专利名称：把脉冲位置调制解码器校准到脉冲位置调制信号上的方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及射频识别(RFID)标记设备，尤其涉及在一个校准码元间隔内，根据接收的脉冲位置调制(PPM)信号校准它的解码器定时的射频识别标记设备。
背景技术：
射频识别(RFID)标记设备可以用在管理库存、收费公路上汽车的自动识别、安全系统、电子赊购卡、无钥匙入口等中。由于RFID标记设备可以透过涂料、水、泥土、灰尘、人体、混凝土，或透过带标记物品本身读出，因此，RFID标记设备将在比条形码标签更恶劣的环境条件下工作。RFID标记设备与射频标记阅读器(询问器)一起使用，射频标记阅读器(询问器)近距离生成激活RFID标记设备的连续波(CW)射频(RF)或电磁载波。RFID标记设备是无源的，也许没有内部电源，相反，它利用RFID标记阅读器的CWRF或电磁载波中的一些电能向读取所存储的内部数字代码的内部电路供电，并使RFID标记设备把它存储的内部数字代码发送给RFID标记阅读器。
RFID标记设备通过调谐和解谐调谐到CW载波上的共振电路，修改RFID标记阅读器的CW载波的振幅。RFID标记设备包括，例如，调谐到CW射频或电磁载波的频率上的并联谐振电路或天线、到直流电(DC)转换器的RF、调谐和解谐并联谐振电路/天线的电路、存储内部数字代码的逻辑单元、和读取内部数字代码和使调谐和解谐并联谐振电路/天线的电路与内部存储的数字代码协作地进行操作的逻辑单元。
RFID标记设备的极好应用是诸如零售和库存管理之类的物品等级标记，在零售和库存管理方面，可能要把大量的RFID标记写入相同的阅读器字段中，和要从相同的阅读器字段中读取大量的RFID标记。读-写存储器是合并在RFID标记设备中的，并且可以为设备运行(程序)和诸如库存编号、产品有效期、重量、产品说明等之类，但不限于此的用户数据分配读-写存储器。RFID标记设备可以具有，例如，两种操作模式1)“标记报告在先(tag talks first)”和2)“阅读器报告在先(reader talks first)”模式。“标记报告在先”模式是，RFID标记设备一经RFID标记阅读器供电就发送它的数据。“阅读器报告在先”是如果RFID标记阅读器不命令它这样做，RFID标记设备就不发送它的数据。
RFID标记阅读器通过调制它的RF或电磁载波信号，把命令信号发送给RFID标记设备。例如，利用RF或电磁载波信号的脉冲位置调制(PPM)，这些命令信号可以由适当定时的间隙性脉冲来表示。PPM是数字传输方案，借此，数据由称为码元帧的时间窗内一个脉冲或数个脉冲的时间位置来表示。
考虑到RFID标记设备的功率和所占的空间，最好利用板上振荡器来供应解码PPM传输码元所需的时钟定时。但是，由于半导体制造工艺、工作电压和/或温度的不同，RFID标记设备的内部振荡器的频率可能在±25％范围内变化。如果不加以校正，RFID标记设备内部振荡器时钟频率如此多的变化将导致不可能精确解码PPM传输码元。
使RFID标记设备内部时钟振荡器频率与外部PPM频率相匹配的已知方法涉及到调整内部时钟振荡器频率，和需要几个校准码元的循环把内部时钟振荡器精确地锁定在由RFID标记阅读器发送的PPM频率上。锁相环已经用于按照这种方式调整内部时钟振荡器。美国专利第4,648,133和5,354,319号公开了控制PPM解码器时钟振荡器的频率、以便锁定在外部PPM信号上的锁相环。美国专利第RE.31,254号公开了利用在微处理器上运行的软件程序算法，计算本机振荡器与外部频率源之间的误差成分。
因此，所需要的是更简单、更快速和更有效地计算PPM接收器/解码器振荡器与外部发送的PPM信号之间的相对频率关系，然后在一个校准码元间隔内把PPM解码器电路校准到进行正确PPM解码所需的定时精度的方法。
发明内容
