CN109521706A - Nfc控制器 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的第一方面，提供一种近场通信(NFC)控制器，包括负载调幅控制单元，所述负载调幅控制单元被配置成控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅，其中所述负载调幅控制单元被进一步配置成取决于供电电压而改变所述负载调幅。根据本公开的第二方面，构想一种操作近场通信(NFC)控制器的对应方法。根据本公开的第三方面，提供一种对应计算机程序。

Description

NFC控制器
技术领域
本公开涉及一种NFC控制器。此外，本公开涉及一种操作NFC控制器的方法，以及涉及一种对应计算机程序。
背景技术
近场通信(NFC)的使用使数据能够在相对短的距离内进行无线传输。启用NFC的移动装置通常含有主机处理器和可操作地耦合到主机处理器的NFC控制器。NFC控制器被配置成控制NFC装置与例如NFC读取器的外部装置之间的近场通信。启用NFC的移动装置可在所谓的卡模式中操作，这意味着其可模拟智能卡。在一些应用中，NFC读取器与启用NFC的移动装置之间的通信稳定和可靠是至关重要的。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种近场通信(NFC)控制器，包括负载调幅控制单元，所述负载调幅控制单元被配置成控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅，其中所述负载调幅控制单元被进一步配置成取决于供电电压而改变所述负载调幅。
在一实施例中，NFC控制器进一步包括其中存储传输器设置的不同集合的存储器，其中改变负载调幅包括从所述存储器中检索传输器设置的具体集合以及将检索的具体集合加载到传输器中。
在一实施例中，存储器是电可擦除可编程只读存储器。
在一实施例中，负载调幅控制单元在固件中实施。
在一实施例中，供电电压是由传输器电压调节器输出的电压。
在一实施例中，负载调幅控制单元被配置成接收指示由传输器电压调节器输出的电压低于预定义阈值的触发信号，且负载调幅控制单元被配置成响应于接收到所述触发信号而增大负载调幅。
在一实施例中，阈值在3.2伏特到3.7伏特的范围内。
在一实施例中，由传输器电压调节器输出的电压取决于电池输出。
在一实施例中，启用NFC的移动装置包括所阐述种类的NFC控制器。
根据本公开的第二方面，构想一种操作近场通信(NFC)控制器的方法，包括所述NFC控制器的负载调幅控制单元控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅，其中所述负载调幅控制单元取决于供电电压而改变所述负载调幅。
在一实施例中，改变负载调幅包括从NFC控制器的存储器中检索传输器设置的具体集合，以及将检索的具体集合加载到传输器中。
在一实施例中，供电电压是由传输器电压调节器输出的电压。
在一实施例中，负载调幅控制单元接收指示由传输器电压调节器输出的电压低于预定义阈值的触发信号，且负载调幅控制单元响应于接收到所述触发信号而增大负载调幅。
在一实施例中，由传输器电压调节器输出的电压取决于电池输出。
根据本公开的第三方面，提供一种计算机程序，包括当被执行时实行所阐述种类的方法的非瞬态可执行指令。
附图说明
将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：
图1示出启用NFC的装置的实例；
图2示出启用NFC的装置的说明性实施例；且
图3示出启用NFC的装置的子系统的说明性实施例。
具体实施方式
图1示出启用NFC的装置100的实例。启用NFC的装置100可例如是智能电话、平板计算机或可佩戴装置(例如，智能手表)。启用NFC的装置100包括主机处理器102。此外，启用NFC的装置100包括可操作地耦合到主机处理器102和安全元件112的NFC控制器104。NFC控制器104被配置成控制启用NFC的装置100与例如NFC读取器(未示出)等外部装置之间的近场通信。启用NFC的装置100包括用于实现近场通信的NFC天线110。此外，NFC控制器104包括可操作地耦合到电池106的传输器电压调节器108。传输器电压调节器108被配置成向NFC控制器104的传输器(未示出)提供电力。传输器电压调节器108的输入(Vup)耦合到电池106；因此，电池向传输器电压调节器108提供电力。在大多数情形下，传输器电压调节器108的输出遵循电池106的输出(Vbat)。然而，如果电池输出减小(例如，因为电池106几乎为空)-且因此传输器电压调节器108的输出同样减小-那么在卡模式中的负载调幅(LMA)也可减小，从而会不利地影响与外部装置的通信。
为了保证非接触式卡读取器与应答器之间的互操作性，国际标准指定空中接口的属性。举例来说，ISO/IEC 14443是用于邻近卡的基本国际标准，ISO/IEC 10373-6是用于邻近系统的测试标准，EMVCo是用于支付的行业标准且ECMA340是近场通信(NFC)接口和协议。非接触式卡读取器和应答器与这些标准的符合性是非常至关重要的且在一些情况下此符合性需要由认可的测试实验室证明。国际标准对非接触式产品的空中接口指定多个属性。一个属性是所谓的负载调幅(LMA)。
