CN113988095A - 非接触式通信设备模式切换管理 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及非接触式通信设备模式切换管理。一种实施例设备包括具有公共的相同受控振荡器的锁相环和锁频环。在非接触式通信设备与非接触式读取器之间的通信开始时,该设备首先置于在卡模拟模式,首先置于包括通过至少操作锁相环,在非接触式设备内使ALM载波频率与读取器载波频率同步,并且一旦非接触式通信设备接收到由读取器发送的指示与读取器在对等模式下进行进一步通信的指示时,设备其次置于对等模式,其次置于包括去激活锁相环并利用参考时钟信号和依赖于读取器载波频率和参考时钟信号的频率的设定点来操作锁频环。

Description

非接触式通信设备模式切换管理
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月27日提交的法国申请号2007898的权益,该申请通过引用结合于此。
技术领域
本发明的实施例总体涉及非接触式通信领域,例如近场通信(NFC),并且更具体地涉及在卡模拟(CE)模式和对等(P2P)模式之间切换的管理。
背景技术
近场通信,本领域技术人员更熟悉的名称为NFC(Near Field Communication),是一种无线连接技术,允许在电子设备(如非接触式智能卡或标签或移动设备)和读取器之间进行短距离(例如10厘米)通信。
NFC技术特别适合于连接任何类型的用户设备,并允许快速和容易的通信。
非接触式设备是能够根据非接触式通信协议经由天线与非接触式读取器交换信息的设备。
NFC设备是一种非接触式设备,是一种与NFC技术兼容的设备。
NFC技术是ISO/IEC 18092、ISO/IEC 21481、NFC Forum和EMVCo中的开放标准技术平台,但包含了许多现有的标准,如ISO-14443或FeliCA JIS X6319-4(F型)中定义的A型和B型协议,这些协议可以是NFC技术中使用的通信协议。
非接触式技术也可用于与ISO 15693和ISO 18000-3兼容的射频识别(RFID)设备。
当在读取器和设备之间传输信息时,读取器经由其天线产生磁场,该磁场通常在常规使用的标准中是13.56MHz的正弦波(载波)。
为了将信息从读取器传输到设备,读取器使用载波的幅度调制。
设备包括处理器,处理器被配置为解调所接收的载波以便获得从读取器传输的数据。
对于从设备到读取器的信息传输,读取器产生未调制的磁场(载波)。
然后设备天线根据要传输的信息调制由读取器产生的场。该调制的频率对应于载波的子载波。该子载波的频率取决于所使用的通信协议,并且可以例如等于848kHz。
两种操作的模式是可以的,无源模式或有源模式。
在无源模式下,该设备通过修改连接到设备天线的终端的负载,对来自读取器的波进行逆向调制以传输信息,并且为了信息的传输,不集成发射器本身或发射器,例如能够在广播期间产生其自身的磁场。这种没有发射器的设备称为无源设备,而不是包括发射器的有源设备。
通常,无源设备是没有功率的,因为它使用来自读取器的波来为其集成电路供电。
在有源操作模式下,读取器和有源设备都产生电磁场。通常,当有源设备具有电源(例如电池)时使用该操作模式。
每个NFC设备(读取器和设备)使用调制方案传输数据。这里,调制同样导致类似于负载修改的效果,并且这随后被称为有源负载调制(ALM)通信。
与无源通信模式相比,根据所使用的协议,可以获得高达20厘米的更大操作距离。
此外,有源负载调制的使用使得使用非常小的天线成为可能。
当无源负载调制产生的信号不够强而无法被读取器检测到时,需要使用ALM。当设备的天线很小或位于具有挑战性的环境中时,就会出现这种情况。
大多数非接触式通信设备,特别是支持NFC的设备(例如移动电话、智能手表),包括它们执行卡模拟(CE)的模式。
近年来,越来越多的支持NFC的设备采用有源负载调制(ALM)来提高CE模式下的通信性能。
非接触式通信设备,例如启用NFC的设备,例如移动电话,也可以在对等(P2P)模式中使用。
CE模式和P2P模式之间的区别如图1和图2所示。
在图1中,示出了CE模式,当非接触式设备进入读取器场时,它以CE模式启动。当以CE模式启动时,非接触式设备执行ALM载波频率(例如13.56MHz)和读取器载波频率(例如13.56MHz)之间的同步,即非接触式设备的受控振荡器的输出信号锁定到从读取器接收的时钟信号的相位和频率上。
