專利名稱：一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于RFID(無線識別)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種無源電子標(biāo)簽中EEPROM低功耗、高速數(shù)據(jù)讀出技術(shù)。
背景技術(shù)：
無源電子標(biāo)簽電路工作原理是如圖1所示，無源電子標(biāo)簽進入磁場后，通過天線1接收到接收器發(fā)出的調(diào)制信號RF；調(diào)制信號RF分兩路一路通過電源轉(zhuǎn)換電路獲得整個電路所需工作電壓Vcc，另一路通過信號處理電路獲得一定的時鐘頻率信號CLK，時鐘頻率信號CLK通過讀出控制電路產(chǎn)生提供給EEPROM芯片的時鐘信號CLK1和讀出控制指令信號Di并輸入EEPROM芯片；最后，EEPROM芯片輸出的數(shù)據(jù)信號Do經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后通過天線2發(fā)往接收器。
用于RFID的無源型電子標(biāo)簽(或非接觸IC卡)除具有卡內(nèi)無源、低功耗、體積小、攜帶方便、耐磨損等共同特點之外，按照通信速度和讀出EEPROM控制信號的方式可主要劃分為以下兩類一類是讀出速度較快，應(yīng)用較多，較成熟的，其國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO/IEC14443的IC卡，其通信速率為106KBPS≤，卡內(nèi)EEPROM數(shù)據(jù)讀出控制信號由對ASK調(diào)制進行解調(diào)來產(chǎn)生，供能電磁波為ASK調(diào)制波(內(nèi)含讀出控制基帶信號)，國內(nèi)復(fù)旦采用該技術(shù)生產(chǎn)的IC卡芯片以FM11RF08為代表；另一類為emmicroelectronic公司的EM4100IC卡，通信速率9.37KBPS≤，ATMEL公司的T5557系列，通信速率RF/2≤(75K≤)，卡內(nèi)EEPROM的讀出控制信號直接從載波經(jīng)數(shù)字邏輯電路處理產(chǎn)生，供能電磁波為單一頻率(RF表示)，RF范圍為100K-150K。
目前，用于RFID的無源型電子標(biāo)簽(或非接觸IC卡)中的信息存儲芯片都是采用EEPROM，EEPROM存儲芯片內(nèi)信息的輸出靠數(shù)據(jù)輸出電路來完成，EEPROM數(shù)據(jù)輸出電路在FRID技術(shù)中起著極其重要的作用，其讀出速度、可靠性及功耗大小將直接影響其應(yīng)用范圍。
目前常用的的非接觸IC卡，就是該技術(shù)的典型代表。其數(shù)據(jù)輸出電路結(jié)構(gòu)如圖2所示它主要包括讀出控制單元和數(shù)據(jù)存儲芯片單元，其中，讀出控制單元接收到數(shù)據(jù)處理單元輸出的時鐘頻率信號CLK后產(chǎn)生兩路輸出，一路是提供給EEPROM存儲芯片的時鐘信號CLK1，另一路是提供給EEPROM存儲芯片的讀出控制指令信號Di，EEPROM芯片在這兩路輸出信號的作用下按照時鐘信號CLK1的節(jié)拍輸出數(shù)據(jù)信號Do。圖4給出了類似非接觸IC卡數(shù)據(jù)輸出電路的較為詳細的一種形式，其中，讀出控制單元由碼率選擇分頻器模塊、上電復(fù)位電路和單片機模塊構(gòu)成。從該電路結(jié)構(gòu)可以看出1、該電路時鐘利用率不夠高(最大為CLK1＝CLK/2＝RF/4)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)輸出速率最大只能是CLK/2(或RF/4)；2、電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用了單片機模塊，導(dǎo)致成本較高。另外，受應(yīng)用場合的限制，RF頻率范圍不夠?qū)挘话阒荒茉?00K～150K范圍內(nèi)。
