专利名称：改进型密勒码编码电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及非接触式集成电路(ic)卡领域，特别是涉及一种改进型密勒码
编码电路。
背景技术：
随着信息技术的高速发展，非接触式IC卡的应用越来越普遍和流行，同时与之配套的读卡器设备也显得越来越重要。在IS0/IEC 14443A类型的通讯接口中，读卡器到卡片的编码采用了的改进型密勒码技术。这种编码由于很短的脉冲持续时间，因此在数据传输过程中可保证从读卡器的高频磁场中能连续供给卡片能量。 现有的改进型密勒码编码的方法有如下的不足未涉及多种通讯速率模式的选择配置，不能自由配置调制脉冲宽度，不支持输入源为曼彻斯特码的改进型密勒码编码通道。随着读卡器应用的多元化发展和参数自由配置的需求增大，用户对读写器的特性要求越来越高，支持多种通讯速率、支持用户自由配置调制脉冲宽度等特性显得越来越有必要。
实用新型内容本实用新型要解决的问题是提供一个支持IS0/IEC 14443A类型通讯接口的多种通讯速率的、调制脉冲宽度可自由配置的改进型密勒码编码电路。能够将单极性不归零码(NRZ)的串行数据源产生改进型密勒码，同时也支持源数据为曼彻斯特码的改进型密勒码编码通道。 为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种改进型密勒码编码电路，包括位时
钟发生器，对该电路系统外部输入的系统时钟进行分频，并根据外部输入的通讯速率选择
信号选择得到指定通讯速率的位时钟，产生的位时钟信号输出给曼彻斯特编码器； 曼彻斯特编码器，将外部输入的单极性不归零码码和编码使能信号与位时钟同步
后，在编码使能有效的范围编码产生单极性不归零码所对应的曼彻斯特码； 调制脉冲宽度参数转换电路，根据外部输入的通讯速率选择信号和调制脉冲宽度
寄存器参数，转换产生出调制脉冲宽度参数，输出给调制脉冲控制计数器和改进型密勒码
编码器； 调制脉冲宽度控制计数器，在系统时钟下，用曼彻斯特编码器输出的曼彻斯特码，和调制脉冲宽度参数转换电路输出的调制脉冲宽度控制参数，产生用于控制调制脉冲宽度的系统时钟计数器，并输出给改进型密勒码编码器； 改进型密勒码编码器，在系统时钟下，通过调制脉冲宽度控制计数器输出的计数器和调制脉冲宽度参数转换电路输出的调制脉冲宽度控制参数，产生指定调制脉冲宽度的改进型密勒码，即为本电路系统的最终输出信号。 本实用新型的有益效果在于可以涉及多种通讯速率模式的选择配置，能够自由
配置调制脉冲宽度，支持输入源为曼彻斯特码的改进型密勒码编码通道。 上述的电路系统，其位时钟发生器由13. 56MHz系统时钟计数器产生分频时钟，再
3由通讯速率选择信号选择产生位时钟，可产生ISO/IEC 14443-A中的106kbps、212kbps、 424kbps和847kbps的通讯速率的位时钟。 上述的电路系统，其曼彻斯特编码器输入源单极性不归零码和编码使能信号需与 位时钟同步。在编码使能状态时，将单极性不归零码码编码成曼彻斯特编码。 上述的电路系统，其调制脉冲宽度参数转换电路完成对用户寄存器配置的调制脉 冲参数转换，该转换电路的输入端调制脉冲宽度参数有效值有效位数由通讯速率选择信 号决定。若通讯速率选择信号选择106kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低五位有效；若 通讯速率选择信号选择212kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低四位有效；若通讯速率选 择信号选择424kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低三位有效；若通讯速率选择信号选择 847kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低二位有效。调制脉冲宽度参数转换函数为tmod = 2*(调制脉冲宽度参数有效值有效值+1)，其中tmod的值表示改进型密勒码的调制脉冲宽 度有多少个系统时钟周期的宽度。 上述的电路系统，其调制脉冲宽度控制计数器包括计数器复位信号发生器和控制 计数器。计数器复位信号发生器在曼彻斯特码的单沿处产生调制脉冲宽度控制计数器的复 位信号。 上述的电路系统，其调制脉冲宽度控制计数器电路中的控制计数器fC_cnt的计 数值大于调制脉冲宽度参数tmod值时，计数器停止计数。 上述的电路系统，其改进型密勒码编码器在曼彻斯特码产生调制脉冲宽度控制计 数器复位信号后的半个位周期内，判断调制脉冲宽度控制计数器fc—cnt的值与调制脉冲 宽度控制参数tmod值的关系，产生一定调制脉冲宽度的改进型密勒码。 上述的电路系统，可支持数据源为曼彻斯特码的使用通道，即当源数据为曼彻斯 特码型的数据流时，可跳过曼彻斯特编码器，直接输入给本电路系统中的调制脉冲宽度控 制计数器电路，进行改进型密勒码编码。 上述的电路系统，编码生成的改进型密勒码的调制脉冲宽度可调，可调节步长为1 个系统时钟周期宽度，可控宽度范围最小为1个系统时钟周期宽度，最大为半个位时钟周 期宽度。 上述的电路系统，编码产生的改进型密勒码兼容IS0/IEC14443A类型协议接口的 各种通讯速率模式。