在CE模式下读取器和设备之间的通信需要ALM信号和读取器信号之间的相位对准,并且还需要高的读取器时钟纯度,以便能够解码在CE模式下由设备响应产生的CE逆向调制。
在图2中,非接触式设备在CE模式下启动,并在接收到读取器发送的特定命令时切换到P2P模式,在本例中读取器是所谓的P2P启动器。
如图2所示,一旦读取器场关闭,设备的受控振荡器需要在不到56微秒的时间内锁定本地时钟。
并且在P2P模式下,读取器场和设备场不同时传输,并且因此不需要相位对准。
虽然锁相环通常用于在CE模式下的操作开始时执行上述同步,但传统的非接触式设备具有补充锁相环,以在小于56微秒的时间内从CE模式切换到P2P模式,即锁定外部时钟。
然而,这种传统的解决方案导致增加功耗,因为该补充锁相环在CE模式下总是接通,尽管它在CE模式下是非有用的。
这也导致了面积的增加。
此外,从一个锁相环切换到另一锁相环需要额外的时间,并且两个锁相环可能会相互污染。
因此,有必要提出一个尽可能弥补这些缺点的解决办法。
发明内容
根据一个方面,提出了一种管理非接触式通信设备的操作的方法。
非接触式通信设备被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟(CE)模式和对等(P2P)模式。
非接触式通信设备包括锁相环和锁频环,锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
根据该方面的方法包括:在非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时,将非接触式通信设备首先置于卡模拟模式。
该首先置于包括通过至少操作锁相环在非接触式设备内使ALM载波频率与读取器载波频率同步。
一旦非接触式通信设备接收到由读取器发送的指示以对等模式与读取器进行进一步通信的指示时,该方法包括将非接触式通信设备其次置于对等模式,其次置于包括利用参考时钟信号和基于读取器载波频率和参考时钟信号的频率的频率设定点,去激活(deactivating)锁相环并操作锁频环。
因此,该非接触式通信设备设置有锁相环和锁频环,锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
如本领域技术人员所熟知的,锁相环不同于锁频环。
更准确地说,锁相环将环路振荡器的相位锁定在参考时钟的相位上。当然,当环路振荡器的相位锁定在参考时钟的相位上时,振荡器的频率也锁定在参考时钟的频率上。
锁频环将环路振荡器的频率锁定在参考时钟的频率上,但相位无关紧要。换句话说,当环路振荡器的频率锁定在参考时钟的频率上时,振荡器的相位和参考时钟的相位之间的相位差无关紧要,可以是任何值,通常不是零。
并且在CE模式下,使用锁相环和锁频环两者或仅使用锁相环,而在P2P模式下,锁相环被停用,并且仅使用锁频环。
不需要具有上述相应缺点的补充锁相环,并且当在P2P模式下切换时,公共的受控振荡器已经被校准并具有正确的频率。
因此,锁频环的锁定是快速的,所需的持续时间小于56微秒。
频率设定点可以是锁相环的环路滤波器在PLL去激活之前的最后值。
然而,为了减少在P2P模式切换之前由于锁频环的控制字的波动而对设备输出的设备时钟信号的扰动,可以优选地将期望频率设定点存储在存储器(例如寄存器)中,并在进入P2P模式时切换到寄存器上。
根据一个实施例,控制受控振荡器以输出频率等于读取器载波频率或读取器载波频率的倍数的输出振荡器信号。
例如,如果读取器频率等于13.56MHz,则输出振荡器信号的目标频率可以等于64×13.56MHz。
频率设定点可以是输出振荡器信号的频率与参考时钟信号的频率之间的比率。
比率可以是整数,也可以有小数部分。
例如,如果参考时钟信号的频率等于18.08MHz,则该比率是等于48的整数(64×13.56/18.08)。
如上所述,在该首先置于中,不强制操作锁频环,但是参考时钟信号,尽管在首先置于中没有被锁频环使用,但当切换到P2P模式时需要存在以便被锁频环使用。
换句话说,根据一个实施例,参考时钟信号由参考时钟发生器(例如石英晶体)提供,并且该首先置于包括不操作锁频环并接通参考时钟发生器以使其准备在该其次置于期间将参考时钟信号传送到锁频环。
例如,参考时钟发生器可以在CE模式开始步骤开始时接通。
根据另一实施例,同步还可以包括利用参考时钟信号操作锁频环。