在一些特殊的場合，以上技術(shù)的應(yīng)用存在不足，主要為通信速率不夠高、RF范圍不夠?qū)?、RF利用效率不夠高、200M以下調(diào)幅方式(ASK)較易受到干擾。例如高速運行物體上的接收器(相當(dāng)于讀卡器)，要采集點式信息(相當(dāng)于IC卡)。經(jīng)過的有效作用時間很短(10mS)，要求在10mS內(nèi)就能夠準(zhǔn)確地獲取到該點的數(shù)據(jù)。若數(shù)據(jù)報文長度為1024BIT，在忽略電源轉(zhuǎn)換時間和復(fù)位時間的情況下若采用FM11RF08芯片技術(shù)(106KPBS)在10mS內(nèi)只能采集1060BIT；若采用T5557芯片技術(shù)(75KPBS)在10mS內(nèi)則只能采集750BIT，可見，前者剛好能采集一幀數(shù)據(jù)；后者連一幀數(shù)據(jù)都采集不到。對于確保數(shù)據(jù)可靠性和數(shù)據(jù)糾錯處理來說，僅采集一幀數(shù)據(jù)是不夠的。另外，當(dāng)RF頻率在200M以下時，若采用調(diào)幅(ASK)方式，抗干擾能力較差。例如用于電氣鐵路，火車在二萬七千伏供電電路上運行，工作電流幾十上百安培，電火花的豐富諧波極易對調(diào)幅信號造成干擾。所以為了抑制干擾，一般采用FSK調(diào)頻輸出數(shù)據(jù)，采用單頻或微波調(diào)幅使電子標(biāo)簽獲得電能并觸發(fā)讀出控制電路工作。此時，T5557類IC卡單片的工作頻率RF只能在100K-150K，數(shù)據(jù)輸出直接采用基帶信號方式，通信速率最大為RF/2，采用FSK方式，通信速率最大只有RF/7。FM11RF08類IC卡單片是由13.56M的ASK攜帶能量和讀出控制信號的，抗干擾較差。綜上所述，兩者通信速率不夠高、RF范圍不夠?qū)?、RF利用效率不夠高、200M以下調(diào)幅方式(ASK)較易受到干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種通信速率高、RF范圍寬、RF利用率高的適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)輸出電路；同時，該電路具有簡潔的電路結(jié)構(gòu)和較低的成本。
本實用新型技術(shù)方案原理框圖如圖3所示整個數(shù)據(jù)輸出電路包括讀出控制電路和EEPROM存儲芯片；經(jīng)信號處理單元輸出的時鐘頻率信號CKL一方面直接作為EEPROM存儲芯片的時鐘信號輸入，另一方面經(jīng)讀出控制電路產(chǎn)生讀出控制指令信號Di送往EEPROM存儲芯片，EEPROM存儲芯片在時鐘信號CLK和讀出控制指令信號Di的作用下通過輸出端口輸出存儲的數(shù)據(jù)信號Do。
較為詳細的技術(shù)方案如圖5所示一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)輸出電路，包括讀出控制電路和EEPROM存儲芯片，其中，讀出控制電路由碼率選擇分頻器和上電復(fù)位電路組成；經(jīng)整形后的RF信號通過碼率選擇分頻器后產(chǎn)生時鐘信號CLK和讀出控制指令信號Di分別輸入EEPROM存儲芯片；EEPROM存儲芯片在時鐘信號CLK和讀出控制指令信號Di的作用下通過輸出端口按照時鐘信號CLK的節(jié)拍和地址累加的方式循環(huán)輸出所存儲的數(shù)據(jù)信號Do；上電復(fù)位電路向碼率選擇分頻器提供復(fù)位控制信號。需要說明的是，EEPROM采用MICROCHIP公司的93AAXX系列，EEPROM片選端信號Cs(高電平有效)可由碼率選擇分頻器提供，也可由電源信號Vcc直接提供。
本實用新型的有益效果是1、本實用新型EEPROM的時鐘信號CLK＝RF/2，與現(xiàn)有非接觸IC卡芯片相比(CLK1＝CLK/2＝RF/4)大大提高了通信速率和RF利用率；2、因為本實用新型EEPROM采用MICROCHIP公司的93AAXX系列，因此RF頻率范圍更寬，可以達到100K---50M的頻率范圍；3、本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡潔，與現(xiàn)有非接觸IC卡芯片相比，省去了單片機模塊，因而成本更低；4、電路實現(xiàn)方便，不需調(diào)試，適合大批量生產(chǎn)。


圖1為無源電子標(biāo)簽中EEPROM數(shù)據(jù)讀出原理框圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路的原理框圖。
圖3為本實用新型提出的一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路的原理框圖。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)中適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路的較為詳細的電路框圖。
圖5為本實用新型提出的一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路的較為詳細的電路框圖。
