一種非接觸式ic卡解碼電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非接觸式IC解碼電路，一種符合ISO/IEC14443TYPEA通訊協(xié)議的射頻解碼電路，主要應用于符合ISO/IEC14443TYPEA通訊協(xié)議的智能卡設計領域。此電路包括：射頻信號接收器RF_BLOCK，復位生成模塊RESET_LOGIC，分頻電路DIVIDER，解碼計數(shù)器模塊DECODE_CNTR，解碼生成模塊DECODE_DATA。該電路根據(jù)ISO/IEC14443TYPEA的特點采用了獨特的解碼方式，有較高的容錯能力，能夠正確解碼“PAUSE”(暫停)寬度小于0.5ETU的所有數(shù)據(jù)，并且，解碼電路實現(xiàn)簡單、有效地降低了電路本身的功耗。
【專利說明】一種非接觸式IC卡解碼電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要應用于符合ISO / IEC14443TYPEA通訊協(xié)議的非接觸式IC卡設計領域。
【背景技術】
[0002]隨著計算機軟件技術和集成電路的不斷發(fā)展，IC卡的應用越來越廣泛，主要應用于法定證件、電信(電話卡、GSM卡、3G卡)、醫(yī)療保健、娛樂、公交、門票、門禁、識別、金融和付費電視等領域。其中非接觸式IC卡的發(fā)展比較迅速，應用領域也不斷的擴大。
[0003]非接觸式IC卡與讀寫設備不通過機械接觸,而是利用射頻技術(radio frequencyidentification, RFID)，通過電磁波傳輸進行IC卡的交互操作。非接觸式IC卡的系統(tǒng)工作原理為，系統(tǒng)以半雙工方式在讀寫器與IC卡之間雙向傳遞數(shù)據(jù)。讀寫器將要發(fā)送的信號編碼后，加載在特定頻率的載波信號上，經天線向外發(fā)送；進入讀寫器工作區(qū)域的IC卡接收到脈沖信號后，一方面芯片中的射頻接口模塊由此信號獲得電源電壓和復位、時鐘信號，同時該芯片中的有關電路對此信號進行解調、解碼、解密，然后對命令請求、密碼、權限等進行判斷，控制邏輯電路從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼、調制后經卡內天線發(fā)送給讀卡器處理。
[0004]非接觸式應用當中，符合ISO / IEC14443TYPEA標準的非接觸式IC卡應用最為廣泛，從早期的只支持106Kbps通訊速率，目前已經發(fā)展為212Kbps、424Kbps和847Kbps，甚至更快。讀卡器到卡的通訊編碼采用改進的米勒碼，使用100% ASK調制發(fā)送信號，如圖1所示為它的編碼方式。在一個有效編碼碼元(ETU)的開始位置、中間位置出現(xiàn)“PAUSE”(暫停)或者不出現(xiàn)“PAUSE” ；中間位置出現(xiàn)“PAUSE”的定義為序列X，不出現(xiàn)“PAUSE”定義為序列Y，開始位置出現(xiàn)“PAUSE”的定義為序列Z。邏輯‘I’用序列X表示；邏輯‘0’表示有以下幾種情況，當連續(xù)‘0’時后續(xù)的‘0’用序列Z表示，幀開始(SOF)后緊跟著‘0’時用序列Z表示，其余的情況都用序列Y表示；幀開始采用序列Z表示；幀結束采用邏輯‘0’加序列Y表示；沒有數(shù)據(jù)采用序列Y表示。
[0005]ISO / IEC14443TYPEA的編碼信號由“PAUSE”來表示，并且是100% ASK信號，因此“PAUSE”期間IC卡無法從場獲取能量，并且沒有時鐘。該發(fā)明公開了一種特殊的解碼電路，實現(xiàn)了具有低功耗、高容錯率的解碼電路。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明公開了一種非接觸式IC的解碼電路，一種符合ISO / IEC14443TYPEA通訊協(xié)議的射頻解碼電路。該電路根據(jù)iso / IEC14443TYPEA的特點采用了獨特的解碼方式，使有效的簡化了解碼電路，并且能夠正確解碼PAUSE寬度小于0.5ETU的數(shù)據(jù)，有較高的容韋昔倉泛力。
[0007]一種非接觸式IC卡解碼電路，該電路的輸入信號包括系統(tǒng)復位信號SYS_RST_N、射頻場RF_FIELD、波特率選擇信號SEL ;輸出信號包括當前接收到的解碼數(shù)據(jù)REC_BIT、接收有效信號REC_PERIOD、接收結束信號EOF_END ;該電路包括:
[0008](I)射頻信號接收器RF_BL0CK，從射頻場信號中提取出時鐘RF_CLK和解調的pause 信號 RF_DATA ；
[0009](2)復位模塊RESET_L0GIC根據(jù)輸入信號SYS_RST_N和RF_DATA生成復位信號RESET_N ；
[0010](3)分頻模塊DIVIDER對輸入射頻時鐘RF_CLK進行分頻輸出RF_DIV2_CLK，另外SYS_RST_N信號可對此模塊進行復位；
[0011 ] (4)解碼計數(shù)器模塊DC0DE_CNTR，對RF_DATA的高電平進行計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)結果輸出A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信號；當計數(shù)值大于C_SIGN時輸出E0F_END有效信號；
[0012](5)解碼生成模塊 DEC0DE_DATA，在 RF_DATA 的下降沿處根據(jù) A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信號，生成解碼數(shù)據(jù)REC_BIT ;當接收第一個PAUSE后生成REC_PER10D信號，并在E0F_END有效時清零；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1典型非接觸式IC卡接受的改進型Miller碼調制信號波形。
[0014]圖2典型的符合ISO / IEC14443TYPEA規(guī)范106Kbps通訊波特率的PAUSE包羅信號。
[0015]圖3 —種非接觸式IC卡解碼電路原理圖。