换句话说,在这样的实施例中,锁相环和锁频环都在该首先置于下操作,该首先置于用于执行ALM载波频率和读取器载波频率之间的同步,即执行非接触式设备的受控振荡器的输出信号(因此是非接触式设备输出的时钟信号)和从读取器接收的时钟信号之间的相位和频率同步。
如上所述,不需要具有上述相应缺点的补充锁相环,并且当在P2P模式中切换时,锁频环已经被校准和稳定。
因此,当P2P模式被激活时,没有输出振荡器信号的扰动,从而没有ALM输出时钟的扰动。
因此,对于从CE模式到P2P模式的转换,这是一个更稳健的解决方案。
包括可切换锁相环和锁频环的非接触式通信设备的体系结构也允许将非接触式通信设备配置为P2P启动器(P2P读取器)。
因此,根据另一方面,提出了一种管理非接触式通信设备的操作的方法。
如上所述,非接触式通信设备被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟(CE)模式和对等(P2P)模式,并且包括锁相环和锁频环,锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
根据该另一方面的方法包括将非接触式通信设备配置为对等读取器,该配置包括不使用锁相环,并利用参考时钟信号和基于期望读取器载波频率(例如13.56MHz)和参考时钟信号的频率的频率设定点来操作锁频环。
如上所述,根据实施例,控制受控振荡器以输出频率等于期望读取器载波频率或期望读取器载波频率的倍数的输出振荡器信号,并且频率设定点是输出振荡器信号的频率与参考时钟信号的频率之间的比率。
无论哪一方面,该方法可以包括将频率设定点存储在存储器中。
根据另一方面,提出了一种非接触式通信设备,被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟(CE)模式和对等(P2P)模式,并包括可控可配置模块,该可控可配置模块包括锁相环和锁频环,该锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
该模块具有第一卡模拟配置和第一对等配置,在第一卡模拟配置中锁相环工作,并且锁频环利用参考时钟信号进行操作,用于使ALM载波频率与读取器载波频率同步;在第一对等配置中仅锁频环利用参考时钟信号和基于读取器载波频率和参考时钟信号频率的频率设定点进行操作。
控制器被配置为在非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时将可配置模块置于第一卡模拟配置,并且一旦非接触式通信设备接收到读取器发送的指示与读取器在对等模式下进行进一步通信的指示,将可配置模块置于第一对等配置。
根据另一方面,提出了一种非接触式通信设备,非接触式通信设备被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式。
非接触式通信设备包括可控可配置模块,可控可配置模块包括锁相环和锁频环,锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
该模块具有第二卡模拟配置和第一对等配置,在第二卡模拟配置中仅锁相环操作以使ALM载波频率与读取器载波频率同步;在第一对等配置中,仅锁频环利用参考时钟信号和基于读取器载波频率和参考时钟信号的频率的频率设定点进行操作。
非接触式通信设备还包括控制器,该控制器被配置为在非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时将可配置模块置于第二卡模拟配置,并且在非接触式通信设备接收到读取器发送的指示以对等模式与读取器进行进一步通信的指示时将可配置模块置于第一对等配置。
根据一个实施例,非接触式通信设备还包括参考时钟发生器,当接通时,参考时钟发生器被配置为提供参考时钟信号,以及当模块置于第二卡模拟配置时,控制器被配置为接通参考时钟发生器,以便当模块切换到其第一P2P配置时,参考时钟发生器准备将参考时钟信号传送到锁频环。
根据另一方面,提出了一种非接触式通信设备,被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟(CE)模式和对等(P2P)模式,并包括可控可配置模块,该可控可配置模块包括锁相环和锁频环,该锁相环和锁频环具有公共的相同的受控振荡器。
该模块具有第二P2P配置,在第二P2P配置仅锁频环利用参考时钟信号和基于期望读取器载波频率和参考时钟信号的频率的频率设定点进行操作。
