CN107679433A - 带pie解码功能的数字校准时钟电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法，包括：时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路和数字控制时钟电路。其中，时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路由PIE符号计数检测电路、Query命令前导头检测电路、Tari判别电路、数据“1”标准采样值计算电路、门限判决电路、PIE数据判决电路、状态转换电路和时钟校准控制字产生逻辑组成。数字控制时钟电路在时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路的控制下完成时钟校准。本发明采用ISO/IEC 18000‑63标准中规定的Query命令实现时钟校准，不增加额外的时钟校准步骤，降低了时钟电路设计复杂度；同时还实现了PIE解码功能。
Description
技术领域
本发明属于射频识别技术领域，特别涉及一种符合ISO/IEC 18000-63标准的带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法。
背景技术
射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术是利用射频方式远距离的通信以达到物品的识别、追踪、定位和管理等目的。射频识别技术在工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已引起了广泛的关注。
利用射频识别技术制作的电子标签和阅读器被广泛的使用，特别是作为物联网的节点的电子标签，可以有效的存储所附着物品的各种信息并通过与阅读器的通信传输这些信息。特别是在进行商品、货物盘点时，阅读器通过防碰撞算法，以实现对商品、货物短时间内清点及盘存入库等操作。符合ISO/IEC 18000-63标准的超高频(Ultra-High Frequency，UHF)RFID系统具有识别距离远、速度快、多目标移动识别、标签成本低等优势，已广泛应用于智能物流、交通、防伪追溯等物联网系统。
在ISO/IEC 18000-63标准中对读写器发送命令的编码方式及标签的响应方式都作了详细规定。读写器到标签的前向链路(R＝>T)采用PIE编码方式。ISO/IEC18000-6C标准规定读写器到标签(R＝>T)的前向链路数据采用PIE(Pulse interval encoding，即脉冲宽度编码)编码方式，数据“0”(data-0)和数据“1”(data-1)的PIE编码如图1所示。其中，Tari为前向链路数据基准时间间隔，1个Tari长度代表数据“0”的持续时间，数据“1”的长度为1.5Tari～2Tari。标准中规定Tari有3种取值，分别为6.25μs、12.5μs及25μs，分别对应前向链路数据速率160kbps、80kbps和40kbps。标准规定读写器向标签发送Query命令时，以前同步码(Preamble)作为帧头，表示新一轮读写器盘存周期的开始；其他命令均以帧同步(Frame-sync)作为帧头，如图2所示。前同步码和帧同步均包含12.5μs的定界符、数据“0”(1个Tari长度)、RTcal符号；前同步码比帧同步多了一个TRcal符号。RTcal符号的长度等于数据“0”和数据“1”的长度之和。在标签芯片解码电路中，通常记RTcal符号长度的一半为pivot，大于pivot的符号判定为数据“1”，小于pivot的符号判定为数据“0”。
在该类标签芯片设计中，时钟电路的精度对标签解码电路和反向散射数据的频率精度有重要影响。根据ISO/IEC 18000-63标准规定，时钟频率的精度为±4％。然而受半导体制造工艺、工作电压和温度影响，传统片上时钟产生电路的频率误差为±20％。时钟频率偏差对于解码电路的误码率和反射散射数据的频率精度有重要影响，是影响标签与读写器通信的重要因素。
目前时钟校准技术主要有12.5μs定界符校准技术、自定制时钟校准命令校准技术、工艺温度补偿技术等。12.5μs定界符校准技术中，由于读写器发出的12.5μs的定界符的精度为±5％，导致时钟频率的校准精度最高为±5％，不满足ISO/IEC 18000-63标准的规定；同时，增加了解调电路的精度要求。自定制时钟校准命令校准技术中，需要芯片制造商定制用于时钟校准的专用命令，并在芯片制造完成后进行时钟校准，增加了标签设计和测试的成本。在工艺温度补偿技术中，需要针对时钟电路的工艺特性和温度特性，设计相应地工艺补偿电路和温度补偿电路，增加了时钟电路的设计复杂度和功耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种带PIE解码功能的数字校准时钟电路及控制方法，能实现PIE解码功能，还能降低时钟电路设计复杂度。
本发明所述的带PIE解码功能的数字校准时钟电路，包括时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路和数字控制时钟电路；所述数字控制时钟电路接收时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路传输过来的控制字，通过调节数字控制时钟电路的工作电流实现时钟校准；数字控制时钟电路为时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路提供工作时钟；
所述时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路包括：
PIE符号计数检测电路，用于对输入PIE数据进行采样计数，计算12.5μs定界符、RTcal符号、TRcal符号、数据“0”和数据“1”的采样总数；