本发明通过在RFID标记设备中提供计算RFID标记设备的内部振荡器与诸如RFID标记阅读器之类的外部PPM源之间的相对频率关系，然后把RFID标记设备PPM解码器电路校准到进行可靠PPM码元解码所需的精度的电路，克服了上述问题以及现有技术的其他缺点和不足。在本发明的实施例中，在一个校准码元间隔内把PPM解码器校准到通过单步测量完成的、外部PPM频率源(即RFID标记阅读器)与RFID标记设备的内部时钟振荡器之间的差值上。
RFID标记阅读器通过调制连续波(CW)载波信号，把命令和确认信号发送到RFID标记设备。RFID标记阅读器把，例如，两类编码信号用于调制。它们是(a)用于数据传输的1/16PPM，和(b)由间隙性脉冲序列组成的快速读取命令。间隙性脉冲序列通过脉冲宽度和编码命令的脉冲与工作参数之间的时间间隔来控制。RFID标记阅读器还发送时间基准脉冲来校准RFID标记设备中解码器的时基。
RFID标记阅读器把1/16PPM用于控制命令，譬如，标记确认、读取标记块、写入标记块等。1/16PPM把十六分之一可能时隙中的脉冲位置用于发送4位码元(24＝16)的通信机构。所有通信都从代码侵扰校准序列开始，代码侵扰校准序列由，例如，第0、6和14脉冲位置中的三个脉冲组成，但是不限于此。
码元帧的开头和结尾不明确发送，而是通过接收的最后码元、对下一个接收的脉冲的计数和每个脉冲宽度的计数的知识来恢复。描述这种关系的等式是(sym)n＝CBP/CPP-16+(sym)n-1此处，CBP＝脉冲之间的内部振荡器计数CPP＝每个脉冲宽度的内部振荡器计数(sym)n-1＝前一次接收的码元(sym)n＝接收的新码元初始同步化是通过识别代码侵扰校准码元和确定RFID标记设备的内部振荡器的“每个脉冲宽度的计数”(CPP)实现的。保持同步化需要利用新脉冲对RFID标记设备与发送的PPM时基之间的任何累积误差加以校正，和在PPM脉冲之间把RFID标记设备的时基保持在足够的精度上的能力。对于31个脉冲位置的最大脉冲分离，最大允许误差最好是1/2个脉冲位置。这使最大误差为1/62，或+/-1.6％。
从PPM射频(RF)或电磁传输信号中检测(解调)这些命令的时序是由RFID标记设备内部的时钟振荡器生成的。RFID标记阅读器与RFID标记设备之间的通信是与RFID标记设备的内部振荡器异步发生的。为了提高RFID标记设备的检测精度，RFID标记阅读器在发送命令和编程数据信号之前，先发送三个特殊定时的基准脉冲。RFID标记设备利用校准定时脉冲校准它在PPM解码器中的定时基准。RFID标记阅读器在命令的开头发送定时脉冲。定时脉冲之间的时间期间可以用于校准进行适当PPM解码用的RFID标记设备定时。根据本发明，RFID标记设备测量解调时间基准脉冲之间的时间期间，和利用这些时间期间校准它的内部PPM解码器电路，从而确定CPP。
RFID标记设备的PPM解码器可以被当作状态机来实现。PPM解码器状态机利用位窗计数器(bit window counter)跟踪所接收的PPM传输的状态。一旦RFID标记设备被加电，它的PPM解码器状态机就等待代码侵扰校准码元的发送。校准码元的格式通常包括处在代码码元中16个可能时隙的第0、6和14时隙上的三个调制脉冲。在这里，可以使用和设想校准码元的其它调制脉冲数和时隙数。
虽然PPM解码器处在它的初始状态下，但位窗计数器被复位为016，并且一直保持到检测到第一个调制脉冲为止。一旦已经接收到校准码元的第一个调制脉冲，就把重新装载值，例如，516装载到位窗计数器中，使位窗计数器以内部时钟的速率递减计数。当位降值计数器下溢时，把位窗计数器递增1，并且把重新装载寄存器的内容重新装载到位降值计数器中。存储在重新装载寄存器中的值由校准码寄存器的最高3位加上最高有效位中的1形成4位的重新装载字组成。存储在校准码寄存器中的初始值是2016。每当位降值计数器下溢时，都把位窗计数器递增1，并且重新装载位降值计数器。
