一种非接触式ic卡解码电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种非接触式IC解码电路，一种符合ISO/IEC14443TYPEA通讯协议的射频解码电路，主要应用于符合ISO/IEC14443TYPEA通讯协议的智能卡设计领域。此电路包括：射频信号接收器RF_BLOCK，复位生成模块RESET_LOGIC，分频电路DIVIDER，解码计数器模块DECODE_CNTR，解码生成模块DECODE_DATA。该电路根据ISO/IEC14443TYPEA的特点采用了独特的解码方式，有较高的容错能力，能够正确解码“PAUSE”(暂停)宽度小于0.5ETU的所有数据，并且，解码电路实现简单、有效地降低了电路本身的功耗。
【专利说明】一种非接触式IC卡解码电路
【技术领域】
[0001]本发明主要应用于符合ISO / IEC14443TYPEA通讯协议的非接触式IC卡设计领域。
【背景技术】
[0002]随着计算机软件技术和集成电路的不断发展，IC卡的应用越来越广泛，主要应用于法定证件、电信(电话卡、GSM卡、3G卡)、医疗保健、娱乐、公交、门票、门禁、识别、金融和付费电视等领域。其中非接触式IC卡的发展比较迅速，应用领域也不断的扩大。
[0003]非接触式IC卡与读写设备不通过机械接触,而是利用射频技术(radio frequencyidentification, RFID)，通过电磁波传输进行IC卡的交互操作。非接触式IC卡的系统工作原理为，系统以半双工方式在读写器与IC卡之间双向传递数据。读写器将要发送的信号编码后，加载在特定频率的载波信号上，经天线向外发送；进入读写器工作区域的IC卡接收到脉冲信号后，一方面芯片中的射频接口模块由此信号获得电源电压和复位、时钟信号，同时该芯片中的有关电路对此信号进行解调、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断，控制逻辑电路从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后经卡内天线发送给读卡器处理。
[0004]非接触式应用当中，符合ISO / IEC14443TYPEA标准的非接触式IC卡应用最为广泛，从早期的只支持106Kbps通讯速率，目前已经发展为212Kbps、424Kbps和847Kbps，甚至更快。读卡器到卡的通讯编码采用改进的米勒码，使用100% ASK调制发送信号，如图1所示为它的编码方式。在一个有效编码码元(ETU)的开始位置、中间位置出现“PAUSE”(暂停)或者不出现“PAUSE” ；中间位置出现“PAUSE”的定义为序列X，不出现“PAUSE”定义为序列Y，开始位置出现“PAUSE”的定义为序列Z。逻辑‘I’用序列X表示；逻辑‘0’表示有以下几种情况，当连续‘0’时后续的‘0’用序列Z表示，帧开始(SOF)后紧跟着‘0’时用序列Z表示，其余的情况都用序列Y表示；帧开始采用序列Z表示；帧结束采用逻辑‘0’加序列Y表示；没有数据采用序列Y表示。
[0005]ISO / IEC14443TYPEA的编码信号由“PAUSE”来表示，并且是100% ASK信号，因此“PAUSE”期间IC卡无法从场获取能量，并且没有时钟。该发明公开了一种特殊的解码电路，实现了具有低功耗、高容错率的解码电路。
【发明内容】
[0006]本发明公开了一种非接触式IC的解码电路，一种符合ISO / IEC14443TYPEA通讯协议的射频解码电路。该电路根据iso / IEC14443TYPEA的特点采用了独特的解码方式，使有效的简化了解码电路，并且能够正确解码PAUSE宽度小于0.5ETU的数据，有较高的容韦昔倉泛力。
[0007]一种非接触式IC卡解码电路，该电路的输入信号包括系统复位信号SYS_RST_N、射频场RF_FIELD、波特率选择信号SEL ;输出信号包括当前接收到的解码数据REC_BIT、接收有效信号REC_PERIOD、接收结束信号EOF_END ;该电路包括:
[0008](I)射频信号接收器RF_BL0CK，从射频场信号中提取出时钟RF_CLK和解调的pause 信号 RF_DATA ；
[0009](2)复位模块RESET_L0GIC根据输入信号SYS_RST_N和RF_DATA生成复位信号RESET_N ；
[0010](3)分频模块DIVIDER对输入射频时钟RF_CLK进行分频输出RF_DIV2_CLK，另外SYS_RST_N信号可对此模块进行复位；
[0011 ] (4)解码计数器模块DC0DE_CNTR，对RF_DATA的高电平进行计数，并根据计数结果输出A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信号；当计数值大于C_SIGN时输出E0F_END有效信号；
[0012](5)解码生成模块 DEC0DE_DATA，在 RF_DATA 的下降沿处根据 A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信号，生成解码数据REC_BIT ;当接收第一个PAUSE后生成REC_PER10D信号，并在E0F_END有效时清零；
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1典型非接触式IC卡接受的改进型Miller码调制信号波形。
[0014]图2典型的符合ISO / IEC14443TYPEA规范106Kbps通讯波特率的PAUSE包罗信号。
[0015]图3 —种非接触式IC卡解码电路原理图。