控制器被配置为将可配置模块置于第二对等配置中,以使非接触式通信设备充当对等读取器。
根据一个实施例,受控振荡器被配置为输出具有等于读取器载波频率或读取器载波频率的倍数的频率的输出振荡器信号,并且频率设定点是输出振荡器信号的频率与参考时钟信号的频率之间的比率。
非接触式通信设备可以包括用于存储频率设定点的存储器。
非接触式通信设备可以是移动电话、平板电脑、连接的手表、IOT(物联网)设备或任何其他由电池供电的通信设备,而不限制这些示例。
附图说明
本发明的其他优点和特征在阅读实施例及其实施方式的详细描述时将变得显而易见,这些实施例及其实施方式绝不是限制性的,并且从附图中可以看出:
图1示出了CE模式;
图2示出了P2P模式;
图3示出了实施例非接触式通信设备;
图4示出了校准电路和耦合到控制振荡器的振荡器控制器;
图5示出了图3的实施例,其中控制信号CTLSG具有值“0”;
图6示出了图3的实施例,其中控制信号CTLSG具有值“1”;
图7示出了另一实施例非接触式通信设备;
图8示出了图7的实施例,其中控制信号CTLSG具有值“0”;
图9示出了图7的实施例,其中控制信号CTLSG具有值“1”;和
图10示出了第二P2P配置,其中设备DV充当P2P启动器。
具体实施方式
在图3中,参考DV表示包括用于电话通信的天线ANT的非接触式通信设备,例如移动蜂窝电话。
该电话还被配置为支持使用有源负载调制(称为ALM)的卡模拟模式(称为CE模式)和对等模式(称为P2P模式)。
在那些CE模式和P2P模式中,非接触式设备DV通过各自的天线,例如NFC天线ANT1和ANT2与非接触式读取器RD通信。
非接触式设备DV包括连接到其天线ANT1的传统阻抗匹配电路MTC以及连接到阻抗匹配电路MTC的传统EMI(电磁干扰)滤波器EMIF。
然而,滤波器EMIF是可选的。
滤波器EMIF耦合到两个输出端子RFO1和RFO2以及两个输入端子RFI1和RFI2。
非接触式设备DV还包括接收器RXM,接收器RXM具有两个输入端子RFI1和RFI2,并且被配置为处理由滤波器EMIF输出的RF信号。
例如由处理器和/或逻辑电路实现的接收器RXM包括常规时钟提取器CLXTR,该时钟提取器CLXTR被配置为从接收器RXM接收的RF信号中提取作为读取器时钟信号的时钟信号CLEX。
该读取器时钟信号CLEX具有例如等于13.56MHz的频率,以在容差(例如+/-7KHz)内。
接收器RXM还包括处理器PRM,其被配置为处理包含在RF信号中的数据。
接收器RXM还包括控制器CTRLM,控制器CTRLM被配置为传送用于配置可配置模块MD的控制信号CTLSG。
非接触式设备还包括发射器TXM,其本身已知,具有两个输出端子RFO1和RFO2,并被配置为处理要发送到读取器RD的数据。
发射器TXM还接收设备时钟信号DVCLK,当在读取器信号CLEX上同步时,该时钟信号也具有等于13.56MHz的频率以在容限内。
可配置模块MD包括锁相环PLL和锁频环FLL,它们具有公共的相同的受控振荡器DCO。
这个振荡器DCO,例如一个环形振荡器,这里是一个数字控制振荡器,但它也可以是一个压控振荡器。
在该示例中,受控振荡器DCO被配置为输出频率等于N×13.56MHz的输出振荡器信号DCOS。N最好是等于或大于1的整数,例如等于64。
有利地,N也可以是分数,与Δσ转换器相关联,以检索平均值。
在所公开的实施例中,锁相环PLL包括积分器INT1、环路滤波器LF1、受控振荡器DCO和第一计数器CNT1,一方面接收输出振荡器信号DCOS,另一方面接收读取器时钟信号CLEX。
第一计数器CNT1的输出经由第一加法器ADD1环路回到积分器INT1的输出上。
在下面的文本中,与本领域技术人员通常使用的语言相比,术语“加法器”以宽松的术语表达,根据出现在加法器输入端的+或-号,术语“加法器”包括“求和”功能或“减法”功能。
此外,可选地,加法器ADD3允许将相移POFS相加,表示由设置在天线ANT1和锁相环PLL之间的分量引起的相移。
锁频环FLL在这里包括环路滤波器LF2、控制振荡器DCO和第二计数器CNT2,在一端接收输出振荡器信号DCOS,在另一端接收由参考时钟发生器RGM(例如石英晶体)传送的参考时钟信号XOCLK。
