KR20040062578A - 프레임 자동 식별 수단을 포함하는 비접촉 집적회로 - Google Patents

프레임 자동 식별 수단을 포함하는 비접촉 집적회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 두개의 소정의 프로토콜에 따른 통신을 제공하는 수단(DECC2, DECC3) 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트(SOF1, SOF2)의 프로파일에 따라 상기 프로토콜의 하나 또는 다른 하나와 일치하는 통신모드로 자동 전환하는 수단(FIC, SOFD1, SOFD2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유도결합에 의해 데이타를 송/수신하는 수단을 포함하는 비접촉 집적회로(IC1)에 관한 것이다. 본 발명은 특히 ISO/IEC 15693 및 ISO/IEC 14443-B 표준에 적합한 집적회로 생산에 적용된다.

Description

프레임 자동 식별 수단을 포함하는 비접촉 집적회로{Contact-free integrated circuit comprising automatic frame identification means}
최근에, 비접촉 집적회로가 상당히 개발되었고 이 집적회로에 의해 구동되는 유도결합에 의한 데이터 전송 방법이 다양한 프로토콜의 대상이 되고 있으며 그 일부는 표준화되고 있다.
도 1은 종래의 비접촉 집적회로 구성에 대한 블록도이다. 집적회로 IC1은, 집적회로의 실리콘 와이퍼 외부에 존재할 수도 있는, 공명 안테나 회로를 형성하기 위한 캐퍼시터 C1과 코일 안테나 L1을 평행하게 구비하고, 코일 L1에 연결된 정류회로 PSC 및 클럭발생회로 CEC1을 구비한다.
집적회로가 비접촉 집적회로 리더(표현되어 있지 않음)에 의해 방출된 진동 자기장에 침투되면, 유도성 교류전압 Vi가 코일 L1 말단에 나타난다. 회로 PSC는 상기 유도 전압 Vi를 이용하여 집적회로를 제공하기 위한 전압 Vcc를 전달하고, 회로 CEC1는 집적회로의 클럭신호 CK를 전달하는데, 이 주파수는 일반적으로 자기장 캐리어의 서브멀티플이다.
집적회로 IC1에 의한 데이터 수신은 코일 Li에 연결된 복조회로 DEMC 및 디코딩회로 DECC1에 의해 수행된다. DEMC 회로는 전압 Vi를 엔벨롭으로부터 추출하고 캐리어를 제거함으로써 전압 Vi를 복조하고, 소정의 프로토콜에 따라 코딩된 데이터를 포함하는 복조신호 Sd를 전달한다. 복조신호 Sd는 디코딩신호 DECC1의 입력에 사용되고 그 출력은 이진 데이터 DTr를 전달한다. 데이터 DTr은 집적회로의 중앙 장치, 예컨대 메모리 MEM을 갖는 중앙 처리 장치 UC로 보내진다.
집적회로의 데이터 송신은 코딩회로 CDC에 의해 수행되며 그 출력은 코일 L1 말단에 연결된 로드 변조 회로 LMC를 구동한다. 회로 LMC는 예컨대 레지스터 R과 함께 일련의 스위치 SW를 포함한다. 중앙 처리 장치에 의해 전달되거나 메모리 MEM에서 직접 판독되는 전송 데이터 DTx는 코딩회로 CDC에 적용되고, 그 출력은 소정의 프로토콜에 따라 코딩된되고 스위치 SW의 제어 입력(예컨대 트랜지스터 게이트)에 적용된 로드 변조 신호 Slm을 전달한다. 매시간 스위치 SW가 끊어지고 이는 주위 자기장의 감쇠로 이어지는 안테나 단락 회로의 원인이 되는데, 비접촉 집적회로 리더에 의해 이것이 검지되고 후자가 집적회로 IC1에 의해 송신된 데이터를 디코딩하도록 한다.
전술한 바와 같이, 비접촉 집적회로는 통신을 조정하는 신호의 특성을 정하고 데이터 코딩을 정하는 다양한 프로토콜의 대상이 된다. 두개의 상이한 프로토콜을 만족시키기 위해 제공된 두개의 비접촉 집적회로 간의 구조 차이는 주로 도 1에 표현된 디코딩회로 DECC1과 코딩회로 CDC에 관계된다
예컨대, ISO/IEC 15693 표준은 비접촉 집적회로에 송신된 데이터의 펄스 위치 변조에 의한 코딩 및 도 2A에 그 프로파일이 표현되어 있는 프레임 SOF1의 시작을 위해 제공되는 한편, ISO/IEC 14443-B 표준은 비접촉 집적회로에 송신된 데이터의 NRZ 코딩 및 도 2B에 그 프로파일이 표현되어 있는 프레임 SOF2의 시작을 위해 제공된다.
실제로, 이러한 다양한 프로토콜의 제공은 기술적인 이유에 의해 합리화 되는데 각 프로토콜은 소정의 적용 카테고리에서 소정의 성능을 얻기 위해 제공된다. 따라서, 예컨대, ISO/IEC 15693 프로토콜은 비교적 장거리 통신과 비교적 낮은 데이터 전송률을 요하는데 적용하기 적합한 한편, ISO/IEC 14443-B 프로토콜은 단거리 통신과 높은 데이터 전송률을 요하는데 적용하기 적합하다.
잘 정의된 형태의 비접촉 집적회로는 각각의 프로토콜에 상응하고 특히 코딩회로 및 디코딩회로에 의해 다른 비접촉 집적회로와 구별되는데, 상기 디코딩회로는 특히 상기 프로토콜에 의해 제공된 프레임 스타트를 인식하는 수단을 포함한다.
