CN117131887B - 一种低能耗的soc芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及SOC芯片技术领域，特别涉及一种低能耗的SOC芯片。本发明实施例提供一种减少能耗的SOC芯片，包括：芯片主体，用于将接收到的射频信号转换为反馈信号以完成近场通信；所述芯片主体用于接收信号和发射信号的一侧设置有屏蔽结构，所述屏蔽结构用于屏蔽信号强度低于预设值的射频信号；所述芯片主体和所述屏蔽结构之间设置信号增大器，所述信号增大器用于增强穿过所述屏蔽结构传输向所述芯片主体的信号。本发明实施例提供了一种低能耗的SOC芯片，能够减少SOC芯片用于NFC识别产生的能耗。

Description

一种低能耗的SOC芯片
技术领域
本发明涉及SOC芯片技术领域，特别涉及一种低能耗的SOC芯片。
背景技术
目前，NFC（Near Field Communication）近场通信技术广泛应用于智能终端。NFC技术通过智能终端上的SOC芯片实现。
相关技术中，为了完成近场通信，SOC芯片中用于接收射频信号的功能模块灵敏度较高，因此，即便是在不需要进行近场通信时，SOC芯片接收到一定强度的射频信号时，也会被唤醒。当前社会中，具有射频功能的外部社保随处可见，因此，SOC芯片会在用户不需要进行近场通信时，被多次被动唤起，造成SOC芯片能耗较高的问题，进而导致用户体验差。
因此，针对上述不足，急需一种低能耗的SOC芯片。
发明内容
本发明实施例提供了一种低能耗的SOC芯片，能够减少SOC芯片用于NFC识别产生的能耗。
本发明实施例提供一种减少能耗的SOC芯片，包括：
芯片主体，用于将接收到的射频信号转换为反馈信号以完成近场通信；
所述芯片主体用于接收信号和发射信号的一侧设置有屏蔽结构，所述屏蔽结构用于屏蔽信号强度低于预设值的射频信号；
所述芯片主体和所述屏蔽结构之间设置信号增大器，所述信号增大器用于增强穿过所述屏蔽结构传输向所述芯片主体的信号。
在一种可能的设计中，所述屏蔽结构的制备材料包括导电材料。
在一种可能的设计中，所述屏蔽结构包括金属板。
在一种可能的设计中，所述屏蔽结构沿厚度方向依次包括屏蔽层和调节层，所述屏蔽层为金属板，所述调节层为层状铁氧体。
在一种可能的设计中，所述屏蔽结构包括由多个丝状导体形成的网状体。
在一种可能的设计中，所述丝状导体的直径为0.01~0.02mm。
在一种可能的设计中，所述网状体包括多个网格，所述网格的边长为0.35~0.4mm。
在一种可能的设计中，所述网状体朝向所述芯片主体的一侧设置有透波层，所述透波层的材料为绝缘体。
在一种可能的设计中，所述透波层的材料为聚酰亚胺。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
屏蔽结构能够将信号强度低于预设值的射频信号屏蔽，高于预设值的射频信号被削弱后进入信号增大器，射频信号经过信号增大器增强后进入芯片主体。如此设置，射频信号低于预设值的射频信号无法穿过屏蔽结构，也就无法唤醒芯片主体的NFC识别功能。只有强度高于预设值的射频信号才能穿过屏蔽结构，但是，其信号强度会降低。信号强度降低会导致部分穿过屏蔽结构的射频信号达不到芯片主体接收射频信号的接收灵敏度，为了便于提取射频信号中的信息，需要信号增大器增强信号的强度。
综上，通过屏蔽结构，将低于预设值的射频信号直接屏蔽。因此，只有强度足够高的射频信号才能穿过屏蔽结构，即只有当芯片主体和发射射频信号的外部设备距离足够近时，才可能唤醒芯片主体的近场通信功能。如此避免了不需要进行近场通信时，因芯片主体距离发射射频信号的外部设备较近而引起的功能唤醒。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明实施例提供的一种SOC芯片的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种屏蔽结构的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种屏蔽结构的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的又一种屏蔽结构的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种环状单元的结构示意图。
图中：
