KR20230083959A - Near field communication device, terminal device having the same, and operation method of the near field communication device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 NFC 장치는, 기준 클럭 신호가 입력되고, 상기 기준 클럭 신호의 위상을 검출하여 상기 기준 클럭 신호와 주파수가 동기화된 생성 클럭 신호를 출력하며, 상기 생성 클럭 신호의 위상 정보를 제1 디지털 코드로 저장하는 위상 검출기, 능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 동작을 수행하는 동안 상기 위상 검출기로부터 인가된 상기 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산하고, 상기 델타 값을 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기, 및 상기 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 전송 클럭 신호를 출력하는 전송 클럭 생성기를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치를 이용하여 리더 장치의 안테나에 인가되는 전송 클럭 신호가 최적의 부하 변조 진폭(Load Modulation Amplitude, LMA)을 갖도록 그 위상을 제어할 수 있다.An NFC device according to an embodiment of the present invention receives a reference clock signal, detects a phase of the reference clock signal, outputs a generated clock signal synchronized in frequency with the reference clock signal, and outputs phase information of the generated clock signal. A phase detector for storing as a first digital code, calculating a delta value by comparing the phase of the generated clock signal applied from the phase detector with a reference phase during an active load modulation (ALM) operation, It may include a phase delay calculator that stores the delta value as a second digital code, and a transmission clock generator that outputs a transmission clock signal by reflecting the phase information stored as the first digital code and the second digital code. Accordingly, the phase of the transmission clock signal applied to the antenna of the reader device may be controlled to have an optimal load modulation amplitude (LMA) using the NFC device according to an embodiment of the present invention.
Description
본 발명은 NFC 장치, NFC 장치를 포함하는 단말 장치, 및 NFC 장치의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an NFC device, a terminal device including the NFC device, and a method of operating the NFC device.
전파를 이용하여 태그에 저장된 정보를 무선으로 인식하는 RFID(Radio Frequency Identification) 기술 중 하나인 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기술은 근거리에 배치된 장치들 사이에서 비접촉 방식의 데이터 통신을 제공한다. NFC 기술을 이용하여 양방향으로 데이터를 무선 송수신하는 NFC 장치는 13.56MHz 대역의 주파수를 이용하며 ISO14443 표준을 기반으로 하고 있다. NFC 장치의 데이터 전송 속도는 약 105kbps 내지 848kbps 정도이며, 두 단말기 간의 페어링 절차가 필요하지 않아 빠른 전송이 가능하다. 한편, NFC 장치는 외부 장치로부터의 요청에 응답하여 데이터를 부하 변조하여 출력할 수 있으며, NFC 장치는 전원을 이용하여 부하 변조를 수행하는 능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 및/또는 별도의 전원 없이 부하 변조를 수행하는 수동 부하 변조(Passive Load Modulation, PLM)를 수행할 수 있다.Near Field Communication (NFC) technology, one of Radio Frequency Identification (RFID) technologies that wirelessly recognizes information stored in tags using radio waves, provides non-contact data communication between devices placed in a short distance. do. An NFC device that wirelessly transmits and receives data in both directions using NFC technology uses a frequency of 13.56 MHz band and is based on the ISO14443 standard. The data transmission speed of the NFC device is about 105 kbps to about 848 kbps, and fast transmission is possible because a pairing procedure between two terminals is not required. On the other hand, the NFC device may load modulate and output data in response to a request from an external device, and the NFC device may use active load modulation (ALM) and / or separate Passive Load Modulation (PLM), which performs load modulation without power, can be performed.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, 전송 클럭 신호가 다시 기준 클럭 신호로 입력될 때의 위상 지연을 검출하고 이를 활용하여 전송 클럭 신호의 위상을 제어함으로써, 최적의 부하 변조 진폭(Load Modulation Amplitude, LMA)을 갖는 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전달할 수 있는 NFC 장치를 제공하고자 하는 데에 있다.One of the problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to detect the phase delay when the transmission clock signal is input again as a reference clock signal and use it to control the phase of the transmission clock signal, thereby optimizing the load modulation amplitude (Load It is intended to provide an NFC device capable of transmitting a transmission clock signal having Modulation Amplitude (LMA) to a reader device.
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치는, 기준 클럭 신호가 입력되고, 상기 기준 클럭 신호의 위상을 검출하여 상기 기준 클럭 신호와 주파수가 동기화된 생성 클럭 신호를 출력하며, 상기 생성 클럭 신호의 위상 정보를 제1 디지털 코드로 저장하는 위상 검출기, 능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 동작을 수행하는 동안 상기 위상 검출기로부터 인가된 상기 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산하고, 상기 델타 값을 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기, 및 상기 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 전송 클럭 신호를 출력하는 전송 클럭 생성기를 포함한다.An NFC device according to an embodiment of the present invention receives a reference clock signal, detects a phase of the reference clock signal, outputs a generated clock signal synchronized in frequency with the reference clock signal, and outputs a phase of the generated clock signal. A phase detector that stores information as a first digital code, a delta value is calculated by comparing the phase of the generated clock signal applied from the phase detector with a reference phase during an active load modulation (ALM) operation, , a phase delay calculator that stores the delta value as a second digital code, and a transmission clock generator that outputs a transmission clock signal by reflecting the phase information stored as the first digital code and the second digital code.
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치는, 제1 구간에서 입력된 제1 기준 클럭 신호의 위상을 검출하여 상기 제1 기준 클럭 신호와 주파수가 동기화된 제1 생성 클럭 신호를 출력하고, 상기 제1 생성 클럭 신호의 위상, 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서 입력된 제2 기준 클럭 신호에 기초하여 출력된 제2 생성 클럭 신호의 위상을 제1 디지털 코드로 저장하는 위상 검출기, 상기 제2 구간에서, 상기 위상 검출기로부터 인가된 상기 제2 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산하고, 상기 델타 값을 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기, 및 상기 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 전송 클럭 신호를 출력하는 전송 클럭 생성기를 포함한다.An NFC device according to an embodiment of the present invention detects the phase of a first reference clock signal input in a first period, outputs a first generated clock signal synchronized in frequency with the first reference clock signal, and A phase detector for storing a phase of a first generated clock signal and a phase of a second generated clock signal output based on a second reference clock signal input in a second interval after the first interval as a first digital code; In
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치는, 접근하는 리더 장치로부터 신호를 수신하는 안테나, 상기 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 임피던스 매칭을 수행하여 기준 클럭 신호를 출력하는 매칭 네트워크, 및 상기 기준 클럭 신호 및 피드백 신호가 입력되고 상기 기준 클럭 신호 및 상기 피드백 신호의 경로 지연 정보를 제1 디지털 코드로 저장하는 위상 검출기, 상기 피드백 신호에 기초하여 추가 지연 정보를 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기, 및 상기 제1 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 상기 위상 검출기에 상기 피드백 신호를 입력하거나, 상기 제1 디지털 코드 및 상기 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 상기 리더 장치에 전송 클럭 신호를 전달하는 전송 클럭 생성기를 포함하는 NFC 장치를 포함한다.A terminal device according to an embodiment of the present invention includes an antenna for receiving a signal from an approaching reader device, a matching network for outputting a reference clock signal by performing impedance matching on a signal received through the antenna, and the reference clock signal. A phase detector for receiving a signal and a feedback signal and storing path delay information of the reference clock signal and the feedback signal as a first digital code, and a phase delay calculator for storing additional delay information as a second digital code based on the feedback signal , and inputting the feedback signal to the phase detector by reflecting the phase information stored as the first digital code, or reflecting the phase information stored as the first digital code and the second digital code to transmit a clock signal to the reader device. It includes an NFC device including a transmission clock generator that delivers.