본 발명은 유도결합에 의한 데이터 송/수신 수단을 포함하는 비접촉 집적회로에 관한 것이다.
본 발명은 특히 ISO/IEC 15693 표준 또는 ISO/IEC 14443-B 표준에 따라 코딩된 데이터를 수신하기 위해 제공된 비접촉 집적회로에 관한 것이나 단지 이에 관한 것만은 아니다.
- 도 1은 종래의 비접촉 집적회로에 대한 블록도이다.
- 도 2A 및 2B는 두 개의 종래 프레임 스타트 프로파일을 나타낸다.
- 도 3은 본 발명에 따른 비접촉 집적회로에 대한 블록도이다.
- 도 4는 본 발명에 따른 프레임 스타트 식별회로에 대한 논리도이고 이는 도 3에 블록도로 표현되어 있다.
- 도 5A는 도 2A에 표현된 것에 일치하는 프레임 스타트 프로파일이다.
- 도 5B 내지 도 5F는 도 5A에 표현된 프레임 스타트를 수신하는, 도 4에 표현된 회로에서 나타나는 다양한 로직신호를 나타낸다.
- 도 6A는 도 2B에 나타낸 것에 일치하는 프레임 스타트 프로파일을 나타낸다.
- 도 6B 내지 도 6H는, 도 6A에 나타낸 프레임 스타트를 수신하는, 도 4에 나타난 회로에서 나타나는 다양한 로직신호를 나타낸다.
- 도 7은 도 3의 비접촉 집적회로의 어떤 소자에 대한 다른 형태를 나타낸다.
본 발명은, 프로토콜의 다중화는 비접촉 집적회로의 제조를 복잡하게만들고, 집적회로를 구매하여 전자뱃지, 비접촉 스마트 카드 또는 다른 휴대용 비접촉 전자 제품을 생산하는 산업 고객에게 제공되는 집적회로 모델을 가지각색으로 만든다는 사실의 발견에 기초한다.
또한 본 발명은, 동일한 적용에 있어서 집적회로의 구동 조건에 따라 가끔 하나의 프로토콜이 다른 프로토콜보다 더 낫거나 상반적이라는 사실의 발견에 기초한다. 따라서, 예컨대, 비접촉 집적회로를 구비한 전자뱃지는 어떤 경우에는 통신거리에 손해를 주는 높은 데이터 전송률을 갖는 것이 바람직하고 다른 경우에는 데이터 전송률에 손해를 주는 긴 통신거리를 갖는 것이 바람직 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 생각은 "다중 프로토콜" 및 "구성가능한" 형태의 비접촉 집적회로, 즉, 적용되는 구성에 따라 적어도 두개의 상이한 프로토콜에 따른 통신을 제공할 수 있는 비접촉 집적회로를 제공하는 것이다.
그러나, "구성가능한" 집적회로를 제공한다는 것은 상기 집적회로가 의뢰되기 전 구성되어 그 구동 모드를 정할 수 있어야만 한다는 것을 의미한다. 현재, 이 구성 단계는 추가의 처리조작을 포함하기 때문에 바람직하지 않다. 더우기, 전술한 바와 같이, 제1 프로토콜은 동일한 적용에서도 집적회로 구동 조건에 따라 때로 제2 프로토콜보다 더 낫거나 상반적이다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 사용하기 쉬우면서 업계 고객에게 제공되는 모델의 수를 감소시키는 비접촉 집적회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 유도결합에 의해 데이타를 송/수신하는 수단, 적어도 두개의 소정의 프로토콜에 따라 통신을 제공하는 수단 및 통신 초기에 수신한 프레임스타트의 프로파일에 따라 프로토콜의 하나 또는 다른 하나와 일치하는 통신모드로 자동 전환하는 수단을 포함하는 비접촉 집적회로를 제공함으로써 달성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집적회로는 제1 프로토콜에 따라 코딩된 데이타를 디코딩하는 제1 디코딩 단위, 최소한 제2 프로토콜에 따라 코딩된 데이타를 디코딩하는 최소한의 제2 디코딩 단위 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트의 프로파일에 따라 제1 디코딩 단위 또는 제2 디코딩 단위를 선택하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집적회로는, 제1형 프레임 스타트가 검지되는 경우 제1 프레임 스타트 검지 신호를 전달하기 위해 배열된, 제1 프로토콜에 상응하는 제1형 프레임 스타트를 검지하는 수단; 및 제2형의 프레임 스타트가 검지되는 경우 제2 프레임 스타트 검지 신호를 전달하기 위해 배열된, 제2 프로토콜에 상응하는 제2형 프레임 스타트를 검지하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1형 프레임 스타트 검지 수단은 유도결합에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부를 검지하기 위해 배열된 후, 제1 시간창에서 유도결합에 의해 수신한 신호의 제2 가변단부를 검지하고, 제2형 프레임 스타트 검지 수단은 유도결합에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부를 검지하기 위해 배열된 후 제2 시간창에서 유도결합으로 수신한 신호의 제2 가변단부를 검지한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1형 프레임 스타트 검지 수단은 동일형의 두 가변단부를 검지하기 위해 배열되고, 제2형 프레임 스타트 검지 수단은 제1형의 가변단부 및 제1형에 상반되는 제2형의 가변단부를 검지하기 위해 배열된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 유도연결에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부가 나타난 후 제1 시간창 및 제2 시간창 사이에 위치한 소정의 시간이 경과하는 경우에는 집적회로는 제1형 프레임 스타트 검지 수단을 방해하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1형 프레임 스타트가 검지되는 경우에는 집적회로는 제2형 프레임 스타트 검지를 방해하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집적회로는, 제1형 프레임 스타트 검지 수단과 제2형 프레임 스타트 검지 수단이 배열된, 제1 및 제2 디코딩 단위에 공통적인 프레임 스타트 식별회로를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 디코딩 단위는 제1형 프레임 스타트 검지 수단을 포함하고 제2 디코딩 단위는 제2형 프레임 스타트 검지 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 선택수단은 제2 디코딩 단위 불활성화 수단 또는 제1 디코딩 단위 불활성화 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 선택수단은 디코딩 단위 출력을 다중화하는 수단을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다중화 수단은 디폴트에 의해 제1 디코딩 단위 출력을 선택하도록 배열되고 제2 디코딩 단위의 프로토콜에 상응하는 프레임 스타트를 수신하면 제2 디코딩 단위의 출력을 선택하도록 배열된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다중화 수단은 프레임 스타트 검지 신호에 의해 구동된 선택입력을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집적회로가 제1 프로토콜에 일치하는 통신모드이면 소정 주파수의 제1 클럭신호를 전달하고, 집적회로가 제2 프로토콜에 일치하는 통신모드이면 제1 클럭신호의 주파수와는 다른 주파수의 제2 클럭신호를 전달하도록 배열된 클럭배출회로를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 집적회로는, 적어도 ISO/IEC 15693 프로토콜 및 ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 따른 통신 수단 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트 프로파일에 따라 이 프로토콜 중 하나 또는 다른 하나에 일치하는 통신모드로 자동적으로 전환하는 수단을 포함한다.
