JP2007006060A - Integrated circuit, reproducing apparatus, and reproducing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集積回路、再生装置及び再生方法に関し、例えば非接触型のICカードシステムに適用することができる。本発明は、ペイロードの部分に比して速く収束するようにPLL回路の動作を切り換えて、90度位相の異なる基準信号の一方を入力信号に位相同期させるようにこれら基準信号を位相制御し、他方の基準信号が入力信号に位相同期したとの位相比較結果が得られた場合に、直前の制御を継続することにより、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができるようにする。 The present invention relates to an integrated circuit, a reproducing apparatus, and a reproducing method, and can be applied to, for example, a non-contact type IC card system. The present invention switches the operation of the PLL circuit so that it converges faster than the payload portion, and controls the phase of these reference signals so that one of the reference signals having a phase difference of 90 degrees is phase-synchronized with the input signal. When the phase comparison result that the other reference signal is phase-synchronized with the input signal is obtained, the duty ratio changes from 50 [%] with the clock frequency varying by continuing the previous control. Even if it does, it will be possible to reproduce the data correctly.
従来、非接触型のICカードによるICカードシステムは、ユーザー各人が所持するICカード、各ICカードとの間で種々のデータを送受するリーダライタ等により形成され、駅の改札システム、電子マネーシステム等に利用されている。 Conventionally, an IC card system using a non-contact type IC card is formed by an IC card possessed by each user, a reader / writer that transmits and receives various data to and from each IC card, etc. It is used for systems.
ここでリーダライタは、例えば周波数13.56〔MHz〕によるキャリア信号を生成し、このキャリア信号をアンテナから送出する。これによりリーダライタは、動作用の電源をICカードに送出する。またリーダライタは、このキャリア信号の分周によりクロックを生成し、このクロックを基準にして動作し、アンテナから送出するキャリア信号を伝送に供するデータにより振幅変調する。これによりリーダライタは、アンテナから送出される無線通信波により種々のデータをICカードに送出する。 Here, the reader / writer generates a carrier signal having a frequency of 13.56 [MHz], for example, and transmits the carrier signal from the antenna. As a result, the reader / writer sends power for operation to the IC card. The reader / writer generates a clock by dividing the carrier signal, operates based on the clock, and modulates the amplitude of the carrier signal transmitted from the antenna by data used for transmission. As a result, the reader / writer sends various data to the IC card by radio communication waves sent from the antenna.
これに対してICカードは、このリーダライタから送出された無線通信波をアンテナにより受信して整流、平滑化することにより、動作用の電源を生成する。またこの動作用の電源により動作してアンテナで受信した無線通信波をPLL(Phase Locked Loop )回路により処理してクロックを再生し、さらにはこの再生したクロックを基準にした無線通信波の処理によりリーダライタから送出された各種のデータを受信する。 On the other hand, the IC card generates a power supply for operation by receiving a radio communication wave transmitted from the reader / writer with an antenna and rectifying and smoothing it. Also, the radio communication wave that is operated by the power supply for operation and received by the antenna is processed by a PLL (Phase Locked Loop) circuit to regenerate the clock, and further, by processing of the radio communication wave based on the regenerated clock Various data sent from the reader / writer are received.
またICカードは、このPLL回路によるクロックにより動作して、受信したデータに従って内蔵のメモリに保持したデータを更新し、さらには各種のデータをリーダライタに送出する。ICカードは、このようなリーダライタへのデータの送出を、アンテナの終端インピーダンスを伝送に供するデータにより切り換えて実行する。 Further, the IC card is operated by the clock by the PLL circuit, updates the data held in the built-in memory according to the received data, and further sends various data to the reader / writer. The IC card executes the transmission of data to such a reader / writer by switching the terminal impedance of the antenna depending on the data used for transmission.
ここでこのようにICカード側でアンテナの終端インピーダンスを切り換えると、リーダライタ側では、相互誘導作用によりアンテナのインピーダンスが変化し、これによりアンテナに印加するキャリア信号の信号レベルが変化する。これによりリーダライタは、このキャリア信号をPLL回路により処理してクロックを再生し、さらにはこの再生したクロックを用いた信号処理によりICカードから送出されたデータを再生する。 Here, when the terminal impedance of the antenna is switched on the IC card side in this way, on the reader / writer side, the impedance of the antenna changes due to the mutual inductive action, thereby changing the signal level of the carrier signal applied to the antenna. Thus, the reader / writer processes the carrier signal by the PLL circuit to reproduce the clock, and further reproduces the data sent from the IC card by signal processing using the reproduced clock.
このようなICカードシステムでは、特開平11−274929号公報に開示の手法を利用したPLL回路を用いてクロックを再生している。 In such an IC card system, a clock is regenerated using a PLL circuit using a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-274929.
すなわち図12に示すように、従来のICカードに係るPLL回路は、受信した無線通信波のキャリア信号を所定の分周比により分周してクロックの周波数による位相が90度異なる2系統の基準信号I及びQ(図12(A)及び(B))を生成する。なお以下において、この位相の90度異なる基準信号I及びQにおいて、90度進み位相の基準信号IをIアームと呼び、残りをQアームと呼ぶ。またIアームの1周期は、Iアーム及びQアームの信号レベルの切り換わりにより4つの期間に区切られ、以下においては、この各期間をフェーズと呼ぶ。なおこの図12は、このようにして生成されるQアームQが入力信号INと位相同期した場合を示すものである。 That is, as shown in FIG. 12, the PLL circuit according to the conventional IC card divides the carrier signal of the received radio communication wave by a predetermined frequency division ratio and has two systems with different phases depending on the clock frequency by 90 degrees. Signals I and Q (FIGS. 12A and 12B) are generated. In the following, in the reference signals I and Q whose phases are different by 90 degrees, the reference signal I having a 90-degree advance phase is called an I arm, and the rest is called a Q arm. One period of the I arm is divided into four periods by switching the signal levels of the I arm and the Q arm. In the following, each period is referred to as a phase. FIG. 12 shows a case where the Q arm Q thus generated is phase-synchronized with the input signal IN.
PLL回路には、アンテナより得られる無線通信波を抱絡線検波し、その検波結果を2値化した2値化信号INが入力され、PLL回路は、この2値化信号INとIアームIとの排他的論理和信号をイクスクルーシブオア回路により生成し、これにより入力信号INとIアームIとの位相比較結果を検出する。また同様に、入力信号INとQアームQとの排他的論理和信号をイクスクルーシブオア回路により生成し、これにより入力信号INとQアームQとの位相比較結果を検出する。 The PLL circuit receives a binary signal IN obtained by binarizing the radio communication wave obtained from the antenna and binarizing the detection result. The PLL circuit receives the binary signal IN and the I arm I. Is generated by an exclusive OR circuit, and the phase comparison result between the input signal IN and the I arm I is detected. Similarly, an exclusive OR signal between the input signal IN and the Q arm Q is generated by an exclusive OR circuit, and thereby the phase comparison result between the input signal IN and the Q arm Q is detected.
PLL回路は、IアームIで信号レベルが切り換わった後、QアームQで信号レベルが切り換わるまでの期間のほぼ中間の時点と、QアームQで信号レベルが切り換わった後、IアームIで信号レベルが切り換わるまでの期間のほぼ中間の時点とで信号レベルが立ち上がるサンプリング信号SPを生成し、このサンプリング信号SPにより、IアームI及びQアームQによる排他的論理和信号をそれぞれサンプリングする。これによりPLL回路は、フェーズ毎に、位相比較結果を取得する。 The PLL circuit switches between the signal level at the I arm I and the point approximately halfway between the signal level at the Q arm Q and the signal level at the Q arm Q. A sampling signal SP whose signal level rises at a substantially middle point in time until the signal level is switched is generated, and exclusive OR signals by the I arm I and the Q arm Q are sampled by the sampling signal SP, respectively. . As a result, the PLL circuit acquires the phase comparison result for each phase.
このようにして得られる排他的論理和によるサンプリング結果EX1I及びEXQ(図12(E)及び(F))を、IアームI又はQアームQの1周期により合計すれば、図13に示すように、このIアームIに係る合計値ΣEXIは、IアームIの位相が入力信号INの位相と一致している場合に値0となり、IアームIの位相が入力信号INの位相と180度異なっている場合に値4となる。また90度位相が異なる場合には、値2となる。またQアームQに係る合計値ΣEXQは、IアームIの位相が入力信号INの位相と一致している場合、IアームIの位相が入力信号INの位相と180度異なっている場合に値2となる。またIアームIの位相が入力信号INの位相より90度進み位相の場合、値0となり、IアームIの位相が入力信号INの位相より90度遅れ位相の場合、値4となる。これによりこれら合計値ΣEXI、ΣEXQの値により入力信号INに対するIアームI又はQアームQの現在の位相を判定することができる。 If the sampling results EX1I and EXQ (FIGS. 12E and 12F) (FIGS. 12E and 12F) obtained by the exclusive OR obtained in this way are totaled by one period of the I arm I or Q arm Q, as shown in FIG. The total value ΣEXI relating to the I arm I becomes 0 when the phase of the I arm I matches the phase of the input signal IN, and the phase of the I arm I is 180 degrees different from the phase of the input signal IN. If it is, the value is 4. If the phase is 90 degrees, the value is 2. The total value ΣEXQ relating to the Q arm Q is 2 when the phase of the I arm I matches the phase of the input signal IN, and when the phase of the I arm I is 180 degrees different from the phase of the input signal IN. It becomes. The value is 0 when the phase of the I arm I is 90 degrees ahead of the phase of the input signal IN, and the value is 4 when the phase of the I arm I is 90 degrees behind the phase of the input signal IN. As a result, the current phase of the I arm I or Q arm Q with respect to the input signal IN can be determined from the values of the total values ΣEXI and ΣEXQ.
これによりPLL回路は、これら合計値ΣEXI、ΣEXQをIアームの所定周期により計算して判定し、基準信号I及びQの生成に供する分周回路の分周比を判定結果により増減させ、これにより図13において矢印により示す方向にこれらIアームI及びQアームQの位相を変化させ、IアームIを入力信号INに同期させる。 Thereby, the PLL circuit calculates and determines these total values ΣEXI and ΣEXQ by a predetermined period of the I arm, and increases or decreases the frequency dividing ratio of the frequency dividing circuit used for generating the reference signals I and Q according to the determination result. In FIG. 13, the phases of the I arm I and the Q arm Q are changed in the direction indicated by the arrows, and the I arm I is synchronized with the input signal IN.
