CN107682049B - 用于校准由工厂修整数据支持的相位的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于通过利用作为修整数据存储在IC(集成电路)中的工厂测量结果来补偿由所述IC导致的相位偏移的方法和系统。在最终的消费器产品中，所述修整数据被映射到实际平台环境，使得相应的相位偏移可以得到补偿。

Description

用于校准由工厂修整数据支持的相位的方法和系统
技术领域
所描述的实施例大体上涉及用于在近场通信(NFC)系统中校准相位的方法和系统，且更具体地说，涉及用于在近场通信(NFC)系统中校准由工厂修整数据支持的相位的方法和系统。
背景技术
近场通信(NFC)在例如非接触支付系统、安全访问系统等应用中的使用越来越普遍。典型的基于NFC的系统由NFC读取器(例如，销售点终端)和NFC装置组成，所述NFC装置通常是支持NFC的卡或移动电话。
此外，NFC装置通常可被配置成用于无源负载调制(PLM)或有源负载调制(ALM)。尽管ALM通常比PLM复杂，但是在应答器(例如，移动装置)中实施ALM的组件可能更加紧凑，并且因为应答器利用电源产生磁场而不是只调制由读取器产生的磁场，所以相比于PLM应答器，ALM应答器可具有更大的通信距离。
为了使用支持NFC的装置和NFC读取器执行交易，支持NFC的装置被放在NFC读取器附近。如果NFC读取器未能正确地对来自支持NFC的装置的信号进行解调，那么支持NFC的装置与NFC读取器之间的通信可能会失败。如果支持NFC的装置没有与NFC读取器正确地对准，或者如果支持NFC的装置不在距离NFC读取器的某一距离范围内，那么可能会发生此类失败。
如果针对支持NFC的装置中的有源负载调制(ALM)进行相位调谐，那么此类失败和其它问题可明显减少。此外，在生产测试和处理中需要能够校准相位。因此，需要具有用于校准由工厂修整数据支持的相位的方法和系统。
发明内容
本发明提供一种用于通过利用作为修整数据存储在IC(集成电路)中的工厂测量结果来补偿由IC所导致的相位偏移的方法和系统。在最终的消费器产品中，修整数据被映射到实际平台环境，使得相应的相位偏移可以得到补偿。
本发明的重要一点是产生和存储参考人工(虚拟)平台和相应的人工(虚拟)参数集合的修整数据。当在消费器环境中应用实际校准时，需要(例如，通过定标)应用高效且简单的真实、实际系统平台参数到虚拟修整码的定标。
本发明提供一种用于确定相位偏移并将相位偏移应用到经由电感耦合进行通信的通信装置的方法，所述方法包括：(a)针对通信装置测量接收信号强度指示符(RSSI)值；(b)使用平台特定映射表以确定对应于针对通信装置所测量的RSSI值的相位修整索引；(c)使用参考相位修整数据以确定对应于相位修整索引的相位偏移；以及(d)将相位偏移应用到通信装置。
在一些实施例中，参考相位修整数据将每一相位偏移映射到每一自有索引。
在一些实施例中，针对每一个体通信装置测量和存储参考相位修整数据，其中每一个体通信装置具有其自身个性化参考相位修整数据。
在一些实施例中，平台特定映射表将每一RSSI值映射到每一相位修整自有索引。
在一些实施例中，对于属于相同通信装置类型的所有通信装置，平台特定映射表都相同，其中属于相同通信装置类型的每一个体通信装置不具有其自身个性化平台特定映射表。
在一些实施例中，参考相位修整数据存储在用户不可访问的受保护存储区域。
在一些实施例中，用户是消费器。
在一些实施例中，平台特定映射表存储在用户可访问的开放存储区域。
在一些实施例中，方法另外包括：(e)确定TX(传输器)相位设置；(f)确定消费器相位偏移；以及(g)将相位偏移、TX(传输器)相位设置和消费器相位偏移应用到通信装置。
在一些实施例中，TX(传输器)相位设置是参考在RX(接收器)处检测到的相位的用于TX(传输器)的相位设置，其中消费器相位偏移是被认为是由匹配网络和天线导致的消费器板部件间变化的相位偏移。
在一些实施例中，消费器相位偏移是在消费器生产测试中曾经评估过的静态值。
本发明还提供一种用于确定相位偏移并将相位偏移应用到经由电感耦合进行通信的通信装置的方法，所述方法包括：(a)针对通信装置测量接收信号强度指示符(RSSI)值；(b)使用平台特定映射函数以确定对应于针对通信装置所测量的RSSI值的相位修整变量；(c)使用参考相位修整数据以确定对应于相位修整变量的相位偏移；以及(d)将相位偏移应用到通信装置。
