CN110929830A - 一种uhf-rfid标签芯片的基带架构及状态控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种UHF‑RFID标签芯片的基带架构及状态控制方法，包括调制解调模块、电源模块、状态控制模块、存储器，通过状态控制模块连接各个独立工作模块；状态控制模块通过当前工作状态打开/关闭其他工作模块的电源，并且在状态储存寄存器中存储当前工作状态，以便其他模块恢复供电后能很快恢复断电之前的状态；通过独立工作模块中的编解码模块完成对命令的解码和返回状态值的编码，使代码可以被各个独立工作模块或外接设备解读，并在工作完成后返回的状态值可以被状态控制模块成功读取；通过关闭无关的独立工作模块，减少了UHF‑RFID标签芯片的功耗。
Description
技术领域
本发明属于射频芯片识别领域，尤其涉及一种UHF-RFID标签芯片的基带架构及状态控制方法。
背景技术
目前UHF-RFID标签芯片灵敏度由标签芯片内部功耗决定。而功耗分为动态功耗与静态功耗两部分。为了提高标签芯片灵敏度就是从降低动态功耗与静态功耗两个方面考虑，传统的门控时钟方案就是为了降低动态功耗。
现有方案将所有功能做在一个芯片内部，功能包括数字编码、数字解码、命令执行以及存储器读写。造成RFID标签芯片工作需要开启芯片内部的所有功能，无法进一步降低功耗，在编码时，存储器读写的功能依然在消耗电能；在命令执行时，没有关闭数字编解码的功能造成无端浪费。目前，市面上缺少一种能降低功耗的UHF-RFID标签芯片的基带架构。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，包括调制解调模块、电源模块、状态控制模块、存储器；
所述状态控制模块连接至少两个独立工作模块，所述状态控制模块根据工作状态关闭或启动对应的独立工作模块的电源；
所述存储器与状态控制模块分别连接所述电源模块以控制电源的供给
优选的是，所述状态控制模块还设有状态储存寄存器用于存储当前工作状态，所储存的工作状态用于各个模块恢复断电前的状态。
优选的是，所述独立工作模块包括存储器控制模块、存储器数据缓存模块，所述存储器控制模块连接存储器数据缓存模块、存储器；所述存储器控制模块连接所述电源模块。
优选的是，所述独立工作模块包括命令处理模块，用于输出驱动代码至其他工作模块。
优选的是，所述独立工作模块包括编解码模块，所述编解码模块连接所述调制解调模块、命令处理模块。
优选的是，所述独立工作模块包括传感器模块，用于检测指定环境量的变化。
优选的是，所述独立工作模块包括外设接口，用于连接外部设备。
优选的是，一种基于UHF-RFID标签芯片的基带架构状态控制方法，具体步骤包括：
上电后，所述状态控制模块通电并复位；
所述状态控制模块打开存储器控制摸及存储器的电源，所述存储器中数据载入至数据缓存模块后，所述状态控制模块断开存储器及存储器控制模块的电源；所述状态控制模块对所述编解码模块上电并等待命令的到来；
所述编解码模块接收到命令后进行解码，并将解码结果传输至状态控制模块和命令处理模块，传输完成后，状态控制模块断开编解码模块的电源；
所述状态控制模块根据解码结果改变状态储存寄存器的值，打开对应的独立工作模块，并关闭其他无关独立工作模块；
所述命令处理模块接收解码结果，输出至对应的独立工作模块；
所述独立工作模块接收命令处理模块传输的代码进行作业；
完成作业后，所述独立工作模块通过编解码模块编码相关数据返回至状态控制模块。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：通过将UHF-RFID标签芯片分为一个独立的状态控制模块和若干个独立工作模块，由状态控制摸块控制这些独立工作模块开启/关闭，实现彻底关闭无关当前工作状态的独立工作模块，从而将芯片的整体功耗降低到一个极低的水平；存储器和状态寄存器单独供电，保证了芯片恢复工作时会先去读取之前的工作状态，避免了每次芯片恢复工作都需要下达指令进入指定工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的UHF-RFID标签芯片的系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
本发明将UHF-RFID标签芯片分为调制解调模块、电源模块、状态控制模块、存储器；
