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CN103646225B - 一种用于超高频射频识别标签反向通信速率的方法和电路 - Google Patents

一种用于超高频射频识别标签反向通信速率的方法和电路 Download PDF

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CN103646225B
CN103646225B CN201310637156.6A CN201310637156A CN103646225B CN 103646225 B CN103646225 B CN 103646225B CN 201310637156 A CN201310637156 A CN 201310637156A CN 103646225 B CN103646225 B CN 103646225B
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China
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frequency
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沈红伟
徐海军
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Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
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Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
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Abstract

本发明是一种用于超高频无源射频识别(RFID)国家标准反向通信速率实现方法。超高频国标准《信息技术射频识别800/900MH空中接口协议》中规定，标签到读写器反向通信速率由阅读器发送的询问命令(Query)参数确定。本发明在详细分析返回通信速率及频点容差基础上，结合射频识别800/900MHz空中接口协议，提出了相应的实现方法。该方法电路结构简单、资源消耗少、满足无源超高频标签芯片低功耗的要求。

Description

一种用于超高频射频识别标签反向通信速率的方法和电路
技术领域
本发明属于射频识别技术领域，涉及超高频无源电子标签国家标准《射频识别800/900MHz空中接口协议》中标签返回通信速率实现问题。
背景技术
超高频射频识别国家标准《射频识别800/900MHz空中接口协议》对标签反向通信速率的规定，由阅读器发送询问命令，通过询问命令参数确定标签返回通信速率。
启动查询命令(Query)将启动一次盘点循环。启动查询命令规定参与此次盘点反向链路速率因子，启动查询命令的帧格式见表1。
表1 启动查询命令的帧格式
规定反向通信速率的规则如下：反向链路频率启动查询命令中的反向链路速率因子数据域决定，反向链路频率具体值见表2。
表2 反向链路频率
该协议规定了标签必须能够支持所有返回的通信速率，各速率为固定、离散的频点，并且部分互为质数，频点的误差满足20％就可满足要求，但在超高频极低功耗要求下，振荡器要输出这些频率点存在着挑战。
本发明结合芯片实现，给出相应的整体实现方案。
发明内容
首先对返回通信速率要求做一个分析如表3。
表3 反向链路频率
由该表可以看出，将返回通信速率349.09KHz替代为320KHz，或者为384KHz，即能将所有返回频率变成1.92MHz频率的整数分频，同时满足协议误差要求。
1)349.09Khz使用320KHz替代，即1.92MHz/6，误差＜-10％，满足要求。
2)349.09Khz使用384KHz，即1.92MHz/5，误差为+10％
同理，也可以使用3.84MHz作为主频，则相应返回速率与分频的关系是：
表4 反向链路频率
从原理可以看出振荡器可以选择更高的频率(主频为1.92MHz的倍数)，但是频率越高，芯片功耗越大，因此芯片振荡器的中心频率取1.92MHz或者3.84MHz比较合适。
经过上述分析后，实现方法如图1：
整个功能模块由振荡器、trimming电路、分频电路、逻辑控制、非易失存储器电路五部分组成。
1)振荡器(OSC)：本地振荡器常用的结构由环形振荡器、松弛振荡器、基于施密特触发器的振荡器。振荡器主频为1.92MHz或者3.84MHz，由于振荡器处于自由振荡状态，其产生的是时钟频率随温度、工艺偏差很大，一般在-20％～20％。
2)Trimming电路：用存储在NVM的值Trimming振荡器，将振荡器主频Trimming到1.92MHz，时钟偏差达到1％。
3)分频电路(divide)：根据控制逻辑需要对振荡器输出(CLK)进行分频，得到返回通信频率(BLF)
4)逻辑控制电路(control)：进行协议控制、存储器数据输入输出、Trimming电路时序及分频系数。
5)NVM电路，存储Trimming数据。
附图说明
图1无源电子标签芯片返回通信速率实现示意图
具体实施方式
经过上述分析后，实现方法如图1：
整个功能模块由振荡器、trimming电路、分频电路、逻辑控制、非易失存储器电路五部分组成。
1)振荡器(OSC)：本地振荡器常用的结构由环形振荡器、松弛振荡器、基于施密特触发器的振荡器。振荡器主频为1.92MHz或者3.84MHz，由于振荡器处于自由振荡状态，其产生的是时钟频率随温度、工艺偏差很大，一般在-20％～20％。
2)Trimming电路：用存储在NVM的值Trimming振荡器，将振荡器主频Trimming到1.92MHz，时钟偏差达到1％。
3)分频电路(divide)：根据控制逻辑需要对振荡器输出(CLK)进行分频，得到返回通信频率(BLF)
4)逻辑控制电路(control)：进行协议控制、存储器数据输入输出、Trimming电路时序及分频系数。
5)NVM电路，存储Trimming数据。
模块工作过程如下：
1)芯片上电复位后，控制逻辑将存储器中振荡器Trimming值送入Trimming电路，振荡器输出频率根据Trimming进行调整到1.92MHz(或者3.84MHz)，芯片进入等待接收状态。
2)在接收状态，当接接收到阅读器发送的Query命令，标签解释命令得到分析系数，将系数送入分频电路。
3)分频电路根据分析系数输出相应的返回通信频率。
应当理解的是，本实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制。有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴由各权力要求限定。

Claims (2)

1.一种用于超高频无源射频识别国家标准反向通信速率实现电路，其特征在于由振荡器、trimming电路、分频电路、逻辑控制电路、非易失存储器五部分组成，其中：
振荡器主频为1.92MHz或者3.84MHz；
Trimming电路用存储在非易失存储器中的值Trimming振荡器，将振荡器主频Trimming到1.92MHz或者3.84MHz；
分频电路根据控制逻辑需要对振荡器主频输出进行整数分频，得到返回通信频率；
逻辑控制电路进行协议控制、非易失存储器数据输入输出、控制Trimming电路时序及分频系数；
非易失存储器电路，存储Trimming数据。
2.一种用于超高频无源射频识别国家标准反向通信速率实现方法，应用于权利要求1所述的电路中，其特征在于将能将协议要求的所有返回频率变成1.92MHz或者3.84MHz频率的整数分频，同时满足无源射频识别国家标准误差要求，步骤如下：
1)芯片上电复位后，逻辑控制电路将非易失存储器中振荡器Trimming值送入Trimming电路，振荡器输出频率根据Trimming值进行调整到1.92MHz或者3.84MHz，芯片进入等待接收状态；
2)当接收到阅读器发送的Query命令，标签解释命令得到分析系数，将系数送入分频电路；
3)分频电路根据分析系数输出相应的返回通信频率；
4)整数分频关系中有：
主频1.92MHz时，349.09Khz使用320KHz替代，即1.92MHz/6
或者349.09Khz使用384KHz替代，即1.92MHz/5
主频3.84MHz时分频关系为：349.09Khz，即3.84MHz/11。
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