具体的に図14に示すように、従来のICカードに係るPLL回路は、これら合計値ΣEXI、ΣEXQをそれぞれ判定してIアームI及びQアームQについての位相制御方向を検出し、これらの位相制御方向を総合的に判断して、IアームI及びQアームQの位相を制御していた。なおここで符号+及び−は、それぞれIアームI及びQアームQの位相を進み位相、遅れ位相とする制御であり、符号0は、位相を制御しない場合である。
Specifically, as shown in FIG. 14, the PLL circuit according to the conventional IC card detects the phase control directions for the I arm I and the Q arm Q by determining the total values ΣEXI and ΣEXQ, respectively, The control direction was comprehensively determined to control the phases of the I arm I and the Q arm Q. Here, the symbols + and − are controls for setting the phases of the I arm I and the Q arm Q to be the advance phase and the delay phase, respectively, and the
ところでこの種のICカードシステムは、ICカードに係る構成を携帯電話に設けることにより、ICカードの機能を携帯電話でも利用可能とすることが提供されている。具体的に、このように携帯電話にICカードの構成を設けるようにすると、ICカードシステムによる電子マネーシステム等を携帯電話により利用することが可能となる。 By the way, this kind of IC card system is provided that the function of the IC card can be used also in the mobile phone by providing the configuration related to the IC card in the mobile phone. Specifically, when the IC card configuration is provided in the mobile phone in this way, an electronic money system or the like based on the IC card system can be used by the mobile phone.
このようにICカードの構成を携帯電話に設ける場合、携帯電話の電源、キャリア信号によりICカードに係る構成を駆動すれば、パッシブ型であるこの種のICカードでは実現困難な、アクティブ型のICカードに係る各種の機能を実現することができる。すなわちこの場合、携帯電話は、携帯電話に係る構成からICカード用のキャリア信号を生成し、このICカード用のキャリア信号からICカード用のクロックを生成する。またICカードに係る構成により、これらICカード用のキャリア信号及びクロックから振幅変調波を生成し、この振幅変調波をICカードに係るアンテナより送出する。このようにすれば携帯電話側からの呼び掛けによりリーダライタの動作を立ち上げて種々のデータを送受し、さらには同種の携帯電話間で、ICカードの機能により種々のデータを送受することができる。 In this way, when an IC card configuration is provided in a mobile phone, an active IC that is difficult to achieve with this type of IC card, which is passive, if the configuration related to the IC card is driven by the power supply of the mobile phone and the carrier signal. Various functions related to the card can be realized. That is, in this case, the mobile phone generates a carrier signal for the IC card from the configuration related to the mobile phone, and generates a clock for the IC card from the carrier signal for the IC card. Also, with the configuration related to the IC card, an amplitude modulated wave is generated from the carrier signal and clock for the IC card, and this amplitude modulated wave is sent out from the antenna related to the IC card. In this way, the reader / writer can be activated by calling from the mobile phone side to send and receive various data, and further, various data can be sent and received between the same type of mobile phones by the function of the IC card. .
しかしながら携帯電話では、セラミック発振子を用いてクロックを生成しているものがあり、セラミック発振子によるクロックは、水晶発振子を用いてクロックを生成する場合に比して、出力信号の周波数偏差が大きい欠点がある。これによりこのようにセラミック発振子を用いてクロックを生成する構成の携帯電話において、この携帯電話の構成を利用してICカードに係る周波数13.56〔MHz〕のキャリア信号を生成する場合、キャリア信号の周波数が周波数13.41〜13.71〔MHz〕の範囲でばらつくようになる。このようにキャリア信号の周波数がばらつくと、このキャリア信号を分周して作成するICカードの動作用クロックにあっても、その分、周波数がばらつくことになる。 However, some mobile phones generate a clock using a ceramic oscillator, and the frequency deviation of the output signal of a clock generated by a ceramic oscillator is smaller than when a clock is generated using a crystal oscillator. There are major drawbacks. Thus, in a mobile phone configured to generate a clock using a ceramic oscillator as described above, when a carrier signal having a frequency of 13.56 [MHz] related to an IC card is generated using the configuration of the mobile phone, The frequency of the signal varies in the frequency range of 13.41 to 13.71 [MHz]. If the frequency of the carrier signal varies as described above, the frequency varies accordingly even in the operation clock of the IC card created by dividing the carrier signal.
このように動作用クロックの周波数がばらつくと、リーダライタ等の受信側にあっては、PLL回路におけるロックに時間を要することになり、その分、正しくデータを再生できなくなる恐れがある。特に、この種のシステムでは、通信対象間の距離が変化する場合があり、このように通信対象間の距離が変化すると、受信されるデータのデューティー比が50〔%〕から大きく変化する。従来のPLL回路では、クロックの周波数がばらついた状態で、このようにデューティー比が変化すると、PLL回路によりクロックを正しく再生することが困難になり、これにより正しくデータを再生することが困難になる問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができる集積回路、再生装置及び再生方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points. An integrated circuit and a reproducing apparatus capable of correctly reproducing data even when the duty ratio is changed from 50% in a state where the clock frequency varies. And a reproduction method.
かかる課題を解決するため請求項1の発明は、アンテナにより得られる無線通信波の検波信号を2値化した2値化信号よりクロックを再生する集積回路に適用して、90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成回路と、前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較回路と、前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較回路と、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御回路とを備え、前記Iアーム又はQアームを前記クロックに設定し、前記制御回路は、前記Iアームにおける一定の周期により、前記基準信号生成回路の動作を制御し、前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する。
In order to solve this problem, the invention of
また請求項9の発明は、無線通信波により伝送されたデータを再生する再生装置に適用して、前記無線通信波の検波信号を生成し、前記検波信号を2値化して2値化信号を生成するRF回路と、90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成回路と、前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較回路と、前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較回路と、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御回路と、前記Iアーム又はQアームにより前記2値化信号を処理して前記データを再生する復調回路とを備え、前記制御回路は、前記Iアームにおける一定の周期により、前記基準信号生成回路を制御し、前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する。 The invention of claim 9 is applied to a reproducing apparatus that reproduces data transmitted by a radio communication wave, generates a detection signal of the radio communication wave, binarizes the detection signal, and generates a binarized signal. The RF circuit to be generated, the reference signal generation circuit that generates the I arm and the Q arm, which are reference signals that are 90 degrees out of phase, the I arm and the binarized signal are phase-compared, and the I arm A phase comparison circuit for the I arm that outputs a phase comparison result, a phase comparison circuit for the Q arm that compares the phase of the Q arm and the binarized signal, and outputs the phase comparison result of the Q arm; The phase of the I arm and the Q arm is changed by the control of the reference signal generation circuit based on the phase comparison result related to the I arm and the phase comparison result related to the Q arm, and the I arm is changed to the binary signal. Position A control circuit for synchronizing, and a demodulating circuit for processing the binarized signal by the I arm or Q arm to reproduce the data, wherein the control circuit is configured to generate the reference signal according to a certain period in the I arm. In the preamble of the binarized signal, the constant period is shortened compared to the payload portion of the binarized signal, and the preamble is determined based on the phase comparison result related to the Q arm. When the phase synchronization of the Q arm to the binary signal is detected, the reference signal generation circuit is controlled in the same manner as the control of the reference signal generation circuit in the immediately preceding fixed period.
また請求項10の発明は、無線通信波により伝送されたデータを再生する再生方法に適用して、前記無線通信波の検波信号を生成し、前記検波信号を2値化して2値化信号を生成する2値化信号生成のステップと、90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成のステップと、前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較のステップと、前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較のステップと、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御のステップと、前記Iアーム又はQアームにより前記2値化信号を処理して前記データを再生する復調のステップとを有し、前記制御のステップは、前記Iアームにおける一定の周期により、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とを取得し、前記基準信号生成回路の動作を制御し、前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する。 The invention of claim 10 is applied to a reproduction method for reproducing data transmitted by a radio communication wave, generates a detection signal of the radio communication wave, binarizes the detection signal, and converts the binarized signal to A phase comparison is performed between the step of generating a binary signal to be generated, the step of generating a reference signal for generating an I arm and a Q arm, which are reference signals having a phase difference of 90 degrees, The phase comparison step for the I arm that outputs the phase comparison result for the I arm, the phase comparison of the Q arm and the binarized signal, and the output of the phase comparison result for the Q arm The phase of the I arm and the Q arm is changed by controlling the reference signal generation circuit based on the phase comparison step for the arm and the phase comparison result for the I arm and the phase comparison result for the Q arm. A control step of phase-synchronizing the I arm with the binarized signal, and a demodulating step of processing the binarized signal by the I arm or Q arm to reproduce the data. The step of obtaining a phase comparison result related to the I arm and a phase comparison result related to the Q arm according to a certain period in the I arm, controlling the operation of the reference signal generation circuit, and binarizing In the preamble of the signal, the constant period is shortened compared to the payload portion of the binarized signal, and the binarization of the Q arm in the preamble is based on the phase comparison result related to the Q arm. When phase synchronization with a signal is detected, the reference signal generation circuit is controlled in the same manner as the control of the reference signal generation circuit in the immediately preceding fixed period.
請求項1の構成により、アンテナにより得られる無線通信波の検波信号を2値化した2値化信号よりクロックを再生する集積回路に適用して、90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成回路と、前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較回路と、前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較回路と、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御回路とを備え、前記Iアーム又はQアームを前記クロックに設定し、前記制御回路は、前記Iアームにおける一定の周期により、前記基準信号生成回路の動作を制御し、前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くすれば、プリアンブルにおいて制御の周期を短く設定した分、高速度にIアームを2値化信号に位相同期させることができ、これによりキャリア信号の周波数がばらついた状態でも、確実にクロックを再生して正しくデータを再生することができる。しかしながらこのような制御にあっては、Qアームが2値化信号に位相同期してしまう場合もあり、この場合には、進み位相方向、遅れ位相方向の何れの側に制御すればよいのか、位相比較結果によっては判定できなくなる。これにより何ら位相を変化させないようにすると、位相同期に時間を要することになり、場合によっては、データを正しく再生できなくなる。また何れかの方向に強制的に位相を変化させるようにすると、2値化信号のデューティー比が50〔%〕から変化している場合に、制御方向が頻繁に切り換わるようになり、却って位相同期に時間を要する場合が発生する。これにより前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御すれば、ほぼ正しい方向にIアームの位相を変化させることができ、これによりキャリア信号の周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、確実にクロックを再生して正しくデータを再生することができる。
According to the configuration of
これにより請求項9又は請求項10の構成によれば、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができる再生装置、再生方法を提供することができる。 Thus, according to the configuration of claim 9 or claim 10, a reproducing apparatus and a reproducing method capable of reproducing data correctly even when the duty ratio changes from 50 [%] in a state where the clock frequency varies. Can be provided.
本発明によれば、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができる。 According to the present invention, data can be correctly reproduced even when the duty ratio changes from 50 [%] while the clock frequency varies.