状态控制模块连接存储器控制模块，存储器控制模块打开存储器和存储器数据缓存，将存储器中数据存入缓存后，存储器控制模块返回数据表明已经完成数据存入缓存作业，状态控制模块发出关闭存储器控制模块的命令。存储器控制模块在接收到关闭命令后关闭存储器和自身控制模块。
编解码模块连接命令处理模块、状态控制模块，通过接收相关命令代码并解码成状态控制模块和命令处理模块可读取的程度，传送至状态控制模块，方便状态控制模块打开/关闭相应的独立工作模块。
命令处理模块在接收到解码后的命令代码，根据命令驱动相关存储器控制模块、外部设备、传感器模块进行工作。
存储器数据缓存作为程序运行时临时存储的地方，是作为运行程序必备的配置。
本发明的技术方案中，每个模块的运行都需要状态控制模块打开此模块与电源的连接，当此模块完成作业后，状态控制模块会立即断开此模块与电源的连接，达到了省电的目的。
对应的工作模块恢复供电时，应先从状态储存寄存器中恢复断电之前的状态；当工作模块完成作业时，一般会返回一段代码表明自身完成作业，状态控制模块因此可以判定模块完成作业。打开和断开电源与指定工作模块的连接这一步骤在后续实施例中不一一赘述。
实施例一
系统开始工作时，本发明的上电复位模块开始工作，系统所有寄存器被复位，状态控制模块开始工作，打开存储器控制模块与电源的连接。将存储器中的数据载入到存储器数据缓存，载入完毕后发送状态返回至状态控制模块，状态控制模块在接收到载入完毕状态的代码后，关闭存储器控制模块和存储器。整体进入等待命令状态。
编解码模块等待命令，在接收到命令后进行解码，解析得出本次是读取存储器的值，编解码模块将解码后的命令发送至状态控制模块，状态控制模块进行作业。
如果RFID当前状态不是读取存储器的值状态，则需要改变状态储存寄存器中的值，状态储存寄存器改变状态值后返回相关数据至编解码模块，编解码模块将状态值编码并发送至状态控制模块，状态控制模块在接收到状态值编码后，确认已完成改变状态储存寄存器值的作业后，输出命令打开存储器控制模块，存储器控制模块读取存储器数据缓存中的值，完成作业后再通过编解码模块进行编码返回相关值，状态控制模块在接收到相关值后确认已经完成读取存储器的值，等待下一条命令到来。
通过本实施例单独打开读取存储器的值相关模块，实现了读取的工作状态并且由于没有打开其他无关工作模块，使UHF-RFID标签芯片相比之前一体化设计的RFID标签芯片会减少一定功耗。
并且因为仅开启部分工作模块，使芯片工作时产生的漏电电流降至一个非常低的水平。
实施例二
系统开始工作时，本发明的上电复位模块开始工作，系统所有寄存器被复位，状态控制模块开始工作，打开存储器控制模块。将存储器中的数据载入到存储器数据缓存，载入完毕后发送状态值返回至状态控制模块，状态控制模块在接收到载入完毕状态的代码后，关闭存储器控制模块和存储器。整体进入等待命令状态。
编解码模块等待命令，在接收到命令后进行解码，解析得出本次是写入存储器的值，编解码模块将解码后的命令发送至状态控制模块，状态控制模块进行作业。
如果RFID当前状态不是写入存储器的值状态，则需要改变状态储存寄存器中的值，状态储存寄存器改变状态值后返回相关数据至编解码模块，编解码模块将状态值编码并发送至状态控制模块，状态控制模块在接收到状态值编码后，确认已完成改变状态储存寄存器值的作业后，输出命令打开存储器控制模块。
由于存储器读取和写入所需的电压不同，因此首先提升供电电压值至写入存储器的电压，命令处理模块内存有需要写入的值，通过编解码模块对写入的值进行编码，在存储器内成功写入后，返回状态值至编解码模块，编解码模块将状态值编码成作业完成状态值，发送至状态控制模块，完成当前作业，并将供电电压恢复至原有水平，关闭存储器控制模块。
实施例三
系统开始工作时，本发明的上电复位模块开始工作，系统所有寄存器被复位，状态控制模块开始工作，打开存储器控制模块。将存储器中的数据载入到存储器数据缓存，载入完毕后发送状态返回至状态控制模块，状态控制模块在接收到载入完毕状态的代码后，关闭存储器控制模块和存储器。整体进入等待命令状态。
编解码模块等待命令，在接收到命令后进行解码，解析得出本次是打开外接设备，编解码模块将解码后的命令发送至状态控制模块，状态控制模块进行作业。
如果RFID当前状态不是连接外设接口的操作状态，则状态控制模块输出打开外接接口，关闭编解码模块，命令处理模块将存储于存储器的命令代码输出至外设接口，外接设备在接收到相关代码后进行运作，操作完成后，返回状态值至外设接口，外设接口将状态值发送至编解码模块，编解码模块通过编码，将状态值编码成状态控制模块可接受的代码形式。状态控制模块在接收到返回的状态值后，状态控制模块将状态值存储于存储器中，整体进入等待状态。