Query命令前导头检测电路，根据所述PIE符号计数检测电路提供的RTcal符号的采样总数及其后面的PIE符号的采样总数判断当前前导头是否是Query命令的前导头，决定是否给出时钟校准使能信号；
Tari判别电路，根据所述PIE符号计数检测电路提供的12.5μs定界符和12.5μs定界符后面的PIE数据“0”的采样总数，判别当前Tari的值，得出数据“0”的标准采样值；
数据“1”标准采样值计算电路，根据所述PIE符号计数检测电路提供的数据“0”的采样总数、RTcal的采样总数和所述Tari判别电路提供的数据“0”的标准采样值，计算数据“1”标准采样值；
门限判决电路，根据所述PIE符号计数检测电路提供的RTcal符号采样总数、所述Tari判别电路提供的数据“0”标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路提供的数据“1”标准采样值，设置区分数据“0”和数据“1”的门限值；
PIE数据判决电路，根据所述门限判决电路提供的门限值，进行数据“0”和数据“1”的区分，输出解码数据和解码时钟；
状态转换电路，用于完成解码及时钟校准各阶段的状态跳转；
时钟校准控制字产生逻辑，在接收到所述Query命令前导头检测电路的时钟校准使能信号后，根据所述Tari判别电路提供的数据“0”的标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路提供的数据“1”的标准采样值，与当前PIE符号采样值进行比较，计算时钟校准控制字，完成时钟校准后，锁存当前控制字，直至接收到新的Query命令前导头或标签脱离射频场。
本发明所述的带PIE解码功能的数字校准时钟电路的控制方法，包括以下步骤：
步骤(a)：标签芯片上电复位后，时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路置位时钟校准控制字，并将PIE符号计数检测电路清零；
步骤(b)：PIE符号计数检测电路对12.5μs定界符进行检测并计数，记录采样总数N1；
步骤(c)：PIE符号计数检测电路对12.5μs定界符后面的PIE数据“0”进行检测并从零开始进行采样计数，记录采样总数N2；
步骤(d)：PIE符号计数检测电路将采样总数N2传递给Tari判别电路，Tari判别电路根据采样总数N2设置Tari判决门限G1＝0.75×N2，门限G2＝1.25×N2；
步骤(e)：Tari判别电路比较N1和Tari判决门限G1与G2的大小；若N1>G2，则判别Tari为6.25μs；若G1<N1<G2，则判别Tari为12.5μs；若N1<G1，则判别Tari为25μs；判别完成后，设置数据“0”的标准采样值为S0；
步骤(f)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的RTcal符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N3；门限判决电路根据采样RTcal符号采样总数N3，设置区分数据“0”和数据“1”的判决门限D1＝0.5×N3；数据“1”标准采样值计算电路根据数据“0”的采样总数N2、数据“0”的标准采样值S0及RTcal符号的采样总数N3，计算数据“1”的标准采样值为S1；
步骤(g)：PIE符号计数检测电路对RTcal符号后面的PIE符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N4；Query命令前导头检测电路判断当前采样数N4和N3的大小：若当前采样数N4大于N3，则该符号为TRcal，表明检测到Query命令前导头，并设置时钟信号使能信号有效，跳转至步骤(h)开始时钟校准；若当前采样数N4小于N3，则不进行时钟校准，并进一步判断当前采样数与判决门限D1的大小：若当前采样数N4大于D1，则输出解码数据“1”；反之，则输出解码数据“0”；并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据解码；
步骤(h)：时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数N2与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若N2不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(i)：PIE符号计数检测电路对TRcal符号后面的数据“1”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“1”的采样总数与数字“1”的标准采样值S1进行比较：若采样总数不等于S1，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(j)：PIE符号计数检测电路对数据“1”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(k)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(l)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数N与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率，并锁存调整后的时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2；若相等，则锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据的解码；
步骤(m)：PIE符号计数检测电路对后续的PIE数据从零开始进行采样计数，得到每一个PIE符号的采样计数；PIE数据判决电路将PIE符号计数检测电路提供的PIE数据的采样计数与门限判决电路中的判决门限D1进行比较，对后续的PIE数据进行解码判决；