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(1)実施例の構成
図1は、本発明の実施例に係るICカードシステムを示すブロック図である。このICカードシステム11は、リーダライタ12にICカード13を接近させることにより、リーダライタ12とICカード13との間で種々のデータを送受し、これにより電子マネー等に係る一連の処理を実行する。またリーダライタ12に携帯電話14を接近させることにより、リーダライタ12と携帯電話14との間で種々のデータを送受し、これにより同様に電子マネー等に係る一連の処理等を実行する。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an IC card system according to an embodiment of the present invention. The
このためICカード13は、従来構成によるICカードと同一に構成され、内蔵のアンテナによりリーダライタ12から送出される無線通信波を受信し、この無線通信波による電源により動作を開始する。またこのように動作を開始してこの無線通信波より内蔵のPLL回路でクロックを再生し、またこのクロックを用いた無線通信波の処理によりリーダライタ12から送出されたデータを再生する。またこの再生したデータにより内蔵メモリの内容を更新し、さらにリーダライタ12に種々のデータを送出する。
For this reason, the
携帯電話14は、通常の携帯電話にICカードに係る構成を追加して形成される。すなわち携帯電話14において、携帯電話部16は、ユーザーによる操作に応動したコントローラ15の制御により、通話、電子メール等に係る一連の処理を実行し、コントローラ15は、ユーザーによる操作に応動してこの携帯電話14の各部の動作を制御する。
The
ICカード部17は、ICカード13と同様に、内蔵のアンテナによりリーダライタ12から送出される無線通信波を受信し、この無線通信波による電源により動作を開始する。またこのように動作を開始してこの無線通信波より内蔵のPLL回路でクロックを再生し、またこのクロックを用いた無線通信波の処理によりリーダライタ12から送出されたデータを再生する。またこの再生したデータにより内蔵メモリの内容を更新し、さらにリーダライタ12に種々のデータを送出する。これにより携帯電話14では、ICカード部17の独立した機能により電子マネー等に係る一連の処理を実行する。
Similar to the
さらにこの実施例において、ICカード部17は、コントローラ15の制御により、アクティブ型のICカードとして動作し、リーダライタ12、同種の携帯電話に種々のデータを送信する。すなわちこの場合、ICカード部17は、携帯電話部16の電源により動作を開始し、携帯電話部16においてセラミック発振子を用いて生成される各種基準信号より、周波数13.56〔MHz〕によるキャリア信号S1を入力する。またこのキャリア信号S1を分周して動作用クロックを生成する。ICカード部17は、この動作用クロックにより動作してキャリア信号S1を振幅変調し、その結果得られる振幅変調信号をアンテナより送出する。これによりこの携帯電話14は、アクティブ型のICカードとして機能して、リーダライタ12との間で、さらには同種の携帯電話との間で、種々のデータを送受する。なおこのように携帯電話14は、同種の携帯電話との間で、ICカードの機能により種々のデータを送受することにより、携帯電話14のICカード部17は、後述するリーダライタ12と同様に、RF送受信回路21、データ処理回路20、22の構成が設けられ、これによりクロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができるように構成される。
Further, in this embodiment, the
ここで図2は、このようにアクティブ型のICカードとして動作する場合の、ICカード部17から送出されるデータのフォーマットを示す図表である。ここでこのデータフォーマットは、3バイトのプリアンブル、2バイトのシンク、ペイロードのデータ長を示すレングスLEN、ペイロードの順序により形成される。ここでプリアンブルは、値00の連続によるデータが設定され、またシンクには、値b2、値4dによるデータが設定される。またペイロードは、最大で257バイトのデータを割り当てることができるように設定され、この場合、レングスLENは、値FFに設定される。
FIG. 2 is a chart showing the format of data sent from the
ICカード部17は、この図2に示すフォーマットによるシリアルデータをマンチェスタ符号により生成して、このシリアルデータによる送信データ信号によりキャリア信号S2を振幅変調して送出する。なおここでマンチェスタ符号は、論理1と論理0とで逆極性に設定されて、それぞれビット中央で信号レベルが反転する符号である。
The
リーダライタ12は、このような通信対象の構成に対応して構成され、ICカード13、携帯電話14との間で種々のデータを送受する。ここでリーダライタ12は、データ処理回路20、RF送受信回路21との間の受信系に、RF送受信回路21で受信された送信データ信号S4のデューティー比、周波数偏差を補正するデータ処理回路22を介挿して形成される。なお以下においては、リーダライタ等により受信されるマンチェスタ符号による送信データ信号は、アンテナより得られる無線通信波を抱絡線検波した後、2値化して得られるものであることにより、適宜、2値化信号と呼ぶ。
The reader /
ここでデータ処理回路20は、パッシブ型のICカードシステムにおいて、RF送受信回路21と共にリーダライタを構成する集積回路であり、図示しないメモリに記録された処理手順の実行により、全体の動作を制御して電子マネー等に係る一連の処理を実行すると共に、マンチェスタ符号により送信に供するデータをRF送受信回路21に出力し、また受信したデータを入力して復号する。
Here, the
すなわちデータ処理回路20は、この一連の処理において、ICカード13、携帯電話14等にデータを送出する場合、図示しない水晶発振回路で生成される周波数13.56〔MHz〕のキャリア信号S2を分周して動作用クロックを生成する。またこの動作用クロックにより伝送に供するデータを用いて、図2について上述したフォーマットのマンチェスタ符号による送信データ信号S3を生成する。なおここでこの場合、先頭のプリアンブルにあっては6バイトに設定される。またこの送信データ信号S3の出力に応じて、データ処理回路22に出力するキャリア出力タイミング信号/RFON、データ送信タイミング信号RFTRAの設定を切り換える。なおここでキャリア出力タイミング信号/RFONは、RF送受信回路21にキャリア信号の出力を指示するタイミング信号であり、データ送信タイミング信号RFTRAは、アンテナから送出するキャリア信号の送信データ信号S3による変調をRF送受信回路21に指示するタイミング信号である。
That is, in this series of processing, the
これに対してこのようにしてデータを送出して、ICカード13、携帯電話14等から応答等に係るデータを受信する場合、RF送受信回路21からキャリア信号を送出するように設定した状態で、データ処理回路20は、データ送信タイミング信号RFTRAの設定を切り換え、これにより全体の動作をデータ受信の状態に設定する。またこの状態で、データ処理回路22からマンチェスタ符号の形式により出力される受信データCDRIOよりクロックを再生し、このクロックにより受信データCDRIOを処理してICカード13、携帯電話14から送出されたデータを復号する。データ処理回路20は、この一連の処理の繰り返しにより、例えばICカード13、携帯電話14との間で電子マネーに係る一連の処理等を実行する。
On the other hand, when data is transmitted in this way and data related to a response is received from the
これに対して携帯電話14をアクティブ型のICカードとして機能させて、携帯電話14から送出されるデータを受信する場合、データ処理回路20は、キャリア出力タイミング信号/RFONの設定を切り換え、これによりRF送受信回路21からのキャリア信号の送出を中止する。またこの状態で、上述したパッシブ型による通信対象からのデータ受信の場合と同様に、データ処理回路20から出力される受信データCDRIOよりクロックを再生し、このクロックにより受信データCDRIOを処理して携帯電話14から送出されたデータを復号する。なおこのように携帯電話14をアクティブ型のICカードとして機能させて、携帯電話14から送出されるデータを受信する場合、キャリア信号の出力を継続するようにしてもよく、この場合、携帯電話14側では、内蔵のセラミック振動子により生成されるクロックを基準にした終端インピーダンスの切り換えによりデータを送出するようにしてもよく、さらには内蔵のセラミック振動子により生成されるキャリア信号を、このキャリア信号の分周により生成されるクロックを用いた送信データ信号により振幅変調するようにしてもよい。
On the other hand, when the
なおこれによりデータ処理回路20は、データ処理回路22からのデータを入力する受信データ入力端CDRIにRF送受信回路21からの2値化信号S4を直接入力して処理するようにPLL回路等が設けられており、これによりこのようにキャリア信号の周波数偏差が小さいシステムでは、データ処理回路22を省略してリーダライタを構成できるようになされている。
As a result, the
またデータ処理回路20は、メモリに記録されたプログラムに応じて、このような一連のデータの送受を212〔kbps〕のデータ転送速度により実行し、このデータの送受により通信対象が424〔kbps〕のデータ転送速度によりデータ送受可能な装置であることを確認すると、ボーレート設定信号BAUDRの設定を切り換え、424〔kbps〕のデータ転送速度によるデータの再生をデータ処理回路22に指示する。またキャリア信号S2からクロックを生成する分周比を切り換え、これによりRF送受信回路21に送出する送信データ信号S3のデータ転送速度を212〔kbps〕から424〔kbps〕に切り換える。またデータ処理回路22から入力される受信データCDRIOの処理に係る設定を切り換え、これにより424〔kbps〕により受信データを処理可能に動作を切り換える。これらによりこの実施例では、通信対象とのネゴシエーションにより、通信対象に応じてデータ転送速度を高速度に切り換える。
The
またデータ処理回路20は、データ処理回路22からのデータ出力のモード切り換えCLKOEN、受信中の処理の強制的な初期化を指示するソフトウエアによる受信リセットRECCLR等をデータ処理回路22に出力する。
Further, the
インバータ24は、キャリア出力タイミング信号/RFONを反転させ、これによりハードウエア的に、初期状態へのリセットをデータ処理回路22に指示する受信リセット/RESETを出力する。
The
RF送受信回路21は、データ処理回路20の制御により、データ処理回路20から出力される送信データ信号S3をICカード13、携帯電話14に送出し、またICカード13、携帯電話14より受信した2値化信号(送信データ信号)S4をデータ処理回路22に出力する。
The RF transmission /
すなわちRF送受信回路21は、キャリア出力タイミング信号/RFONの立ち下がりによりアンテナ25にキャリア信号S2を出力し、これによりパッシブ型によるICカード13、携帯電話14に動作用電源を送出する。またRF送受信回路21は、データ送信タイミング信号RFTRAによりこのアンテナ25から出力するキャリア信号S2をデータ処理回路20から出力される送信データ信号S3により振幅変調し、これによりデータ処理回路20から送出されたデータをICカード13、携帯電話14に出力する。またRF送受信回路21は、このデータ送信タイミング信号RFTRAの立ち上がりにより、アンテナ25に印加したキャリア信号を抱絡線検波し、その検波結果である検波信号を2値化して2値化信号を生成し、これによりICカード13、携帯電話14に設けられたアンテナとの相互誘導によりこれらICカード13、携帯電話14から送出された送信データ信号S4を再生して出力する。
That is, the RF transmitter /
これに対してアクティブ型により動作する通信対象からのデータを受信する場合、RF送受信回路21は、キャリア出力タイミング信号/RFONによりアンテナ25へのキャリア信号S2の印加を中止する。またデータ送信タイミング信号RFTRAの立ち上がりにより、アンテナ25で受信される無線通信波を抱絡線検波し、その検波結果を2値化して2値化信号を生成する。これによりRF送受信回路21は、携帯電話14から送出された送信データ信号S4を再生して出力する。
On the other hand, when receiving data from a communication target operating by the active type, the RF transmission /
なおこれによりこの実施例では、携帯電話14がアクティブ型により動作している場合でも、リーダライタ12からのデータ送信時、このリーダライタ12からはキャリア信号S1を振幅変調波してデータ処理回路20からの2値化信号S3を送出していることになるが、この場合、アクティブ型により動作するICカード13と同様に、アンテナ25の終端インピーダンスの切り換えによりデータ処理回路20から2値化信号S3を送出するようにしてもよい。
As a result, in this embodiment, even when the