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是本实用新型的电路系统框图； 图2是本实用新型数据源为单极性不归零码码时的编码时序图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的改进型密勒码编码电路系统100包含在读写器芯 片中，并且包括位时钟发生器110、曼彻斯特编码器120、调制脉冲宽度参数转换电路130、 调制脉冲宽度控制计数器140和改进型密勒码编码器150。 位时钟发生器110用于对13. 56MHz的系统时钟进行分频，通过通讯速率选择信号产生位时钟信号。并且包括系统时钟计数器111和位时钟选择器112。 系统时钟计数器111是一个13. 56MHz的系统时钟计数器，计数器的第三位、第四 位、第五位和第六位分别对应827kHz、424kHz、212kHz和106kHz的位时钟；位时钟选择器 112通过通讯速率选择信号rate_Sel选择出配置通讯速率的位时钟信号bit_clk。 曼彻斯特编码器120完成在编码使能有效时将单极性不归零码码转换成曼彻斯 特码的功能，包括同或门121和与非门122.其输入端信号数据源信号单极性不归零码和编 码使能信号encode—enable需与位时钟信号bit_clk同步。位时钟信号与数据源单极性不 归零码经过同或门121后，在经过与非门122，完成编码使能信号encode—enable的门控，从 而产生曼彻斯特编码。这种方式产生的曼彻斯特码在encode—enable有效时，逻辑0编码 为前半个位周期逻辑0和后半个位周期的逻辑1 ，逻辑1编码为前半个位周期逻辑1和后半 个位周期的逻辑0 ;在encode—enable无效时编码为逻辑常1。各时序波形参见图2所示。 曼彻斯特编码器120编码产生的曼彻斯特码存在一个问题，由于数据源单极性不 归零码和编码使能encode—enable是经过位时钟bit_clk同步的，而曼彻斯特编码电路采 用的是组合电路，因此在信号跳变沿可能会产生毛剌。由于此处产生的曼彻斯特码是作为 改进型密勒码编码的中间信号，只要产生的毛剌宽度在系统时钟skew和触发器的CK端到 Q端延时范围内，则后续的密勒编码采样时是不会受这些毛剌的影响的。这种组合逻辑的 优点就是使用的门最少，节省了资源并提高了电路速度。若是不考虑资源的要求，并且想避 免这些毛剌，可使用其他更成熟的曼彻斯特编码器来替代本实用新型中的曼彻斯特编码器 120，但对于整个改进型密勒码编码电路系统的效果是一样的。 调制脉冲宽度参数转换器130完成对改进型密勒码的调制脉冲宽度控制参数的 转换。其参数源来自用户自定义的调制脉冲宽度参数(调制脉冲宽度参数有效值)，可以 是用户可读写的专用寄存器。再根据用户配置的通讯速率选择信号来产生真正的调制脉冲 宽度控制参数。若通讯速率选择信号选择106kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低五位有 效；若通讯速率选择信号选择212kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低四位有效；若通讯速 率选择信号选择424kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低三位有效；若通讯速率选择信号 选择847kbps，则调制脉冲宽度参数有效值低二位有效。调制脉冲宽度控制参数的转换函数 为tmod = 2* (调制脉冲宽度参数有效值有效值+1) ， tmod的值表示改进型密勒码的调制脉 冲宽度有多少个系统时钟周期的宽度。其可控步长为l个系统时钟周期宽度，可控宽度范 围最小为1个系统时钟周期宽度，最大为半个位时钟周期宽度。 调制脉冲宽度控制计数器140实现了用于产生改进型密勒码并控制其调制脉冲 宽度的计数器。所述计数器包括计数器复位发生器141，和控制计数器142。计数器复位发 生器通过曼彻斯特编码器120编码产生的曼彻斯特码流经过系统时钟两级采样，并经组合 电路产生调制脉冲宽度控制计数器的同步复位信号fc_Cnt_Clr (如图2所示)，其宽度为 一个系统时钟周期。控制计数器142完成了调制脉冲宽度控制计数器的本体实现，所述计 数器时钟为系统时钟，并由计数器复位信号发生器141产生的计数器复位信号fc_Cnt_Clr 同步复位成全零。所述计数器fc_cnt在曼彻斯特码低电平期间才启动计数动作，当计数器 fc_cnt值计数到调制脉冲宽度参数转换电路产生的控制参数tmod值时，停止计数，这样做 可以节省功耗。 改进型密勒码编码器150完成最终的改进型密勒码的编码实现。所述改进型密勒低电平期间，在系统 时钟沿判断调制脉冲宽度控制技术器140产生的计数器fC_cnt值，并与调制脉冲宽度参数 转换器130产生的调制脉冲宽度参数tmod进行比较判断，若fC_cnt值为大于等于零且小 于tmod值时，则编码输出低电平，其他情况都编码输出高电平，即完成了调制脉冲宽度为 tmod个系统时钟周期长的改进型密勒码。如图2所示。 本实用新型编码产生的改进型密勒码的调制脉冲宽度范围和通讯速率关系如下