若采样计数值大于D1，则输出解码数据“1”，反之则输出解码数据“0”；
状态转换电路根据时钟校准及解码情况完成各阶段的状态跳转；
步骤(n)：状态转换电路检查解码是否结束，若解码未结束，则跳转至步骤(m)；
步骤(o)：时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路对后续帧数据处理：若检测到Query命令前导头，则对时钟电路进行校准；同时对帧数据进行解码；此过程一直持续直至标签脱离射频场掉电。
N3和N2的关系采用以下公式表示：
b1,b2,b3…bn均为一位二进制数，取值为数值‘0’或‘1’；上式中n的值以下式确定：
表示向下取整运算；
采样以上公式计算出[b1,b2,b3…bn]后，利用以下公式计算数据“1”的标准计算值S1：
本发明的有益效果：本发明降低了对12.5μs定界符的解调精度要求，同时降低了时钟电路的设计复杂度。并且无需要定制特殊时钟校准信号，有效降低了电子标签的设计成本。
附图说明
图1为数据“0”和数据“1”的PIE编码示意图；
图2为前同步码和帧同步码的PIE编码示意图；
图3为本发明的原理框图；
图4为Query命令的PIE编码示意图；
图5为本发明的控制方法的一个具体实施实例的流程图；
图6为本发明的数字控制时钟电路的一个具体实施实例的电路图。
图中：10、时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路，20、数字控制时钟电路，101、PIE符号计数检测电路，102、Query命令前导头检测电路，103、Tari判别电路，104、数据“1”标准采样值计算电路，105、门限判决电路，106、PIE数据判决电路，107、状态转换电路，108、时钟校准控制字产生逻辑。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图3所示，带PIE解码功能的数字校准时钟电路，包括时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路10和数字控制时钟电路20；数字控制时钟电路20接收时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路10传输过来的控制字，通过数字控制时钟电路的工作电流实现时钟校准；数字控制时钟电路20为时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路10提供工作时钟。
如图3所示，所述时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路10由PIE符号计数检测电路101、Query命令前导头检测电路102、Tari判别电路103、数据“1”标准采样值计算电路104、门限判决电路105、PIE数据判决电路106、状态转换电路107和时钟校准控制字产生逻辑108构成。其中，所述PIE符号计数检测电路101对输入PIE数据进行采样计数，计算12.5μs定界符、RTcal符号、TRcal符号、数据“0”和数据“1”的采样总数；所述Query命令前导头检测电路102根据所述PIE符号计数检测电路101提供的RTcal符号的采样总数及其后面的PIE符号的采样总数判断当前前导头是否是Query命令的前导头，决定是否给出时钟校准使能信号；所述Tari判别电路103根据所述PIE符号计数检测电路101提供的12.5μs定界符和12.5μs定界符后面的PIE数据“0”的采样总数，判别当前Tari的值，得出数据“0”的标准采样值；所述数据“1”标准采样值计算电路104根据所述PIE符号计数检测电路101提供的数据“0”的采样总数、RTcal的采样总数和所述Tari判别电路103提供的数据“0”的标准采样值，计算数据“1”标准采样值；所述门限判决电路105根据所述PIE符号计数检测电路101提供的RTcal符号采样总数、所述Tari判别电路103提供的数据“0”标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路104提供的数据“1”标准采样值，设置区分数据“0”和数据“1”的门限值；所述PIE数据判决电路106根据所述门限判决电路105提供的门限值，进行数据“0”和数据“1”的区分，输出解码数据和解码时钟；所述状态转换电路107完成解码及时钟校准各阶段的状态跳转；所述时钟校准控制字产生逻辑108在接收到所述Query命令前导头检测电路102的时钟校准使能信号后，根据所述Tari判别电路103提供的数据“0”的标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路104提供的数据“1”的标准采样值，与当前PIE符号采样值进行比较，计算时钟校准控制字，完成时钟校准后，锁存当前控制字，直至接收到新的Query命令前导头或标签脱离射频场。
如图4和图5所示，本发明所述的带PIE解码功能的数字校准时钟电路的控制方法，包括如下步骤：
步骤(a)：标签芯片上电复位后，时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路置位时钟校准控制字，并将PIE符号计数检测电路清零。
步骤(b)：PIE符号计数检测电路对12.5μs定界符进行检测并计数，记录采样总数N1。
步骤(c)：PIE符号计数检测电路对12.5μs定界符后面的PIE数据“0”进行检测并从零开始进行采样计数，记录采样总数N2。
步骤(d)：PIE符号计数检测电路将采样总数N2传递给Tari判别电路，Tari判别电路根据采样总数N2设置Tari判决门限G1＝0.75×N2，门限G2＝1.25×N2。
步骤(e)：Tari判别电路比较N1和Tari判决门限G1与G2的大小；若N1>G2，则判别Tari为6.25μs；若G1<N1<G2，则判别Tari为12.5μs；若N1<G1，则判别Tari为25μs；判别完成后，设置数据“0”的标准采样值为S0。