본 발명의 이러 저러한 목적들, 특성 및 잇점은, 본 발명에 따른 집적회로 및 이 집적회로의 다른 실시태양에 대한 실시예를 하기 도면과 관련하여 보다 이하에서 상세히 설명하고자 하나, 본 발명이 반드시 이에 국한되는 것은 아니다
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 집적회로 IC2를 블록형태로 나타낸 것이다. 집적회로 IC2는 그 자체가 종래의 일반적인 구성을 가지며 코일 L1과 캐퍼시터 C1을 포함하는 안테나회로, 상기 코일 말단에 연결되고 공급전압 Vcc를 전달하는 정류회로 PSC 및 코일 말단에 연결되고 클럭신호 CK를 전달하는 클럭발생회로 CEC2를 포함한다. 코일 L1 말단에 연결된 복조회로 DEMC는 두 개의 신호 FED와 RED에 의해 형성된 복조 신호를 전달한다. 이 신호들은 디코딩회로 DECC2에 적용되고, 그 출력은 유도결합에 의해 수신한 데이터 DTr을 전달한다. 데이터 DTr은, 예컨대 고정배선(hard-wired) 논리도 또는 마이크로프로세서 중앙 처리 장치 UC 및 메모리 MEM을 포함하는 집적회로의 중앙 장치에 적용된다. 결국, 중앙 처리 장치 UC에 연결된 코딩회로 CDC는 전송될 데이터 DTx를 수신하고 로드 변조 신호 Slm을 코일 L1 말단에 연결된 로드 변조 회로 LMC로 전달한다.
회로 DEMC는, 종래의 형태로, 비접촉 집적회로 리더에 의해 방출된 진동 자기장 존재하에서 코일 Li 말단에 나타나는 유도전압 Vi를 복조한다. 상기 전압 Vi는, 자기장(일반적으로 13.56 MHz) 캐리어에 상응하는 일차 진동을 가지며, 데이타가 리더에 의해 전송되면 리더에 의해 주위 자기장에 적용된 진폭 변조 영상인 진폭 변조 (또는 엔벨롭 변조)을 갖는데, 이는 회로 DEMC에 의해 검지된다. 전압 Vi를 복조하는 대신 코일 L1을 통과하는 전류 Ii를 복조할 수도 있다.
회로 DEMC에 의해 전달된 신호 FED는 하강 단부(하강 단부) 검지 신호로, 주위 자기장에 진폭 변조 하강 단부가 나타나면 1에서 펄스를 보인다. 신호 RED는, 주위 자기장에서 진폭 변조 상승 단부(상승 단부)이 나타나면 1에서 펄스를 보이는 상승 단부 검지 신호이다. 회로 DEMC에 의해 전달된 신호는 예컨대 1 etu 지속되는데, 1 etu는 9.44 ms에 해당하는 1 "소자 시간 단위"이다.
집적회로 IC2는, 디코딩회로 DECC2가 "이프로토콜(biprotocol)"이고 이 디코딩회로가 두 개의 구별되는 디코딩 단위 DEC20와 DEC21를 포함하며 그 각각은 입력에서 신호 FED와 RED를 수신한다는 점에서 종래의 집적회로와 구별된다. 단위 DEC20은 제1 프로토콜에 따라 코딩된 디코딩 데이타를 위해 제공되고, 단위 DEC21은 제2 프로토콜에 따라 코딩된 디코딩 데이타를 위해 제공된다. 디코딩 단위 DEC20와 DEC21의 출력은 다중화기 MUX의 입력 E0와 E1에 각각 적용되고 그 출력은 디코딩회로 DECC2의 출력을 형성한다.
본 발명에 따르면, 디코딩회로 DECC2는 통신 시작에 사용된 프로토콜을 자동적으로 식별하도록 배열되고, 식별된 프로토콜에 적합한 디코딩 단위 DEC20 또는 DEC21을 선택하도록 배열된다. 또한, 본 발명에 따르면, 통신 초기에 수신된 프레임 스타트(SOF) 프로파일 분석에 의해 프로토콜이 식별된다.