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작 방법은, 리더 장치가 안테나에 접근하는 단계, 상기 리더 장치로부터 수신된 신호에 기초한 기준 클럭 신호의 위상을 검출하고, 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 생성 클럭 신호에 동기화하는 단계, 상기 생성 클럭 신호의 위상 지연 정보를 디지털 코드로 변환하는 단계, 상기 디지털 코드를 이용하여 전송 클럭 신호에 상기 위상 지연 정보를 반영하여 보상하는 단계, 상기 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전송하는 단계를 포함한다.An operating method of an NFC device according to an embodiment of the present invention includes the steps of a reader device approaching an antenna, detecting a phase of a reference clock signal based on a signal received from the reader device, and generating a frequency of the reference clock signal. Synchronizing with a clock signal, converting phase delay information of the generated clock signal into a digital code, compensating by reflecting the phase delay information to a transmission clock signal using the digital code, converting the transmission clock signal to a reader Sending to the device.
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작 방법은, 리더 장치가 안테나에 접근하는 단계, 상기 리더 장치로부터 수신된 신호에 기초한 제1 기준 클럭 신호의 위상을 검출하고, 상기 제1 기준 클럭 신호의 주파수를 제1 생성 클럭 신호에 동기화하는 단계, 상기 제1 생성 클럭 신호에 기초하여 제1 전송 클럭 신호를 출력하고, 상기 제1 전송 클럭 신호를 제2 기준 클럭 신호로 입력하는 단계, 상기 제2 기준 클럭 신호의 위상 지연 정보를 디지털 코드로 변환하는 단계, 상기 제2 기준 클럭 신호와 주파수 동기화된 제2 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상의 차이에 해당하는 델타 값을 계산하는 단계, 상기 위상 지연 정보 및 상기 델타 값을 반영하여 보상된 제2 전송 클럭 신호를 상기 리더 장치에 전송하는 단계를 포함한다.An operating method of an NFC device according to an embodiment of the present invention includes the steps of a reader device approaching an antenna, detecting a phase of a first reference clock signal based on a signal received from the reader device, and the first reference clock signal. Synchronizing a frequency of a first generated clock signal, outputting a first transfer clock signal based on the first generated clock signal, and inputting the first transfer clock signal as a second reference clock signal; 2 converting phase delay information of the reference clock signal into a digital code, calculating a delta value corresponding to a difference between a reference phase and a phase of a second generated clock signal frequency-synchronized with the second reference clock signal, the phase and transmitting a second transmission clock signal compensated for by reflecting delay information and the delta value to the reader device.
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치는, 경로에 따른 위상 지연을 검출하고 이를 활용하여 전송 클럭 신호의 위상을 제어함으로써, 외부 조건과 무관하게 리더 장치의 안테나에 최적의 위상 변조 진폭을 갖는 신호를 전달할 수 있다. An NFC device according to an embodiment of the present invention detects a phase delay along a path and uses it to control the phase of a transmission clock signal, thereby controlling a signal having an optimal phase modulation amplitude for an antenna of a reader device regardless of external conditions. can deliver.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치를 간단히 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 기본적인 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 델타 계산 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작에 따른 클럭 신호의 파형도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작을 구조 관점에서 설명하기 위한 블록도들이다.
도 9는 도 7에 도시된 NFC 장치에서의 전송 클럭 신호의 위상 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치에서의 전송 클럭 신호의 위상 보상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 간단한 블록도이다.1 is a block diagram simply illustrating an NFC device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart for explaining the basic operation of the NFC device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart for explaining a delta calculation operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram of a clock signal according to an operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are block diagrams for explaining the operation of the NFC device according to an embodiment of the present invention from a structural point of view.
9 is a diagram for explaining phase compensation of a transmission clock signal in the NFC device shown in FIG. 7 .
10 is a diagram for explaining phase compensation of a transmission clock signal in an NFC device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 8 .
11 and 12 are views for explaining the effect of the NFC device according to an embodiment of the present invention.
13 is a timing diagram for explaining an operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
14 is a block diagram for explaining the detailed configuration of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
15 is a simple block diagram for explaining an electronic system including an NFC device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치를 간단히 도시한 블록도이다.1 is a block diagram simply illustrating an NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 단말 안테나(11) 및 매칭 네트워크(12)와 함께 단말 장치(10) 내에 포함될 수 있다. NFC 장치(100)를 포함하는 단말 장치(10)는 다른 단말 장치 및/또는 리더 장치로부터 데이터를 받는 과정에서 임피던스를 변조하기 위해 부하 변조(Load Modulation) 기술을 사용하여 응답 데이터를 송신할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