这里,两个环路滤波器LF1和LF2是具有传统结构的滤波器(通常是集成稳定滤波器),并且为了尽可能避免任何稳定性问题,优选地设计成使得环路FLL的截止频率大于环路PLL的截止频率。因此,两个环路PLL和FLL的时间响应由环路PLL驱动。
计数器CNT2的输出经由导数滤波器DRF和加法器ADD2环回环路滤波器LF2的输入。
在本例中,虽然第一计数器CNT1的输出传送信号DCOS和CLEX之间的相位差,但计数器CNT1的触发器之一允许传送设备时钟信号DVCLK,其频率相对于信号DCOS的频率除以N,例如这里为64,以便获得13.56MHz的频率以在容差内。
然而,与计数器CNT1并行的除法器也可用于执行除以N。
如图3所示,可配置模块MD在这里包括由控制信号CTLSG控制的多路复用器MX,并且具有耦合到环路滤波器LF1的输出的第一输入和耦合到寄存器RG的第二输入,寄存器RG被配置为存储频率设定点FR。
多路复用器的输出连接到加法器ADD2。
根据控制信号CTLSG的值,要么锁相环PLL和频率环FLL都工作,要么仅频率环FLL工作。
这将在图4和图5中更详细地说明。
如图3所示,模块MD还包括校准电路CLM和耦合到控制振荡器DCO的振荡器控制器CTRLD。
在本例中,校准电路接收校准信号DCOT。
这些组件的一个示例如图4所示。
更准确地说,校准CLM基本上包括由校准信号DCOT控制的电流源。
校准电路的功能是将输出振荡器DCO的频率重新集中在64×13.56MHz附近,以便振荡器控制器CTRLD由于环路PLL和FLL而能够最终跟踪64×13.56MHz的输出频率,该振荡器控制器CTRLD从滤波器LF2的输出接收控制字DCO_CTRL(例如9位)。
更准确地说,校准信号DCOT允许执行振荡器频率的定心(centering),以便在DCO_control范围内寻址13.56MHz。
现在我们参考图5,它示出了当控制信号CTLSG的值为“0”时获得的模块MD的配置(粗体线)。
在这种情况下,锁相环PLL和锁频环FLL都工作。
这对应于模块MD的第一卡模拟配置。
并且,在读取器RD和非接触式设备DV之间的通信开始时应用该第一卡模拟配置。
在该第一CE配置中,锁频环FLL利用参考时钟信号XOCLK进行操作。
在该第一CE配置中,在读取器载波频率和ALM载波频率之间执行同步。更准确地说,该同步是输出振荡器信号DCOS,以及由此设备时钟信号DVCLK与读取器时钟信号CLEX的相位和频率的同步。
在同步开始时,由校准电路CLM使用校准信号DCOT校准控制振荡器,以便将输出振荡器信号的频率重新定心在64×13.56MHz附近,之后,由控制器CTRLD执行精细控制,如参考图4所说明的。
在此同步期间,两个环PLL和FLL同时工作,但只有环PLL锁定振荡器DCO。因此,输出振荡器信号DCOS被环PLL锁相和锁频到读取器时钟信号CLEX上。由于环PLL和环FLL的稳定性都由两个环路滤波器LF1和LF2保证,因此在滤波器LF1的输出处获得的信号DCOS的频率与参考信号XOCLK的频率之间的频率比用作锁频环FLL的控制字。
当读取器发送用于在P2P模式下发起通信的特定命令(例如,ISO-18092中的所谓ATR_REQ命令)时,控制器CTRLM将控制信号CTLSG的值切换到1,从而如图6所示,环PLL被去激活,仅环FLL利用参考时钟信号XOCLK进行操作。
这对应于第一P2P配置。
读取器场被关闭。
此外,存储在寄存器RG中的频率设定点FR被传送到环FLL,该频率设定点FR对应于输出振荡器信号DCOS的频率与参考时钟信号XOCLK的频率之间的比率(这里的比率等于48)。
由于环FLL已经在第一CE配置模式下稳定,设备DV可以在不到56μs的时间内准备好在P2P模式下进行通信,实际上是立即地,因为在P2P模式下切换时,已经稳定的环FLL的锁定时间为空或几乎为空。
换句话说,不需要额外的时间,因为环FLL已经被锁定并且设备DV已经准备好在P2P模式下继续。
由于噪声引起的相位误差的捕获,使得环FLL使环FLL的上述控制字发生波动。此外,在读取器的传输期间,场的调制干扰从场中提取的时钟,使得环FLL的控制在切换到P2P模式之前精确地波动,因此更希望环FLL的理想频率设定点来自寄存器(这里是寄存器RG),而不是保留可能已经被过度干扰了的环路滤波器LF1的最后值。但是,保留滤波器LF1的这个最后值来控制P2P模式下的环FLL仍然是可行的。
我们现在更具体地参考图7,其示出了设备DV的另一实施例。
在本实施例中,图3的多路复用器MX由第一多路复用器MX1和第二多路复用器MX2代替。