図3は、データ処理回路22の構成を示すブロック図である。データ処理回路22は、セラミック発振素子等の使用により送信対象から送出されるキャリア信号の周波数偏差が大きいシステムにおいて、データ処理回路20とRF送受信回路21との間の受信系に介挿される集積回路である。データ処理回路22は、RF送受信回路21から出力される2値化信号S4におけるデューティー比、周波数偏差を補正して出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
すなわちデータ処理回路22において、クロック生成リセット回路31は、キャリア信号S2(CLKIN)を入力して分周し、各部の動作基準信号を生成する。この処理において、クロック生成リセット回路31は、ボーレート設定BAUDRに応じて分周比を切り換え、これによりデータ処理回路20の指示に応じた周波数により各部の動作基準信号を生成する。また受信リセットRECCLR、/RESETにより、この動作基準信号の生成に供するカウンタを初期化し、さらには各部にリセット信号を出力して各部の設定を初期化する。
That is, in the
端子設定レジスタ32は、ボーレート設定BAUDR等の各種設定を記録して保持し、この保持した内容を各部に通知する。これにより端子設定レジスタ32は、データ処理回路22の設定を切り換える。
The terminal setting register 32 records and holds various settings such as the baud rate setting BAUDR, and notifies each unit of the held contents. As a result, the
PLL回路33は、RF送受信回路21から出力される2値化信号S4よりクロックを再生し、この再生したクロックを基準にして2値化信号S4を復調し、その復調結果による受信データD1を出力する。このときPLL回路33は、90度位相の異なる2種類の基準信号であるIアームI及びQアームQをデューティー比50〔%〕により生成し、これらIアームI及びQアームQと、入力信号である2値化信号S4との位相比較結果により、これらIアームI及びQアームQの位相を変化させ、これによりIアームIを2値化信号S4に位相同期させてクロックを再生する。
The
すなわち図4及び図5に示すように、PLL回路33において、基準信号生成回路34は、212〔kbps〕の伝送速度による2値化信号S4を処理する場合、初期状態において分周比が値16に設定されるリングカウンタを有し、このリングカウンタによりキャリア信号S2を分周してIアームI及びQアームQを生成する(図5(A)及び(B))。また基準信号生成回路34は、このIアームI及びQアームQとキャリア信号S2との論理演算により、サンプリング信号SP1を生成して出力する。ここでこの実施例において、サンプリング信号SP1は、IアームI及びQアームQにおける各信号レベルの切り換わりの前後でそれぞれ信号レベルが立ち上がるように生成され(図5(D))、これにより各フェーズでそれぞれ2回信号レベルが立ち上がるように生成される。また基準信号生成回路34は、制御回路39から出力される制御信号S6により、これらIアームI及びQアームQの生成に供する分周比を増減させる。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, in the
イクスクルーシブオア回路(EXOR)35は、IアームI及び2値化信号S4(図5(C))を位相比較する位相比較回路であり、これらIアームI及び2値化信号S4の排他的論理和信号による位相比較結果を出力する。またイクスクルーシブオア回路(EXOR)36は、QアームQ及び2値化信号S4を位相比較する位相比較回路であり、これらQアームQ及び2値化信号S4の排他的論理和信号による位相比較結果を出力する。 The exclusive OR circuit (EXOR) 35 is a phase comparison circuit that compares the phases of the I arm I and the binarized signal S4 (FIG. 5C), and exclusively uses the I arm I and the binarized signal S4. Outputs the phase comparison result based on the logical sum signal. The exclusive OR circuit (EXOR) 36 is a phase comparison circuit that compares the phase of the Q arm Q and the binarized signal S4, and compares the phase of the Q arm Q and the binarized signal S4 using an exclusive OR signal. Output the result.
サンプリング回路(SH)37及び38は、それぞれイクスクルーシブオア回路35及び36から出力される位相比較結果をサンプリング信号SP1によりサンプリングして出力する(図5(E)及び(F))。これらによりこの実施例において、PLL回路33は、各フェーズでそれぞれ2回づつ、IアームI及びQアームQに係る位相比較結果を取得し、その結果、IアームIの1/2周期で4回、位相比較結果を取得する。
Sampling circuits (SH) 37 and 38 sample the phase comparison results output from the exclusive OR
制御回路39は、このようにしてサンプリング回路37、38より得られる位相比較結果EXI及びEXQに基づいて基準信号生成回路34に制御信号S6を出力し、これによりIアームIを入力信号である2値化信号S4に位相同期させる。
The
すなわち制御回路39は、プリアンブル及びシンクにおいて、Iアームの1/2周期によりサンプリング回路37及び38から出力される位相比較結果をそれぞれ集計し、集計値を計算する。ここでこの実施例において、この集計値には、位相比較結果の合計による合計値ΣEXI及びΣEXQが適用される。
That is, the
これにより図13との対比により図6に示すように、IアームIに係る合計値ΣEXIは、入力信号である2値化信号S4にIアームIが位相同期しているとき値0となり、2値化信号S4に対してIアームIが180度位相ずれている場合には値4となり、2値化信号S4に対する位相差に応じて、これらの値が値4から値0の範囲で変化することになる。またQアームQに係る合計値ΣEXQは、2値化信号S4にIアームIが位相同期しているとき、2値化信号S4に対してIアームIが180度位相ずれているとき、値2となり、IアームIの位相が入力信号INの位相より90度進み位相の場合、値0となり、IアームIの位相が入力信号INの位相より90度遅れ位相の場合、値4となる。
Accordingly, as shown in FIG. 6 in comparison with FIG. 13, the total value ΣEXI relating to the I arm I becomes 0 when the I arm I is phase-synchronized with the binarized signal S4 which is the input signal. When the I-arm I is 180 degrees out of phase with respect to the value signal S4, the value becomes 4, and these values vary in the range from the
これにより制御回路39は、このようにして得られる合計値ΣEXI及びΣEXQをそれぞれ判定し、その判定結果により基準信号I及びQの生成に供する分周回路の分周比を増減させることにより、図6において矢印により示す方向にこれらIアームI及びQアームQの位相を変化させ、IアームIを入力信号INに位相同期させる。
Thus, the
この処理において、制御回路39は、シンクの終了時点(図2における時点t1である)を境にして、シンクの終了前では、シンク終了後に比して、収束の速度が早くなるように処理を切り換える。
In this process, the
すなわち制御回路39は、シンクの終了前であるプリアンブル及びシンクでは、Iアームのフェーズ毎に、現在のフェーズから過去に逆上った計2つのフェーズによるIアームIの1/2周期により合計値ΣEXI及びΣEXQを計算する。これにより制御回路39は、フェーズ毎に、IアームIの1/2周期により合計値ΣEXI及びΣEXQを計算する。またこの合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値2の場合、各アームI及びQに係る制御値を値0に設定し、合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値2より大きい場合、各アームI及びQに係る制御値を値2に設定する。また合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値2より小さい場合、各アームI及びQに係る制御値を値1に設定する。
That is, in the preamble and the sync before the end of the sync, the
制御回路39は、このようにして設定したIアームI及びQアームQの制御量の演算処理により、図7に示すように、続くフェーズにおける基準信号生成回路34の分周比を可変する。すなわちQアームQの制御量が値0の場合、IアームI及びQアームQの生成に供する分周比を基準の分周比である値16に設定し、これらIアームI及びQアームQの位相を変化させないようにする(図7において制御量0により示す)。またIアームIの制御量が値1の場合、QアームQの制御量に応じて基準信号生成回路34の分周比を値16から値1だけ増減し(図7において、それぞれ増加及び減少を制御量1及び2により示す)、これによりIアームIが位相差0度により同期する方向に、IアームI及びQアームQの位相を変化させる。またこれとは逆に、IアームIの制御量が値2の場合、QアームQの制御量に応じて基準信号生成回路34の分周比を値16から値1だけ増減し、この場合は、IアームIが位相差180度により同期する方向に、IアームI及びQアームQの位相を変化させる。
The
これに対して図6において、符号Aにより示すように、IアームIの制御量が値1又は値2の場合であって、QアームQの制御量が値0の場合、プリアンブルにおいては直前の状態を維持するように分周比を設定する(図7においては符号Xにより示す)。これにより制御回路39は、制御方向の頻繁な切り換えによる位相同期の遅れを防止する。
On the other hand, in FIG. 6, as indicated by the symbol A, when the control amount of the I arm I is a
すなわちこのIアームIの制御量が値1又は値2の場合であって、QアームQの制御量が値0の場合は、QアームQが2値化信号S4に位相同期している場合であり、この場合には、何れの方向に分周比を制御してよいのか、これら合計値ΣEXI、ΣEXQによっては、判定することが困難になる。この場合に、図14について上述したように制御量を値0に設定すると、IアームIの位相制御が困難になり、これにより位相同期に時間を要することになる。またこの場合に、何れかの方向に位相差が変化するように、強制的に制御量を設定すると、2値化信号S4の周波数が大きく偏位し、かつデューティー比が50〔%〕から偏位している場合に、図8において符号Bにより示すように、プリアンブルにおいて、制御方向が頻繁に切り換わる場合が発生し、これにより位相同期に時間を要することになり、3バイトによるプリアンブルでは、シンクを正しく検出することが困難になる。 That is, when the control amount of the I arm I is 1 or 2 and the control amount of the Q arm Q is 0, the Q arm Q is in phase synchronization with the binarized signal S4. In this case, it is difficult to determine in which direction the division ratio may be controlled depending on the total values ΣEXI and ΣEXQ. In this case, if the control amount is set to a value of 0 as described above with reference to FIG. 14, it becomes difficult to control the phase of the I arm I, which requires time for phase synchronization. In this case, if the control amount is forcibly set so that the phase difference changes in any direction, the frequency of the binarized signal S4 is greatly deviated and the duty ratio is deviated from 50%. In the preamble, as shown by the symbol B in FIG. 8, there is a case where the control direction is frequently switched in the preamble, which requires time for phase synchronization. In the preamble of 3 bytes, It becomes difficult to detect the sink correctly.
