CN109522267A - 一种物联网信息感知soc芯片系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物联网信息感知SOC芯片系统，包括主控处理器、数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元、内存单元和射频前端模块，所述主控处理器分别数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元和内存单元相连接，所述数字基带电路与射频前端模块连接，所述数字基带电路与FLASH单元连接。本发明通过集成主控处理器、数字基带电路和射频前端模块，有效实现了载波抵消、可变信号带宽、抗邻道干扰的接收机和高邻道抑制、低带外杂散的发射器效果，并且本发明不仅充分利用其处理能力与接口资源，能有效减少芯片面积，而且还兼容多种协议，丰富接口资源，支持高通讯速率。本发明可广泛应用于IC领域中。
Description
技术领域
本发明涉及IC电路技术领域，尤其涉及一种物联网信息感知SOC芯片系统。
背景技术
以物联网智能终端SOC芯片为代表的物联网技术，当今广泛应用于人的身份识别，或者作为物流应用中的个体识别，或者作为电子钱包替代现金使用，其中的智能标签，更担当着今后替代条型码作为商品标识的技术角色，而作为智能标签与计算机数据信息系统中介的智能阅读器终端，更是扮演着极其重要的角色。随着物联网互联技术的深入发展及技术成本不断下降，世界贸易将进入电子标签商品识别时代，而且在产品的制造领域、商品的流通领域也将全面引入电子标签技术，市场对标签卡及读卡器的需求量将出现井喷现象，对此我们必须高度重视并加快产业布局。正是因为电子标签应用需求推动，使得电子标签及相应的物联网智能终端SOC芯片技术已不再局限于高新技术产业内，它直接把产业链扩展到先进制造业与现代服务业。可以说物联网智能终端SOC芯片技术不仅关系着如何保持并提升传统制造业的产业优势，而且将极大的推动现代物流业、现代贸易、现代商业的技术创新与产业升级，现代会展业、现代体育产业、现代文化旅游产业、现代信息消费产业等新型的现代服务业也是其服务对象。其自动识别与自动支付功能，将是推动传统服务业向现代服务业进军的标志性技术与关键手段。
目前，中国物联网智能终端SOC芯片产业仍面临巨大的挑战，主要在于产业仍然以“无芯化”为主，在高端物联网智能终端SOC芯片处理芯片等核心领域无法产业化。掌握核心科技，大力推动集成电路设计能力，为物联网智能终端SOC芯片加“芯”降耗也成为产业发展的关键。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能减低功耗的物联网信息感知SOC芯片系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种物联网信息感知SOC芯片系统，包括主控处理器、数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元、内存单元和射频前端模块，所述主控处理器分别数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元和内存单元相连接，所述数字基带电路与射频前端模块连接，所述数字基带电路与FLASH单元连接。
作为本发明的进一步改进，所述数字基带电路包括总线单元、FLASH接口、传输模块、定时器、中断控制器、状态寄存器和配置寄存器，所述总线单元分别与主控处理器、传输模块、定时器、中断控制器和FLASH接口相连接，所述FLASH接口与FLASH单元连接，所述传输模块与射频前端模块相连接，所述配置寄存器的输入端与总线单元的输出端连接，所述传输单元的输出端通过状态寄存器进而与总线单元的第一输入端连接。
作为本发明的进一步改进，所述传输模块包括编解码单元、RAM单元和控制寄存器，所述总线单元与RAM单元连接，所述控制寄存器的第一输出端与总线单元的第二输入端连接，所述控制寄存器的第二输出端与RAM单元的输入端连接，所述RAM单元通过编解码单元进而与射频前端模块连接。
作为本发明的进一步改进，所述射频前端模块包括发射模块、接收模块和LDO模块，所述编解码单元的输入端与接收模块的第一输出端连接，所述发射模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与发射模块的第二输入端连接，所述LDO模块分别与发射模块和接收模块相连接。
作为本发明的进一步改进，所述发射模块包括ASK调制模块、功率放大模块和天线匹配电路，所述ASK调制模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与ASK调制模块的第二输入端连接，所述ASK调制模块的输出端通过功率放大模块进而与天线匹配电路的输入端连接。