更准确地说,第一多路复用器MX1具有连接到环路滤波器LF1的输出的第一输入和连接到环路滤波器lf2的输出的第二输入。第一多路复用器MX1的输出连接到振荡器控制器CTRLD。
第二多路复用器MX2具有连接到环路滤波器LF1的第一输入和连接到存储频率设定点FR的寄存器RG的第二输入。第二多路复用器MX2的输出连接到加法器ADD2。
在CE模式下,在与读取器RD通信开始时,控制器CTRLM传送的控制信号CTLSG的值为0,与图8所示的配置相对应。
这是第二CE配置。
在第二CE配置中可以看到,只有环PLL工作(环FLL不工作)。
同样,由非接触式设备执行的同步导致设备时钟DVCLK与读取器时钟信号CLEX的相位和频率同步。
当接收到特定命令ATR_REQ而切换到P2P模式时,控制信号CTLSG取值1,再次导致图9所示的第一P2P配置。
更确切地说,在该第一P2P配置中,环PLL被去激活,仅环FLL工作,参考时钟信号XOCLK和频率设定点FR存储在寄存器RG中。
应该注意的是,虽然在图8中,参考时钟信号XOCLK不被环FLL使用,因为环FLL不工作,但在图9所示的第一P2P配置中切换时,必须准备好该参考时钟信号。
在这方面,在图8中执行的同步开始时,可以接通参考发生器RGM(箭头ARW),以便当以P2P模式切换时,它们准备好输出参考时钟信号XOCLK。
在本实施例中,当振荡器DCO的频率在同步阶段结束时已被校准到目标频率时,设备DV再次准备好在小于56μs的时间内,例如在12μs内切换到P2P模式。
然而,在图3、图5和图6的实施例中,当切换到P2P模式时,ALM的输出时钟没有扰动,而在图7至图9的实施例中可能会发生轻微扰动。
因此,对于从CE模式到P2P模式的这种转变,图3、图5和图6的实施例比图7至图9的实施例更稳健。
非接触式设备的结构包括具有两个环PLL和FLL的可配置模块MD,该结构也与非接触式设备作为P2P启动器(P2P读取器)的配置兼容。
例如,图10是第二P2P配置,其中设备DV充当用于与例如另一移动电话的另一非接触式设备DV2通信的P2P启动器。
图10在这里对应于当控制信号CTLSG取值1时的图3的实施例。
因此,只有环FLL以参考时钟信号XOCLK和存储在寄存器RG中的期望频率设定点FR操作,从而导致输出具有等于期望频率(13.56MHz)的频率的设备时钟信号DVCLK。

Claims (21)

1.一种管理非接触式通信设备的操作的方法,所述非接触式通信设备被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式,并且所述非接触式通信设备包括锁相环和锁频环,所述锁相环和所述锁频环具有公共的相同的受控振荡器,所述方法包括:
在所述非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时,将所述非接触式通信设备首先置于所述卡模拟模式,所述首先置于包括通过至少操作所述锁相环,在所述非接触式通信设备内使ALM载波频率与读取器载波频率同步;以及
在所述非接触式通信设备接收到由所述非接触式读取器发送的指示时,将所述非接触式通信设备其次置于所述对等模式,所述指示指示与所述非接触式读取器在所述对等模式下的进一步通信,所述其次置于包括利用参考时钟信号和频率设定点去激活所述锁相环并且操作所述锁频环,所述频率设定点基于所述读取器载波频率和所述参考时钟信号的频率。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述受控振荡器被控制以输出输出振荡器信号,所述输出振荡器信号具有等于所述读取器载波频率或等于所述读取器载波频率的倍数的频率,并且所述频率设定点是所述输出振荡器信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的比率。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述参考时钟信号由参考时钟发生器提供,其中所述首先置于包括不操作所述锁频环,并且接通所述参考时钟发生器,以便在所述其次置于期间使所述参考时钟发生器准备好将所述参考时钟信号传送到所述锁频环。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述同步还包括利用所述参考时钟信号操作所述锁频环。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述频率设定点存储在存储器中。