これによりこの実施例では、図8との対比により図9において矢印Cにより示すように、プリアンブルにおいては、直前の周期における基準信号生成回路34の制御と同一に、基準信号生成回路34を制御するように制御量を設定し、これによりロックに要する時間を短縮する。
Accordingly, in this embodiment, as shown by an arrow C in FIG. 9 in comparison with FIG. 8, in the preamble, the reference
これにより制御回路39は、IアームI及びQアームQの制御量の論理演算により、IアームIの制御量が値1又は値2の場合であって、QアームQの制御量が値0の場合に、信号レベルが立ち上がる判定信号S8(図9(D))を生成する。またシンクの開始時点を検出し、このシンクの開始時点までの間、プリアンブルにおいては、この判定信号S8の立ち上がりにより、直前の1周期と同一の制御を実行する。
As a result, the
しかして制御回路39は、プリアンブル及びシンクでは、このような1/2周期の位相比較結果の合計による位相制御の処理を、フェーズ毎に実行し、これにより2値化信号S4の1ビットについて4回の割合で、カウンタの34の分周比を可変し、これにより高速度でIアームIを2値化信号S4に位相同期させる。
Therefore, in the preamble and the sync, the
PLL回路33は、このようにしてIアームIを2値化信号S4に位相同期させて、IアームIに対して90度位相の異なるQアームQの一方のエッジのタイミングによりラッチ回路40で順次2値化信号S4をラッチすることにより、この2値化信号S4から図2について上述したフォーマットによる一連のデータD1を復調して出力する。PLL回路33は、後述するシンク検出回路42によるこの復調したデータD1の監視により、シンクの開始、終了が検出され、これらシンクの開始、終了の検出により基準信号生成回路34の制御を切り換える。なおこれによりラッチ回路40は、2値化信号である2値化信号S4からデータD1を復調する復調回路を構成することになる。なおこの場合に、QアームQの両側エッジのタイミングで、2値化信号S4を順次ラッチすれば、単に2値化信号S4のデューティーを補正することができる。
In this way, the
すなわちシンクの終了が検出されると、制御回路39は、IアームI及びQアームQについて、サンプリング回路37、38から各フェーズでそれぞれ2個ずつ検出される位相比較結果を取得する。
That is, when the end of the sync is detected, the
また制御回路39は、合計値ΣEXI及びΣEXQの計算期間を、IアームIの1/2周期に設定する。
In addition, the
制御回路39は、これによりシンク終了前と同様に、合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値2の場合、各アームI及びQに係る制御値を値0に設定し、合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値4の場合、各アームI及びQに係る制御値を値2に設定する。また合計値ΣEXI、ΣEXQがそれぞれ値0の場合、各アームI及びQに係る制御値を値1に設定する。またこれら各アームI及びQに係る制御値に基づいて、図7について上述したシンク終了時点前と同様の演算処理により制御量を計算する。なお制御回路39は、プリアンブル及びシンクについて上述したIアームIの制御量が値1又は値2の場合であって、QアームQの制御量が値0の場合、制御量を値0に設定し、これにより分周比を基準の分周比に保持する。
As a result, when the total values ΣEXI and ΣEXQ are 2, respectively, the
制御回路39は、IアームIを連続する1周期により順次区切り、このようにしてIアームの1/2周期について計算した制御量を各区切り毎に統計的に処理し、各1周期毎の最終的な制御量を計算する。ここでこの実施例では、この統計的な処理に、多数決が適用される。なおこのようにして多数決を取ることにより、稀にではあるが、同一の投票数による制御量が2種類検出される場合も発生する。これによりこの場合、制御回路39は、強制的に制御量を0に設定する。
The
これにより制御回路39は、2値化信号S4の1ビット単位で制御量を計算し、この計算した制御量により、続く1ビットに係る4フェーズのうちの3つのフェーズについては、基準信号生成回路34の分周比を基準の分周比である値16に保持すると共に、残る1つのフェーズについて、基準信号生成回路34の分周比を値16から可変し、これによりIアームI及びQアームQの位相を制御する。
As a result, the
PLL回路33は、ボーレート設定BAUDRにより424〔kbps〕によるデータ処理が指示された場合、上述した基準信号生成回路34におけるIアームI、QアームQ、サンプリング信号SP1等の生成に供する分周比を1/2に低減させ、これによりデータ転送速度に対応するように、動作を高速度化する。
When the baud rate setting BAUDR is instructed to perform data processing at 424 [kbps], the
またこのようにしてデータ転送速度424〔kbps〕によりデータを処理する場合、PLL回路33は、212〔kbps〕によりデータ処理する場合と同様にして、シンク終了以降を処理する。これに対してシンク終了前のプリアンブル及びシンクにあっては、上述したIアームの1フェーズで計算される制御量に代えて、IアームIの2フェーズで制御量を計算し、この計算した制御量により、2フェーズ毎に基準信号生成回路34を制御する。具体的にこの場合、制御回路39は、連続する2フェーズのうちの一方のフェーズについては、基準信号生成回路の分周比を基準の分周比の値8に保持し、残りの1つのフェーズについては、制御量に応じてこの基準の分周比から値1だけ分周比を可変し、これによりIアームI及びQアームQの位相を制御する。
Further, when data is processed at the data transfer rate 424 [kbps] in this way, the
タイミング調整回路41は、制御回路39におけるこれらの処理の切り換えに係る各種タイミングを指示する。
The
シンク検出回路42は、PLL回路33の出力データD1からシンクを検出する。しかしてバッファメモリ44に係る後述の処理、PLL回路33について上述した動作の切り換えにあっては、このシンク検出回路42による検出結果に基づいて実行される。
The
シフトレジスタ43は、PLL回路33で再生されたクロック(この場合、Iアームである)により動作して、PLL回路33で復調された受信データD1を順次入力、転送して蓄積し、1バイト分のデータが蓄積されると、続くバッファメモリ44に蓄積したデータを出力する。これによりシフトレジスタ43は、PLL回路33の出力データD1をシリアルパラレル変換処理して出力する。バッファメモリ44は、シフトレジスタ43の出力データをPLL回路33で再生されたクロックにより順次蓄積すると共に、クロック生成リセット回路31でキャリア信号S2を分周して生成される本来のクロックによりこの蓄積したデータを読み出してシフトレジスタ45に出力する。これによりバッファメモリ44は、PLL回路33で復調された2値化信号S4のクロックに同期したデータを、リーダライタ12のクロックに同期させて出力する。シフトレジスタ45は、このバッファメモリ44から入力されるデータを順次1ビットづつ出力し、これによりこのバッファメモリ44から入力されるデータをパラレルシリアル変換処理して出力する。
The
セレクタ46は、端子設定レジスタ32に設定されるデータ出力のモード切り換えCLKOENに応じて動作を切り換え、シフトレジスタ45の出力データD1、PLL回路33の入力データ(2値化信号)S4を選択的に出力する。エンコーダ48は、シフトレジスタ45の出力データD1を選択出力する場合、対応するクロックを用いてセレクタ46の出力データをマンチェスタ符号による2値化信号に変換して出力する。これらによりデータ処理回路22は、リーダライタ12のクロックに同期し直した2値化信号、又は受信した2値化信号S4をデータ処理回路20による設定に応じて選択的に出力する。なおこの場合に、マンチェスタ符号に変換する処理を省略して、シフトレジスタ45の出力データをシリアルデータにより出力するようにしてもよく、またさらにパラレルシリアル変換処理を省略してバイト単位で出力するようにしてもよい。
The
しかしてデータ処理回路22は、このようにしてPLL回路33の入力データS4を選択的に出力する場合、PLL回路33で再生されたクロックCKを併せて出力する。
Thus, when the
これによりこのデータ処理回路22は、後段のデータ処理回路に応じて、単に受信しただけの2値化信号と、さらにクロック周波数、デューティー比を補正した2値化信号とを選択的に出力できるように構成され、またこのように単に受信しただけの2値化信号を出力する場合には、併せてこの2値化信号に同期したクロックを出力してこの2値化信号を処理できるように構成される。なおこのようにして出力されるクロックCK(CLKO)は、図10に示すように、このクロックCKのエッジのタイミングによりマンチェスタ符号による出力信号CDRIOをラッチして、この2値化信号CDRIOを復調可能な位相により、IアームI又はQアームQの何れかが選択的に適用される。
As a result, the
このようにバッファメモリ44を介して同期し直して2値化信号を出力するようにして、具体的にバッファメモリ44は、順次データを転送する6段のFIFO(First In First Out)44A〜44Fにより形成される。
In this way, the
すなわち図2について上述したように、このシステムに適用されるデータにあっては、シンクに続いてペイロードのデータ量を示すレングスLENが配置され、このレングスLENが値FFのときに最大で257バイトのデータがペイロードに割り当てられる。これに対してセラミック発振子を用いてクロックを生成する場合、キャリア信号の周波数は、周波数13.41〜13.71〔MHz〕の範囲でばらつく。 That is, as described above with reference to FIG. 2, in the data applied to this system, a length LEN indicating the amount of payload data is arranged following the sync, and when this length LEN is a value FF, a maximum of 257 bytes is arranged. Data is assigned to the payload. On the other hand, when a clock is generated using a ceramic oscillator, the frequency of the carrier signal varies in a frequency range of 13.41 to 13.71 [MHz].
これにより257バイトによるペイロードのデータをデータ転送速度212〔kbps〕又は424〔kbps〕により伝送する場合、伝送に要する時間は、伝送に供するデータ量に換算して6バイト以下の範囲でばらつくことになる。 Thus, when transmitting 257 bytes of payload data at a data transfer rate of 212 kbps or 424 kbps, the time required for transmission varies within a range of 6 bytes or less in terms of the amount of data to be transmitted. Become.