一旦接收到下一个调制脉冲，如果位窗计数器处在516和716的范围内，就把位窗计数器设置成516，并且用516重新装载位降值计数器。本发明的操作从如前所述，每当下溢时位降值计数器就使位窗计数器递增和把重新装载寄存器的内容重新装载到位降值计数器中开始继续进行下去。在这个时期，校准控制器将根据存储在校准码寄存器、位降值计数器和位窗计数器中的值，启动校准计数器。校准计数器在0816到2F16的范围内进行计数，并且以内部振荡器的速率递增。如果在C16到F16的位窗范围内出现了第三个调制脉冲，那么，假设这是一个校准码元。位窗计数器被重新设置成E16，位降值计数器被重新设置成516，和把校准计数器(从0816到2F16)的当前值装载到校准码寄存器中。
一旦位窗计数器翻转到016，就开始PPM码元接收。PPM利用码元帧内的比特位置表示数据。位窗计数器用于解码这个码元值。在每个调制脉冲上，把516装载到位降值计数器中，对于在校准码寄存器中找到的所有允许值来说，516大约在每个窗口的中点。无论何时，只要在一个码元间隔内被适当地帧化，就可以出现校准码元。校准控制器根据当前校准码、位窗计数器和位降值计数器，启动校准计数器。如果当前校准码是正确的，那么，当位窗计数器和位降值计数器中的值分别等于E16和516时，将接收到校准码元的第3个位或比特。在这些条件下，校准计数器中的值总是等于校准码寄存器中的值。旧校准码寄存器值与新值之差代表用8个位间隔上的时钟循环数表示的累积误差。例如，如果校准码寄存器的旧值与新值之差是一，那么，累积校准误差在八个位期间中是一个计数，或每个位期间是一个时钟循环的1/8。
这个例子代表本发明这个实施例的精度。所需的精度量级由用在码元F16之前的码元016表示的最坏情况传输决定。码元016与码元F16之间隔着31个位窗间隔。因此，对于小于8的总窗误差来说，在给定精度下最坏情况累积误差将是±31/8或大约4个。对于发生的成功传输来说，最坏情况误差必须小于位窗中的计数。如果不使用以计数频率八倍的频率运行的振荡器，就不可能在每个码元上产生1/8个计数。由于从功耗的角度去考虑，这是不希望有的，因此，使用分数窗值作为整个码元期间上的平均值。这是通过在8个期间当中的N个期间，把重新装载寄存器值递增1实现的，此处，N是校准码寄存器的最低3个位中的值。
本发明的优点是把PPM解码器校准到内部时钟振荡器与接收的PPM频率之间的差值上。
另一个优点是使用了比锁相环之类的频率匹配或锁定本机振荡器消耗更少电能的单个简单振荡器。
本发明的特征是，简单的低功率计数器用于生成新校准码。
通过结合附图，对本发明的优选实施例进行如下详细描述，本发明的上述和其它特征和优点将更加清楚。
图1是异步脉冲位置调制(PPM)RFID标记系统的示意性方块图；图1A是图1所示的RFID标记系统的PPM解码器的更详细示意性方块图；图2是图1A所示的PPM解码器的校准/重新装载功能块的更详细示意性方块图；图3是PPM校准码元的示意性时序图；图3A是两个连续数据码元的示意性时序图；图4-9是代表图2所示的校准/重新装载功能块的操作的示意性流程图；图10是N/8功能块的真值表；和图11是校准开始功能块用来估计给定当前校准码的真值的、位窗计数器和位降值计数器的各个值的表格。
具体实施例方式
本发明是包括计算RFID标记设备的内部振荡器与诸如RFID标记阅读器之类的外部PPM源之间的相对频率关系，然后把RFID标记设备PPM解码器电路校准到进行可靠PPM码元解码所需的精度的电路的RFID标记设备。在本发明的实施例中，在一个代码侵扰校准码元期间(下文称之为校准码元期间)内把PPM解码器校准到通过单步测量完成的、外部PPM频率源(即，RFID标记阅读器)与RFID标记设备的内部振荡器之间的差值上。
现在参照附图，附图中示意性地显示了本发明优选实施例的细节。附图中相同的单元用相同的号码和/或字母表示，和相似的单元用带不同小写字体字母下标的号码和/或字母表示。