在一些实施例中，参考相位修整数据将每一相位偏移映射到每一自有变量。
在一些实施例中，针对每一个体通信装置测量和存储参考相位修整数据，其中每一个体通信装置具有其自身个性化参考相位修整数据。
在一些实施例中，平台特定映射函数将每一RSSI值映射到每一相位修整自有变量。
在一些实施例中，对于属于相同通信装置类型的所有通信装置，平台特定映射函数都相同，其中属于相同通信装置类型的每一个体通信装置不具有其自身个性化平台特定映射函数。
在一些实施例中，参考相位修整数据存储在用户不可访问的受保护存储区域。
在一些实施例中，平台特定映射函数存储在用户可访问的开放存储区域。
本发明另外提供一种用于确定相位偏移并将相位偏移应用到经由电感耦合进行通信的通信装置的方法，所述方法包括：(a)针对通信装置测量特性参数；(b)使用平台特定映射表或函数以确定对应于针对通信装置所测量的特性参数的相位修整索引或变量；(c)使用参考相位修整数据以确定对应于相位修整索引或变量的相位偏移；以及(d)将相位偏移应用到通信装置。
在一些实施例中，特性参数是接收信号强度指示符(RSSI)值，其中RSSI值对应于电感耦合的场强度。
本发明还可提供一种在非暂时性计算机可读媒体中进行编码以确定相位偏移并将相位偏移应用到通信装置的计算机程序产品，所述通信装置经由电感耦合进行通信，所述计算机程序产品包括：(a)用于针对通信装置测量特性参数的计算机代码；(b)用于使用平台特定映射表或函数以确定对应于针对通信装置所测量的特性参数的相位修整索引或变量的计算机代码；(c)用于使用参考相位修整数据以确定对应于相位修整索引或变量的相位偏移的计算机代码；以及(d)用于将相位偏移应用到通信装置的计算机代码。
上文概述并不意图表示当前或未来权利要求集的范围内的每个示例实施例。在下文附图和具体实施方式内讨论另外的示例实施例。
附图说明
通过参考与附图相结合的以下描述，可以最好地理解所描述的实施例及其优点。这些附图不以任何方式限制可以由本领域的技术人员在不偏离所描述的实施例的精神和范围的情况下对形式和细节所做的任何改变。
图1示出根据一些示例实施例的在不同电感耦合条件下的负载调制振幅与通信装置的示例相位配置的关系图。
图2示出根据一些示例实施例的具有I/Q混合器、放大器、滤波、A/D(模数)转换器和基带信号解调器的典型接收器的框图。
图3示出根据一些示例实施例的提供用于计算相位的方法的概述的框图。
图4示出根据一些示例实施例的系统/IC(集成电路)的相行为。
图5示出根据一些示例实施例的当来自相应的平台的场强度(H)/RSSI被映射到不变参考输入时的系统/IC(集成电路)的相行为。
图6示出根据一些示例实施例的提供用于计算相位的方法的概述的框图，所述方法使用参考相位修整数据以确定相位偏移。
具体实施方式
在这部分中描述根据本申请案的代表性装置和方法。提供这些例子仅是为了添加上下文以及辅助对所描述的实施例的理解。因此，本领域的技术人员将清楚，可在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所描述的实施例。在其它情况下，未对众所周知的过程步骤进行详细描述，以免不必要地模糊所描述的实施例。其它实施例是可能的，因此以下例子不应被视为限制性的。
在以下详细描述中，参考形成本说明书的部分的附图，并且在附图中作为说明示出了根据所描述的实施例的特定实施例。尽管足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践所描述的实施例，但应理解，这些例子不是限制性的；因此可使用其它实施例，并且可在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下进行改变。
有源负载调制(ALM)是目前市场中所有移动NFC解决方案的最先进技术。在一个实施例中，ALM是根据A/B/F型的标准进行调制的13.56MHz信号的有源发送。这大大增强了所产生的信号强度，并通过满足关于负载调制振幅参数的所需标准(如NFC论坛、ISO 14443、EMVCo等)而允许使用较小天线。
可针对所有ALM情况的卡响应限定专用初始相位。所述初始相位设置可用于针对示出为“110”、“120”、“130”和“140”的不同耦合位置，优化如图1中所示的负载调制振幅。在图1中，x轴可表示初始相位设置(以度为单位)(即，ALM的相位与TX CW(传输器载波)信号相位的关系)。图1示出一些相位值的负载调制振幅峰化。因此，在一些实施例中，相位可用于优化负载调制振幅。