[0016]图4几种PAUSE期间的高电平宽度不同的编码波形示意图。
[0017]图5 —串序列“0110010100”的解码实现波形。
[0018]图6REQA编码实现波形。
【具体实施方式】
[0019]下面将更详细的描述本发明的优选实施方式，在附图中显示了本发明的优选实施案例。但是，本发明可以以各种形式实现而不应该理解为被这里阐述的实施案例所限制。提供这些实施案例是为了使本发明更加透彻和完整，并且，完全把本发明的范围传达给本领域的相关技术人员。
[0020]下面进一步结合图表来说明本发明。
[0021]图3所示，RF_BL0CK模块接收射频场信号的输入，提取出射频时钟RF_CLK和改进的 Miller 数据 RF_DATA ；
[0022]RESET_L0GIC模块根据系统复位SYS_RST_N和RF_DATA信号生成复位信号SYS_RST_N。
[0023]DIVIDER模块生成分频时钟，在此假设进行2分频。
[0024]DEC0DE_CNTR模块对RF_DATA信号的高电平进行计数，并生成相关的A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN 和 E0F_END 信号。表 I 为 ISO / IEC14443TYPEA 规定的 PAUSE 宽度和 ETU 宽度，表2为按照二分频时钟进行基准的PAUSE宽度和ETU宽度以及106Kbps下的A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN的计数值，其他波特率下的计数值也可以类推。A_SIGN宽度=lETU_pause宽度，B_SIGN 宽度=1.5ETU-pause 宽度，C_SIGN 宽度=2ETU_pause 宽度，PAUSE 宽度假设为 I个计数时钟到0.5个ETU。此解码方案可以正确解码PAUSE宽度小于0.5ETU(1_32个2 /FC)RF_DATA数据，较大的超出了协议规定的范围，提高了解码电路的冗余度，对于通讯过程中的PAUSE变化有较高的容错能力。图4为解码示例，图中以A、B和C代表了 A_SIGN、B_SIGN 和 C_SIGN。
[0025]表1
[0026]
【权利要求】
1.一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于该电路包括射频信号接收器RF_BLOCK、复位模块RESET_LOGIC、分频模块DIVIDER、解码计数器模块DCODE_CNTR、解码生成模块DECODE_DATA，其中: 射频信号接收器RF_BLOCK从射频场信号RF_FIELD中提取出射频时钟RF_CLK和解调的 pause 信号 RF_DATA ； 复位模块RESET_LOGIC根据输入的系统复位信号SYS_RST_N和RF_DATA生成复位信号RESET_N ； 分频模块DIVIDER对输入的射频时钟RF_CLK进行分频输出RF_DIVX_CLK，系统复位信号SYS_RST_N可对此模块进行复位； 解码计数器模块DCODE_CNTR对RF_DATA的高电平进行计数，并根据计数结果输出A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信号；当计数值大于C_SIGN时输出接收结束信号EOF_END，其中A_SIGN指示信号宽度=lETU-pause宽度，B_SIGN指示信号宽度=1.5ETU_pause宽度；C_SIGN指示信号宽度=2ETU-pause宽度； 解码生成模块DECODE_DATA，在RF_DATA的下降沿处根据A_SIGN、B_SIGN、C_SIGN指示信号，生成解码数据REC_BIT ;当接收第一个pause信号后生成接收有效信号REC_PERIOD，并在EOF_END有效时清零。
2.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于RESET_LOGIC模块根据SYS_RST_N和RF_DATA的上升沿产生复位信号RESET_N。
3.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于分频模块DIVIDER根据解码精度对RF_CLK进行分频，生成计数时钟RF_DIVX_CLK。
4.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于当DCODE_CNTR计数结果为A_SIGN,则当前码元与前一码元相同。
5.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于当DCODE_CNTR计数结果为B_SIGN时分两种情况处理，前一码元为O时，当前码元为I ;前一码元为I时，当前码元为两个，依次为0,0。
6.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于当DCODE_CNTR计数结果为C_SIGN时分两种情况处理，前一码元为0时，判为错码；前一码元为I时，当前码元为两个，依次为0，I。
7.如权利要求1所述的一种非接触式IC卡解码电路，其特征在于DECODE_DATA模块根据RF_DATA的第一个下降沿处置位接收起始标志信号REC_PERIOD，并在EOF_END有效时清零。
【文档编号】G06K7/00GK103646224SQ201310636904
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】包乌日吐 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司