圖6為本實用新型提出的一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路的具體電路圖，其中U1為分頻器，U2為采用MICROCHIP公司的93AAXX系列的EEPROM存儲芯片。
圖7為本實用新型讀出控制電路產(chǎn)生的供MICROCHIP公司的93AAXX系列的EEPROM存儲芯片所用的時鐘信號CLK以及該芯片所需的讀出控制指令信號Di的對應(yīng)關(guān)系圖。
具體實施方式
一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出電路，如圖6所示，包括讀出控制電路和EEPROM存儲芯片U2，其讀出控制電路由分頻器U1和上電復(fù)位電路組成，其特征是，所述EEPROM存儲芯片U2采用MICROCHIP公司的93AAXX系列；所述上電復(fù)位電路采用RC復(fù)位電路，電源Vcc接電容C1的一端，另一端通過電阻R1接地，電容C1和電阻R1的連接點接分頻器U1的端口12，該復(fù)位電路高電平有效，上電時提供復(fù)位信號給分頻器U1；時鐘頻率信號CLK分別接分頻器U1的端口13和EEPROM存儲芯片U2的端口2，作為分頻器U1和EEPROM存儲芯片U2的時鐘；分頻器U1的端口10和EEPROM存儲芯片U2的端口4相連，通過分頻器U1端口10所產(chǎn)生的四分頻信號作為EEPROM存儲芯片U2的讀出控制指令和起始地址信號Di；EEPROM存儲芯片U2的數(shù)據(jù)輸出端4按時鐘的節(jié)拍和地址累加的方式循環(huán)輸出所存儲的數(shù)據(jù)信號Do；分頻器U1的端口14、EEPROM存儲芯片U2的端口1和端口8分別接電源Vcc；分頻器U1的端口1、2、7以及EEPROM存儲芯片U2的端口5、7分別接地。
權(quán)利要求1.一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)輸出電路，包括讀出控制電路和EEPROM存儲芯片(U2)，其特征是，其讀出控制電路由分頻器(U1)和上電復(fù)位電路組成；所述EEPROM存儲芯片(U2)采用MICROCHIP公司的93AAXX系列；所述上電復(fù)位電路采用RC復(fù)位電路，電源(Vcc)接電容(C1)的一端，另一端通過電阻(R1)接地，電容(C1)和電阻(R1)的連接點接分頻器(U1)的端口(12)；時鐘頻率信號(CLK)分別接分頻器(U1)的端口(13)和EEPROM存儲芯片(U2)的端口(2)；分頻器(U1)的端口(10)和EEPROM存儲芯片(U2)的端口(4)相連；EEPROM存儲芯片(U2)的數(shù)據(jù)輸出端(4)輸出數(shù)據(jù)信號(Do)；分頻器(U1)的端口(14)、EEPROM存儲芯片(U2)的端口(1)和端口(8)分別接電源(Vcc)；分頻器(U1)的端口(1)、(2)、(7)以及EEPROM存儲芯片(U2)的端口(5)、(7)分別接地。
專利摘要一種適用于無源電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)輸出電路，屬于RFID(無線識別)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種無源電子標(biāo)簽中EEPROM低功耗、高速數(shù)據(jù)讀出技術(shù)。它包括讀出控制電路和EEPROM存儲芯片，其讀出控制電路由分頻器模塊和上電復(fù)位電路組成；經(jīng)整形后的RF信號通過分頻器后產(chǎn)生時鐘信號CLK和讀出控制指令信號Di分別輸入EEPROM存儲芯片，EEPROM存儲芯片在時鐘信號CLK和讀出控制指令信號Di的作用下通過輸出端口輸出存儲的數(shù)據(jù)信號Do；上電復(fù)位電路向分頻器提供復(fù)位控制信號。本實用新型具有通信速率快、RF利用率高、RF頻率范圍更寬的特點；另外，本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡潔、成本低、不需調(diào)試，適合大批量生產(chǎn)。本實用新型尤其適用于高速運動物體采集地面點式信息的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
文檔編號G11C16/06GK2837927SQ20052003356
公開日2006年11月15日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者唐潤山, 宋莉萍 申請人:電子科技大學(xué)