参照图1，图1显示了RFID标记系统的示意性方块图。RFID标记阅读器的发送器-PPM调制器部分由标号102总体表示，它包括发送器104和PPM调制器106，PPM调制器106调制来自发送器104的射频(RF)或电磁传输108。RFID标记设备的接收器-解码器部分由标号110总体表示，它包括PPM调制检测器114、内部振荡器112、PPM解码器116和码元数据118。在本发明的范围内，可以设想，把RFID标记设备110制造在单个半导体集成电路芯片(未示出)上，也可以制造在数个不同的集成电路组件(未示出)上。
在操作方面，通过传输路径108把经PPM调制器106调制的命令、数据等(下文称之为信息)从发送器104传输到RFID标记设备110。这个信息是与作为RFID标记阅读器102的组成部分的时钟源(未示出)一起施加给PPM调制器106的。这个信息由RFID标记设备110的PPM调制检测器114接收，并且由PPM解码器116解码。PPM解码器116在PPM解码过程中把内部振荡器112用于定时功能，生成码元数据118。必须用检测到的PPM脉冲定时或频率来校准内部振荡器112的时序，以便精确地解码传输路径108中的PPM信息。PPM解码器116可以被当作状态机来实现，或者以熟悉数字逻辑电路技术的人员已知的其它方式来实现。
参照图1A，图1A显示了图1所示的PPM解码器116的更详细示意性方块图。PPM解码器116包括同步化器120、PPM解码器状态机122、校准/重新装载功能块124、位降值计数器126、位窗计数器128和码元寄存器130。同步化器120从PPM调制检测器114接收检测的PPM信号。PPM解码器116跟踪传输路径108的状态。一旦加电和在RFID标记设备110工作期间，PPM解码器116就等待代码侵扰校准码元(参见图3)的发送。内部振荡器112用作同步化器120、PPM解码器状态机122、校准/重新装载功能块124、位降值计数器126、和位窗计数器128的时钟。PPM解码器状态机122控制校准/重新装载功能块124、位降值计数器126、和位窗计数器128的操作。在解码PPM码元之后，这个码元数据可在码元寄存器130的输出端上获得。
现在参照图2，图2显示了PPM解码器116的校准/重新装载功能块124的示意性功能方块图。校准/重新装载功能块124包括校准计数器控制器210、校准计数器212、校准码寄存器208、重新装载寄存器206、N/8功能块214、递增1功能块220、装载固定值516功能块218、和多路复用器216。校准计数器控制器210从PPM调制检测器114接收检测的PPM信号。
参照图3，图3显示了代码侵扰校准码元的格式的示意性时序图。由标号300总体表示的校准码包括在一个码元间隔内发送的三个不同PPM脉冲。码元期间包括16个时隙，和三个脉冲处在第一脉冲302的第0时隙位置、第二脉冲304的第6位置、和第三脉冲306的第14位置上。对于本发明来说，在这里也可以使用和设想码元期间的其它时隙数和校准脉冲的其它号码和位置。图3所示的时标只是示范性的，根据本发明的配置，也可以使用其它的时标。
参照图3A，图3A显示了两个连续数据码元的示意性时序图。第一数据码元在第0时隙(码元“016”)含有脉冲312，第二数据码元在第15时隙(码元“ F16”)含有脉冲314。后面接着第二数据码元F的第一数据码元0代表使接收的PPM码元和内部振荡器112同步的最坏情况的情形(两个码元脉冲之间的最大时间间隔)。脉冲312和314相隔31个时隙(1/16PPM)。当PPM脉冲超出信号检测阈值时，在它的上升沿上识别它。
现在参照图4-9，图4-9显示了代表PPM解码器116的操作的示意性流程图。在步骤402，例如，由在步骤404被复位为016(0000b)的位窗计数器128，在启动和加电-复位期间，初始化PPM解码器116。步骤406检验第一PPM脉冲302，并且把位窗计数器128保持在复位的状态。一旦在步骤406已经检测到第一PPM脉冲302，就在步骤408把516(0101b)装载到位降值计数器126中。在步骤410，在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器126。