在场(和认证测试)中存在极其依赖于振幅的多个参考通信对应装置，例如，一些FeliCa读卡器和早期的支付终端。可以看出，对于这些极其依赖于振幅的读卡器，仅有小范围的相位产生传递通信。因此，调整相位以优化负载调制振幅可能对这些对应装置(例如，一些FeliCa读卡器和早期的支付终端)的使用有很大的帮助。
NFC系统的传输器(TX)相位(如在RX上所见的读取器场与TX处的载波相位的相位关系)取决于多个系统和/或环境参数/条件(例如，场强度、失谐/耦合条件、天线几何结构、IC(PVT)(集成电路——工艺、电压和温度)、匹配网络(拓扑、......)、协议、数据速率、重新传输、重新配置、时序、应用等。
可用于平台的TX(传输器)相位由利用多个读取器终端的测量活动限定。存在一种提供用于所有读卡器的传递通信的TX相位范围(如(例如)IOT(互操作测试)认证中所限定)。
补偿相位的主要挑战是：
(1)补偿由IC自身导致的相位偏移(其可随PVT、输入电压电平等而变)。(注意：IC表示集成电路。PVT表示工艺、电压和温度。)
(2)精确地评定输入电压电平以使得补偿可以完成。
(3)RSSI可用于量化相关的输入电压电平，因为它是取决于平台参数(例如，匹配网络、天线、RSSI的参考节点、RSSI修整等)的绝对参考。
尽管可能已经针对相应的目标消费器平台完成了工厂中的修整(ATE)，但是这可能紧接着引起测试程序(例如每一消费器平台一个测试程序)的巨大差异，并且致使IC的ATE(自动测试设备)生产测试和处理的数理逻辑变得即便不是不可能，也会变得困难。
本发明的重要一点是产生和存储参考人工(虚拟)平台和相应的人工(虚拟)参数集合的修整数据。当在消费器环境中应用实际校准时，需要(例如，通过定标)应用高效且简单的真实、实际系统平台参数到虚拟修整码的定标。
图2中示出典型接收器的实施例。接收器200包括I/Q混合器220、放大器230、滤波240、A/D转换器250和信号解调器260。接收器接收I/Q混合器220的RF输入210，并从信号解调器260产生BB(基带)输出270。
图3给出根据一些示例实施例的用于计算相位的方法的概观。存在若干个针对经校准相位370的促成因素，所述经校准相位370最后被拨号输入到系统中。
初始相位设置350是目标编程相位。这是绝对相位值。
消费器相位偏移360是被认为是由匹配网络、天线等(基本上都是IC外部的促成因素，并且因此仅通过此参数才被IC得知)导致的消费器板部件间变化的相位偏移。这是在消费器生产测试中曾经评估过的静态值。
RSSI 330是经动态测量的度量，其等效于输入电压电平。因为实际输入电压值取决于平台参数和RSSI修整，所以RSSI并未给出绝对VRX电压。应注意，输入电压电平取决于场强度H(310)，继而RSSI 330也取决于场强度H(310)。
系统定标因数320是对平台RSSI到绝对VRX电压的校正。
一个重要步骤是对借助于系统定标因数320评估的RSSI到绝对VRX的校正，所述绝对VRX继而用作相位修整数据索引(或在一些实施例中，用作相位修整表索引)。因此，相位修整数据(或在一些实施例中，相位修整表)可保持不依赖于目标平台，而平台依赖性可通过系统定标解决。在图3中，相位修整数据示出为相位修整phic(RSSI)340。
图4示出系统/IC的相行为(在这个例子中示为任意形状)，所述相行为实际上取决于输入电压Vin。然而，在平台(例如，平台1、平台2，等等)上，输入信号可通过场强度或RSSI或某一其它特性参数进行量化。在图4中，对于平台1，场强度示出为H_1，而RSSI示出为RSSI_1。对于平台2，场强度示出为H_2，而RSSI示出为RSSI_2。
图5示出根据一些示例实施例的当来自相应平台的场强度(H)/RSSI被映射到不变参考输入时的系统/IC(集成电路)的相行为。在图5中，来自相应平台i的场强度(H_i)/RSSI(RSSI_i)/......已经被映射到不变参考输入H_ref/RSSI_ref。具体地说，场强度H_1/RSSI_1与平台1相关联。场强度H_2/RSSI_2与平台2相关联。场强度H_ref/RSSI_ref与不变参考平台相关联。换句话说，在图5中，IC/系统的相行为在场强度/RSSI方面参考虚拟参考标度，所述虚拟参考标度继而用作平台度量(H、RSSI)所映射到的基础。