단말 장치(10)는 수신된 RF 신호, 예컨대 기준 클럭 신호를 수신 디지털 신호로 변환할 수 있다. 한편, 단말 장치(10)는 수신 디지털 신호에 기초하여 송신 디지털 신호를 생성하고, 전송할 RF 신호, 예컨대 전송 클럭 신호를 출력할 수 있다. 단말 장치(10)는 단말 안테나(11)에서의 유도성 커플링을 이용하여 출력된 전송 클럭 신호를 다른 단말 장치 및/또는 리더 장치로 전송할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)를 포함하는 단말 장치(10)는 NFC 카드 모드에서 능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 방식을 기반으로 리더 장치에 데이터를 전송할 수 있다. 능동 부하 변조 방식에 따라, 단말 장치(10)는 자체 전원을 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 NFC 카드 모드에서 능동 부하 변조 방식으로 전송되는 전송 클럭 신호의 위상을 결정하고, 위상 지연을 제어할 수 있다. 한편, NFC 장치(100)는 전송 클럭 신호가 다시 수신되기까지의 경로 지연을 고려하여 전송 클럭 신호의 위상을 제어할 수 있다. 이에 따라, NFC 장치(100)는 외부 환경에 의한 위상 변화와 무관하게 리더 장치에 최적의 부하 변조 진폭을 갖는 신호가 전달되도록 할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 위상 검출기(110), 위상 지연 계산기(120), 및 전송 클럭 생성기(130)를 포함할 수 있다. 일례로, 단말 장치(10)에 NFC 장치(100)와 함께 포함된 단말 안테나(11)는 접근하는 리더 장치로부터 신호를 유도적으로 수신할 수 있고, 매칭 네트워크(12)는 단말 안테나(11)를 통해 수신된 신호에 대해 임피던스 매칭을 수행하여 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다. The
NFC 장치(100)가 리더 장치에 대해 데이터 전송을 수행하지 않는 동안, 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호를 입력 받고, 기준 클럭 신호의 위상을 검출하여 기준 클럭 신호와 주파수가 동기화된 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다. 이 때, 기준 클럭 신호는 제1 기준 클럭 신호로 정의될 수 있고, 생성 클럭 신호는 제1 생성 클럭 신호로 정의될 수 있다. 위상 검출기(110)는 생성 클럭 신호의 위상 정보를 제1 디지털 코드로 저장할 수 있다.While the
전송 클럭 생성기(130)는 제1 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 위상 검출기(110)에 피드백 신호를 입력할 수 있다. 이 때, 전송 클럭 생성기(130)에서 출력되는 신호는 제1 전송 클럭 신호로 정의될 수 있고, 위상 검출기(110)로 입력되는 신호는 제2 기준 클럭 신호로 정의될 수 있다. 즉, 제1 전송 클럭 신호에는 제1 디지털 코드로 저장된 위상 정보가 반영될 수 있다.The
한편, NFC 장치(100)가 능동 부하 변조 방식으로 리더 장치에 대해 데이터 전송을 수행하는 동안, 위상 검출기(110)는 피드백 신호를 입력 받을 수 있다. 일례로, 위상 검출기(110)는 제2 기준 클럭 신호에 기초하여 제2 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다. 위상 검출기(110)는 피드백 신호의 경로 지연 정보를 제1 디지털 코드로 저장할 수 있다. Meanwhile, while the
위상 지연 계산기(120)는 피드백 신호에 기초하여 추가 지연 정보를 제2 디지털 코드로 저장할 수 있다. 이 때, 추가 지연 정보는 델타 값으로 정의될 수 있다. 일례로, 추가 지연 정보는 매칭 네트워크, NFC 장치(100)의 임피던스 산포, 및 NFC 장치(100)와 리더 장치와의 커플링에 따른 지연 정보를 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다. 델타 값은 위상 검출기(110)로부터 인가된 제2 생성 클럭 신호의 위상과 내부적으로 결정된 기준 위상을 비교하여 계산될 수 있다.The
전송 클럭 생성기(130)는 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 지연 정보를 반영하여 제2 전송 클럭 신호를 출력할 수 있다. 즉, 제2 전송 클럭 신호에는 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보가 반영될 수 있다. NFC 장치(100)는 제2 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전달할 수 있다. 상기 과정에 따라, 전송 클럭 생성기(130)는 경로 지연에 따른 위상 지연 정보를 실시간으로 반영하여 전송 클럭 신호를 출력할 수 있다.The
다만, NFC 장치(100)의 구성은 전술한 바로 한정되지 않을 수 있다. 일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 전송 클럭 생성기(130)로부터 인가된 전송 클럭 신호를 증폭하여 출력하는 전송 클럭 증폭기(140)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 1에는 도시되어 있지 않으나 전송 클럭 생성기(130)는 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드를 시간 도메인으로 변환할 수 있는 디지털-시간 변환기, 및 입력된 생성 클럭 신호에 기초하여 출력 발진 주파수를 제어하는 전압 제어 발진기를 포함할 수 있다.However, the configuration of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 기본적인 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.Figure 2 is a flow chart for explaining the basic operation of the NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, NFC 장치(100)는 위상 지연을 전송 클럭 신호에 반영하는 방식으로 전송 클럭 신호의 위상을 제어할 수 있다. 우선, NFC 장치(100)의 동작은 리더 장치가 단말 안테나에(11) 접근함으로써 시작될 수 있다(S110). 일례로, 리더 안테나를 포함하는 리더 장치가 단말 안테나(11)에 접근하면, 두 개의 안테나 사이에 커플링이 발생할 수 있고, 유도된 기준 클럭 신호가 NFC 장치(100)로 입력될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
NFC 장치(100)에 포함된 위상 검출기(110)는 리더 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 유도적으로 입력된 기준 클럭 신호의 위상을 검출할 수 있다. 한편, 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호의 주파수와 동기화된 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다(S120). The
위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호의 주파수와 동기화된 생성 클럭 신호의 위상 정보를 디지털 코드로 변환할 수 있다(S130). 이 때, 생성 클럭 신호의 위상이 경로 지연에 의해 지연된 경우(S140), 전송 클럭 생성기(130)는 저장된 디지털 코드를 이용하여 전송 클럭 신호에 경로 지연에 따른 위상 지연을 반영하여 보상할 수 있고(S150), 보상된 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전송할 수 있다(S160).The
한편, 생성 클럭 신호의 위상이 경로 지연에 의해 지연되지 않은 경우(S140), 전송 클럭 생성기(130)는 별도의 전송 클럭 신호의 보상 없이, 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전송할 수 있다(S160). 상기 과정에 따라, NFC 장치(100)는 전송 클럭 신호가 다시 수신되기까지의 경로 지연에 의한 위상 지연을 전송 클럭 신호에 반영할 수 있다.Meanwhile, when the phase of the generated clock signal is not delayed by the path delay (S140), the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 델타 계산 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.3 is a flow chart for explaining a delta calculation operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 전송 클럭 신호가 다시 수신되기까지의 경로 지연에 의한 위상 지연뿐만 아니라 추가적인 위상 지연 요소들을 고려하여 전송 클럭 신호의 위상을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
우선, 도 2의 동작 방법과 유사하게 NFC 장치(100)의 동작은 리더 장치가 단말 안테나에(11) 접근함으로써 시작될 수 있다(S210). 일례로, 리더 안테나를 포함하는 리더 장치가 단말 안테나(11)에 접근하면, 두 개의 안테나 사이에 커플링이 발생할 수 있고, 유도된 제1 기준 클럭 신호가 NFC 장치(100)로 입력될 수 있다.First, similar to the operation method of FIG. 2 , the operation of the
또한, NFC 장치(100)에 포함된 위상 검출기(110)는 리더 장치로부터 수신된 제1 기준 클럭 신호의 위상을 검출할 수 있다. 한편, 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호의 주파수와 동기화된 제1 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다(S220).Also, the
도 2에 대한 설명에서 전술한 S130 내지 S150에 따라 전송 클럭 생성기(130)는 제1 생성 클럭 신호에 기초하여 제1 전송 클럭 신호를 출력할 수 있다. 이 때 제1 전송 클럭 신호는 리더 장치에 전송되지 않을 수 있고 피드백 신호인 제2 기준 클럭 신호로써 위상 검출기(110)에 다시 입력될 수 있다(S230).According to the above-described steps S130 to S150 in the description of FIG. 2 , the
위상 검출기(110)는 입력된 제2 기준 클럭 신호의 위상 정보를 제1 디지털 코드로 변환하여 저장할 수 있고(S240), 위상 검출기(110)로부터 제2 생성 클럭 신호를 전달받은 위상 지연 계산기(120)는 제2 기준 클럭 신호와 주파수 동기화된 제2 생성 클럭 신호의 위상과 내부적으로 정해진 기준 위상의 차이에 해당하는 델타 값을 계산할 수 있다. 계산된 델타 값은 제2 디지털 코드로 변환되어 저장될 수 있다(S250).The