도 3에 나타난 실시 태양에서, 프로토콜은 디코딩회로 DECC2에 존재하는 본 발명에 따른 프레임 스타트 식별회로 FIC에 의해 자동으로 식별된다. 회로 FIC는 입력에서 신호 FED와 RED를 수신하고 신호 SOFD1, SOFD2 및 SEL을 전달한다. 신호 SOFD1는 제1 프로토콜에 따른 프레임 스타트 검지 신호이고 디코딩 단위 DEC20에 적용된다. 신호 SOFD2는 제2 프로토콜에 따른 프레임 스타트 검지 신호이고 디코딩 단위 DEC21에 적용된다. 신호 SEL는 다중화기 MUX의 입력 선택에 적용되고 그 값이 다중화기 출력에서 선택된 입력 EO 또는 E1을 결정한다.
이하에서는, 회로 FIC의 실시예를 표준화 ISO/IEC 15693 및 ISO/IEC 14443-B 프로토콜과 관련하여 기술하는데 상기 프로토콜은 제한 없이 본 발명의 실시예로 여기에서 참조로 인용된다.
이와 같은 본 발명의 실시범위 내에서, 단위 DEC20은 ISO/IEC 15693 프로토콜에 따라 코딩된 데이타를 디코딩화하고 단위 DEC21은 ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 따라 코딩된 데이타를 디코딩화한다. 단순화를 위해, 디코딩 단위 DEC20와 DEC21의 구성은 기술하지 않으나, 이는 종래의 것 그 자체이고 당업자의 이해범위내에 있다. 메모리를 위해, ISO/IEC 15693에 따른 데이타의 코딩은 펄스 위치에 의한 비트 페어 코딩이고, 1 펄스는 8 etu 시간 세그먼트에서 4개의 위치를 점할 수 있는 1 etu 시간 필드홀에 의해 형성된다. 이 프로토콜은 26 k bit/s의 비교적 낮은 데이타 전송률, 그러나, 40 내지 50 cm의 비교적 긴 통신거리를 제공한다. 더우기, ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 따라 코딩된 데이타 코딩은 NRZ 형태의 비트-바이-비트 코딩으로, 106 kbit/s의 비교적 높은 데이타 전송률과 20 내지 25 cm의 비교적 짧은 통신거리를 제공한다.
도 2A에 표현된, SOF1 ISO/IEC 15693 프로토콜에 따른 프레임 스타트 프로파일은 4 etu의 하프타임 세그먼트에 포함된 1 etu 길이의 두 필드홀을 구비한다. 따라서, 프레임 스타트 SOF1는 8 etu 기간이고, 페어 코딩된 데이타 DATA가 후속된다. 이는 변조기 DEMC에 의해 전달된 펄스에 의해 나타내지는 두개의 필드홀에 상응하는 두개의 하강 단부 FE1와 FE2를 가진다. 제1 하강 단부 FE1은 프레임 스타트 SOF1의 시작점이고 제1 하프타임 세그먼트에 해당한다. 제2 하강 단부 FE2는 제2 하프타임 세그먼트에 해당하고 제2 하프타임 세그먼트 시작후 1 etu에 나타난다.
따라서, 회로 FIC에 의한 여기서의 프레임 스타트 SOF1의 검출은 제1 하강 단부 FE1의 검출 및 그 다음의 제1 하강 단부 FE1으로부터 계산된 시간 T1 및 T2에 의해 경계가 정해진 시간창에서의 제2 하강 단부 FE2의 검출을 포함한다. 시간 T1은 예컨대 4 etu, 즉, 제2 하프타임 초기와 동일하고, 시간 T2는 7 etu, 즉, 제2 하프타임 세그먼트 후 3 etu와 동일하다.
ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 의해 제공되고 도 2B에 표현된 프레임 스타트 프로파일 SOF2는 10 내지 11 etu 시간의 단일 필드홀을 갖는다. 이 필드홀 다음에는 2 내지 3 etu 시간의, 진폭 변조가 없는 안정기(plateau)가 따른다. 프레임 스타트 SOF2는 따라서 12 내지 14 etu 시간이고 스타트 비트 STB가 그 뒤를 따르고 다음에는 NRZ 코딩된 데이타 DATA가 따른다. 이는 필드홀 초기에 나타나는 하강단부 FE1과 필드홀 말기에 상응하는 상승 단부 RE1을 가지며, 상기 하강 단부 FE1은 신호 FED 펄스에 의해 나타내지고 상승 단부 RE1은 신호 RED 펄스에 의해 나타내진다.
따라서, 회로 FIC에 의한 여기서의 프레임 스타트 SOF2의 검출은, 하강 단부 FE1로부터 계산된 시간 T3과 T4(이때 T3과 T4은 T2보다 높다)에 의해 경계가 정해진 시간창에서의 하강 단부 FE1의 검출과 상승 단부 RE1의 검출을 포함한다. 시간 T3은 예컨대 10 etu와 동일하고 시간 T4는 13 etu와 동일하다.
실제, T1, T2, T3 및 T4의 선택은 고정되어 있지는 않고 프레임 스타트 식별회로 FIC에 부여될 내성정도에 따라 달라진다.
본 발명의 일 면에 따르면, 하강 단부 FE1로부터 계산된 전이 시간 Tch 역시 정해지는데, 이는 프레임 스타트 SOF1의 총 기간에 해당한다. 시간 Tch는 따라서 T2와 T3 사이 이고 예컨대 8 etu와 동일하다. 시간 Tch에 도달하고 프레임 스타트 SOF1가 검출되지 않으면, 회로 FIC의 실시예에 비추어 후술되는 바와 같이 회로 FIC는 프레임 스타트 SOF2의 검출만을 추구한다.