Figure BDA0001358269290000081
表1A
Figure BDA0001358269290000082
表1B
在表1A和1B中，相位偏移phi_1、phi_2......是指取决于实际平台的不同的场强度/RSSI。表1A和1B示出待补偿的相位(phi_i)和待选择的相应参数(即，表1A的场强度H和表1B的RSSI)之间的映射。应注意，这些值仅作为例子以供说明。
重要的一点是，平台之间，映射的输入(例如，场强度、RSSI)不同，并且在平台与参考之间，所述输入也不同。这种变化可通过根据参考调整输入参数来解决。这并不灵活，且不合需要。
Figure BDA0001358269290000091
表2
方法是使用如表2中所示的映射表(或函数)。这个函数允许针对输入(在这个例子中，是指场强度方面，但在另一个实施例中，还可以是RSSI)使用相同标度或任意标度。映射表的重要部分是每一平台的标度映射(表格式或函数)到实际修整表(参考表)的索引。
因此，每一平台需要限定的映射不再需要含有任何相位数据，因为已将相位数据移到参考表中。参考表又可被视为修整数据表，所述修整数据表由(IC的)工厂测试期间的数据填充，并且完全独立且与平台特性无关。
Figure BDA0001358269290000092
Figure BDA0001358269290000101
表3
按以下顺序产生信息。
第一步骤是产生补偿表格，所述补偿表格是指如表3中所示的参考系统。由ATE(自动测试设备)在测试系统上产生这个表格。在一些实施例中，这个表格可存储在“修整区域”中，所述“修整区域”是非易失性存储器中的持久且往后不会被改变的受保护存储器。
Figure BDA0001358269290000102
Figure BDA0001358269290000111
在第二步骤中，平台特定数据可进入如表4A或表4B中所示的平台特定表格，所述平台特定表格可以被消费器改变或至少将根据消费器需要专门进行更新。在一些实施例中，相关数据存储在“开放”存储区域。“开放”意味着它可由消费器访问。
在一些实施例中，表格可以被消费器覆写，并且它将特定于某一平台。
在一些实施例中，可借助电子数据表产生(存储正确的索引)的表格。
表4A和4B基本上等效于表5A和5B。唯一的差别是表4A和4B是指场强度H，而表5A和5B是指RSSI。在一些实施例中，表4A和4B是含有主要数据的表格。在一些实施例中，表5A和5B是所应用的、使用的和存储的重要表格。这可能是因为RSSI是被测量和使用以确定相位偏移的特性参数。
在一些实施例中，表4A和4B可被称为(基于场强度H的)平台特定映射表。在一些实施例中，表5A和5B可被称为(基于RSSI的)平台特定映射表。在一些实施例中，包含于表4A、4B、5A和5B中的信息可作为平台特定映射函数呈现。对于平台特定映射表(其对应于图6中的相位映射phPlatform(RSSI)680)，图6示出输出为索引690。接着，索引690与表3(表3对应于图6中的相位修整phRef(RSSI)640)一起使用以获得相应的“经修整相位”。因此，平台特定映射表与索引相关联。更一般来说，对于平台特定映射表，对应的关联将会是变量。
图6示出根据一些示例实施例的提供用于使用参考相位修整数据来计算相位以确定相位偏移的方法的概观的框图。图6示出根据一些示例实施例的可如何组合各个值以计算相位。
此处是应用图6中所示的方法和系统的过程的实施例。
在第一步骤中，测量(或读取)RSSI 630。
RSSI 630是经动态测量的度量，其等效于输入电压电平。因为实际输入电压值取决于平台参数和RSSI修整，所以RSSI并未给出绝对VRX电压。应注意，输入电压电平取决于场强度H(610)，继而RSSI 630也取决于场强度H(610)，系统定标因数620是对平台RSSI到绝对VRX电压的校正。
在第二步骤中，进入表5(即，5A或5B，这取决于平台)并得到索引690。在图6中，表5由相位映射phPlatform(RSSI)680表示。在一些实施例中，表5可被称为平台特定映射表或函数。
在第三步骤中，利用索引进入表3并得到相应的“经修整相位”，所述“经修整相位”是取决于输入电压电平(其等效于RSSI)的IC相位偏移。在图6中，表3由相位修整phRef(RSSI)640表示。在一些实施例中，表3可被称为参考相位修整数据或参考相位修整表。