이 때, 제2 생성 클럭 신호의 위상이 경로 지연 및/또는 추가 지연에 의해 지연된 경우(S260), 전송 클럭 생성기(130)는 저장된 제1 디지털 코드 및/또는 제2 디지털 코드를 이용하여 제2 전송 클럭 신호에 위상 지연을 반영하여 보상할 수 있다(S270). 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 전송 클럭 신호가 다시 수신되기까지의 경로 지연에 의한 위상 지연 정보와 추가적인 지연 요소들에 의한 추가 위상 지연 정보를 반영하여 제2 전송 클럭 신호를 보상할 수 있다. 보상된 제2 전송 클럭 신호는 리더 장치에 전송될 수 있다(S280).At this time, when the phase of the second generated clock signal is delayed by the path delay and/or additional delay (S260), the
한편, 제2 생성 클럭 신호의 위상이 경로 지연에 의해 지연되지 않은 경우(S260), 전송 클럭 생성기(130)는 별도의 전송 클럭 신호의 보상 없이, 제2 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전송할 수 있다. 상기 과정에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 최적의 부하 변조 진폭을 갖도록 제2 전송 클럭 신호의 위상이 제어하여 제2 전송 클럭 신호를 리더 장치에 전송할 수 있다. Meanwhile, when the phase of the second generation clock signal is not delayed by the path delay (S260), the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작에 따른 클럭 신호의 파형도이다. 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작을 구조 관점에서 설명하기 위한 블록도들이다.4 is a waveform diagram of a clock signal according to an operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention. 5 to 8 are block diagrams for explaining the operation of the NFC device according to an embodiment of the present invention from a structural point of view.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서 신호들은 클럭 신호의 형태로 전달될 수 있다. 도 4에 도시된 제1 파형도(REF)는 기준 클럭 신호를 도시한 것일 수 있고, 제2 파형도(REF-TX(Case 1))는 경로 지연에 따른 위상 지연이 발생한 경우의 전송 클럭 신호를 도시한 것일 수 있다. 또한, 제3 파형도(REF-TX(Case 2))는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서 경로 지연에 따른 위상 지연의 보상이 이루어진 경우의 전송 클럭 신호를 도시한 것일 수 있다. 마지막으로, 제4 내지 제6 파형도(REF1-TX1(Case 3), REF2-TX2(Case 3), TX2(Case 3))는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서 경로 지연에 따른 위상 지연 및 추가 요소에 의한 위상 지연의 보상이 이루어진 경우의 전송 클럭 신호를 도시한 것일 수 있다.Referring to FIG. 4 , signals in the
일례로, 제2 파형도(REF-TX(Case 1))는 도 6에 도시된 NFC 장치(100)의 동작에서의 기준 클럭 신호 및 전송 클럭 신호를 도시한 것일 수 있다. 제3 파형도(REF-TX(Case 2))는 도 7에 도시된 NFC 장치(100)의 동작에서의 기준 클럭 신호 및 전송 클럭 신호를 도시한 것일 수 있다. 제4 내지 제6 파형도(REF1-TX1(Case 3), REF2-TX2(Case 3), TX2(Case 3))는 도 8에 도시된 NFC 장치(100)의 동작에서의 기준 클럭 신호들 및 전송 클럭 신호들을 도시한 것일 수 있다.As an example, the second waveform diagram REF-TX (Case 1) may show a reference clock signal and a transmission clock signal in the operation of the
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(10)는 단말 안테나(11), 매칭 네트워크(12), 및 NFC 장치(100)를 포함할 수 있다. 단말 장치(10)에 리더 장치(20)의 리더 안테나(21)가 접근함에 따라 단말 안테나(11)에는 기준 클럭 신호가 유도되어 인가될 수 있다. 도 4를 함께 참조하면, 제1 파형도(REF)에 도시된 바와 같이 유도된 기준 클럭 신호의 위상은 P1일 수 있다.Referring to FIG. 5 , a
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(10)에 포함된 NFC 장치(100)에는 기준 클럭 신호(REF)가 입력될 수 있다. 일례로, 기준 클럭 신호(REF)는 NFC 장치(100)의 위상 검출기(110)에 입력될 수 있고, 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호(REF)의 주파수와 동기화된 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다. 생성 클럭 신호는 전송 클럭 증폭기(140)를 거쳐 전송 클럭 신호(TX)로 NFC 장치(100)에서 출력될 수 있다. Referring to FIG. 6 , a reference clock signal REF may be input to the
기준 클럭 신호(REF)가 전송 클럭 신호(TX)로 출력되는 과정에서 전송 클럭 신호(TX)의 위상에는 경로 지연으로 인한 지연이 발생할 수 있다. 도 4를 함께 참조하면, 도 6에서의 전송 클럭 신호(TX)는 별도의 위상 보상이 이루어지지 않은 P2의 위상을 갖는 신호일 수 있다. In the process of outputting the reference clock signal REF as the transmission clock signal TX, a phase of the transmission clock signal TX may be delayed due to a path delay. Referring to FIG. 4 together, the transmission clock signal TX in FIG. 6 may be a signal having a phase of P2 without separate phase compensation.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(10)에 포함된 NFC 장치(100)의 위상 검출기(110)에는 P1의 위상을 갖는 기준 클럭 신호(REF)가 입력될 수 있다. 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호(REF)의 주파수와 동기화되고 P2의 위상을 갖는 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a reference clock signal REF having a phase of P1 may be input to the
다만, 도 6에 도시된 NFC 장치(100)의 동작과 달리, 도 7에 도시된 NFC 장치(100)의 동작은 기준 클럭 신호(REF)가 전송 클럭 신호(TX)로 출력되는 과정에서 발생한 전송 클럭 신호(TX)의 위상 지연을 보상하는 과정을 포함할 수 있다. 일례로, 위상 검출기(110)는 생성 클럭 신호의 위상을 제1 디지털 코드로 저장할 수 있다. However, unlike the operation of the
도 4를 함께 참조하면, 전송 클럭 생성기(130)는 제1 디지털 코드를 이용하여 전송 클럭 신호(TX)에 대한 제1 보상(D1)을 수행할 수 있다. 이에 따라, 도 7에서의 전송 클럭 신호(TX)는 제1 보상(D1)이 수행되어 P3의 위상을 갖는 신호일 수 있다. 이 때, P3의 위상은 기준 클럭 신호(REF)의 위상인 P1과 동일할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 4 together, the
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(10)에 포함된 NFC 장치(100)의 동작은 리더 장치(20)에 대한 전송이 이루어지지 않는 제1 구간에서의 동작과, 리더 장치(20)에 대한 신호 전송이 이루어지는 제2 구간에서의 동작을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the operation of the
일례로, NFC 장치(100)에 입력되는 기준 클럭 신호는 제1 구간에서 위상 검출기(110)에 입력되는 제1 기준 클럭 신호(REF1), 및 제1 구간 이후의 제2 구간에서 위상 검출기(110)에 입력되는 제2 기준 클럭 신호(REF2)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 기준 클럭 신호(REF1)는 리더 장치(20)의 접근에 의해 생성된 신호일 수 있고, 제2 기준 클럭 신호(REF2)는 제1 기준 클럭 신호(REF1)에 기초하여 출력된 신호일 수 있다.For example, the reference clock signal input to the
이와 마찬가지로, NFC 장치(100)에서 출력되는 전송 클럭 신호는 제1 구간에서 전송 클럭 생성기(130)로부터 출력되는 제1 전송 클럭 신호(TX1), 및 제2 구간에서 전송 클럭 생성기(130)로부터 출력되는 제2 전송 클럭 신호(TX2)를 포함할 수 있다. 한편, 제1 전송 클럭 신호(TX1)는 제1 기준 클럭 신호(REF1)에 기초하여 출력된 제1 전송 클럭 신호(TX1)에 대응할 수 있다.Similarly, the transmission clock signal output from the
