typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及IS0/IEC 14443协议typeA (类型A)有源天线应用领域，特别是涉及一种IS0/IEC 14443协议typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路。
【背景技术】
[0002]近场(13.56MHZ)读卡机芯片在实际工作时，是有一定的物理局限性的，具体体现在:
[0003]1、天线的线圈与读卡机芯片直接的导线限定在50cm以内。
[0004]2、读卡机芯片与其控制MCU (微控制器)芯片的距离一般在20cm以内。
[0005]为解决距离上的局限性，可以将2个具有旁路功能的读卡机芯片串联，以其中一个芯片作为主控读卡机芯片，主控读卡机芯片与上位机MCU芯片相连，产生米勒编码的typeA发送命令；而另一端为通过旁路信号接口与主控读卡机芯片连接的从读卡机芯片。主控读卡机芯片没有天线线圈相连，从读卡机芯片没有上位机MCU芯片相连，但有天线线圈相连，这样即可以通过延长主从读卡器芯片的旁路信号接口线来突破上述距离限制，通过主控读卡机芯片发读写命令，让从读卡机芯片开关自己的模拟解调电路来实现对卡的负载调制解调，此种应用可以称为有源天线应用模式。
[0006]因此对于有源天线应用模式的读卡机芯片来说，有主模式和从模式两种情况，即master 和 slave 模式。
[0007]读卡机芯片做为master时,要能够通过有源天线串行输出管脚mf_out输出米勒编码信号，同时可以解调通过有源天线串行输入管脚mf_in输入的带副载波的米勒串行码流(标准应用)或者不带副载波的米勒串行码流(非标应用)。
[0008]读卡机芯片做为slave时,要能够对从有源天线串行输入管脚mf_in输入的米勒编码信号进行载波调制，并能够将载波解调后的副载波米勒串行码流(标准应用)或者将副载波解调后的米勒串行码流(非标应用)通过有源天线串行输出管脚mf_out输出。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种IS0/IEC 14443协议typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路，能对模拟解调电路进行自动控制，降低芯片功耗。
[0010]为解决上述技术问题，本发明的IS0/IEC 14443协议typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路，包括:
[0011]一米勒脉冲滤毛刺电路，在系统时钟域下对输入的typeA米勒串行码流进行滤毛刺处理，输出滤除毛刺的typeA米勒串行码流；
[0012]一米勒脉冲检测电路，与所述米勒脉冲滤毛刺电路相连接，采用系统时钟的4分频时钟，对typeA米勒串行码流的脉冲进行计数检测；
[0013]一有源天线解调控制状态机，与所述米勒脉冲检测电路相连接，采用系统时钟的4分频时钟，根据typeA米勒编码时序和米勒脉冲检测电路的计数值来切换发送和接收状态，并产生有源天线模式下的用于控制模拟载波解调电路的使能信号。
[0014]本发明可以在没有指令输入情况下，使从模式的读卡机芯片仅根据主模式的读卡机芯片发送的米勒编码波形来判断发送开始和结束，并根据slave芯片内部的解调信号及相关等待信号产生模拟载波解调电路的使能信号。
[0015]本发明自动检测米勒脉冲宽度，结合IS0/IEC 14443协议规范来判决发送完成和发送开始的条件，并由有源天线解调控制状态机来控制模拟载波解调电路的打开和关闭，实现读卡机芯片从模式的主要功能。
[0016]本发明能实现对模拟载波解调电路的自动控制，且不需要主控芯片MCU的介入，可以独立的作为一个控制逻辑使读卡机芯片完成从模式应用场景下的收发数据的模拟载波解调电路开关控制，实现以上功能的同时也降低了芯片功耗。
[0017]本发明针对特殊应用场景结合IS0/IEC14443协议中对106K typeA的发送编码特点进行了针对性的处理，可以满足读卡机芯片作为有源天线从模式时的应用。
【附图说明】
[0018]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0019]图1是IS0/IEC 14443协议typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路原理框图；
[0020]图2是图1中米勒脉冲检测电路原理框图；
[0021]图3是图1中米勒脉冲滤毛刺电路原理框图；