1-芯片主体；
2-屏蔽结构；
21-屏蔽层；
22-调节层；
23-阻抗层；
231-环状单元；
231a-导体部；
231b-半导体部；
24-基底层；
3-信号增大器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1所示，本发明实施例提供一种减少能耗的SOC芯片，包括：
芯片主体1，用于将接收到的射频信号转换为反馈信号以完成近场通信；
芯片主体1用于接收信号和发射信号的一侧设置有屏蔽结构2，屏蔽结构2用于屏蔽信号强度低于预设值的射频信号；
芯片主体1和屏蔽结构2之间设置信号增大器3，信号增大器3用于增强穿过屏蔽结构2传输向芯片主体1的信号。
在本实施例中，屏蔽结构2能够将信号强度低于预设值的射频信号屏蔽，高于预设值的射频信号被削弱后进入信号增大器3，射频信号经过信号增大器3增强后进入芯片主体1。如此设置，射频信号低于预设值的射频信号无法穿过屏蔽结构2，也就无法唤醒芯片主体1的NFC识别功能。只有强度高于预设值的射频信号才能穿过屏蔽结构2，但是，其信号强度会降低。信号强度降低会导致部分穿过屏蔽结构2的射频信号达不到芯片主体1接收射频信号的接收灵敏度，为了便于提取射频信号中的信息，需要信号增大器3增强信号的强度。
综上，通过屏蔽结构2，将低于预设值的射频信号直接屏蔽。因此，只有强度足够高的射频信号才能穿过屏蔽结构2，即只有当芯片主体1和发射射频信号的外部设备距离足够近时，才可能唤醒芯片主体1的近场通信功能。如此避免了不需要进行近场通信时，因芯片主体1距离发射射频信号的外部设备较近而引起的功能唤醒。
可以理解的是，根据屏蔽结构2的屏蔽效果可以灵活调节信号增大器3的功率，若屏蔽效果的需求较低时，也可以不设置信号增大器3。
在本发明的一些实施例中，屏蔽结构2的制备材料包括导电材料。
在本实施例中，导电材料具有电感和电阻，因此，能够衰减入射到其上的射频信号，进而达到屏蔽射频信号的效果。除此之外，入射到导电材料上的射频信号会被部分反射，进而起到部分屏蔽射频信号的效果。
在本发明的一些实施例中，屏蔽结构2包括金属板。
在本实施例中，金属板作为屏蔽结构2具有结构简单成本低的优势。
如图2所示，在本发明的一些实施例中，屏蔽结构2沿厚度方向依次包括屏蔽层21和调节层22，屏蔽层21为金属板，调节层22为层状铁氧体。
在本实施例中，屏蔽层21为整块的金属板，这样会导致屏蔽层21与终端中的其他金属材料产生电磁感应，进而会形成涡电流，导致终端发热。为了避免屏蔽层21产生涡流效应，在屏蔽层21的一侧设置由铁氧体制备的调节层22，铁氧体一方面能够削弱射频信号，另一方面能够抑制涡电流。
需要说明的是，为了防止屏蔽层21和调节层22的削弱能力过强而导致芯片主体1无法接收射频信号，需要控制屏蔽层21和调节层22的厚度在一个较薄的范围。优选调节层22的平面尺寸和屏蔽层21的尺寸相同。
如图3所示，在本发明的一些实施例中，屏蔽结构2包括由多个丝状导体形成的网状体。
在本实施例中，具有网格结构的网状体具有频率选择功能，通过控制网格的尺寸可以控制网状体屏蔽的频率。
在本发明的一些实施例中，丝状导体的直径为0.01~0.02mm。
在本发明的一些实施例中，网状体包括多个网格，网格的边长为0.35~0.4mm。
在本实施例中，控制网格体的网格边长为0.35~0.4mm，能够针对射频信号波段的电磁波进行部分屏蔽。若边长小于0.35mm，则屏蔽的效果不明显；若边长大于0.4mm，则屏蔽的功能过强，导致正常强度的射频信号难以穿过屏蔽结构2。
在本发明的一些实施例中，网状体朝向芯片主体1的一侧设置有透波层，透波层的材料为绝缘体。
在本实施例中，在网状体朝向芯片主体1的一侧设置绝缘的透波层。当射频信号依次穿过网状体和透波层时，入射到网状体的射频信号会被反射削弱。当反馈信号依次穿过透波层和网状体时，入射到透波层上的反馈信号仅有很少的一部分被反射，这是因为透波层为绝缘材料，其介电常数与空气较为接近。因此，反馈信号穿过透波层和网状体时被削弱的程度小于射频信号穿过网状体和透波层时被削弱的程度。也就是说，芯片主体1接收射频信号时，屏蔽结构2的屏蔽效果强，芯片主体1发射反馈信号时，屏蔽结构2的屏蔽效果差。如此设置，芯片主体1发射的反馈信号不会因屏蔽结构2的信号削弱而无法与外部设备完成近场通信。
需要说明的是，虽然设置透波层可以减少反馈信号的削弱，但穿过屏蔽结构2后的反馈信号强度依然可能过弱的情况。因此，可以设置信号增大器3来增强反馈信号。
