其中，非接触式通信芯片被配置为：
通过确定在参考时钟信号的参考数量的循环内出现的内部时钟信号的循环的数量，来生成计数数量，
基于计数数量和参考数量来调整内部时钟信号的频率。
3.如权利要求1所述的非接触式通信装置，其中，非接触式通信芯片被配置为：
通过重复地确定在参考时钟信号的参考数量的循环内出现的内部时钟信号的循环的数量来确定平均计数数量，
基于平均计数数量和参考数量来调整内部时钟信号的频率。
4.如权利要求1所述的非接触式通信装置，其中，非接触式通信芯片包括：
时钟生成器，被配置为生成内部时钟信号；
时钟恢复电路，被配置为：接收天线电压，生成具有与天线电压的频率相同的频率的参考时钟信号；
第一计数器，被配置为：
如果第一计数器接收开始信号，则与参考时钟信号同步地执行计数操作，以生成第一计数数量，
如果第一计数数量等于参考数量，则输出结束信号；
第二计数器，被配置为：
如果第二计数器接收开始信号，则与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成第二计数数量，
如果第一计数器输出结束信号，则输出第二计数数量；
中央处理单元，被配置为：
将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器，
控制时钟生成器基于第二计数数量和参考数量来调整内部时钟信号的频率。
5.如权利要求4所述的非接触式通信装置，其中，中央处理单元被配置为：
如果第二计数数量小于参考数量，则增大内部时钟信号的频率，
如果第二计数数量大于参考数量，则减小内部时钟信号的频率。
6.如权利要求4所述的非接触式通信装置，其中，
非接触式通信芯片还包括：寄存器，被配置为存储调整值，
时钟生成器被配置为：生成具有基于调整值确定的频率的内部时钟信号，
中央处理单元被配置为：基于第二计数数量和参考数量来调整存储在寄存器中的调整值。
7.如权利要求6所述的非接触式通信装置，还包括，
存储器，被配置为：存储包括均与第二计数数量和参考数量之间的差相关联的多个调整值的查询表，其中，
中央处理单元被配置为：通过基于第二计数数量和参考数量从查询表选择所述多个调整值中的一个调整值，来确定所述调整值，以存储在寄存器中。
8.如权利要求6所述的非接触式通信装置，其中，时钟生成器包括：电阻电容振荡器，电阻电容振荡器包括具有基于存储在寄存器中的调整值改变的电阻的可变电阻器。
9.如权利要求6所述的非接触式通信装置，其中，时钟生成器包括：电阻电容振荡器，电阻电容振荡器包括具有基于存储在寄存器中的调整值改变的电容的可变电容器。
10.如权利要求4所述的非接触式通信装置，其中，中央处理单元被配置为：
基于天线电压，检测非接触式通信读取器是否在非接触式通信装置的附近，
如果中央处理单元检测到非接触式通信读取器在非接触式通信装置的附近，则将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器。
11.如权利要求10所述的非接触式通信装置，其中，中央处理单元被配置为：确定参考数量，使得参考时钟信号的周期乘以参考数量的值小于在通信标准中定义的保护时间。
12.如权利要求11所述的非接触式通信装置，其中，中央处理单元被配置为：
通过重复地将开始信号同时提供给第一计数器和第二计数器来确定第二计数数量的平均值，并且直到保护时间结束从第二计数器接收第二计数数量，
通过基于第二计数数量的平均值和参考数量控制时钟生成器，来调整内部时钟信号的频率。
13.如权利要求4所述的非接触式通信装置，其中，中央处理单元被配置为与内部时钟信号同步地进行操作。
14.如权利要求4所述的非接触式通信装置，其中，时钟恢复电路包括：
反相器，被配置为将天线电压反相。
15.如权利要求1所述的非接触式通信装置，其中，非接触式通信芯片被配置为：通过近场通信方案与外部装置通信。
16.一种电子系统，包括：
存储器装置，被配置为存储数据；
应用处理器，被配置为控制电子系统；
非接触式通信装置，被配置为：使用电磁波在非接触式通信装置与外部装置之间传送数据，非接触式通信装置包括：
收发器，
非接触式通信芯片，被配置为：
通过收发器基于从外部装置接收的电磁波来生成天线电压，当非接触式通信芯片响应于天线电压的幅度增大到第一阈值而在卡模式下操作时，基于天线电压来生成参考时钟信号，
当在卡模式下操作时，基于参考时钟信号来调整内部时钟信号的频率，
通过收发器发射电磁波来生成天线电压，当非接触式通信芯片响应于天线电压的幅度降低到第二阈值而在读取器模式下操作时，基于在卡模式下频率被调整的内部时钟信号通过收发器与外部装置进行通信。
17.一种非接触式通信芯片，包括：
处理器，被配置为：
当所述非接触式通信芯片响应于通过收发器从外部装置接收电磁波生成的天线电压的幅度增大到第一阈值而在卡模式下操作时，基于所述天线电压，指示时钟恢复电路生成参考时钟信号，
当在卡模式下操作时，基于参考时钟信号，指示时钟生成器调整内部时钟信号的频率，
当所述非接触式通信芯片响应于通过收发器发射电磁波生成的天线电压的幅度降低到第二阈值而在读取器模式下操作时，基于在卡模式下频率被调整的内部时钟信号，指示收发器通过发送电路与外部装置进行通信。
18.如权利要求17所述的非接触式通信芯片，还包括：
时钟生成器，被配置为生成内部时钟信号；
时钟恢复电路，被配置为：生成参考时钟信号，使得参考时钟信号具有与天线电压的频率相同的频率，其中，
处理器被配置为：在卡模式下，指示时钟生成器调整内部时钟信号的频率，使得内部时钟信号的频率等于从外部装置接收的电磁波的频率。
19.如权利要求18所述的非接触式通信芯片，还包括：
第一计数器，被配置为：
如果第一计数器接收开始信号，则与参考时钟信号同步地执行计数操作，以生成第一计数数量，
如果第一计数数量等于参考数量，则输出结束信号；
第二计数器，被配置为：
如果第二计数器接收开始信号，则与内部时钟信号同步地执行计数操作，以生成第二计数数量，
如果第一计数器输出结束信号，则输出第二计数数量，
其中，处理器被配置为：如果处理器检测到外部装置，则将开始信号同时输出给第一计数器和第二计数器。
20.如权利要求17所述的非接触式通信芯片，其中，处理器被配置为：调制输出数据，以生成调制信号，并且合成调制信号与具有由外部装置支持的通信标准中定义的载波频率的内部时钟信号。
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