이에 따라, 제1 구간에서 전송 클럭 생성기(130)로부터 출력되는 제1 전송 클럭 신호(TX1)는 리더 장치(20)의 리더 안테나(21)에 동기화되지 않고, 제2 구간에서 전송 클럭 생성기(130)로부터 출력되는 제2 전송 클럭 신호(TX2)는 리더 장치(20)의 리더 안테나(21)에 동기화되어 최적의 부하 변조 진폭을 구현할 수 있다.Accordingly, the first transmission clock signal TX1 output from the
일례로, 제1 구간에서 NFC 장치(100)의 위상 검출기(110)에는 제1 기준 클럭 신호(REF1)가 입력될 수 있다. 위상 검출기(110)는 제1 기준 클럭 신호(REF1)의 주파수와 동기화되고 P2의 위상을 갖는 제1 생성 클럭 신호를 출력할 수 있다. 제1 구간에서 제1 생성 클럭 신호는 위상 지연 계산기(120)를 바이패스할 수 있고, 도 7에서의 NFC 장치(100)의 동작과 유사하게 전송 클럭 생성기(130)는 제1 보상(D1)이 수행되어 P3의 위상을 갖는 제1 전송 클럭 신호(TX1)를 출력할 수 있다.For example, the first reference clock signal REF1 may be input to the
한편, 제1 구간 이후의 제2 구간에서 제1 전송 클럭 신호(TX1)는 제2 기준 클럭 신호(REF2)로써 NFC 장치(100)에 다시 입력될 수 있다. 일례로, 제2 기준 클럭 신호(REF2)는 P1의 위상을 갖는 신호일 수 있다. 위상 검출기(110)는 제2 기준 클럭 신호(REF2)에 기초하여 제2 생성 클럭 신호를 출력할 수 있고, 제2 생성 클럭 신호의 위상을 제1 디지털 코드로 저장할 수 있다.Meanwhile, in the second interval after the first interval, the first transmission clock signal TX1 may be input again to the
위상 지연 계산기(120)는 제2 생성 클럭 신호의 위상과 소정의 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산할 수 있다. 계산된 델타 값은 제2 디지털 코드로 저장될 수 있다. 전송 클럭 생성기(130)는 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드를 이용하여 제1 보상(D1)과 함께 델타 값을 반영하는 제2 보상(D2)을 수행한 후 제2 전송 클럭 신호(TX2)를 출력할 수 있다.The
도 8에서, 제1 생성 클럭 신호 및 제2 생성 클럭 신호의 위상은 리더 장치(20)와의 커플링 등 추가 지연 요소들에 의해 P2', P2, P2"로 다양하게 나타날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서, 제1 보상(D1)만을 수행하는 경우 추가 지연 요소들을 고려하지 않아 P3의 고정된 위상을 갖는 제1 전송 클럭 신호(TX1)가 출력되는 반면, 제1 보상(D1)과 함께 제2 보상(D2)을 수행하는 경우 추가 지연 요소들을 고려하여 제2 전송 클럭 신호(TX2)의 위상은 P3', P3, P3"로 다양하게 결정될 수 있다.In FIG. 8, the phases of the first generated clock signal and the second generated clock signal may be variously represented as P2', P2, and P2" due to additional delay factors such as coupling with the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 다양한 지연 요소들을 모두 고려하여 전송 클럭 신호의 위상을 제어함으로써, 외부 환경에 의한 위상 변화와 무관하게 리더 장치(20)에 최적의 부하 변조 진폭을 갖는 신호가 전달되도록 할 수 있다.Accordingly, the
도 9는 도 7에 도시된 NFC 장치에서의 전송 클럭 신호의 위상 보상을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치에서의 전송 클럭 신호의 위상 보상을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining phase compensation of a transmission clock signal in the NFC device shown in FIG. 7 . 10 is a diagram for explaining phase compensation of a transmission clock signal in an NFC device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 8 .
도 7 및 도 9를 함께 참조하면, NFC 장치(100)에 입력되는 기준 클럭 신호(REF)는 P1의 위상을 가질 수 있다. 도 9를 참조하면, P1은 90° 내지 180° 사이의 값을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 9 together, the reference clock signal REF input to the
한편, 위상 검출기(110)로부터 출력되어 경로 지연이 반영되어 돌아온 생성 클럭 신호의 위상은 P2', P2, P2"일 수 있다. 이 때, NFC 장치(100)의 내부에서 관리하는 기준 위상은 P2일 수 있으나, 추가 지연 요소들에 의해 생성 클럭 신호의 위상은 P2', P2, P2"로 나타날 수 있다. 일례로, 생성 클럭 신호의 위상은 기준 클럭 신호의 위상보다 클 수 있다. 도 9를 참조하면, P2', P2, P2"은 270° 내지 360° 사이의 값을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다.Meanwhile, the phases of the generated clock signals output from the
전송 클럭 생성기(130)는 경로 지연이 반영된 생성 클럭 신호에 대하여 제1 보상(D1', D1, D1")을 수행할 수 있다. 제1 보상(D1', D1, D1")에 의해 출력되는 전송 클럭 신호(TX)의 위상은 P3로 고정될 수 있다. 이 때, 전송 클럭 신호(TX)의 위상에 해당하는 P3는 기준 클럭 신호(REF)의 위상에 해당하는 P1과 동일할 수 있다. The
이에 따라, 제1 보상(D1', D1, D1")에 의한 전송 클럭 신호(TX)의 위상 변화 정도는 경로 지연의 정도에 따라 달라질 수 있다. 일례로, 첫 번째 기준 클럭 신호인 S1은 낮은 경로 지연을 수반하여 S1'으로 전송 클럭 생성기(130)에 입력될 수 있고, 상대적으로 작은 제1 보상(D1')에 의해 P3의 위상을 갖는 전송 클럭 신호(TX)로 출력될 수 있다.Accordingly, the degree of phase change of the transmission clock signal TX by the first compensation (D1', D1, D1") may vary according to the degree of path delay. For example, the first reference clock signal S1 is low It can be input to the
한편, 두 번째 기준 클럭 신호인 S2는 일반적인 경로 지연을 수반하여 S2'으로 전송 클럭 생성기(130)에 입력될 수 있고, 제1 보상(D1)에 의해 P3의 위상을 갖는 전송 클럭 신호(TX)로 출력될 수 있다. 세 번째 기준 클럭 신호인 S3는 높은 경로 지연을 수반하여 S3'으로 전송 클럭 생성기(130)에 입력될 수 있고, 상대적으로 큰 제1 보상(D1")에 의해 P3의 위상을 갖는 전송 클럭 신호(TX)로 출력될 수 있다.Meanwhile, the second reference clock signal S2 may be input to the
도 8 및 도 10을 함께 참조하면, NFC 장치(100)에 입력되는 제1 기준 클럭 신호(REF1)는 P1의 위상을 가질 수 있다. 한편, 제1 구간 및 제2 구간을 거쳐 위상 검출기(110)로부터 출력되어 경로 지연이 반영되어 돌아온 제2 생성 클럭 신호의 위상은 P2', P2, P2"일 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 10 together, the first reference clock signal REF1 input to the
전송 클럭 생성기(130)는 경로 지연이 반영된 생성 클럭 신호에 대하여 제1 보상(D1', D1, D1") 및 제2 보상(D2', D2")을 수행할 수 있다. 제1 보상(D1', D1, D1")은 도 9에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 한편, 제2 전송 클럭 신호(TX2)는 제2 보상(D2', D2")에 의해 P3', P3, P3"의 고정되지 않은 다양한 위상을 가질 수 있다. 이에 따라, 리더 장치의 리더 안테나에 동기화된 제2 전달 클럭 신호(TX2)의 위상은 제1 기준 클럭 신호(REF1)의 위상과 상이할 수 있다.The
제2 보상(D2', D2")에 의해 보상되는 위상의 크기는 각 신호들에서의 델타 값에 대응할 수 있다. 일례로, 델타 값은 제2 생성 클럭 신호의 위상이 소정의 기준 위상보다 클 때의 제1 델타 값, 생성 클럭 신호의 위상이 기준 위상과 동일할 때의 제2 델타 값, 및 생성 클럭 신호의 위상이 기준 위상보다 작을 때의 제3 델타 값을 포함할 수 있다. The magnitude of the phase compensated by the second compensation (D2', D2") may correspond to the delta value of each signal. For example, the delta value is greater than the phase of the second generated clock signal greater than a predetermined reference phase. may include a first delta value when the phase of the generated clock signal is equal to the reference phase, a second delta value when the phase of the generated clock signal is equal to the reference phase, and a third delta value when the phase of the generated clock signal is smaller than the reference phase.