これによりバッファメモリ44は、3バイト分、PLL回路33からの出力データを蓄積すると、このデータの出力を開始し、これにより必要最小限度のメモリ容量により、このPLL回路33からの出力データを、リーダライタ12側のクロックに同期し直して出力する。
As a result, when the
より具体的に、バッファメモリ44は、図11に示すように、プリアンブル2バイト(00、00)、シンク(b2、4d)による4バイトのデータを入力段側から4段目までのFIFOにそれぞれデータ順序により保持した状態で、PLL回路33で復調されたデータが順次シフトレジスタ43に入力される。シフトレジスタ43は、順次、PLL回路33の出力データを転送して、1ビット転送する毎に、シンク検出回路42により、保持した8ビットのデータがシンクの先頭1バイトと一致するか否か検出され、これによりシンク検出回路42でシンクの開始が検出される。
More specifically, as shown in FIG. 11, the
このようにしてシンクの開始が検出されると、シフトレジスタ43は、同様に順次入力されるデータを転送してシンク検出回路42により、続く1バイトがシンクと一致するか否か検出され、これによりシンクの終了が検出される。
When the start of the sync is detected in this way, the
このようにしてシンクの終了が検出されると、バッファメモリ44は、保持したデータを最終段のFIFOまで順次転送し、プリアンブルに係る先頭1バイトのデータ(00)を出力側のシフトレジスタ45に格納すると共に、この出力段側のFIFOから3段目までのFIFOに、始めにセットした残り3バイトのデータをそれぞれ格納する。これによりバッファメモリ44は、入力側に3バイト分の空き領域を確保する。
When the end of sync is detected in this way, the
さらにバッファメモリ44は、シフトレジスタ45を介して順次格納したデータを出力するようにして、シフトレジスタ43を介して、シンクに続いて入力されるレングスLEN、ペイロードのデータを順次バイト単位で入力して空き領域に格納する。これによりバッファメモリ44は、通信対象である携帯電話14のクロックが周波数の高い側に偏位している場合であっても、3バイト分の空き容量を確保して順次入力されるデータのクロックを置き換えることができる。また通信対象である携帯電話14のクロックが周波数の低い側に偏位している場合であっても、最初にセットしたデータによる3バイトのデータを始めに保持して順次入力されるデータのクロックを置き換えることができる。
Further, the
(2)実施例の動作
以上の構成において、このICカードシステム11では(図1)、パッシブ型により動作して電子マネー等の処理を実行する場合、リーダライタ12におけるデータ処理回路20の制御により水晶振動子により生成されたキャリア信号S2がアンテナ25より送出され、ICカード13、携帯電話14をリーダライタに近づけると、ICカード13のアンテナ、携帯電話14のICカード部17に係るアンテナにキャリア信号が誘起される。このICカードシステム11では、この誘起されたキャリア信号によりICカード13、携帯電話14のICカード部17で動作用電源が生成され、この電源によりICカード13、携帯電話14のICカード部17が動作を開始する。
(2) Operation of Embodiment In the above configuration, in this IC card system 11 (FIG. 1), when processing of electronic money or the like is executed by the passive type, control of the
この状態で、ICカードシステム11では、リーダライタ12のデータ処理回路20において、例えば呼び掛けに係るコマンドのデータ等によりマンチェスタ符号による送信データ信号S3が生成され、RF送受信回路21においてこの送信データ信号S3によりアンテナ25から送出するキャリア信号S2が振幅変調され、これによりこのコマンド等のデータがアンテナ25より送出される。
In this state, in the
ICカード13、携帯電話14のICカード部17では、この振幅変調による振幅変調信号がアンテナにより受信された後、抱絡線検波により検波されて2値化され、リーダライタ12で生成した送信データ信号(2値化信号)が復調される。またこの送信データ信号(2値化信号)よりクロックが再生され、このクロックによる2値化信号の処理により、リーダライタ12から送出されたデータが再生される。またこの再生したデータによりリーダライタ12に応答等を返す場合には、アンテナに誘起されているキャリア信号の分周によりクロックが生成され、このクロックにより伝送に供するデータを用いてマンチェスタ符号による送信データ信号が生成され、この送信データ信号によりアンテナの終端インピーダンスが切り換えられる。
In the
これによりリーダライタ12側にあっては、この送信側における終端インピーダンスの切り換えに応動して、アンテナ25の端子電圧に係るキャリア信号S2の信号レベルが変化し、これにより振幅変調信号として、ICカード13、携帯電話14から送出されたデータが受信される。
As a result, on the reader /
リーダライタ12では、この振幅変調信号がRF回路21において抱絡線検波されて2値化され、送信側で生成した送信データ信号が2値化信号S4により再生される。またこの2値化信号S4のデューティー比、周波数がデータ処理回路22により補正された後、データ処理回路20でクロックが再生されると共に、このクロックにより2値化信号が処理されてICカード13、携帯電話14より送出されたデータが再生される。
In the reader /
これらによりICカードシステム11では、リーダライタ12と、ICカード13、携帯電話14との間で種々のデータを送受して電子マネー等の処理に係る一連の処理を実行することができる。
As a result, in the
これに対してアクティブ型により携帯電話14のICカード部17からリーダライタ12を起動する場合等にあっては、リーダライタ12からのキャリア信号S2の送出が中止された状態で、携帯電話14のICカード部17において、セラミック振動子により生成されたキャリア信号が分周されてクロックが生成され、このクロックにより伝送に供するデータの2値化信号が生成される。またこの2値化信号によりキャリア信号が振幅変調されてアンテナより送出される。これによりこの場合、携帯電話14をリーダライタ12に近づけると、リーダライタ12のアンテナ25にこの振幅変調信号が誘起され、この振幅変調信号がRF回路21において抱絡線検波されて2値化され、送信側で生成した送信データ信号が2値化信号S4により再生される。またこの2値化信号S4のデューティー比、周波数がデータ処理回路22により補正された後、データ処理回路20でクロックが再生されると共に、このクロックにより2値化信号が処理されてICカード13、携帯電話14より送出されたデータが再生される。
On the other hand, when the reader /
これらによりパッシブ型による場合、リーダライタ12側で検出される2値化信号S4にあっては、リーダライタ12で水晶振動子を用いて生成された精度の高いキャリア信号S2を分周したクロックにより生成されていることになり、これによりデータ処理回路20に直接入力してデータを再生する場合でも、簡易かつ確実にクロックを再生してデータを再生することができる。
Thus, in the case of the passive type, in the binarized signal S4 detected on the reader /
しかしながらアクティブ型によるICカード部17からのデータを受信する場合、携帯電話14でセラミック振動子により生成した周波数偏差の大きいキャリア信号を分周したクロックにより2値化信号S4が生成されていることにより、この2値化信号S4をデータ処理回路20に直接入力してデータを再生する場合には、データ処理回路20のPLL回路ではクロックを再生することが困難な場合が発生し、これによりデータを正しく再生することが困難な場合が発生することになる。
However, when receiving data from the
特に、このICカードシステム11では、リーダライタ12と携帯電話14との間の距離の変化等により、リーダライタ12側で受信される2値化信号S4のデューティー比が変化し、クロックの周波数がばらついた状態で、このようにデューティー比が変化すると、正しくデータを再生することが困難になる。
In particular, in this
これによりこのICカードシステム11では、RF送受信回路21で検出された2値化信号S4のデューティー比、周波数がデータ処理回路22により補正されデータ処理回路20に入力され、これによりクロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することが可能となる。
As a result, in this
しかしてこのようにしてパッシブ型による動作、アクティブ型による動作により受信される2値化信号S4は(図3)、データ処理回路22において、PLL回路22によりクロックが再生されて処理される。すなわちPLL回路22において(図4)、リーダライタ12側で生成されるキャリア信号S2が基準信号生成回路34により分周されて、90度位相の異なるIアームI及びQアームQが生成され、2値化信号S4は、位相比較回路を構成するイクスクルーシブオア回路35、36によりそれぞれIアームI、QアームQと位相比較される。またこの位相比較による位相比較結果がサンプリング回路37、38を介して制御回路39に入力され、この位相比較結果による制御回路39の基準信号生成回路34の制御により、Iアームが2値化信号S4に位相同期するように、IアームI及びQアームQの生成に供する分周比が可変される。この基準信号生成回路34の制御において、この実施例では、一定の周期によりIアームI及びQアームQに係る分周比が可変され、この一定の周期が、プリアンブル及びシンクでは(図2)、IアームIの1周期に4回の割合に設定されるのに対し、レングスLEN以降にあっては、IアームIの1周期に1回の割合に設定される。
Thus, the binarized signal S4 received by the passive type operation and the active type operation in this way (FIG. 3) is processed by the
これによりこの実施例では、2値化信号である2値化信号S4におけるプリアンブルにおいては、ペイロードの部分に比して、基準信号生成回路34の制御に係る一定周期が短い周期に設定される。しかしてプリアンブルにあっては、PLL回路の同期を図るために設けられて、同期に好適な、クロックに同期して信号レベルが切り換わるパターンが割り当てられていることにより、このプリアンブルで基準信号生成回路34の制御に係る一定周期を短い周期に設定すれば、2値化信号S4に係るクロックの周波数が偏位している場合にあっても、短時間でIアームを2値化信号S4に位相同期させることができる。
As a result, in this embodiment, in the preamble of the binarized signal S4 that is a binarized signal, the constant cycle related to the control of the reference
これに対してこのようにしてプリアンブルにより同期を確立した後にあっては、パッシブ型による動作する場合、IアームI及びQアームQの生成に供する分周比は、一定の基準の分周比に保持することにより、確立した同期を維持することができる。しかしながらアクティブ型により動作する場合には、携帯電話14側で生成したクロックの周波数が偏位していることにより、このように一定の基準の分周比に保持すると、徐々に同期がずれ、遂には同期が外れてしまう。
On the other hand, after the synchronization is established by the preamble as described above, when the operation is performed by the passive type, the frequency dividing ratio used for generating the I arm I and the Q arm Q is set to a certain reference frequency dividing ratio. By maintaining, established synchronization can be maintained. However, when operating by the active type, the frequency of the clock generated on the
しかしながらペイロードの部分は、伝送に供するデータに応じて信号レベルの変化パターンが種々に変化し、これによりプリアンブルの場合と同様に分周比を制御したのでは、却って同期が外れ易くなる。しかしながらこの実施例では、この分周比の制御がプリアンブルの部分に比して長い周期により、より具体的には、1ビットに1回の割合に設定されていることにより、同期外れを防止しつつ、2値化信号S4のクロックにおける周波数偏位を補正するように、IアームIを2値化信号S4に同期させて保持することができ、これらによりクロックの周波数がばらついた場合にあっても、確実にクロックを再生してデータを再生することができる。 However, in the payload portion, the change pattern of the signal level changes variously according to the data to be transmitted, and if the frequency division ratio is controlled in the same manner as in the preamble, synchronization is easily lost. However, in this embodiment, since the control of the frequency division ratio is set to a period longer than that of the preamble portion, more specifically, the ratio is set to once per bit, thereby preventing loss of synchronization. On the other hand, the I-arm I can be held in synchronization with the binarized signal S4 so as to correct the frequency deviation in the clock of the binarized signal S4. However, the data can be reproduced by reliably reproducing the clock.
しかしながらプリアンブルにおいて、QアームQが2値化信号S4に位相同期した場合(図6)、何れの方向に分周比を変化させればよいのか、位相比較結果によっては判定することが困難になる。この場合に、何ら制御することなく基準の分周比に保持すると、プリアンブルにあっては一定周期で信号レベルが切り換わるパターンが割り当てられていることにより、結局、このような状態から抜け出すのに時間を要し、これによりプリアンブルでは同期を確立できなくなる。 However, in the preamble, when the Q arm Q is phase-synchronized with the binarized signal S4 (FIG. 6), it is difficult to determine in which direction the division ratio should be changed depending on the phase comparison result. . In this case, if the reference frequency division ratio is maintained without any control, a pattern in which the signal level is switched at a constant period is assigned to the preamble. It takes time, which prevents synchronization from being established in the preamble.
また強制的に一方向に分周比を可変すると、この場合は、デューティー比が50〔%〕から偏位している場合に、制御方向が頻繁に切り換わる場合が発生し、これにより位相同期に時間を要することになり、シンクを正しく検出できなくなってデータの再生が困難になる(図8)。 In addition, if the frequency division ratio is forcibly changed in one direction, in this case, when the duty ratio is deviated from 50 [%], the control direction may be frequently switched. It takes time, and it becomes difficult to correctly detect the sync, making it difficult to reproduce data (FIG. 8).