도 4는 단순한 방식의 오로지 고정배선 논리도로 만들어진, 점하는 실리콘 표면이 적고 전술한 프레임 스타트 SOF1과 SOF2를 자동적으로 식별하도록 고안된, 회로 FIC 실시 양태에 대한 논리도이다. 회로 FIC는 계수기 CMPT와, 이 계수기에 의해 전달된 계수값을 이용하여 시간 T1, T2, Tch, T3, T4 를 측정하는 세개의 디코딩회로 BT1, BT2 및 BT3를 포함한다. 계수기 CMPT는 그 계수 입력에서 AND-형 게이트 A1을 통해 회로 CEC1에 의해 전달된 클럭신호 CK를 수신한다(도 3). 계수기 CMPT의 리셋 입력은 회로 FIC의 다양한 다른 소자에 적용된 일반 리셋 신호 RST를 수신한다. 회로 BT1, BT2 및 BT3은 계수기 CMPT에 연결되고 각각 신호 W1, STC 및 W2를 전달한다. 신호 W1은, 계수기 출력이, 그 각각이 시간 T1과 T2에 상응하는 두개의 값 "VAL1"와 "VAL2" 사이의 값이면 회로 BT1에 의해 1로 맞춰진다. 신호 STC는 계수기 출력이, 시간 Tch에 상응하는 값 "VALC"와 동일하면 회로 BT2에 의해 1로 맞춰진다. 신호 W2는, 계수기 출력이, 그 각각이 시간 T3과 T4에 상응하는 두개의 값 "VAL3"과 "VAL4" 사이의 값이되면 회로 BT3에 의해 1로 맞춰진다.
도 4에 표현된 회로 FIC는 또한 래치 LT1, LT2 및 LT3을 포함하는데 이들 각각은 셋(SET)과 리셋(RESET) 입력 및 Q 출력, 세개의 동시발생하는 D 래치인 D1, D2 및 D3(이 각각은 D 입력을 가짐), 트리거 입력 CLK 및 Q 출력, AND-형 게이트 A2, A3 및 A4, OR-형 게이트 O1, O2 및 O3 및 반전 게이트 I1 및 I2을 갖는다.
래치 LT1은 셋(SET) 입력에서 복조기 DEMC (도 3)에 의해 전달된 신호 FED를 수신하고 리셋 입력에서 게이트 01의 출력을 수신하는데, 이 게이트 01은 신호 RST와 신호 MODE2를 입력에서 수신한다. 래치 LT1의 Q 출력은 게이트 A1의 제2 입력 및 게이트 A2의 입력 및 게이트 A3의 입력에 적용된 신호 FED1를 전달한다. 게이트 A2는 제2 입력에서 신호 W1을 수신하고 그 출력은 게이트 02의 입력과 연결되고 그 출력은 래치 D1의 D 입력에 적용된다. 래치 D1은 그 입력 CLK에서 신호 FED를 수신하고 그 Q 출력은 래치 D2의 D 입력에 적용된다. 래치 D2는 게이트 I1에 의해 전달된 반전 신호 FED를 그 입력 CLK에서 수신하고 신호 SOFD1를 Q 출력에서 전달한다.
게이트 A3는 제2 입력에서 신호 STC를 수신하고, 게이트 I2에 의해 전달된 반전 신호 SOFD1를 제3 입력에서 수신한다. 게이트 A3의 출력은 래치 D3의 D 입력에 적용되고 그 입력 CLK는 클럭신호 CK를 수신하며 그 Q 출력은 신호 SETMODE2를 전달한다. 신호 SETMODE2는 래치 LT2의 셋 입력에 적용되고 이의 리셋 입력은 신호 RST를 수신하며 이의 Q 출력은 신호 MODE2를 전달한다.
신호 MODE2는 게이트 A4의 입력에 적용되는데, 이는 제2 입력에서 신호 W2를 수신하고 제3 입력에서 복조기 DEMC(도 3)에 의해 전달된 신호 RED를 수신한다. 게이트 A4의 출력은 래치 LT3의 셋 입력에 적용되고 그 리셋 입력은 게이트 03의 입력을 수신한다. 후자는 그 입력에서 신호 RST 및 신호 SOFD1를 수신한다. 래치 LT3의 Q 출력은 신호 SOFD2와 SEL를 전달하는데, 이때 이들은 동일하다.
프레임 스타트 SOF1을 수신하고 회로 FIC를 구동하는 것이 도 5A 내지 도 5C에 나타나 있는데, 이 도면은 각각 프레임 스타트 프로파일 SOF1과 신호 FED, FED1, W1, SOFD1 및 SOFD2/SEL을 나타낸다. T0 순간에서와 신호 RST에 의해 전체 회로 FIC를 리셋한 후에 제1 필드홀이 나타난다(도 5A). 신호 FED는 1에서 펄스를 갖는데, 이것이 신호 FED1이 래치 LT1의 출력에서 1이 되도록 한다(도 5C). 시간 T1에 도달하고 계수기가 T1-T2 간격에 상응하는 계수범위 내 있게 되면 신호 W1은 1이 되고(도 5D) 게이트 A2의 출력이 1이 되며 래치 D1의 D 입력이 1로 맞춰진다. T1-T2 사이에 제2 필드홀이 나타나면, 신호 FED는 다시 1에서 펄스를 갖는다(도 5B). 래치 D1의 Q 출력은 펄스 FED 상승 단부에서 1이 되고 래치 D2의 Q 출력은 펄스 FED 하강 단부(신호 SOFD1, 도 5E)에서 1이 된다. 신호 SOFD1이 1로 변하면게이트 A3를 방해하여 회로 FIC의 나머지가 차단된다. 따라서, 신호 SOFD2는 더 이상 1로 될 수 없고 0과 동일하게 된다(도 5F).