델타 값이 제1 델타 값인 경우, 제2 전송 클럭 신호(TX2)에는 상대적으로 큰 제2 보상(D2")이 수행될 수 있고, 이에 따라 제2 전송 클럭 신호(TX2)의 위상은 제1 기준 클럭 신호(REF1)의 위상보다 작아질 수 있다. 한편, 델타 값이 제2 델타 값인 경우, 제2 전송 클럭 신호(TX2)의 위상은 제1 기준 클럭 신호(REF1)의 위상과 동일할 수 있다. 델타 값이 제3 델타 값인 경우, 제2 전송 클럭 신호(TX2)에는 상대적으로 작은 제2 보상(D2')이 수행될 수 있고, 이에 따라 제2 전송 클럭 신호(TX2)의 위상은 제1 기준 클럭 신호(REF1)의 위상보다 커질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서 보상된 제2 전송 클럭 신호(TX2)는 부하 변조 진폭의 크기가 최대값을 갖도록 할 수 있다.When the delta value is the first delta value, a relatively large second compensation D2" may be performed on the second transmission clock signal TX2, and accordingly, the phase of the second transmission clock signal TX2 may change to the first reference value. When the delta value is the second delta value, the phase of the second transmission clock signal TX2 may be the same as the phase of the first reference clock signal REF1. When the delta value is the third delta value, a relatively small second compensation D2' may be performed on the second transmission clock signal TX2, and accordingly, the phase of the second transmission clock signal TX2 is The phase of the reference clock signal REF1 may be larger than that of the second transmission clock signal TX2 compensated in the
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are views for explaining the effect of the NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 일반적인 NFC 장치에서 나타나는 부하 변조 진폭은 일정한 방향으로 나타나지 않을 수 있다. 도 11에는 b-a의 크기를 갖도록 양의 방향으로 나타나는 부하 변조 진폭이 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 11 , a load modulation amplitude appearing in a general NFC device may not appear in a constant direction. 11 shows the load modulation amplitude appearing in the positive direction to have a magnitude of b-a, but this is only an example and may not be limited.
한편, 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)에서 나타나는 부하 변조 진폭은 외부 조건과 무관하게 리더 장치의 리더 안테나의 수신에 용이하도록 일정하게 나타날 수 있다. 일례로, 부하 변조 진폭의 피크-피크 전압이 크고 부하 변조 진폭이 음의 방향으로 일정하게 나타날수록 리더 안테나의 수신에 용이할 수 있다. 도 12에는 a-c의 크기를 갖도록 음의 방향으로 나타나는 부하 변조 진폭이 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다. 이 때, a-c의 크기는 b-a의 크기보다 클 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 12 , the load modulation amplitude appearing in the
본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 경로 지연에 따른 위상 지연을 고려함으로써, 피크-피크 전압이 크고 음의 방향으로 일정하게 나타나는 부하 변조 진폭을 갖도록 전송 클럭 신호의 위상을 안정적으로 제어할 수 있다. The
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.13 is a timing diagram for explaining an operation of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100)는 제1 구간(RX)에서 기준 클럭 신호의 주파수와 위상을 모니터링할 수 있고, 기준 클럭 신호에 동기화된 생성 클럭 신호를 생성할 수 있다. 일례로, t1 이전, 및 t8 내지 t9에서 위상 검출기(110)는 기준 클럭 신호의 주파수와 위상을 모니터링할 수 있고, 생성 클럭 신호를 동기화하여 출력할 수 있다.Referring to FIG. 13, the
한편, 제2 구간(TX)에서 능동 부하 변조 동작은 주기적으로 활성화 및 비활성화되는 능동 부하 변조 신호(ALM)에 의해 제어될 수 있다. 일례로, 능동 부하 변조 신호(ALM)는 t2 내지 t3, t4 내지 t5, t6 내지 t7, 및 t10 내지 t11에서 활성화될 수 있고, 나머지 시간 구간에서 비활성화될 수 있다.Meanwhile, in the second period (TX), the active load modulation operation may be controlled by an active load modulation signal (ALM) that is periodically activated and deactivated. For example, the active load modulation signal ALM may be activated from t2 to t3, t4 to t5, t6 to t7, and t10 to t11, and may be deactivated during the remaining time intervals.
NFC 장치(100)에 포함된 위상 검출기(110)는 능동 부하 변조 신호(ALM)가 활성화되어 있는 시간 중 적어도 일부 동안 생성 클럭 신호의 위상을 모니터링할 수 있다. 일례로, 제2 구간(TX) 중 모니터링되어 저장되는 생성 클럭 신호는 제2 생성 클럭 신호일 수 있다.The
NFC 장치(100)에 포함된 전송 클럭 생성기(130)는 능동 부하 변조 신호(ALM)가 비활성화된 후 저장된 위상 정보에 기초하여 최적의 전송 클럭 신호를 추적할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 NFC 장치(100)는 최적의 부하 변조 진폭을 갖도록 전송 클럭 신호의 위상을 실시간으로 제어할 수 있다.The
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.14 is a block diagram for explaining the detailed configuration of an NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(200)는 위상 검출기(210), 위상 지연 계산기(220), 전송 클럭 생성기(230), 전송 클럭 증폭기(240), 위상 고정 루프(250), 누산기(260), 분배기(270), 및 클럭 추출기(280)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 14, the
리더 장치(20)의 리더 안테나(21)가 단말 안테나(11)에 접근함에 따라 유도된 신호는 매칭 네트워크(12)를 거쳐 임피던스 매칭되어 제2 경로(L2)를 따라 NFC 장치(200)에 입력될 수 있다. 클럭 추출기(280)는 입력된 신호로부터 기준 클럭 신호(REF)를 추출할 수 있다. 추출된 기준 클럭 신호(REF)는 위상 검출기(210)에 입력될 수 있다. As the
한편, 위상 고정 루프(250)는 기준 클럭 신호(REF)를 체배(multiply)시켜 출력할 수 있다. 출력된 신호는 분배기(270)로 인가될 수 있다. 분배기(270)는 위상 검출기(210)에 의해 제어될 수 있다.Meanwhile, the phase locked
전술한 바와 같이, 제1 구간에서 제2 경로(L2)를 따라 기준 클럭 신호(REF)가 NFC 장치(200)에 입력될 수 있다. 한편, 제2 구간에서는 누산기(260)의 동작이 중단되고 위상 지연 계산기(220)가 동작할 수 있다. 이에 따라, 위상 지연 계산기(220)는 기준 위상과 실제 경로 지연의 차이에 해당하는 경로 지연 정보를 이용하여 델타 값을 계산할 수 있다. As described above, the reference clock signal REF may be input to the
한편, 전압 제어 발진기 및 디지털-시간 변환기로 구성된 전송 클럭 생성기(230)는 델타 값을 이용하여 위상 검출기(210)로부터 출력된 생성 클럭 신호에 위상 지연에 대한 보상을 수행하여 전송 클럭 신호(TX)를 출력할 수 있다. 출력된 전송 클럭 신호(TX)는 전송 클럭 증폭기(240)를 거쳐 단말 안테나(11)로 전달될 수 있고, 리더 장치(20)의 리더 안테나(21)에 전달된 데이터 신호는 단말 안테나(11)로 전달된 전송 클럭 신호(TX)의 위상에 동기화될 수 있다.On the other hand, the
즉, NFC 장치(200)는 제1 경로(L1) 및 제2 경로(L2)에서의 위상 지연을 고려하여 전송 클럭 신호(TX)의 위상을 보상하고, 보상된 전송 클럭 신호(TX)를 리더 안테나(21)에 전달할 수 있다. 다만, 도 14에 도시된 NFC 장치(200)의 구성은 일 실시예에 불과할 뿐 한정되지 않을 수 있다. 일례로, NFC 장치(200)는 일부 구성이 생략되거나 다른 구성들을 더 포함할 수 있고, 도시된 바와 다른 연결 구조를 갖도록 설계될 수 있다.That is, the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 간단한 블록도이다.15 is a simple block diagram for explaining an electronic system including an NFC device according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 전자 시스템(1000)은 어플리케이션 프로세서(AP, 1100), NFC 장치(1200), 메모리 장치(1300), 사용자 인터페이스(1400) 및 전원 공급부(1500)를 포함할 수 있다. 일례로, 전자 시스템(1000)은 휴대폰, 스마트폰, 개인 정보 단말기(PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP), 디지털 카메라, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 랩탑 컴퓨터 등 임의의 모바일 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 15 , an