6.一种管理非接触式通信设备的操作的方法,所述非接触式通信设备被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式,并且所述非接触式通信设备包括锁相环和锁频环,所述锁相环和所述锁频环具有公共的相同的受控振荡器,所述方法包括:
将所述非接触式通信设备配置为对等读取器,所述配置包括,在不使用所述锁相环的情况下,利用参考时钟信号和频率设定点操作所述锁频环,所述频率设定点基于期望读取器载波频率和所述参考时钟信号的频率。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述受控振荡器被控制以输出输出振荡器信号,所述输出振荡器信号具有等于所述期望读取器载波频率或等于所述期望读取器载波频率的倍数的频率,并且所述频率设定点是所述输出振荡器信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的比率。
8.根据权利要求6所述的方法,还包括将所述频率设定点存储在存储器中。
9.一种非接触式通信设备,被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式,所述非接触式通信设备包括:
可配置模块,包括锁相环和锁频环,所述锁相环和所述锁频环具有公共的相同的受控振荡器,所述可配置模块具有第一卡模拟配置和第一对等配置,在所述第一卡模拟配置中,所述锁相环和所述锁频环利用参考时钟信号进行操作,用于使ALM载波频率与读取器载波频率同步;在所述第一对等配置中,仅所述锁频环利用所述参考时钟信号和频率设定点进行操作,所述频率设定点基于所述读取器载波频率和所述参考时钟信号的频率;以及
控制器,被配置为在所述非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时,将所述可配置模块置于所述第一卡模拟配置,并且在所述非接触式通信设备接收到由所述非接触式读取器发送的指示时,将所述可配置模块置于所述第一对等配置,所述指示指示与所述非接触式读取器在所述对等模式下的进一步通信。
10.根据权利要求9所述的非接触式通信设备,其中所述受控振荡器被配置为输出输出振荡器信号,所述输出振荡器信号具有等于所述读取器载波频率或等于所述读取器载波频率的倍数的频率,并且所述频率设定点是所述输出振荡器信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的比率。
11.根据权利要求9所述的非接触式通信设备,还包括被配置为存储所述频率设定点的存储器。
12.根据权利要求9所述的非接触式通信设备,其中所述非接触式通信设备是移动电话。
13.一种非接触式通信设备,被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式,所述非接触式通信设备包括:
可配置模块,包括锁相环和锁频环,所述锁相环和所述锁频环具有公共的相同的受控振荡器,所述可配置模块具有第二卡模拟配置和第一对等配置,在所述第二卡模拟配置中,仅所述锁相环操作以使ALM载波频率与读取器载波频率同步;在所述第一对等配置中,仅所述锁频环利用参考时钟信号和频率设定点进行操作,所述频率设定点基于所述读取器载波频率和所述参考时钟信号的频率;以及
控制器,被配置为在所述非接触式通信设备和非接触式读取器之间的通信开始时,将所述可配置模块置于所述第二卡模拟配置,并且在所述非接触式通信设备接收到由所述非接触式读取器发送的指示时,将所述可配置模块置于所述第一对等配置,所述指示指示与所述非接触式读取器在所述对等模式下的进一步通信。
14.根据权利要求13所述的非接触式通信设备,还包括参考时钟发生器,当接通时,所述参考时钟发生器被配置为提供所述参考时钟信号,其中当所述可配置模块被置于所述第二卡模拟配置中时,所述控制器被配置为接通所述参考时钟发生器,以便当所述可配置模块在所述可配置模块的所述第一对等配置中切换时,使所述参考时钟发生器准备好将所述参考时钟信号传送到所述锁频环。
15.根据权利要求13所述的非接触式通信设备,其中所述受控振荡器被配置为输出输出振荡器信号,所述输出振荡器信号具有等于所述读取器载波频率或等于所述读取器载波频率的倍数的频率,并且所述频率设定点是所述输出振荡器信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的比率。