举例来说，在从在卡模式中的装置(下文称为应答器装置)到在非接触式读取器模式中的装置(下文称为非接触式读取器)的通信链路中，使用负载调制传达信息。由于读取器的环形天线电路与应答器装置的环形天线电路之间的感应式邻近耦合，应答器装置的存在会影响非接触式读取器且通常被称为“卡负载效应”。从非接触式读取器的角度，发生谐振频率的改变和谐振电路的品质(Q)因素的减小。如果非接触式读取器/应答器装置耦合系统被视为变压器，那么应答器装置表示对非接触式读取器的负载。调制应答器环形天线电路的频率和Q产生对非接触式读取器上的负载的调制。非接触式读取器检测读取器天线处的此负载调制作为AC电压。每个标准通常指定需要通过在卡模式中的应答器装置实现的负载调幅的最小限值。因此负载调幅不会过多地减小是至关重要的。
因此，根据本公开，提供一种NFC控制器，包括负载调幅控制单元，所述负载调幅控制单元被配置成控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅(LMA)，其中所述负载调幅控制单元被进一步配置成取决于供电电压而改变所述LMA。以此方式，可在供电电压减小时增强LMA。在实际和高效的实施方案中，LMA控制单元可被配置成通过从启用NFC的装置的存储器中检索传输器设置的具体集合以及通过将检索的集合加载到传输器中来改变LMA。传输器可含有寄存器，所述寄存器含有影响LMA的参数；这些参数的实例是有源负载调制(ALM)类型和传输器幅度残余载波。可预定义不同设置集合，举例来说，一个集合用于标准情形，且一个或多个其它集合用于例外情形，例如低供电电压。用于标准情形的集合可例如在默认情况下使用。如果供电电压减小，那么可从存储器中检索其它集合中的一个且将其加载到传输器的寄存器中。
图2示出启用NFC的装置200的说明性实施例。除图1中所示出的主机处理器102、安全元件112和电池106以及NFC天线110外，启用NFC的装置200包括：NFC控制器202，其包括LMA控制单元204；和电压传输器调节器206，其包括Vup监测器208。Vup监测器208监测电池106的输出。如果例如电池的输出下降到低于预定义阈值，那么Vup监测器208将触发信号传输到LMA控制单元204。在接收到所述触发信号后，LMA控制单元204例如通过加载如上文所描述的具体传输器设置来增大LMA。因此，在一实施例中，供电电压是由传输器电压调节器输出的电压，且LMA控制单元被配置成接收指示由传输器电压调节器输出的电压低于预定义阈值的触发信号。此外，LMA控制单元被配置成响应于接收到所述触发信号而增大负载调幅。以此方式，NFC控制器无需执行主动监测。因此，NFC控制器可执行其主要功能(即NFC控制)而无需负担次要功能(即，供电电压监测)。可替换的是，NFC控制器可在发起在卡模式中的传输之前评估Vup监测器208(例如，通过传输对供电电压指示器的请求)。在实际和高效的实施方案中，预定义阈值在3.2伏特到3.7伏特的范围内。
图3示出启用NFC的装置的子系统300的说明性实施例。除图2中所示出的传输器电压调节器206、电池106和NFC天线110外，子系统300包括；NFC控制器302，其包括LMA控制单元204；和存储器304，其可操作地耦合到LMC控制单元204。如上文所提及，LMA控制单元204可在操作中通过从存储器304中检索传输器设置的具体集合来改变LMA。应注意，术语“集合”可指代仅含有单个传输器设置的集合。随后，LMA控制单元204可将检索的集合加载到传输器(未示出)的寄存器中。在实际和高效的实施方案中，存储器304可以是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。此外，在实际和高效的实施方案中，LMA控制单元204可在固件中实施。
本文中所描述的系统和方法可至少部分地由一个计算机程序或多个计算机程序实施，所述计算机程序可在单个计算机系统中或跨越多个计算机系统以激活和非激活两种状态呈多种形式存在。举例来说，它们可作为由程序指令组成的软件程序以源代码、目标代码、可执行代码或用于进行步骤中的一些的其它格式存在。以上格式中的任一个可以压缩或未压缩形式在计算机可读媒体上实施，所述计算机可读媒体可包括存储装置和信号。
如本文中所使用，术语“移动装置”指代任何类型的便携式电子装置，包括蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、智能手机、平板计算机等。此外，术语“计算机”指代包括例如通用中央处理单元(CPU)、专用处理器或微控制器等处理器的任何电子装置。计算机能够接收数据(输入)，能够对数据执行一系列预先确定的操作，且由此能够产生呈信息或信号形式的结果(输出)。取决于上下文，术语“计算机”将意味着具体地说处理器或更一般地，与单个机箱或壳体内容纳的相关元件的组合相关联的处理器。
术语“处理器”或“处理单元”指代数据处理电路，所述数据处理电路可以是微处理器、协处理器、微控制器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑电路和/或基于存储在存储器中的操作指令来控制信号(模拟或数字)的任何电路。术语“存储器”指代某一存储电路或多个存储电路，例如只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何电路。