프레임 스타트 SOF2를 수신하고 회로 FIC를 구동하는 것이 도 6A 내지 6H에 나타나 있는데, 각 도면은 각 프레임 스타트 프로파일 SOF2 및 신호 FED, FED1, STC, MODE2, W2, RED 및 SOFD2/SEL를 표현한다. T0 순간에서 제2 필드홀이 나타나고(도 6A) 신호 FED는 1에서 펄스를 가지며(도 6B) 이로써 신호 FED1이 래치 LT1의 출력에서 1이 된다(도 6C). 시간 Tch에 도달하면, 신호 STC는 회로 BT2(도 6D) 출력에서 1이 된다. 게이트 A3의 출력이 1이 되고, 래치 D3 출력이 1이 되고(신호 SETMODE2) 신호 MODE2이 1이 된다(도 6E). 신호 MODE2이 1로 변하면 래치 LT1이 리셋되고 신호 FED1이 0으로 복귀하고(도 6C), 이는 게이트 A1과 래치 D1 및 D2를 포함하는 프레임 스타트 SOF1 검지에 할당된 회로 FIC 부분을 방해한다. 따라서, 신호 SOFD1는 래치 D2 출력에서 0으로 있게 된다.
시간 T3가 되고 계수기가 T3-T4에 해당하는 계수범위에 있게 되면 신호 W2가 1로 된다(도 6F). 필드홀 끝에서, T3 및 T4 사이에 자기장 엔벨롭에 상승 단부가 나타나고(도 6A) 신호 RED이 1에서 펄스를 가지며(도 6G), 회로 BT3 출력에서의 신호 W2는 계속 1에 있게 된다. 신호 MODE2는 래치 LT2에 의해 1로 유지되고(도 6E) 게이트 A4의 출력은 1로 되며 래치 LT3 출력에서 신호 SOFD2/SEL도 1로 된다(도 6H).
요약하면, 제1 하강 단부 FE1을 검지한 후, 신호 SOFD1은 하강 단부 FE2가 T1과 T2사이에서 검지되면 그리고 검지되는 경우에만 1로 되거나, 상승 단부 RE1이T3과 T4 사이에서 검지되면 그리고 검지되는 경우에만 신호 SOFD2가 1로 된다. 더우기, 신호 SOFD1가 1로 되면 신호 SOFD2는 0으로 고정되고, 신호 MODE2가 1이 되면 신호 SOFD1는 Tch에서부터 0으로 고정된다. 신호 MODE2이 1로 변하는 것은 집적회로가 ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 일치하는 통신에 상응하는 구동 모드로 전환할 수 있다는 것을 의미하고, 이 구동 모드는 신호 SOFD2가 1로 되는 순간부터 실증되고 식별된다.
ISO/IEC 15693 표준에 따른 필드홀이 자기장 진폭의 10% 또는 100% 변조에 상응하기 때문에, 100% 변조인 경우에는 캐리어가 사라지기 때문에 클럭신호 CK의 완전한 소멸을 수반한다. 본 발명의 유리한 한 양태는, 자기장 진폭의 변조폭과 무관하게 하강 단부 후에 계수기 CMPT의 리셋 및 클럭 CK의 강제적인 차단(shut-off)를 제공한다는 것이다. 이러한 방식으로, 10% 변조와 100% 변조간에 차이가 생기지 않고 회로 FIC는 변조폭에 관계없이 항상성 및 동조성 구동을 갖는다. 이 특성은 신호 FED를 게이트 A1의 제3 입력에 적용함으로써 도 4에 도시된 양태에서 용이하게 얻을 수 있다. 신호 FED의 펄스 기간은 1 etu이기 때문에 계수기 CMPT를 리셋하고 1 etu 동안 방해한다. 이 기간 1 etu는 신호 FED 펄스 기간이고 100% 변조와 10% 변조간에 차이가 생기지 않도록 필드홀 기간에 상응한다. 각 하강 단부 후 1 etu 동안 계수기가 정지하도록 VAL1, VAL2 및 VALC 값이 정해지고, 1 etu 값은 T1, T2 및 Tch로부터 공제되어 클럭신호가 정지되게 한다.
ISO/IEC 14443-B 표준에 따른 필드홀은 자기장 진폭의 10% 변조에 해당하기 때문에 클럭신호 소멸 결과를 낳지 않는다. 그러나, 제1 하강 단부를 검지하면 1etu 동안 신호 FED에 의해 계수기를 리셋하고 방해하는 것이 유리한데, 이 제1 하강 단부가 프레임 스타트 SOF1인지 SOF2인지 알려져 있지 않기 때문이다. 다음으로, T3 및 T4의 계수는 시간 T1, T2 및 Tch 계수와 동일한 규칙을 따르는데, 시간 T3 및 T4로부터 1 etu를 공제하여 클럭신호를 정지하게 한다.
도 3으로 돌아와, 신호 SOFD1이 1로 변하는 것을 디코딩 단위 DEC20이 검지하면 동일하게 프레임 스타트를 따르는 데이타 비트를 디코딩하는 종래의 과정을 유발한다. 마찬가지로, 디코딩 단위 DEC21이 신호 SOFD2가 1로 변하는 것을 검지하면 동일하게 스타트 비트로 시작하는 프레임 스타트를 따르는 데이타 비트를 디코딩하는 종래의 과정을 유발한다.
