一种曼彻斯特编码器电路的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种适用于双副载波的曼彻斯特编码器电路实现结构，该电路通过在不同编码周期改变输入时钟的频率来实现双副载波编码。此编码器基于不同频率的时钟输入，通过对编码状态进行控制管理，实现基于双副载波的曼彻斯特编码波形输出。此方法实现的编码电路具有结构简单、输入时钟频率低、功耗低的特点。
【专利说明】一种曼彻斯特编码器电路
【技术领域】:
[0001]本发明涉及ISO / IEC15693标准中曼彻斯特编码领域【背景技术】:
[0002]曼彻斯特编码是一种用跳变沿传输信息的编码。与用电平传输信息的二进制码相t匕，具有如下优点:(1)波形在每一位元中间都有跳变，因此具有丰富的定时信息，便于接收端接收定时信息；(2)曼彻斯特码在每一位中都有电平转变，传输时无直流分量，可降低系统的功耗。因此，曼彻斯特编码方式非常适用于RFID系统这种采用副载波的负载调制方式。
[0003]符合ISO / IEC15693标准的RFID系统，其电子标签和阅读器之间的载波频率为13.56MHz。阅读器通过脉冲位置编码的方式将数据发送到电子标签，而电子标签又通过曼彻斯特编码的方式将数据发送到阅读器。本发明即是对基于该标准的电子标签中的曼彻斯特编码模块的设计进行功耗优化改进后的设计。
[0004]根据ISO / IEC15693标准，曼彻斯特编码模块必须支持两种模式的载波:单载波和双载波。系统的载波频率fc为13.56MHz。选择单载波时，载波fsl频率为fc /32(423.75kHz);选择双载波时，载波fsl的频率为fc / 32(423.75kHz)，载波fs2的频率为fc / 28(484.28kHz)，并且两者的相位必须是连续的。同时，曼彻斯特编码模块还必须支持两种数据传输模式:高速模式和低速模式。具体的数据传输模式和载波选择模式由阅读器发送过来的请求信号决定。低速模式持续的时间和脉冲个数是高速模式的4倍，而且不同模式的载波对应的编码方式不同。
[0005]一般传统设计采用频率为fc / 4的时钟作为工作时钟，对于双载波调制，采用计数器对时钟计数，分别产生频率为fc / 32和fc / 28的载波。
【发明内容】
:
[0006]本发明提出的一种曼彻斯特编码电路结构，采用频率为fc / 16或fc / 14的时钟作为编码器的时钟输入，代替了传统设计的fc / 4时钟输入，通过对输入时钟进行2分频，实现fc / 32和fc / 28的载波输出。此方法有效降低了编码器工作频率，有利于降低芯片功耗。
[0007]本发明公开的一种曼彻斯特编码器电路结构，其由编码器和时钟产生模块两大部分组成。编码器用于产生曼彻斯特编码波形，其根据编码数据帧状态输出时钟分频选择控制信号；时钟产生模块根据时钟分频选择控制信号的输入，对源时钟进行不同分频比的时钟分频，此分频后的时钟输出给编码器模块用于产生编码波形。此编码器实现结构通过改变编码时钟频率，可简化编码设计，降低工作时钟频率，达到面积和功耗的优化。
[0008]本发明的目的主要为降低编码器电路的动态功耗，提供一种曼彻斯特编码器电路实现结构，其主要包括两大部分:时钟产生电路和编码器电路。电路结构如图1所示。
[0009]时钟产生电路用于产生编码时钟，为最大限度降低编码器工作时钟频率，简化编码器设计，编码时钟的时钟频率为二倍于编码产生的载波频率。编码模块可直接采用此编码时钟的二分频输出作为编码周期输出。
[0010]编码器电路实现最终编码信号输出，根据系统启动信号指示，产生所需编码数据波形；编码器电路需根据编码数据状态产生时钟频率分频指示信号，给时钟产生电路，以产生符合要求的编码输入时钟。
[0011]一种曼彻斯特编码器电路，包括时钟产生电路和编码器，其中时钟产生电路，利用编码器输出的时钟分频选择信号，在不同编码时刻输出不同频率的时钟信号；编码器包括三部分:时钟分频模块、组帧模块及状态转换控制模块，时钟分频模块用于产生对编码时钟的二分频输出；状态转换控制模块控制编码模块产生帧开始S0F、帧结束EOF以及数据‘0’和数据‘I’的状态标识信号；组帧模块用于产生最终的编码数据，其利用分频后的编码时钟和状态标识信号产生编码数据。状态转换控制模块根据编码数据所处的状态，以及周期计数值，输出时钟分频选择信号给时钟分频模块。时钟产生电路输出的时钟信号频率为编码频率的2倍频。