16.根据权利要求13所述的非接触式通信设备,还包括存储器,所述存储器被配置为用于存储所述频率设定点。
17.根据权利要求13所述的非接触式通信设备,其中所述非接触式通信设备是移动电话。
18.一种非接触式通信设备,被配置为支持使用有源负载调制(ALM)的卡模拟模式和对等模式,所述非接触式通信设备包括:
可配置模块,包括锁相环和锁频环,所述锁相环和所述锁频环具有公共的相同的受控振荡器,所述可配置模块具有第二对等配置,在所述第二对等配置中,仅所述锁频环利用参考时钟信号和频率设定点操作,所述频率设定点基于期望读取器载波频率和所述参考时钟信号的频率;以及
控制器,被配置为将所述可配置模块置于所述第二对等配置中,以使所述非接触式通信设备充当对等读取器。
19.根据权利要求18所述的非接触式通信设备,其中所述受控振荡器被配置为输出输出振荡器信号,所述输出振荡器信号具有等于所述期望读取器载波频率或等于所述期望读取器载波频率的倍数的频率,并且所述频率设定点是所述输出振荡器信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的比率。
20.根据权利要求18所述的非接触式通信设备,还包括存储器,所述存储器被配置为用于存储所述频率设定点。
21.根据权利要求18所述的非接触式通信设备,其中所述非接触式通信设备是移动电话。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140218080A1 (en) * 2013-01-07 2014-08-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method and system for fast synchronized dynamic switching of a reconfigurable phase locked loop (pll) for near field communications (nfc) peer to peer (p2p) active communications
CN110061763A (zh) * 2018-01-19 2019-07-26 意法半导体有限公司 读取器与通过有源负载调制和读取器处于非接触通信中的对象之间的同步

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9712317B2 (en) * 2015-02-17 2017-07-18 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Carrier synchronization appropriate for ALM NFC data transmission
US10396975B2 (en) * 2016-06-29 2019-08-27 Maxim Integrated Products, Inc. Clock recovery system and method for near field communication with active load modulation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140218080A1 (en) * 2013-01-07 2014-08-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Method and system for fast synchronized dynamic switching of a reconfigurable phase locked loop (pll) for near field communications (nfc) peer to peer (p2p) active communications
CN110061763A (zh) * 2018-01-19 2019-07-26 意法半导体有限公司 读取器与通过有源负载调制和读取器处于非接触通信中的对象之间的同步

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