또한, 다중화기 MUX의 선택 입력을 추진하는 신호 SEL이 신호 SOFD2와 동일하다는 것을 위에서 살펴보았다. 따라서, 다중화기는 신호 SOFFD1 값과 상관없이 디폴트에 의해 디코딩 단위 DEC20의 출력을 선택하고, 신호 SOFD2가 1이 되면 디코딩 단위 DEC21만을 선택한다.
다른 양태에서, 다중화기는 신호 SOFD1와 동일한 신호 SEL에 의해 제어될 수도 있다.
또한, 신호 SOFD1의 1로의 변화는 디코딩 단위 DEC2을 스위치오프시키는데 사용될 수 있고, 상반되게, 신호 SOFD2의 1로의 변화는 디코딩 단위 DEC1을 스위치 오프시키는데 사용될 수 있다. 이 경우, 두 디코딩 단위 DEC20과 DEC21의 출력을 물질적으로 연결하고 디코딩 단위가 불활성화되면 각 디코딩 단위의 출력이 확실히 고 임피던스 상태에 있도록 함으로써, 다중화기의 제공은 불필요할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디코딩 단위의 선택은, 출력들에 배열된 다중화기 또는 스위치에 의해 디코딩 단위의 출력을 다중화하고/하거나 그 상응하는 단위를 불활성화시고/시키거나, 이러한 작동은 결합될 수 있는데, 출력중 하나를 고 임피던스로 놓음과 함께 디코딩 단위의 출력들의 물질적 연결을 제공하는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 디코딩회로의 다른 양태 DECC3를 도 7에 표현하였다. 이 양태에서, 회로 FICS는 디코딩 단위에 의해 공유된 독립회로로서 제거되고, 디코딩회로는 두개의 디코딩 회로 DEC30와 DEC31 및 다중화기 MUX만을 포함한다. 각 디코딩 단위는 그 자신에 할당된 프로토콜에 상응하는 프레임 프로파일을 검지하고, 단위 DEC30은 예컨대 프로파일 SOF1과 신호 SOFD1의 전달을 검지하고, 단위 DEC31은 프로파일 SOF2와 신호 SOFD2의 전달을 검지한다. 위와 같이, 신호 SOFD2는 여기서 다중화기 MUX를 추진하기 위해 사용되나 이 목적을 위해 신호 SOFD1 또한 사용가능하다.
이 양태는 전술한 회로 FIC를, 그 각각이 단위 DEC30와 단위 DEC31에 배열된 두 부분으로 분리한다. 도 4와 관련하여, 단위 DEC30에 배열된 부분은 예컨대 제1 계수기 CMPT와 소자 BT1, LT1, O1, O2, A1, D1 및 D2를 포함하는 반면, 단위 DEC31에 배열된 부분은 제2 계수기 CMPT와 소자 BT2, BT3, A3, A4, O3, D3, LT2 및 LT3를 포함한다. 이 경우, 래치 LT2에 의해 전달된 신호 MODE2는 단위 DEC30으로 송신된다.
또한, 신호 SOFD1는 불활성화 신호(SOFD1=1인 경우)로서 단위 DEC31에 적용될 수 있고 신호 SOFD2는 불활성화 신호(SOFD2=1인 경우)로서 DEC30에 적용될 수 있다. 상기 불활성화로 인해 디코딩 단위 출력이 고 임피던스에 놓이게 되면 다중화기 MUX는 임의적이다.
본 발명의 다양한 다른 대안 및 양태가 만들어질 수 있는 것으로 이해된다. 실제로 위에서 두개의 구동 모드에 공통적인 단일 코딩회로를 포함한 집적회로 IC2가 고려된 바 있다. 이는 실제로 집적회로가 ISO/IEC 15693와 ISO/IEC 14443-B 프로토콜을 실행할 때인데, 집적회로에서 리더 방향으로 데이타가 전송되는 경우 동일한 코딩을 제공한다. 그러나, 본 발명은 다른 형태의 프로토콜에 적용될 수 있고, 코딩회로 CDC는, 필요하다면, 신호 SOFD1과 SOFD2에 의해 선택된 두개의 구별되는 코딩 단위를 포함할 수 있다.
세개 또는 그 이상의 구별되는 프로토콜에 따른 통신을 제공할 수 있는 집적회로의 제공도 본 발명의 범주 내에 포함된다.
마지막으로, 단순화를 위해 위에서 클럭배출회로 CEC1이 집적회로의 구동 모드에 좌우되지 않는 클럭신호 CK를 전달하는 것이 고려된 바 있다. 실제에 있어서, 도 3 및 7에 표현된 신호 SOFD1, SOFD2, SEL/SOFD1(SEL=SOFD1인 경우) 또는 심지어 SEL/SOFD2 중 하나에 의해 제어되는 구동 모드를 선택하는 입력을 포함하는 두 개의 구동 모드를 갖는 클럭배출회로 CEC1을 제공하는 것이 유리하다. 이 경우, 회로 CEC1은 집적회로 구동 모드에 따라 클럭신호 CK0 또는 클럭신호 CK1을 전달한다.
일 예로, 클럭신호 CK0는 디코딩 단위 DEC20과 DEC30에 맞춰지고 신호 SOFD1및 SOFD2중 하나가 1로 가기 전에 디폴트에 의해 전달된다. 신호 SOFD2가 1이 되면 클럭신호 CK1이 전달되어 나머지 디코딩 단위인 DEC21 및 DEC31에 맞춰진다.
전술한 양태 범주 내에서, 집적회로가 ISO/IEC 15693 프로토콜에 따라 구동되면 클럭신호 CK0의 주파수는 예컨대 13.56/32 MHz, 즉, 423 kHz이고, 집적회로가 ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 따라 구동되면 주파수가 13.56/8 MHz, 즉, 1.69 MHz이다.