[0012]本发明实现的编码电路具有结构简单、输入时钟频率低、功耗低的特点。
【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1曼彻斯特编码器电路结构框图
[0014]图2时钟分频选择信号产生原理图
[0015]图3编码波形与时钟关系图
【具体实施方式】:
[0016]下面以符合ISO / IEC15693的芯片编码实现为例，介绍电路实现结构。芯片的系统时钟频率fc=13.56MHz，如图1所示，src_clk时钟频率为13.56MHz。当芯片采用双副载波调制时，载波fsl的频率为fc / 32，载波fs2的频率为fc / 28，并且两者的相位必须是连续的。因此时钟产生模块应该根据不同的载波输出频率，输出相应的时钟clk_enc0de。当编码模块输出载波频率为fc / 32时，clk_enc0de时钟频率为fc / 16 ;当编码模块输出载波频率为fc / 28时，clk_encoder时钟频率为fc / 14。时钟产生电路根据clk_div_sel信号的指示，来产生频率为fc / 16或fc / 14的工作时钟clk_encode。
[0017]clk_div_sel信号由编码器的状态转换控制电路产生，状态转换控制电路实现编码发送的状态转换控制，包括SOF、DATAO, DATAl和EOF状态。根据不同发送状态阶段对载波频率的要求，可产生clk_div_sel信号，具体关系，可参见图2，图中以ISO / IEC15693编码协议为例，描述了 clk_div_sel信号产生与各编码状态之间的关系。其中，clk_div_sel为‘I’表不系统时钟的16分频，为‘0’表不系统时钟的14分频。clk_div_sel信号在每个编码状态中都会发生翻转，具体发生翻转的时刻，可参见具体协议要求。clk_div_Sel与clk_encode时钟的关系可参见图3。
[0018]编码器的分频电路模块负责产生符合条件的载波波形，由于产生的编码时钟为编码载波频率的2倍频，因此需将编码时钟cllencode进行2分频处理，作为编码的载波信号源。
[0019]编码器的组帧模块负责根据编码发送状态和编码载波，启动和控制编码发送的开启和关闭，输出符合协议要求的调制波形信号modu_data。详细关系参见图3。
[0020]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。
【权利要求】
1.一种曼彻斯特编码器电路，其特征在于包括时钟产生电路和编码器，其中时钟产生电路，利用编码器输出的时钟分频选择信号，在不同编码时刻输出不同频率的时钟信号；编码器包括三部分:时钟分频模块、组帧模块及状态转换控制模块，时钟分频模块用于产生对编码时钟的二分频输出；状态转换控制模块控制编码模块产生帧开始SOF、帧结束EOF以及数据‘0’和数据‘I’的状态标识信号；组帧模块用于产生最终的编码数据，其利用分频后的编码时钟和状态标识信号产生编码数据。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于状态转换控制模块根据编码数据所处的状态，以及周期计数值，输出时钟分频选择信号给时钟分频模块。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于时钟产生电路输出的时钟信号频率为编码频率的2倍频。
【文档编号】H03M5/12GK103647558SQ201310637006
【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】匙嘉敏, 赵彦光 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司