作为本发明的进一步改进，所述接收模块包括IQ时钟产生器、四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块、副载波解调模块和IQ路强弱判定模块，所述IQ时钟产生器的第一输出端与ASK调制模块的输入端连接，所述IQ时钟产生器的第二输出端依次通过四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块和副载波解调模块进而与IQ路强弱判定模块的输入端连接，所述IQ路强弱判定模块的输出端与编解码单元的输入端连接。
作为本发明的进一步改进，所述通信接口单元包括USB接口、串口和7816接口，所述USB接口、串口和7816接口均与主控处理器相连接。
本发明的有益效果是：
本发明一种物联网信息感知SOC芯片系统通过集成主控处理器、数字基带电路和射频前端模块，有效实现了载波抵消、可变信号带宽、抗邻道干扰的接收机和高邻道抑制、低带外杂散的发射器效果，并且本发明不仅充分利用其处理能力与接口资源，能有效减少芯片面积，而且还兼容多种协议，丰富接口资源，支持高通讯速率，使得本发明能实现第二次开发更为简单、低功耗、低成本和高可靠性效果。
附图说明
图1是本发明一种物联网信息感知SOC芯片系统的原理示意图；
图2是本发明一种物联网信息感知SOC芯片系统中射频前端模块的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
参考图1和图2，本发明一种物联网信息感知SOC芯片系统，包括主控处理器、数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元、内存单元和射频前端模块，所述主控处理器分别数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元和内存单元相连接，所述数字基带电路与射频前端模块连接，所述数字基带电路与FLASH单元连接。
进一步作为优选的实施方式，所述数字基带电路包括总线单元、FLASH接口、传输模块、定时器、中断控制器、状态寄存器和配置寄存器，所述总线单元分别与主控处理器、传输模块、定时器、中断控制器和FLASH接口相连接，所述FLASH接口与FLASH单元连接，所述传输模块与射频前端模块相连接，所述配置寄存器的输入端与总线单元的输出端连接，所述传输单元的输出端通过状态寄存器进而与总线单元的第一输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述传输模块包括编解码单元、RAM单元和控制寄存器，所述总线单元与RAM单元连接，所述控制寄存器的第一输出端与总线单元的第二输入端连接，所述控制寄存器的第二输出端与RAM单元的输入端连接，所述RAM单元通过编解码单元进而与射频前端模块连接。
其中，当传输模块进行数据交互时，在接收信息过程中，当接收到射频前端模块的信息后，将信息通过编解码单元依次进行解码、串并转换和帧检测处理，然后传输至RAM单元中；在发送信息过程中，当需要发送的信息通过编解码单元依次进行帧产生、并串转换和编码处理，最后发送至射频前端模块。而且，在上述信息的处理期间，还会通过CRC校验和奇偶校验对信息进行实时检测，避免在处理过程中出现的问题。
进一步作为优选的实施方式，所述射频前端模块包括发射模块、接收模块和LDO模块，所述编解码单元的输入端与接收模块的第一输出端连接，所述发射模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与发射模块的第二输入端连接，所述LDO模块分别与发射模块和接收模块相连接。
进一步作为优选的实施方式，所述发射模块包括ASK调制模块、功率放大模块和天线匹配电路，所述ASK调制模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与ASK调制模块的第二输入端连接，所述ASK调制模块的输出端通过功率放大模块进而与天线匹配电路的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述接收模块包括IQ时钟产生器、四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块、副载波解调模块和IQ路强弱判定模块，所述IQ时钟产生器的第一输出端与ASK调制模块的输入端连接，所述IQ时钟产生器的第二输出端依次通过四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块和副载波解调模块进而与IQ路强弱判定模块的输入端连接，所述IQ路强弱判定模块的输出端与编解码单元的输入端连接。
本实施例中，所述IQ时钟产生器由振荡器和Q时钟产生器组成，所述振荡器采用13.56MHZ振荡器实现，主要用于生成I时钟信号。