步骤(f)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的RTcal符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N3；门限判决电路根据采样RTcal符号采样总数N3，设置区分数据“0”和数据“1”的判决门限D1＝0.5×N3；数据“1”标准采样值计算电路根据数据“0”的采样总数N2、数据“0”的标准采样值S0及RTcal符号的采样总数N3，计算数据“1”的标准采样值为S1。
根据ISO/IEC 18000-63标准规定，RTcal符号的长度等于数据“0”和数据“1”的长度之和；因此，可利用此关系计算数据“1”的标准采样值。RTcal的计数值N3和数据“0”的计数值N2的关系采用以下公式表示：
b1,b2,b3…bn均为一位二进制数，取值为数值‘0’或‘1’；上式中n的值以下式确定：
表示向下取整运算。
采样以上公式计算出[b1,b2,b3…bn]后，利用以下公式计算数据1的标准计算值S1：
步骤(g)：PIE符号计数检测电路对RTcal符号后面的PIE符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N4；Query命令前导头检测电路判断当前采样数N4和N3的大小：若当前采样数N4大于N3，则该符号为TRcal，表明检测到Query命令前导头，并设置时钟信号使能信号有效，跳转至步骤(h)开始时钟校准；若当前采样数N4小于N3，则不进行时钟校准，并进一步判断当前采样数N4与判决门限D1的大小：若当前采样数大于D1，则输出解码数据“1”；反之，则输出解码数据“0”；并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据解码。
步骤(h)：时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数N2与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若N2不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)。
根据ISO/IEC 18000-63标准规定，仅Query命令包含前同步码；若检测到前同步码中的TRcal符号，则表明当前命令为Query命令，其数据帧格式如图4所示。在TRcal符号后的PIE数据首先为Query命令的4位命令代码，4位命令代码后为Query命令的数据域。ISO/IEC18000-63标准规定Query命令代码为二进制数“1000”，因此TRcal符号后的4位PIE数据依次为数据“1”、数据“0”、数据“0”、数据“0”。步骤(i)至步骤(l)均利用此性质进行时钟校准。
步骤(i)：PIE符号计数检测电路对TRcal符号后面的数据“1”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“1”的采样总数与数字“1”的标准采样值S1进行比较：若采样总数不等于S1，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)。
步骤(j)：PIE符号计数检测电路对数据“1”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)。
步骤(k)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)。
步骤(l)：PIE符号计数检测电路对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑根据数据“0”的采样总数N与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率，并锁存调整后的时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2；若相等，则锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据的解码。
步骤(m)：PIE符号计数检测电路对后续的PIE数据从零开始进行采样计数，得到每一个PIE符号的采样计数；PIE数据判决电路将PIE符号计数检测电路提供的PIE数据的采样计数与门限判决电路中的判决门限D1进行比较，对后续的PIE数据进行解码判决。
若采样计数值大于D1，则输出解码数据“1”，反之则输出解码数据“0”。
状态转换电路根据时钟校准及解码情况完成各阶段的状态跳转。
步骤(n)：状态转换电路检查解码是否结束，若解码未结束，则跳转至步骤(m)。
步骤(o)：时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路对后续帧数据处理：若检测到Query命令前导头，则对时钟电路进行校准；同时对帧数据进行解码；此过程一直持续直至标签脱离射频场掉电。
为了实现上述校准算法，还需要一种数字控制时钟电路20，下面结合图6对数字控制时钟电路20的结构、连接关系和工作原理进行说明。