通过编解码模块实现了外接设备和状态控制模块的连接沟通，避免了外接设备和状态控制模块所使用的不同形式代码造成无法解读。
实施例四
系统开始工作时，本发明的上电复位模块开始工作，系统所有寄存器被复位，状态控制模块开始工作，打开存储器控制模块。将存储器中的数据载入到存储器数据缓存，载入完毕后发送状态返回至状态控制模块，状态控制模块在接收到载入完毕状态的代码后，关闭存储器控制模块和存储器。整体进入等待命令状态。
编解码模块等待命令，在接收到命令后进行解码，解析得出本次是打开传感器模块，编解码模块将解码后的命令发送至状态控制模块，状态控制模块进行作业。
如果RFID当前状态不是打开传感器模块状态，则通过状态控制模块进行操作，打开传感器模块，同时关闭除传感器模块外的所有独立工作模块，传感器模块操作完成后，状态控制模块打开编解码模块。
编解码模块在接收传感器模块传输的值通过编码部分进行编码，完成后返回相关数据至状态控制模块。
在另一种实施方式中，还可以将传感器检测的值存储于存储器中，因此在返回相关数据至状态控制模块后，状态控制模块打开存储器控制模块，由于存储所需的电压不同，需先将供电电压提升至写入存储器的电压，后将检测的值更新至存储器中。
写入作业完成后，存储器控制模块返回值至编解码模块，编解码模块将返回值进行编码，发送至状态控制模块，状态控制模块接收后关闭其他无关独立工作模块，仅剩下编解码模块和命令处理模块等待下一条命令到来。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，包括调制解调模块、电源模块、状态控制模块、存储器；
所述状态控制模块连接至少两个独立工作模块，所述状态控制模块根据工作状态关闭或启动对应的独立工作模块的电源；
所述存储器与状态控制模块分别连接所述电源模块以控制电源的供给。
2.根据权利要求1所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述状态控制模块还设有状态储存寄存器用于存储当前工作状态，所储存的工作状态用于各个模块恢复断电前的状态。
3.根据权利要求1所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述独立工作模块包括存储器控制模块、存储器数据缓存模块，所述存储器控制模块连接存储器数据缓存模块、存储器；所述存储器控制模块连接所述电源模块。
4.根据权利要求1所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述独立工作模块包括命令处理模块，用于输出驱动代码至其他工作模块。
5.根据权利要求4所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述独立工作模块包括编解码模块，所述编解码模块连接所述调制解调模块、命令处理模块。
6.根据权利要求1所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述独立工作模块包括传感器模块，用于检测指定环境量的变化。
7.根据权利要求1所述的一种UHF-RFID标签芯片的基带架构，其特征在于，所述独立工作模块包括外设接口，用于连接外部设备。
8.根据权利要求1～7任一所述的用于UHF-RFID标签芯片的基带架构的状态控制方法，具体步骤包括：
上电后，所述状态控制模块通电并复位；
所述状态控制模块打开存储器控制摸及存储器的电源，所述存储器中数据载入至数据缓存模块后，所述状态控制模块断开存储器及存储器控制模块的电源；所述状态控制模块对所述编解码模块上电并等待命令的到来；
所述编解码模块接收到命令后进行解码，并将解码结果传输至状态控制模块和命令处理模块，传输完成后，状态控制模块断开编解码模块的电源；
所述状态控制模块根据解码结果改变状态储存寄存器的值，打开对应的独立工作模块，并关闭其他无关独立工作模块；
所述命令处理模块接收解码结果，输出至对应的独立工作模块；
所述独立工作模块接收命令处理模块传输的代码进行作业；
完成作业后，所述独立工作模块通过编解码模块编码相关数据返回至状态控制模块。
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