このためこの実施例では、制御回路39において、QアームQが2値化信号S4に位相同期している状態が検出され、この場合には、直前の周期における基準信号生成回路34の制御と同一に、基準信号生成回路34が制御される(図9)。
For this reason, in this embodiment, the
これによりこの実施例では、IアームIが2値化信号S4に位相同期する方向に、QアームQが2値化信号S4に位相同期している状態を短時間で解消することができ、その分、従来に比して、IアームIの位相同期に要する時間を短くすることができる。これらによりこの実施例では、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することが可能となる。 As a result, in this embodiment, the state where the Q arm Q is phase-synchronized with the binarized signal S4 in the direction in which the I arm I is phase-synchronized with the binarized signal S4 can be eliminated in a short time. Therefore, the time required for the phase synchronization of the I arm I can be shortened as compared with the conventional case. Thus, in this embodiment, even when the duty ratio changes from 50 [%] with the clock frequency varying, it is possible to correctly reproduce the data.
この実施例では、このような位相比較結果がサンプリング回路37、38によりサンプリングされて制御回路39に入力され(図5)、IアームI及びQアームQ毎に、Iアームの1/2周期でこのサンプリング結果が合計された後、それぞれ合計値が判定されて各アームの制御量が計算される。
In this embodiment, such a phase comparison result is sampled by the
さらにこのようにして制御するにつき、プリアンブルでは、この各アームの制御量の演算処理により総合の制御量が計算されて、続くフェーズに係る基準信号生成回路34の分周比が設定される。プリアンブルでは、この分周比の制御に係る一連の処理がフェーズ毎に繰り返されて、1フェーズ毎に、基準信号生成回路34が制御される。
Further, in the control as described above, in the preamble, the total control amount is calculated by the calculation processing of the control amount of each arm, and the frequency division ratio of the reference
この実施例では、このサンプリング回路37、38におけるサンプリングの回数が、1フェーズ当たり2回に設定されてそれぞれ合計値が計算される。これによりこの実施例では、従来に比して高い分解能により、IアームI及びQアームQの位相ずれを検出することができる。従ってその分、少しでもIアームIが2値化信号S4に位相ずれしている場合でも、IアームIが2値化信号S4に位相同期するように、IアームI及びQアームQの位相を制御することができる。従ってその分、IアームIを高い精度により2値化信号S4に位相同期させることができ、その分、続くペイロードにおける同期の外れ難くし、これらによりクロックの周波数が偏位している場合に適用して、正しくデータを再生することができる。
In this embodiment, the number of samplings in the
これに対してシンクが終了した後にあっては、同様に、Iアームの1/2周期により合計値が計算され、またこの合計値がシンク終了前と同様に判定されて、各アームに係る制御量が計算され、さらに総合の制御量が求められる。この場合、この総合の制御量は、Iアームの1周期毎に集計されて、最終的な制御量が計算され、この最終的な制御量によりIアームの1周期毎に、この1周期を構成する1つのフェーズにおける分周比が基準の分周比により制御され、位相同期が外れないようにIアームIの位相が制御される。これによりこの場合、2値化信号S4の1ビットに1回の割合により、IアームI及びQアームQを位相制御して、位相同期が外れないように制御される。 On the other hand, after the sync is completed, similarly, the total value is calculated by the 1/2 cycle of the I arm, and this total value is determined in the same manner as before the sync ends, and the control related to each arm is performed. The amount is calculated, and a total control amount is obtained. In this case, the total control amount is totaled for each cycle of the I arm, and the final control amount is calculated, and this final control amount constitutes this one cycle for each cycle of the I arm. The division ratio in one phase is controlled by the reference division ratio, and the phase of the I arm I is controlled so that the phase synchronization is not lost. Accordingly, in this case, the I arm I and the Q arm Q are phase-controlled at a rate of once per 1 bit of the binarized signal S4 so that the phase synchronization is not lost.
しかしてこの実施例では、このようにしてIアームを2値化信号S4に同期させて、このIアームに対して90度位相の異なるQアームにより2値化信号S4がラッチ回路40によりラッチされて、マンチェスタ符号による2値化信号S4が復調される。
In this embodiment, the I-arm is thus synchronized with the binarized signal S4, and the binarized signal S4 is latched by the
これに対してこのようにして位相制御して2値化信号S4を処理するようにして、データ処理回路22では、データ処理回路20の制御により、データ転送速度が212〔kbps〕から424〔kbps〕に切り換えられる。
On the other hand, the binarized signal S4 is processed in such a manner as described above, and the
この場合、データ処理回路22では、データ転送速度が212〔kbps〕の場合と同様に、IアームI及びQアームQを位相制御したのでは、2値化信号S4のデューティー比が50〔%〕から変化した場合に、データを正しく再生できないことが判った。
In this case, in the
このためこの実施例では、データ転送速度が424〔kbps〕の場合、シンクより前の2値化信号S4の1フェーズに1回の割合によるIアームI及びQアームQの位相制御が、2フェーズに1回の割合に切り換えられる。これによりこの実施例では、Iアーム及びQアームの周波数を高い周波数に切り換えて2値化信号を処理する場合には、Iアーム及びQアームの周波数が低い場合に比して、プリアンブルにおけるクロックに対する制御周期が長くなるように動作を切り換え、これにより確実にデータを再生できるように設定される。 Therefore, in this embodiment, when the data transfer rate is 424 [kbps], the phase control of the I arm I and the Q arm Q at a rate of once per phase of the binarized signal S4 before the sync is 2 phases. Can be switched to once. As a result, in this embodiment, when the binarized signal is processed by switching the frequency of the I arm and the Q arm to a high frequency, compared to the case where the frequency of the I arm and the Q arm is low, The operation is switched so that the control cycle becomes longer, and the setting is made so that data can be reliably reproduced.
しかしてデータ処理回路22では、PLL回路33で復調されたデータが、シフトテジスタ43によりシリアルパラレル変換処理されてバッファメモリ44に格納され、またこのバッファメモリ44から読み出された後、シフトレジスタ45によりパラレルシリアル変換処理され、元のマンチェスタ符号による2値化信号に変換されて出力される。このバッファメモリ44における書き込み及び読み出しの処理において、PLL回路33の出力データD1は、2値化信号S4のクロックが、このリーダライタ12のクロックに置き換えられて出力される。
In the
これにより続くデータ処理回路20に入力される2値化信号は、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、デューティー比50〔%〕によりこのリーダライタ12のクロックに同期して出力され、これによりパッシブ型による動作を前提としたデータ処理回路20によっても、正しくデータを再生して処理することができる。
As a result, the binarized signal input to the
このようにして2値化信号を出力する際に、データ処理回路22は、外部からの設定により、PLL回路33の入力信号S4を直接出力することもでき、この場合は、この入力信号S1に同期したクロックも併せて出力することができ、これにより外部機器に応じて処理結果の出力形態を種々に切り換えて、種々のシステムに広く適用することが可能となる。
When outputting the binarized signal in this manner, the
(3)実施例の効果
以上の構成によれば、90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームの位相を入力信号との位相比較結果により制御して、これら基準信号の一方を入力信号に位相同期させるようにして、他方の基準信号が入力信号に位相同期したとの位相比較結果が得られた場合に、直前の制御を継続することにより、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができる。
(3) Advantages of the embodiment According to the above configuration, the phase of the I arm and the Q arm, which are reference signals different in phase by 90 degrees, is controlled by the phase comparison result with the input signal, and one of these reference signals is input. When the phase comparison result that the other reference signal is phase-synchronized with the input signal is obtained by synchronizing the phase with the signal, by continuing the immediately preceding control, the clock frequency varies, Even when the duty ratio changes from 50 [%], data can be correctly reproduced.
またキャリア信号を分周してIアーム及びQアームを生成するようにして、この分周比を制御して、Iアーム及びQアームの位相を制御することにより、簡易な構成でIアーム及びQアームの位相を制御することができる。 Further, by dividing the carrier signal to generate the I arm and the Q arm, the division ratio is controlled, and the phases of the I arm and the Q arm are controlled. The phase of the arm can be controlled.
またプリアンブルに続くシンクの終了時点において、制御の周期を切り換えるようにして、プリアンブルにおいては、ペイロードの部分に比して、この制御の周期が短くなるように設定することにより、データの送受に係るフォーマットを有効に利用して、プリアンブルとペイロードとで制御の周期を確実に切り換えることができる。 In addition, at the end of the sync following the preamble, the control cycle is switched, and in the preamble, the control cycle is set to be shorter than that of the payload portion. By effectively using the format, the control cycle can be reliably switched between the preamble and the payload.
またこのようにして位相同期されたIアーム、Qアームの一方のクロックにより2値化信号をラッチしてデータを復調することにより、クロックの周波数がばらついた状態で、デューティー比が50〔%〕から変化した場合でも、正しくデータを再生することができる。 Further, the data is demodulated by latching the binarized signal by one of the clocks of the I-arm and the Q-arm thus phase-synchronized, so that the duty ratio is 50 [%] in a state where the clock frequency varies. Data can be reproduced correctly even if the change occurs.
またバッファメモリ44により、この再生したデータを順次記録すると共に、記録したデータを、他のクロックにより読み出して出力することにより、周波数の偏位したクロックによるデータを、このリーダライタのクロックにより出力することができ、リーダライタのクロックによる処理回路であるデータ処理回路20により、この再生したデータを処理することができる。
In addition, the reproduced data is sequentially recorded by the
またこのバッファメモリの出力データを変調して出力することにより、同種のデータ処理回路により処理可能に、受信した2値化信号のデューティー比、周波数を補正して出力することができる。 Further, by modulating and outputting the output data of this buffer memory, the duty ratio and frequency of the received binarized signal can be corrected and output so as to be processed by the same type of data processing circuit.
またPLL回路の入力データ、バッファメモリの出力データをセレクタにより選択出力するようにして、バッファメモリの入力データを選択出力する場合には、対応するクロックを併せて出力することにより、2値化信号の処理に係る外部回路に応じて、処理結果の出力形態を種々に選択することができる。 When the input data of the PLL circuit and the output data of the buffer memory are selectively output by the selector and the input data of the buffer memory is selectively output, the binarized signal is output by outputting the corresponding clock together. Depending on the external circuit involved in this process, the output form of the process result can be selected in various ways.
またIアームの1周期をIアーム及びQアームにより区切る4つのフェーズ毎に、Iアームに係る位相比較結果とQアームに係る位相比較結果とをサンプリングしてIアームに係る位相比較結果とQアームに係る位相比較結果を制御回路で取得することにより、例えば1つのフェーズにおけるサンプリングの回数を複数回に設定して、位相同期の検出精度を向上することができる。 In addition, for each of the four phases dividing one cycle of the I arm by the I arm and the Q arm, the phase comparison result related to the I arm and the phase comparison result related to the Q arm are sampled, and the phase comparison result related to the I arm and the Q arm By acquiring the phase comparison result according to the above in the control circuit, for example, the number of times of sampling in one phase can be set to a plurality of times, and the phase synchronization detection accuracy can be improved.