어플리케이션 프로세서(1100)는 전자 시스템(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(1100)는 인터넷 브라우저, 게임, 동영상 등을 제공하는 어플리케이션들을 실행할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(1100)는 하나의 프로세서 코어(single core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(multi-core)을 포함할 수 있다. 한편, 어플리케이션 프로세서(1100)는 메모리 장치(1300)에 저장된 명령어 또는 데이터를 일시적으로 저장하는 캐시 메모리 장치를 포함할 수 있다.The
메모리 장치(1300)는 전자 시스템(1000)의 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 일례로, 메모리 장치(1300)는 휘발성 메모리 장치 및/또는 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리 장치는 DRAM, SRAM, 모바일 DRAM 또는 이와 유사한 메모리로 구현될 수 있고, 비휘발성 메모리 장치는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 플래시 메모리, PRAM(Phase Change RAM), RRAM(Resistance RAM), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer RAM), MRAM(Magnetic RAM), FRAM(Ferroelectric RAM) 또는 이와 유사한 메모리로 구현될 수 있다. 일례로, 메모리 장치(1300)는 전자 시스템(1000)을 부팅하기 위한 부트 이미지를 저장할 수 있고, 외부 장치에 전송할 출력 데이터 및 수신받은 입력 데이터를 저장할 수 있다.The
NFC 장치(1200)는 NFC 통신을 통해 메모리 장치(1300)에 저장된 출력 데이터를 외부 장치에 전송하고, 외부 장치로부터 입력 데이터를 수신하여 메모리 장치(1300)에 저장할 수 있다. 일례로, NFC 장치(1200)는 도 1 내지 도 14에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 장치(100, 200)일 수 있다. 즉 NFC 장치(1200)는 송신-수신 경로 상에서 발생하는 위상 지연을 검출하여 전송 클럭 신호의 위상을 보상할 수 있다.The
사용자 인터페이스(1400)는 키패드, 터치 스크린과 같은 하나 이상의 입력 장치, 및/또는 스피커, 디스플레이 장치와 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 전원 공급부(1500)는 전자 시스템(1000)의 동작 전압을 공급할 수 있다. 또한, 전자 시스템(1000)은 카메라 이미지 프로세서(CIS), 베이스밴드 칩 셋(baseband chipset)과 같은 모뎀 등을 더 포함할 수 있다. 일례로, 모뎀은 GSM, GPRS, WCDMA, HSxPA 등의 통신을 지원하는 모뎀 프로세서일 수 있다.The
전자 시스템(1000) 또는 그 구성요소들은 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있다. 일례로, 전자 시스템(1000) 또는 그 구성요소들은 PoP(Packgage on Package), BGAs(Ball Grid Arrays), CSPs(Chip Scale Packages), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), PDIP(Plastic Dual In-Line Package), COB(Chip on Board), CERDIP(Ceramic Dual In-Line Package), MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SOIC(Small Outline Integrated Circuit), SSOP(Shrink Small Outline Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SIP(System In Package), MCP(Multi Chip Package), WFP(Wafer-level Fabricated Package), WSP(Wafer-Level Processed Stack Package) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.The
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various forms of substitution, modification, and change will be possible by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, which also falls within the scope of the present invention. something to do.
10: 단말 장치
11: 단말 안테나
12: 매칭 네트워크
20: 리더 장치
21: 리더 안테나
100, 200, 1200: NFC 장치
110, 210: 위상 검출기
120, 220: 위상 지연 계산기
130, 230: 전송 클럭 생성기
140, 240: 전송 클럭 증폭기
250: 위상 고정 루프
260: 누산기
270: 분배기
280: 클럭 추출기
REF: 기준 클럭 신호
TX: 전송 클럭 신호
1000: 전자 시스템
1100: 어플리케이션 프로세서
1300: 메모리 장치
1400: 사용자 인터페이스
1500: 전원 공급부10: terminal device 11: terminal antenna
12: matching network 20: reader device
21:
110, 210:
130, 230:
250 phase locked
270
REF: reference clock signal TX: transmission clock signal
1000: electronic system 1100: application processor
1300: memory device 1400: user interface
1500: power supply
Claims (20)
능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 동작을 수행하는 동안 상기 위상 검출기로부터 인가된 상기 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산하고, 상기 델타 값을 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기; 및
상기 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 전송 클럭 신호를 출력하는 전송 클럭 생성기; 를 포함하는 NFC 장치.
a phase detector for receiving a reference clock signal, detecting a phase of the reference clock signal, outputting a generated clock signal synchronized in frequency with the reference clock signal, and storing phase information of the generated clock signal as a first digital code;
Calculating a delta value by comparing the phase of the generated clock signal applied from the phase detector with a reference phase during an active load modulation (ALM) operation, and storing the delta value as a second digital code phase lag calculator; and
a transmission clock generator for outputting a transmission clock signal by reflecting the phase information stored in the first digital code and the second digital code; An NFC device comprising a.
상기 전송 클럭 생성기로부터 인가된 상기 전송 클럭 신호를 증폭하여 출력하는 전송 클럭 증폭기; 를 더 포함하는 NFC 장치.
According to claim 1,
a transfer clock amplifier for amplifying and outputting the transfer clock signal applied from the transfer clock generator; NFC device further comprising a.
상기 전송 클럭 생성기는, 상기 제1 디지털 코드 및 상기 제2 디지털 코드를 시간 도메인으로 변환하는 디지털-시간 변환기, 및 입력된 상기 생성 클럭 신호에 기초하여 출력 발진 주파수를 제어하는 전압 제어 발진기를 포함하는 NFC 장치.
According to claim 1,
The transmission clock generator includes a digital-time converter for converting the first digital code and the second digital code into a time domain, and a voltage controlled oscillator for controlling an output oscillation frequency based on the input generated clock signal. NFC device.
상기 기준 클럭 신호는 제1 구간에서 상기 위상 검출기에 입력되는 제1 기준 클럭 신호, 및 상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서 상기 위상 검출기에 입력되는 제2 기준 클럭 신호를 포함하는 NFC 장치.
According to claim 1,
The reference clock signal includes a first reference clock signal input to the phase detector in a first period, and a second reference clock signal input to the phase detector in a second period after the first period.
상기 제1 구간에서 리더 장치에 상기 제1 기준 클럭 신호에 기초한 제1 전송 클럭 신호를 전달하지 않고, 상기 제2 구간에서 상기 리더 장치에 상기 제2 기준 클럭 신호에 기초한 제2 전송 클럭 신호를 전달하는 NFC 장치.