表所示。
数据速率106kbps212kbps424kbps847kbps
ETU128/fc64/fc32/fc16/fc
最小调制脉冲宽度1/fc1/fc1/fc1/fc
最大调制脉冲宽度64/fc32/fc16/fc8/fc
备注fc为系统时钟sys一clk频率， 一般为 13.56MHzo[0033] 本实用新型还支持输入为曼彻斯特码型的数据源。若电路环境中本来就有曼彻斯 特码流，则只需经过编码使能信号门控之后，使其在编码使能有效时保持曼彻斯特码流，编 码使能无效时为常高，则直接进入调制脉冲宽度控制计数器140，后续流程同单极性不归零 码数据源的改进型密勒码编码流程。 本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式
的描述旨在于为 了描述和说明本实用新型涉及的技术方案。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代 也应当被认为落入本实用新型的保护范围。以上的具体实施方式
用来揭示本实用新型的最 佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种 替代方式来达到本实用新型的目的。
权利要求一种改进型密勒码编码电路，其特征在于，包括位时钟发生器，通过系统时钟和通讯速率选择信号产生指定通讯速率的位时钟信号；曼彻斯特编码器，其与时钟发生器相连接，将单极性不归零码码流转换生成临时的曼彻斯特码流；调制脉冲宽度参数转换电路，根据通讯速率的选择产生合适的调制脉冲宽度控制参数；调制脉冲宽度控制计数器电路，其与曼彻斯特编码器相连接，产生控制改进型密勒码的调制脉冲宽度的计数器；改进型密勒码编码器，其与调制脉冲宽度控制计数器电路相连接，编码产生可配置调制脉冲宽度的改进型密勒码。
2. 如权利要求l所述的改进型密勒码编码电路，其特征在于，所述位时钟发生器由13. 56MHz系统时钟计数器产生分频时钟，再由通讯速率选择信号选择产生指定通讯速率的位时钟。
3. 如权利要求1所述的改进型密勒码编码电路，其特征在于，所述位时钟发生器可产生106kbps、212kbps、424kbps和847kbps通讯速率的位时钟。
4. 如权利要求1所述的改进型密勒码编码电路，其特征在于，所述曼彻斯特编码器是一个包括一个同或门和一个与非门的组合电路，其输入源单极性不归零码和编码使能信号需与位时钟同步，在编码使能状态时，将单极性不归零码编码成曼彻斯特编码。
5. 如权利要求1所述的改进型密勒码编码电路，其特征在于，所述调制脉冲宽度控制计数器包括计数器复位信号发生器和控制计数器。
6. 如权利要求5所述的调制脉冲宽度控制计数器电路，其特征在于，所述计数器复位信号发生器在曼彻斯特码的单沿处产生调制脉冲宽度控制计数器的复位信号；所述控制计数器由计数器复位信号同步复位。
7. 如权利要求1所述的改进型密勒码编码电路，其特征在于，编码生成的改进型密勒码的调制脉冲宽度可调，可调节步长为l个系统时钟周期宽度，可控宽度范围最小为l个系统时钟周期宽度，最大为半个位时钟周期宽度。
专利摘要本实用新型公开了一种改进型密勒码编码电路，包括位时钟发生器，通过系统时钟和通讯速率选择信号产生指定通讯速率的位时钟信号；曼彻斯特编码器，将单极性不归零码码流转换生成临时的曼彻斯特码流；调制脉冲宽度参数转换电路，根据通讯速率的选择产生合适的调制脉冲宽度控制参数；调制脉冲宽度控制计数器电路，产生控制改进型密勒码的调制脉冲宽度的计数器；改进型密勒码编码器，编码产生可配置调制脉冲宽度的改进型密勒码。本实用新型可以涉及多种通讯速率模式的选择配置，能够自由配置调制脉冲宽度，支持输入源为曼彻斯特码的改进型密勒码编码通道。本实用新型产生的改进型密勒码兼容ISO/IEC 14443 TypeA类型接口标准。
文档编号H03M7/00GK201533303SQ20092007393
公开日2010年7月21日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者陈亮 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司