[0022]图4是图1中有源天线解调控制状态机状态转换示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，所述IS0/IEC 14443协议typeA有源天线应用从模式载波解调自动控制电路，包括:一米勒脉冲滤毛刺电路，一米勒脉冲检测电路，一有源天线解调控制状态机。
[0024]如图3所示，所述米勒脉冲滤毛刺电路，包括:
[0025]第一 D触发器DCFl、第二 D触发器DCF2、第三D触发器DCF3和一比较器。
[0026]系统时钟Sys_clk输入第一 D触发器DCFl、第二 D触发器DCF2和第三D触发器DCF3的时钟输入端，第一 D触发器DCFl的输入端D端输入米勒串行码流Mf_in，第一 D触发器DCFl的输出端Q端与第二 D触发器DCF2的输入端D端和所述比较器的一输入端相连接，第二 D触发器DCF2的输出端Q端所述比较器的另一输入端相连接。所述比较器的输出端与第三D触发器DCF3的输入端D端相连接。
[0027]第一 D触发器DCFl和第二 D触发器DCF2用系统时钟Sys_clk采样有源天线模式下typeA的米勒串行码流Mf_in。所述比较器对第一 D触发器DCFl和第二 D触发器DCF2的输出进行比较，如果二者的输出相等，则由第三D触发器DCF3采用系统时钟Sys_clk采样，并在第三D触发器DCF3的输出端Q端输出滤除毛刺的typeA米勒串行码流Miller_stream—syn。
[0028]如图2所示，所述米勒脉冲检测电路，包括:
[0029]一状态比较器，将输入的有源天线解调控制状态机的状态信号Fsm_state[l:0]与设定的状态进行比较，用于产生米勒检测电路的使能控制信号，以选择是否进行米勒脉冲检测。
[0030]—反相器NOT,其输入端输入滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn,并对其反相。
[0031 ] 一选择器mux,其一输入端输入滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn,另一输入端与反相器NOT的输出端相连接,其选择控制端与所述状态比较器的输出端相连接，在所述状态比较器的输出的使能控制信号控制下选择滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn或滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn的反相信号。
[0032]一 7bits计数器，其同步复位端与所述选择器mux的输出端相连接，其计数输入端输入13.56MHz系统时钟的4分频时钟，将该4分频时钟作为计数时钟。7bits计数器的计数操作有源天线解调控制受状态机控制，即在有源天线解调控制状态机为发送状态时，计数滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn的低电平持续时间；而当有源天线解调控制状态机为空闲状态(idle)或者接收状态时,检测滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn的高电平持续时间。7bits计数器的同步复位端由状态比较器切换(是同步复位端的驱动信号源之一，直接驱动7bits计数器复位)。
[0033]用2bit编码的有源天线解调控制状态机信号，共4个状态，即空闲状态(idle)、发送状态(send)、接收状态(rev)和预接收状态(rcv_pre)，各个状态的跳转关系如图4所示。在空闲状态检测滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn的低电平计数,即米勒脉冲检测计数器在空闲状态的计数值，当检测到有效的米勒低电平脉冲后，即进入发送状态；在发送状态中检测检测滤除毛刺的typeA的米勒串行码流Miller_stream_syn的高电平计数值，当计数值计到64时,表示米勒码流已经连续2个etu( I个etu为9.472 μ s)没有调制，即进入预接收状态；在预接收状态检测接收前等待信号是否ready (准备好)，当来自etu时钟域的接收前等待时间计数器计满后给出接收前等待信号ready后，即跳到接收状态；在接收状态检测系统的副载波调制有效信号s_valid，当副载波调制有效信号s_valid变低后，即表示接收完成，状态机跳入空闲状态。
[0034]参见图4，配置3401 (即系统级的芯片，IS0/IEC14443