所述数字控制时钟电路20包含电流源601、电流镜602、开关控制管603、环形振荡器核心电路604、缓冲器605。电流镜602中PMOS管MP1、PMOS管MP2、PMOS管MP3、PMOS管MP4、PMOS管MP5、PMOS管MP6、PMOS管MP7、PMOS管MP8的尺寸比例关系为32：32：32：16：8：4：2：1，时钟校准控制字通过端口Ctrl5、端口Ctrl4、端口Ctrl3、端口Ctrl2、端口Ctrl1、端口Ctrl0控制开关控制管MP9、开关控制管MP10、开关控制管MP11、开关控制管MP12、开关控制管MP13、开关控制管MP14的通断，从而控制环形振荡器工作电流，达到时钟频率校准的目的。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种带PIE解码功能的数字校准时钟电路，包括时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)和数字控制时钟电路(20)；所述数字控制时钟电路(20)接收时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)传输过来的控制字，通过调节数字控制时钟电路的工作电流实现时钟校准；数字控制时钟电路(20)为时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)提供工作时钟；其特征在于：
所述时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)包括：
PIE符号计数检测电路(101)，用于对输入PIE数据进行采样计数，计算12.5μs定界符、RTcal符号、TRcal符号、数据“0”和数据“1”的采样总数；
Query命令前导头检测电路(102)，根据所述PIE符号计数检测电路(101)提供的RTcal符号的采样总数及其后面的PIE符号的采样总数判断当前前导头是否是Query命令的前导头，决定是否给出时钟校准使能信号；
Tari判别电路(103)，根据所述PIE符号计数检测电路(101)提供的12.5μs定界符和12.5μs定界符后面的PIE数据“0”的采样总数，判别当前Tari的值，得出数据“0”的标准采样值；
数据“1”标准采样值计算电路(104)，根据所述PIE符号计数检测电路(101)提供的数据“0”的采样总数、RTcal的采样总数和所述Tari判别电路(103)提供的数据“0”的标准采样值，计算数据“1”标准采样值；
门限判决电路(105)，根据所述PIE符号计数检测电路(101)提供的RTcal符号采样总数、所述Tari判别电路(103)提供的数据“0”标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路(104)提供的数据“1”标准采样值，设置区分数据“0”和数据“1”的门限值；
PIE数据判决电路(106)，根据所述门限判决电路(105)提供的门限值，进行数据“0”和数据“1”的区分，输出解码数据和解码时钟；
状态转换电路(107)，用于完成解码及时钟校准各阶段的状态跳转；
时钟校准控制字产生逻辑(108)，在接收到所述Query命令前导头检测电路(102)的时钟校准使能信号后，根据所述Tari判别电路(103)提供的数据“0”的标准采样值和所述数据“1”标准采样值计算电路(104)提供的数据“1”的标准采样值，与当前PIE符号采样值进行比较，计算时钟校准控制字，完成时钟校准后，锁存当前控制字，直至接收到新的Query命令前导头或标签脱离射频场。
2.一种如权利要求1所述的带PIE解码功能的数字校准时钟电路的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(a)：标签芯片上电复位后，时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)置位时钟校准控制字，并将PIE符号计数检测电路(101)清零；
步骤(b)：PIE符号计数检测电路(101)对12.5μs定界符进行检测并计数，记录采样总数N1；
步骤(c)：PIE符号计数检测电路(101)对12.5μs定界符后面的PIE数据“0”进行检测并从零开始进行采样计数，记录采样总数N2；
步骤(d)：PIE符号计数检测电路(101)将采样总数N2传递给Tari判别电路(103)，Tari判别电路(103)根据采样总数N2设置Tari判决门限G1＝0.75×N2，门限G2＝1.25×N2；
步骤(e)：Tari判别电路(103)比较N1和Tari判决门限G1与G2的大小；若N1>G2，则判别Tari为6.25μs；若G1<N1<G2，则判别Tari为12.5μs；若N1<G1，则判别Tari为25μs；判别完成后，设置数据“0”的标准采样值为S0；
步骤(f)：PIE符号计数检测电路(101)对数据“0”后面的RTcal符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N3；门限判决电路(105)根据采样RTcal符号采样总数N3，设置区分数据“0”和数据“1”的判决门限D1＝0.5×N3；数据“1”标准采样值计算电路根据数据“0”的采样总数N2、数据“0”的标准采样值S0及RTcal符号的采样总数N3，计算数据“1”的标准采样值为S1；
步骤(g)：PIE符号计数检测电路(101)对RTcal符号后面的PIE符号从零开始进行采样计数，记录采样总数N4；Query命令前导头检测电路(102)判断当前采样数N4和N3的大小：若当前采样数N4大于N3，则该符号为TRcal，表明检测到Query命令前导头，并设置时钟信号使能信号有效，跳转至步骤(h)开始时钟校准；若当前采样数N4小于N3，则不进行时钟校准，并进一步判断当前采样数N4与判决门限D1的大小：若当前采样数N4大于D1，则输出解码数据“1”；反之，则输出解码数据“0”；并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据解码；