According to claim 4,
In the first interval, the first transmission clock signal based on the first reference clock signal is not transmitted to the reader device, and in the second interval, the second transmission clock signal based on the second reference clock signal is transmitted to the reader device. NFC device that does.
상기 제1 기준 클럭 신호는 리더 장치의 접근에 의해 생성된 신호이고, 상기 제2 기준 클럭 신호는 상기 제1 기준 클럭 신호에 기초하여 출력된 제1 전송 클럭 신호에 대응하는 NFC 장치.
According to claim 4,
The first reference clock signal is a signal generated by an approach of a reader device, and the second reference clock signal corresponds to a first transmission clock signal output based on the first reference clock signal.
상기 전송 클럭 신호는 상기 제1 구간에서 상기 전송 클럭 생성기로부터 출력되는 제1 전송 클럭 신호, 및 상기 제2 구간에서 상기 전송 클럭 생성기로부터 출력되는 제2 전송 클럭 신호를 포함하며, 상기 제2 기준 클럭 신호는 상기 제1 기준 클럭 신호에 기초한 제1 전송 클럭 신호에 대응하는 NFC 장치.
According to claim 4,
The transfer clock signal includes a first transfer clock signal output from the transfer clock generator in the first period and a second transfer clock signal output from the transfer clock generator in the second period, and the second reference clock The signal is an NFC device corresponding to a first transmission clock signal based on the first reference clock signal.
상기 제1 전송 클럭 신호는 상기 제1 디지털 코드로 저장된 위상 정보가 반영된 NFC 장치.
According to claim 7,
The first transmission clock signal is an NFC device in which phase information stored as the first digital code is reflected.
상기 제2 전송 클럭 신호는 상기 제1 디지털 코드 및 상기 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보가 반영된 NFC 장치.
According to claim 7,
The second transmission clock signal is an NFC device in which phase information stored in the first digital code and the second digital code is reflected.
상기 전송 클럭 신호에 기초한 부하 변조 진폭(Load Modulation Amplitude)은 음의 방향으로 일정하게 나타나는 NFC 장치.
According to claim 1,
The load modulation amplitude based on the transmission clock signal appears constant in a negative direction.
상기 전송 클럭 신호는 부하 변조 진폭의 크기가 최대값을 갖도록 하는 NFC 장치.
According to claim 1,
The transfer clock signal is an NFC device such that the magnitude of the load modulation amplitude has a maximum value.
상기 델타 값은 추가 지연 정보에 의해 결정되고, 상기 추가 지연 정보는 매칭 네트워크, 임피던스 산포, 및 리더 장치와의 커플링에 따른 지연 정보를 포함하는 NFC 장치.
According to claim 1,
The delta value is determined by additional delay information, and the additional delay information includes delay information according to a matching network, impedance distribution, and coupling with a reader device.
상기 델타 값은 상기 생성 클럭 신호의 위상이 상기 기준 위상보다 클 때의 제1 델타 값, 상기 생성 클럭 신호의 위상이 상기 기준 위상과 동일할 때의 제2 델타 값, 및 상기 생성 클럭 신호의 위상이 상기 기준 위상보다 작을 때의 제3 델타 값을 포함하는 NFC 장치.
According to claim 1,
The delta value includes a first delta value when the phase of the generated clock signal is greater than the reference phase, a second delta value when the phase of the generated clock signal is equal to the reference phase, and a phase of the generated clock signal. NFC device including a third delta value when is less than the reference phase.
리더 장치의 안테나에 동기화된 상기 전송 클럭 신호의 위상은 상기 기준 클럭 신호의 위상과 상이한 NFC 장치.
According to claim 1,
The phase of the transmission clock signal synchronized with the antenna of the reader device is different from the phase of the reference clock signal NFC device.
상기 제2 구간에서, 상기 위상 검출기로부터 인가된 상기 제2 생성 클럭 신호의 위상과 기준 위상을 비교하여 델타 값을 계산하고, 상기 델타 값을 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기; 및
상기 제1 디지털 코드 및 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 전송 클럭 신호를 출력하는 전송 클럭 생성기; 를 포함하는 NFC 장치.
A phase of a first reference clock signal input in a first period is detected and a first generated clock signal synchronized in frequency with the first reference clock signal is output, and the phase of the first generated clock signal and the first period a phase detector for storing a phase of a second generated clock signal output based on a second reference clock signal input in a subsequent second period as a first digital code;
a phase delay calculator calculating a delta value by comparing a phase of the second generated clock signal applied from the phase detector with a reference phase in the second period, and storing the delta value as a second digital code; and
a transmission clock generator for outputting a transmission clock signal by reflecting the phase information stored in the first digital code and the second digital code; An NFC device comprising a.
상기 제1 구간에서, 상기 전송 클럭 생성기로부터 출력된 제1 전송 클럭 신호는 리더 장치의 안테나에 동기화되지 않고, 상기 제2 기준 클럭 신호로써 상기 위상 검출기에 입력되는 NFC 장치.
According to claim 15,
In the first interval, the first transmission clock signal output from the transmission clock generator is not synchronized with the antenna of the reader device, and is input to the phase detector as the second reference clock signal.
상기 제2 구간에서, 능동 부하 변조(Active Load Modulation, ALM) 동작은 주기적으로 활성화 및 비활성화되는 ALM 신호에 의해 제어되는 NFC 장치.
According to claim 15,
In the second period, an active load modulation (ALM) operation is controlled by an ALM signal that is periodically activated and deactivated.
상기 ALM 신호가 활성화 되어 있는 동안, 상기 위상 검출기는 상기 제2 생성 클럭 신호의 위상을 저장하는 NFC 장치.
According to claim 17,
While the ALM signal is active, the phase detector stores the phase of the second generated clock signal.
상기 ALM 신호가 비활성화 되어 있는 동안, 상기 전송 클럭 생성기는 저장된 상기 위상 정보에 기초하여 최적의 전송 클럭 신호를 추적하는 NFC 장치.
According to claim 17,
While the ALM signal is inactive, the transmission clock generator tracks an optimal transmission clock signal based on the stored phase information.
상기 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 임피던스 매칭을 수행하여 기준 클럭 신호를 출력하는 매칭 네트워크; 및
상기 기준 클럭 신호 및 피드백 신호가 입력되고 상기 기준 클럭 신호 및 상기 피드백 신호의 경로 지연 정보를 제1 디지털 코드로 저장하는 위상 검출기, 상기 피드백 신호에 기초하여 추가 지연 정보를 제2 디지털 코드로 저장하는 위상 지연 계산기, 및 상기 제1 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 상기 위상 검출기에 상기 피드백 신호를 입력하거나, 상기 제1 디지털 코드 및 상기 제2 디지털 코드로 저장된 위상 정보를 반영하여 상기 리더 장치에 전송 클럭 신호를 전달하는 전송 클럭 생성기를 포함하는 NFC 장치; 를 포함하는 단말 장치.
an antenna for receiving a signal from an approaching reader device;
a matching network that performs impedance matching on the signal received through the antenna and outputs a reference clock signal; and
A phase detector for receiving the reference clock signal and the feedback signal and storing path delay information of the reference clock signal and the feedback signal as a first digital code, and storing additional delay information as a second digital code based on the feedback signal A phase delay calculator, and reflecting the phase information stored as the first digital code and inputting the feedback signal to the phase detector, or reflecting the phase information stored as the first digital code and the second digital code to the reader device An NFC device including a transmission clock generator for transmitting a transmission clock signal; A terminal device including a.
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