进一步作为优选的实施方式，所述通信接口单元包括USB接口、串口和7816接口，所述USB接口、串口和7816接口均与主控处理器相连接。
本发明实施例中能够工作在3.3V-5V的电压范围内，可以由USB接口直接供电或者其他电源供电；芯片内部的核心电路由内部产生的1.8V电压供电，例如主控处理器、数字基带电路和射频前端模块等，同时也有部分电路是由外部电源直接供电，如射频前端模块里面的发射模块、IO接口等，因此芯片里面是有一块电源管理模块，负责管理芯片内部各个模块电源的转换。
所述射频前端模块与标签的通讯是按照主从原则来进行的，其主要采用半双工的方式，即两者只能有一个发送，另一个接收。射频前端模块负责发送载波信号启动标签芯片和发射指令，标签只响应射频前端模块所发出的指令，不主动发送指令询问射频前端模块。根据国际标准ISO/IEC14443规定，RFID读写器发射载波频率为13.56MHz的调制深度为10％和100％的ASK信号，标签芯片接收并解调该信号后送入数字状态机进行处理，返回MANCHESTER信号。返回的MANCHESTER信号经负载调制后从标签天线发射；读写器天线接收该信号并进行解调后送入数字部分，完成信号的接收。
从上述内容可知，本发明通过集成主控处理器、数字基带电路和射频前端模块，有效实现了载波抵消、可变信号带宽、抗邻道干扰的接收机和高邻道抑制、低带外杂散的发射器效果，并且本发明不仅充分利用其处理能力与接口资源，能有效减少芯片面积，而且还兼容多种协议，丰富接口资源，支持高通讯速率，使得本发明能实现第二次开发更为简单、低功耗、低成本和高可靠性的效果。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：包括主控处理器、数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元、内存单元和射频前端模块，所述主控处理器分别数字基带电路、通信接口单元、FLASH单元和内存单元相连接，所述数字基带电路与射频前端模块连接，所述数字基带电路与FLASH单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述数字基带电路包括总线单元、FLASH接口、传输模块、定时器、中断控制器、状态寄存器和配置寄存器，所述总线单元分别与主控处理器、传输模块、定时器、中断控制器和FLASH接口相连接，所述FLASH接口与FLASH单元连接，所述传输模块与射频前端模块相连接，所述配置寄存器的输入端与总线单元的输出端连接，所述传输单元的输出端通过状态寄存器进而与总线单元的第一输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述传输模块包括编解码单元、RAM单元和控制寄存器，所述总线单元与RAM单元连接，所述控制寄存器的第一输出端与总线单元的第二输入端连接，所述控制寄存器的第二输出端与RAM单元的输入端连接，所述RAM单元通过编解码单元进而与射频前端模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述射频前端模块包括发射模块、接收模块和LDO模块，所述编解码单元的输入端与接收模块的第一输出端连接，所述发射模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与发射模块的第二输入端连接，所述LDO模块分别与发射模块和接收模块相连接。
5.根据权利要求4所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述发射模块包括ASK调制模块、功率放大模块和天线匹配电路，所述ASK调制模块的第一输入端与编解码单元的输出端连接，所述接收模块的第二输出端与ASK调制模块的第二输入端连接，所述ASK调制模块的输出端通过功率放大模块进而与天线匹配电路的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述接收模块包括IQ时钟产生器、四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块、副载波解调模块和IQ路强弱判定模块，所述IQ时钟产生器的第一输出端与ASK调制模块的输入端连接，所述IQ时钟产生器的第二输出端依次通过四相时钟采样模块、VGA与带通滤波模块和副载波解调模块进而与IQ路强弱判定模块的输入端连接，所述IQ路强弱判定模块的输出端与编解码单元的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的一种物联网信息感知SOC芯片系统，其特征在于：所述通信接口单元包括USB接口、串口和7816接口，所述USB接口、串口和7816接口均与主控处理器相连接。
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