なお上述の実施例においては、1つのフェーズにおいて、2回、位相比較結果をサンプリングして処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、3回以上の複数回により位相比較結果をサンプリングして処理する場合、1回のサンプリングにより処理する場合等、サンプリングの回数にあっては必要に応じて種々に設定することができる。 In the above-described embodiment, the case where the phase comparison result is sampled and processed twice in one phase has been described. However, the present invention is not limited to this, and the phase comparison result is obtained three or more times. In the case of sampling and processing, the number of samplings can be variously set as required, such as when processing by one sampling.
また上述の実施例においては、データ転送速度が212〔kbps〕の場合には、シンクの終了までを1フェーズで1回、シンクより後では、1ビットに1回、Iアーム及びQアームの位相を制御し、データ転送速度が424〔kbps〕の場合には、シンクの終了までを2フェーズで1回、シンクより後では、1ビットに1回、Iアーム及びQアームの位相を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの制御に係る周期は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて種々に設定することができる。 In the above embodiment, when the data transfer rate is 212 [kbps], the phase of the I arm and the Q arm is once per phase until the end of the sync and once per bit after the sync. When the data transfer rate is 424 [kbps], the phase of the I arm and Q arm is controlled once every two phases until the end of the sync and once per bit after the sync. However, the present invention is not limited to this, and the period related to these controls can be variously set as necessary without departing from the spirit of the present invention.
また上述の実施例においては、2値化信号の周波数及びデューティー比を補正して後段のデータ処理回路で処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、後段のデータ処理回路に本発明を適用するようにしてもよい。このようにすれば、上述のデータ処理回路22は、省略することができ、またこの後段のデータ処理回路をパッシブ型とアクティブ型とで兼用することができる。
In the above-described embodiment, the case where the frequency and duty ratio of the binarized signal are corrected and processed by the subsequent data processing circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. You may make it apply invention. In this way, the above-described
また上述の実施例においては、本発明をICカードシステムに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、デューティー比が種々に変化する無線通信システムに広く適用することができる。 In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to an IC card system has been described. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied to a wireless communication system in which the duty ratio changes variously.
本発明は、集積回路、再生装置及び再生方法に関し、例えば非接触型のICカードシステムに適用することができる。 The present invention relates to an integrated circuit, a reproducing apparatus, and a reproducing method, and can be applied to, for example, a non-contact type IC card system.
11……ICカードシステム、12……リーダライタ、13……ICカード、14……携帯電話、17……ICカード部、20、22……データ処理回路、12……RF送受信回路、25……アンテナ、33……PLL回路、34……基準信号生成回路、35、36……イクスクルーシブオア回路、37、38……サンプリング回路、39……制御回路、43、45……シフトレジスタ、44……バッファメモリ、44A〜44F……FIFO
DESCRIPTION OF
Claims (10)
90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成回路と、
前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較回路と、
前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較回路と、
前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御回路とを備え、
前記Iアーム又はQアームを前記クロックに設定し、
前記制御回路は、
前記Iアームにおける一定の周期により、前記基準信号生成回路を制御し、
前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、
前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する
ことを特徴とする集積回路。 In an integrated circuit that regenerates a clock from a binarized signal obtained by binarizing a detection signal of a radio communication wave,
A reference signal generation circuit for generating an I arm and a Q arm, which are reference signals having different phases by 90 degrees;
A phase comparison circuit for the I arm that compares the phase of the I arm and the binarized signal and outputs a phase comparison result for the I arm;
A phase comparison circuit for the Q arm that compares the phase of the Q arm and the binarized signal and outputs a phase comparison result for the Q arm;
The phase of the I arm and the Q arm is changed by the control of the reference signal generation circuit based on the phase comparison result for the I arm and the phase comparison result for the Q arm, and the I arm is changed to the binarized signal. A control circuit for phase synchronization,
Set the I arm or Q arm to the clock,
The control circuit includes:
Controlling the reference signal generation circuit according to a certain period in the I arm;
In the preamble in the binarized signal, the fixed period is shortened compared to the payload portion of the binarized signal,
When phase synchronization of the Q arm to the binarized signal is detected in the preamble based on the phase comparison result for the Q arm, the control is the same as the control of the reference signal generation circuit in the immediately preceding fixed period. An integrated circuit that controls the reference signal generation circuit.
基準信号を分周して前記Iアーム及びQアームを生成するカウンタであり、
前記基準信号生成回路の制御が、
前記カウンタの分周比を設定する制御である
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 The reference signal generation circuit is
A counter that divides a reference signal to generate the I arm and the Q arm;
Control of the reference signal generation circuit is
The integrated circuit according to claim 1, wherein the control is to set a division ratio of the counter.
前記プリアンブルに続くシンクの終了時点における前記一定の周期の切り換えにより、
前記プリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期が短くなるようにする
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 The control circuit includes:
By switching the constant period at the end of the sync following the preamble,
2. The integrated circuit according to claim 1, wherein, in the preamble, the constant period is shorter than a portion of a payload of the binarized signal.
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 The integrated circuit according to claim 1, further comprising: a demodulating circuit that processes the binarized signal by the clock and demodulates data from the binarized signal.
ことを特徴とする請求項4に記載の集積回路。 5. A buffer memory that sequentially records the data, and reads out and outputs the recorded data with another clock, thereby replacing the clock of the data with the other clock. 5. An integrated circuit according to 1.
ことを特徴とする請求項5に記載の集積回路。 The integrated circuit according to claim 5, further comprising an encoder that converts output data of the buffer memory into a binary signal corresponding to the binarized signal.
少なくとも前記セレクタにより、前記2値化信号を選択した場合、前記クロックをクロック出力端子から外部に出力する
ことを特徴とする請求項6に記載の集積回路。 A selector that selects the binarized signal or the data output from the buffer memory;
The integrated circuit according to claim 6, wherein, when at least the selector selects the binarized signal, the clock is output from a clock output terminal to the outside.
前記Iアーム及びQアームにおける信号レベルの切り換わりにより前記Iアームの1周期が4つの期間に区切られて形成されるフェーズ毎に、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とを一定の回数だけサンプリングしてサンプリング結果を取得することにより、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。 The control circuit includes:
The phase comparison result related to the I arm and the phase comparison related to the Q arm for each phase formed by switching one signal level in the I arm and the Q arm and dividing one cycle of the I arm into four periods. 2. The accumulation according to claim 1, wherein the phase comparison result relating to the I arm and the phase comparison result relating to the Q arm are obtained by sampling the result a certain number of times and obtaining the sampling result. circuit.
前記無線通信波の検波信号を生成し、前記検波信号を2値化して2値化信号を生成するRF回路と、
90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成回路と、
前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較回路と、
前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較回路と、
前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御回路と、
前記Iアーム又はQアームにより前記2値化信号を処理して前記データを再生する復調回路とを備え、
前記制御回路は、
前記Iアームにおける一定の周期により、前記基準信号生成回路を制御し、
前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、
前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する
ことを特徴とする再生装置。 In a playback device for playing back data transmitted by wireless communication waves,
An RF circuit that generates a detection signal of the radio communication wave, binarizes the detection signal, and generates a binarized signal;
A reference signal generation circuit for generating an I arm and a Q arm, which are reference signals having different phases by 90 degrees;
A phase comparison circuit for the I arm that compares the phase of the I arm and the binarized signal and outputs a phase comparison result for the I arm;
A phase comparison circuit for the Q arm that compares the phase of the Q arm and the binarized signal and outputs a phase comparison result for the Q arm;
The phase of the I arm and the Q arm is changed by the control of the reference signal generation circuit based on the phase comparison result for the I arm and the phase comparison result for the Q arm, and the I arm is changed to the binarized signal. A control circuit for phase synchronization;
A demodulation circuit that processes the binarized signal by the I arm or the Q arm and reproduces the data;
The control circuit includes:
Controlling the reference signal generation circuit according to a certain period in the I arm;
In the preamble in the binarized signal, the fixed period is shortened compared to the payload portion of the binarized signal,
When phase synchronization of the Q arm to the binarized signal is detected in the preamble based on the phase comparison result for the Q arm, the control is the same as the control of the reference signal generation circuit in the immediately preceding fixed period. And a control apparatus for controlling the reference signal generation circuit.
前記無線通信波の検波信号を生成し、前記検波信号を2値化して2値化信号を生成する2値化信号生成のステップと、
90度位相の異なる基準信号であるIアーム及びQアームを生成する基準信号生成のステップと、
前記Iアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Iアームに係る位相比較結果を出力するIアームに係る位相比較のステップと、
前記Qアームと前記2値化信号とを位相比較して、前記Qアームに係る位相比較結果を出力するQアームに係る位相比較のステップと、
前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とによる前記基準信号生成回路の制御により、前記Iアーム及びQアームの位相を変化させ、前記Iアームを前記2値化信号に位相同期させる制御のステップと、
前記Iアーム又はQアームにより前記2値化信号を処理して前記データを再生する復調のステップとを有し、
前記制御のステップは、
前記Iアームにおける一定の周期により、前記Iアームに係る位相比較結果と前記Qアームに係る位相比較結果とを取得し、前記基準信号生成回路の動作を制御し、
前記2値化信号におけるプリアンブルにおいては、前記2値化信号のペイロードの部分に比して、前記一定の周期を短くし、
前記Qアームに係る位相比較結果により、前記プリアンブルにおいて、前記Qアームの前記2値化信号への位相同期が検出されると、直前の前記一定の周期における前記基準信号生成回路の制御と同一に、前記基準信号生成回路を制御する
ことを特徴とする再生方法。
In a reproduction method for reproducing data transmitted by a wireless communication wave,
Generating a detection signal of the wireless communication wave, binarizing the detection signal to generate a binary signal, and generating a binary signal;
A step of generating a reference signal for generating an I arm and a Q arm, which are reference signals having a phase difference of 90 degrees;
A phase comparison step for the I arm that compares the phase of the I arm with the binarized signal and outputs a phase comparison result for the I arm;
A phase comparison step for the Q arm that compares the phase of the Q arm and the binarized signal and outputs a phase comparison result for the Q arm;
The phase of the I arm and the Q arm is changed by the control of the reference signal generation circuit based on the phase comparison result for the I arm and the phase comparison result for the Q arm, and the I arm is changed to the binarized signal. A phase synchronization control step;
A demodulation step of processing the binarized signal by the I arm or Q arm to reproduce the data;
The control step includes
Obtaining a phase comparison result for the I arm and a phase comparison result for the Q arm according to a certain period in the I arm, and controlling the operation of the reference signal generation circuit;
In the preamble in the binarized signal, the fixed period is shortened compared to the payload portion of the binarized signal,
When phase synchronization of the Q arm to the binarized signal is detected in the preamble based on the phase comparison result for the Q arm, the control is the same as the control of the reference signal generation circuit in the immediately preceding fixed period. And controlling the reference signal generation circuit.
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