在本发明的一些实施例中，透波层的材料为聚酰亚胺。
在本实施例中，聚酰亚胺具有优异的绝缘性能、轻质性能和透波性能。
如图4和图5所示，在本发明的一些实施例中，屏蔽结构2沿厚度方向包括绝缘的基底层24和阻抗层23，阻抗层23包括多个设置在基底层24上的、互不接触的环状单元231，环状单元231包括导体部231a和半导体部231b，导体部231a的两端通过半导体部231b连接，屏蔽结构2包括正面和背面，看向正面时，环状单元231上的半导体部231b沿顺时针方向为通路，沿逆时针方向为断路，正面为屏蔽结构2朝向芯片主体1的一面。
在本实施例中，屏蔽结构2的阻抗层23为多个互不接触的环状单元231，当射频信号入射到环状单元231上时，环状单元231上的电流可以穿过半导体部231b流动，多个环状单元231形成损耗阵列，进而实现削弱射频信号的效果。由于反馈信号的传播方向和射频信号的传播方向相反，因此，当反馈信号入射到环状单元231时，半导体部231b使环状单元231无法形成通路，进而也就难以形成损耗阵列。
综上，不考虑信号的反射时，射频信号穿过屏蔽结构2时，会被削弱，反馈信号穿过屏蔽结构2时，削弱效果不明显。因此，反馈信号穿过屏蔽结构2后依然能够保持较高的强度，以完成与外部设备的近场通信。
在本发明的一些实施例中，由正面向背面，屏蔽结构2依次包括基底层24和阻抗层23。
在本实施例中，基底层24的制备材料为绝缘材料，例如，绝缘材料可以是聚酰亚胺。绝缘材料的介电常数与空气较为接近，因此，反馈信号入射到基底层24时被反射的部分较少。能够进一步保证穿出屏蔽结构2的反馈信号的强度。
需要说明的是，为了进一步提升反馈信号的强度，还可以利用信号增大器3配合上述实施例中的方案。
在本发明的一些实施例中，环状单元231为导体形成的正方形环，导体的直径为0.01~0.02mm，环状单元231的边长为0.35~0.4mm。
在本实施例中，通过对上述参数的限定，能够使多个环状单元231形成针对射频信号频率的损耗阵列。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种减少能耗的SOC芯片，其特征在于，包括：
芯片主体（1），用于将接收到的射频信号转换为反馈信号以完成近场通信；
所述芯片主体（1）用于接收信号和发射信号的一侧设置有屏蔽结构（2），所述屏蔽结构（2）用于屏蔽信号强度低于预设值的射频信号；
所述芯片主体（1）和所述屏蔽结构（2）之间设置信号增大器（3），所述信号增大器（3）用于增强穿过所述屏蔽结构（2）传输向所述芯片主体（1）的信号；
其中，所述屏蔽结构（2）沿厚度方向包括绝缘的基底层（24）和阻抗层（23），所述阻抗层（23）包括多个设置在所述基底层（24）上的、互不接触的环状单元（231），所述环状单元（231）包括导体部（231a）和半导体部（231b），所述导体部（231a）的两端通过所述半导体部（231b）连接，当射频信号入射到所述环状单元（231）上时，所述环状单元（231）上的电流可以穿过所述半导体部（231b）流动，多个所述环状单元（231）形成损耗阵列。
2.根据权利要求1所述的SOC芯片，其特征在于，所述屏蔽结构（2）的制备材料包括导电材料。
3.根据权利要求2所述的SOC芯片，其特征在于，所述屏蔽结构（2）包括金属板。
4.根据权利要求3所述的SOC芯片，其特征在于，所述屏蔽结构（2）沿厚度方向依次包括屏蔽层（21）和调节层（22），所述屏蔽层（21）为金属板，所述调节层（22）为层状铁氧体。
5.根据权利要求4所述的SOC芯片，其特征在于，所述屏蔽结构（2）包括由多个丝状导体形成的网状体。
6.根据权利要求5所述的SOC芯片，其特征在于，所述丝状导体的直径为0.01~0.02mm。
7.根据权利要求6所述的SOC芯片，其特征在于，所述网状体包括多个网格，所述网格的边长为0.35~0.4mm。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的SOC芯片，其特征在于，所述网状体朝向所述芯片主体（1）的一侧设置有透波层，所述透波层的材料为绝缘体。
9.根据权利要求8所述的SOC芯片，其特征在于，所述透波层的材料为聚酰亚胺。
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