如本文中所使用，“计算机可读媒体”或“存储媒体”可以是能够容纳、存储、传达、传播或传输计算机程序以供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何装置。计算机可读媒体可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、设备、装置或传播媒体。计算机可读媒体的更具体例子(非穷尽性列表)可包括以下各项：具有一根或多根导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CDROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘(BD)和存储卡。
应注意，已经参考不同主题描述了以上实施例。具体地说，一些实施例可能是已参考方法类的权利要求来描述的，而其它实施例可能是已参考设备类的权利要求来描述的。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另有说明，否则除属于一种类型主题的特征的任意组合外，与不同主题相关的特征的任意组合，特别是方法类的权利要求的特征和设备类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。
此外，应注意，图式是示意性的。在不同图式中，用相同附图标记表示类似或相同元件。此外，应注意，为了提供对说明性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的具体目标，例如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，这些约束条件在不同的实施方案之间可能不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但仍然是本领域的技术人员进行设计、制造和生产的例行任务。
最后，应注意，技术人员应能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。词“包括(comprise/comprising)”不排除在权利要求书中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的单词“一”不排除多个此类元件的存在。权利要求书中叙述的措施可借助于包括若干独特元件的硬件和/或借助于适当编程的处理器来实施。在列出若干装置的装置权利要求中，可通过硬件中的同一个物件实施这些装置中的若干个。在彼此不同的附属权利要求项中叙述某些措施的这一单纯事实并不表示不能使用这些措施的组合来获得优势。
附图标记列表
100 启用NFC的装置
102 主机处理器
104 NFC控制器
106 电池
108 传输器电压调节器
110 NFC天线
112 安全元件
200 启用NFC的装置
202 NFC控制器
204 LMA控制
206 传输器电压调节器
208 Vup监测器
300 启用NFC的装置的子系统
302 NFC控制器
304 存储器

Claims (10)

1.一种近场通信NFC控制器，其特征在于，包括被配置成控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅的负载调幅控制单元，其中所述负载调幅控制单元被进一步配置成取决于供电电压而改变所述负载调幅。
2.根据权利要求1所述的NFC控制器，其特征在于，进一步包括其中存储传输器设置的不同集合的存储器，且其中改变所述负载调幅包括从所述存储器中检索传输器设置的具体集合以及将所述检索的具体集合加载到传输器中。
3.根据权利要求2所述的NFC控制器，其特征在于，所述存储器是电可擦除可编程只读存储器。
4.根据在前的任一项权利要求所述的NFC控制器，其特征在于，所述负载调幅控制单元在固件中实施。
5.根据在前的任一项权利要求所述的NFC控制器，其特征在于，所述供电电压是由传输器电压调节器输出的电压。
6.根据权利要求5所述的NFC控制器，其特征在于，所述负载调幅控制单元被配置成接收指示由所述传输器电压调节器输出的所述电压低于预定义阈值的触发信号，且其中所述负载调幅控制单元被配置成响应于接收到所述触发信号而增大所述负载调幅。
7.根据权利要求6所述的NFC控制器，其特征在于，所述阈值在3.2伏特到3.7伏特的范围内。
8.一种启用NFC的移动装置，其特征在于，包括根据在前的任一项权利要求所述的NFC控制器。
9.一种操作近场通信NFC控制器的方法，其特征在于，包括所述NFC控制器的负载调幅控制单元控制通过NFC天线传输的一个或多个信号的负载调幅，其中所述负载调幅控制单元取决于供电电压而改变所述负载调幅。
10.一种计算机程序，其特征在于，包括当被执行时实行根据权利要求9所述的方法的非瞬态可执行指令。
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