在第四步骤中，“经修整相位”将按照图6应用于整个相位。具体地说，“经修整相位”将与初始相位设置650和消费器相位偏移660组合以得到经校准相位670，所述经校准相位670最后被拨号输入到系统中。
在本说明书中，已经就细节的选定集合呈现了示例实施例。然而，本领域的技术人员将了解，可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。所附权利要求书意欲涵盖所有可能的示例实施例。
所描述的实施例的各个方面、实施例、实施方案或特征可单独地或以任何组合的形式使用。所描述的实施例的各个方面可通过软件、硬件或硬件与软件的组合来实施。
出于解释的目的，上述描述使用特定的命名法以提供对所描述的实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将清楚，实践所描述的实施例并不需要具体细节。因此，出于说明和描述的目的而呈现特定实施例的上述描述。它们并不意图为穷尽性的或将所描述的实施例限制在所公开的精确形式。本领域的技术人员将清楚，鉴于上文的教示内容，多个修改和变化是可能的。

Claims (9)

1.一种用于确定相位偏移并将所述相位偏移应用到经由电感耦合进行通信的通信装置的方法，其特征在于，所述方法包括：
针对所述通信装置测量接收信号强度指示符(RSSI)值、场强度或其他输入信号参数；
确定对应于针对所述通信装置的所测量的所述RSSI值、场强度或其他输入信号参数的相位修整索引；
使用参考相位修整数据以确定对应于所述相位修整索引的相位偏移；
将所述相位偏移应用到所述通信装置，
其中，使用平台特定映射表以确定所述相位修整索引，所述平台特定映射表包括所测量的所述RSSI值、场强度或其他输入信号参数到所述相位修整 索引的平台特定映射；以及
所述参考相位修整数据包括所述相位修整索引到所述相位偏移的映射。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考相位修整数据将每一相位偏移映射到每一自有索引。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每一个体通信装置测量和存储所述参考相位修整数据，其中每一个体通信装置具有其自身个性化参考相位修整数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平台特定映射表将每一RSSI值映射到每一相位修整自有索引。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对于属于相同通信装置类型的所有通信装置，所述平台特定映射表都相同，其中属于所述相同通信装置类型的每一个体通信装置不具有其自身个性化平台特定映射表。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考相位修整数据存储在用户不可访问的受保护存储区域。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平台特定映射表存储在用户可访问的开放存储区域。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
确定TX(传输器)相位设置；
确定消费器相位偏移，其中，消费器相位偏移是由匹配网络和天线导致的消费器板部件间变化的相位偏移；以及
将所述相位偏移、所述TX(传输器)相位设置和所述消费器相位偏移应用到所述通信装置。
9.一种用于确定相位偏移并将所述相位偏移应用到经由电感耦合进行通信的通信装置的方法，其特征在于，所述方法包括：
针对所述通信装置测量接收信号强度指示符(RSSI)值、场强度或其他输入信号参数；
确定对应于针对所述通信装置的所测量的所述RSSI值、场强度或其他输入信号参数的相位修整变量；
使用参考相位修整数据以确定对应于所述相位修整变量的相位偏移；
将所述相位偏移应用到所述通信装置，
其中，使用平台特定映射表以确定所述相位修整变量，所述平台特定映射表包括所测量的所述RSSI值、场强度或其他输入信号参数到所述相位修整 变量的平台特定映射；以及
所述参考相位修整数据包括所述相位修整变量到所述相位偏移的映射。
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