상기 구성에 따르면, 유도결합에 의해 데이타를 송/수신하는 수단, 적어도 두개의 소정의 프로토콜에 따라 통신을 제공하는 수단 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트의 프로파일에 따라 프로토콜의 하나 또는 다른 하나와 일치하는 통신모드로 자동 전환하는 수단을 포함하는 비접촉 집적회로를 얻을 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 두개의 소정의 프로토콜에 따른 통신을 제공하는 수단(DECC2, DECC3) 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트(SOF1, SOF2)의 프로파일에 따라 상기 프로토콜의 하나 또는 다른 하나와 일치하는 통신모드로 자동 전환하는 수단(FIC, SOFD1, SOFD2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유도결합에 의해 데이터를 송/수신하는 수단을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 프로토콜에 따라 코딩된 데이터를 디코딩하는 제1 디코딩 단위(DEC20, DEC30); 적어도 하나의 제2 프로토콜에 따라 코딩된 데이터를 디코딩하는 적어도 하나의 디코딩 단위(DEC21, DEC31); 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트(SOF1, SOF2) 프로파일에 따라 제1 디코딩 단위 또는 제2 디코딩 단위를 선택하는 수단(FIC, SOFD1, SOFD2, MUX)을 포함하는 집적회로(IC2, IC3).
  3. 제 2 항에 있어서,
    제1형 프레임 스타트가 검지되면 제1 프레임 스타트 검지신호(SOFD1)를 전달하도록 배열된, 제1 프로토콜에 상응하는 제1형 프레임 스타트(SOF1) 검지 수단(DEMC, FED, RED, CMPT, BT1, LT1, A2, 02, D1, D2); 및 제2형 프레임 스타트가 검지되면 제2 프레임 스타트 검지신호(SOFD1)를 전달하도록 배열된, 제2 프로토콜에 상응하는 제2형 프레임 스타트(SOF2) 검지 수단 (DEMC, FED, RED, CMPT, BT3, O3, A4, LT3)을 포함하는, 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  4. 제 3 항에 있어서,
    제1형 프레임 스타트 검지 수단이, 유도결합에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부(FED1)를 검지한 다음 제1 시간창(T1-T2, W1)에서 유도결합에 의해 수신한 신호의 제2 가변단부(FED2)를 감지하도록 배열되고; 제2형 프레임 스타트 검지 수단이, 유도결합에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부(FED1)를 검지한 다음 제2 시간창(T3-T4)에서 유도결합에 의해 수신한 신호의 제2 가변단부(RED2)를 감지하도록 배열된, 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  5. 제 4 항에 있어서,
    제1형 프레임 스타트 검지 수단이 동일형의 두 가변단부(FED1, FED2)를 검지하도록 배열되고; 제2형 프레임 스타트 검지 수단이 제1형 가변단부(FED1) 및 제1형에 상반되는 제2형 가변단부(RED1)를 검지하도록 배열된, 비접촉 집적회로 (IC2, IC3).
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    유도결합에 의해 수신한 신호의 제1 가변단부(FED1)가 나타난 후 제1 시간창 및 제2 시간창 사이에 위치한 소정의 시간(Tch)이 경과하는 경우 제1형 프레임 스타트 검지 수단을 방해하는 수단(CMPT, BT2, A3, D3, LT2, MODE2, O1, LT1)을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1형 프레임 스타트가 검지되는 경우 제2형 프레임 스타트 검지 수단을 방해하는 수단(I2, A3)을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 디코딩 단위(DEC20, DEC21)에 공통적인 프레임 스타트 식별회로(FIC)를 포함하는 비접촉 집적회로(IC2).
  9. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 디코딩 단위(DEC30)가 제1형 프레임 스타트 검지 수단을 포함하고; 제2 디코딩 단위(DEC31)가 제2형 프레임 스타트 검지 수단을 포함하는 비접촉 집적회로(IC3).
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선택 수단이 제2 디코딩 단위(DEC21, DEC31) 불활성화 수단 및 제1형 디코딩 단위(DEC20, DEC30) 불활성화 수단(SOFD1, SOFD2)을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선택 수단이 디코딩 단위(DEC20, DEC21, DEC30, DEC31)의 출력을 다중화하는 수단(MUX)을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  12. 제 11 항에 있어서,
    다중화 수단이 디폴트에 의해 제1 디코딩 단위(DEC20, DEC30)의 출력을 선택하고 제2 디코딩 단위 프로토콜에 상응하는 프레임 스타트(SOFD2)가 수신되면 제2 디코딩 단위(DEC21, DEC31)의 출력을 선택하도록 배열된 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    다중화 수단이 프레임 스타트 검지 신호(SEL, SOFD1, SOFD2)에 의해 추진된 선택 입력을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    집적회로가 제1 프로토콜과 일치하는 통신 모드이면 소정 주파수의 제1 클럭신호(CKO)를 전달하고 집적회로가 제2 프로토콜에 일치하는 통신 모드이면 제1 클럭신호와 다른 주파수의 제2 클럭신호를 전달하도록 배열된 클럭배출회로(CEC2)를 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 ISO/IEC 15693 프로토콜 및 ISO/IEC 14443-B 프로토콜에 따른 통신 수단 및 통신 초기에 수신한 프레임 스타트 프로파일에 따라 상기 프로토콜의 하나 또는 다른 하나와 일치하는 통신 모드로 자동 전환되는 수단을 포함하는 비접촉 집적회로(IC2, IC3).
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