[0016]圖4幾種PAUSE期間的高電平寬度不同的編碼波形示意圖。
[0017]圖5 —串序列“0110010100”的解碼實現(xiàn)波形。
[0018]圖6REQA編碼實現(xiàn)波形。
【具體實施方式】
[0019]下面將更詳細的描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施案例。但是，本發(fā)明可以以各種形式實現(xiàn)而不應該理解為被這里闡述的實施案例所限制。提供這些實施案例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且，完全把本發(fā)明的范圍傳達給本領域的相關技術人員。
[0020]下面進一步結合圖表來說明本發(fā)明。
[0021]圖3所示，RF_BL0CK模塊接收射頻場信號的輸入，提取出射頻時鐘RF_CLK和改進的 Miller 數(shù)據(jù) RF_DATA ；
[0022]RESET_L0GIC模塊根據(jù)系統(tǒng)復位SYS_RST_N和RF_DATA信號生成復位信號SYS_RST_N。
[0023]DIVIDER模塊生成分頻時鐘，在此假設進行2分頻。
[0024]DEC0DE_CNTR模塊對RF_DATA信號的高電平進行計數(shù)，并生成相關的A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN 和 E0F_END 信號。表 I 為 ISO / IEC14443TYPEA 規(guī)定的 PAUSE 寬度和 ETU 寬度，表2為按照二分頻時鐘進行基準的PAUSE寬度和ETU寬度以及106Kbps下的A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN的計數(shù)值，其他波特率下的計數(shù)值也可以類推。A_SIGN寬度=lETU_pause寬度，B_SIGN 寬度=1.5ETU-pause 寬度，C_SIGN 寬度=2ETU_pause 寬度，PAUSE 寬度假設為 I個計數(shù)時鐘到0.5個ETU。此解碼方案可以正確解碼PAUSE寬度小于0.5ETU(1_32個2 /FC)RF_DATA數(shù)據(jù)，較大的超出了協(xié)議規(guī)定的范圍，提高了解碼電路的冗余度，對于通訊過程中的PAUSE變化有較高的容錯能力。圖4為解碼示例，圖中以A、B和C代表了 A_SIGN、B_SIGN 和 C_SIGN。
[0025]表1
[0026]
【權利要求】
1.一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于該電路包括射頻信號接收器RF_BLOCK、復位模塊RESET_LOGIC、分頻模塊DIVIDER、解碼計數(shù)器模塊DCODE_CNTR、解碼生成模塊DECODE_DATA，其中: 射頻信號接收器RF_BLOCK從射頻場信號RF_FIELD中提取出射頻時鐘RF_CLK和解調的 pause 信號 RF_DATA ； 復位模塊RESET_LOGIC根據(jù)輸入的系統(tǒng)復位信號SYS_RST_N和RF_DATA生成復位信號RESET_N ； 分頻模塊DIVIDER對輸入的射頻時鐘RF_CLK進行分頻輸出RF_DIVX_CLK，系統(tǒng)復位信號SYS_RST_N可對此模塊進行復位； 解碼計數(shù)器模塊DCODE_CNTR對RF_DATA的高電平進行計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)結果輸出A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信號；當計數(shù)值大于C_SIGN時輸出接收結束信號EOF_END，其中A_SIGN指示信號寬度=lETU-pause寬度，B_SIGN指示信號寬度=1.5ETU_pause寬度；C_SIGN指示信號寬度=2ETU-pause寬度； 解碼生成模塊DECODE_DATA，在RF_DATA的下降沿處根據(jù)A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信號，生成解碼數(shù)據(jù)REC_BIT ;當接收第一個pause信號后生成接收有效信號REC_PERIOD，并在EOF_END有效時清零。
2.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于RESET_LOGIC模塊根據(jù)SYS_RST_N和RF_DATA的上升沿產生復位信號RESET_N。
3.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于分頻模塊DIVIDER根據(jù)解碼精度對RF_CLK進行分頻，生成計數(shù)時鐘RF_DIVX_CLK。
4.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于當DCODE_CNTR計數(shù)結果為A_SIGN,則當前碼元與前一碼元相同。
5.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于當DCODE_CNTR計數(shù)結果為B_SIGN時分兩種情況處理，前一碼元為O時，當前碼元為I ;前一碼元為I時，當前碼元為兩個，依次為0,0。
6.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于當DCODE_CNTR計數(shù)結果為C_SIGN時分兩種情況處理，前一碼元為0時，判為錯碼；前一碼元為I時，當前碼元為兩個，依次為0，I。
7.如權利要求1所述的一種非接觸式IC卡解碼電路，其特征在于DECODE_DATA模塊根據(jù)RF_DATA的第一個下降沿處置位接收起始標志信號REC_PERIOD，并在EOF_END有效時清零。
【文檔編號】G06K7/00GK103646224SQ201310636904
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】包烏日吐 申請人:北京中電華大電子設計有限責任公司