步骤(h)：时钟校准控制字产生逻辑(108)根据数据“0”的采样总数N2与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若N2不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(i)：PIE符号计数检测电路(101)对TRcal符号后面的数据“1”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑(108)根据数据“1”的采样总数与数字“1”的标准采样值S1进行比较：若采样总数不等于S1，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路(105)中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(j)：PIE符号计数检测电路(101)对数据“1”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑(108)根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(k)：PIE符号计数检测电路(101)对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑(108)根据数据“0”的采样总数与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率；若相等，则停止时钟校准过程，锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)；
步骤(l)：PIE符号计数检测电路(101)对数据“0”后面的数据“0”从零开始进行采样计数，记录采样总数；时钟校准控制字产生逻辑(108)根据数据“0”的采样总数N与数字“0”的标准采样值S0进行比较：若采样总数不等于S0，则根据两者之间的差值调整控制字，校准时钟频率，并锁存调整后的时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2；若相等，则锁存当前时钟校准控制字，更新门限判决电路中的判决门限D1＝(S0+S1)/2，并跳转至步骤(m)进行后续PIE数据的解码；
步骤(m)：PIE符号计数检测电路(101)对后续的PIE数据从零开始进行采样计数，得到每一个PIE符号的采样计数；PIE数据判决电路(106)将PIE符号计数检测电路(101)提供的PIE数据的采样计数与门限判决电路(105)中的判决门限D1进行比较，对后续的PIE数据进行解码判决；
若采样计数值大于D1，则输出解码数据“1”，反之则输出解码数据“0”；
状态转换电路(107)根据时钟校准及解码情况完成各阶段的状态跳转；
步骤(n)：状态转换电路(107)检查解码是否结束，若解码未结束，则跳转至步骤(m)；
步骤(o)：时钟校准控制逻辑电路及PIE解码电路(10)对后续帧数据处理：若检测到Query命令前导头，则对时钟电路进行校准；同时对帧数据进行解码；此过程一直持续直至标签脱离射频场掉电。
3.根据权利要求2所述的带PIE解码功能的数字校准时钟电路的控制方法，其特征在于：N3和N2的关系采用以下公式表示：
<mrow>
<mi>N</mi>
<mn>3</mn>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>1</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>3</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>...</mo>
<mo>...</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mi>n</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mi>n</mi>
</msup>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
b1,b2,b3…bn均为一位二进制数，取值为数值‘0’或‘1’；上式中n的值以下式确定：
表示向下取整运算；
采样以上公式计算出[b1,b2,b3…bn]后，利用以下公式计算数据“1”的标准计算值S1：
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mi>S</mi>
<mn>0</mn>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>0</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>1</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>3</mn>
</msup>
</mfrac>
<mo>...</mo>
<mo>...</mo>
<msub>
<mi>b</mi>
<mi>n</mi>
</msub>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>S</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mi>n</mi>
</msup>
</mfrac>
<mo>.</mo>
</mrow>
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| CN109635908A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-16 | 中山大学 | 数模混合解码电路、解码方法及系统架构 |
| CN115086454A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-09-20 | 北京金橙子科技股份有限公司 | 一种自适应振镜控制信号接口的方法、系统及存储介质 |
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