步骤411检验第二PPM脉冲304，并且，如果还没有PPM脉冲304，那么，步骤412检验位降值计数器126是否处在016(0000b)上。如果位降值计数器126没有处在016(0000b)上，那么，步骤410继续递减位降值计数器126。如果位降值计数器126处在016(0000b)上，那么，在子例程RELOAD BDC 900中的步骤(参见图9)用重新装载寄存器206的内容重新装载位降值计数器126，然后，步骤414递增位窗计数器128。步骤415检验位窗计数器128是否溢出，如果没有溢出，那么，步骤410再次递减位降值计数器126，和如果存在溢出，那么，步骤404把位窗计数器128重新设置成016(0000b)。
当步骤411检测到第二PPM脉冲304时，步骤552检验位窗计数器128的内容是否从516(0101b)到716(0111b)。如果不是，那么，步骤553检验位窗计数器128的内容是否从116(0001b)到216(0010b)。如果位窗计数器128的内容是从116(0001b)到216(0010b)，那么，步骤553a确定使用了快速读取命令解码。如果位窗计数器128的内容不是从116(0001b)到216(0010b)，那么，步骤404把位窗计数器128复位为016(0000b)。当步骤552确定位窗计数器128的内容是从516(0101b)到716(0111b)时，步骤554把616(0110b)装载到位窗计数器128中，和步骤560把516(0101b)装载到位降值计数器126中。
步骤562在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器126。步骤564检验第三PPM脉冲306，并且，如果检测到第三PPM脉冲306，那么，步骤604检验位窗计数器128的内容是否从C16(1100b)到F16(1111b)，如果不是，那么，步骤404按如上所述，把位窗计数器128复位为016(0000b)。
如果在步骤564中没有检测到第三PPM脉冲，那么，步骤566检验位降值计数器126的内容是否是016(0000b)。如果不是，那么，步骤562重新开始递减位降值计数器126，而如果是，那么，在子例程RELOAD BDC 900中的步骤(参见图9)把重新装载寄存器206的内容重新装载到位降值计数器126中。然后，步骤570检验位窗计数器126的内容是否是F16(1111b)，如果不是，那么，如上所述，步骤572递增位窗计数器128和步骤562递减位降值计数器126。当步骤570确定位窗计数器128的内容是F16(1111b)时，步骤404按如上所述，把位窗计数器128复位为016(0000b)。
现在参照图8，步骤802确定校准开始功能块是否是真值(参见图11的表2)。当校准开始功能块是真值时，步骤804在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递增校准计数器212。步骤806确定什么时候检测到第三PPM脉冲306。如果没有检测到第三PPM脉冲306，那么，步骤810确定校准计数器212是否等于2F16(0010 1111b)，否则，步骤804递增校准计数器212。当步骤810确定校准计数器212等于2F16(0010 1111b)时，步骤812停止校准计数器212，然后把操作返回到步骤564(参见图5)。当步骤806检测到第三PPM脉冲306时，步骤808停止校准计数器212，然后把操作返回到步骤604。
当步骤604确定位窗计数器128的内容是从C16(1100b)到F16(1111b)时，在步骤606中识别PPM代码侵扰校准码元300。然后，步骤608把E16(1110b)装载到位窗计数器128中，步骤610把516(0101b)装载到位降值计数器126中，和步骤612把校准计数器212的值装载到校准码寄存器208中。步骤614在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器。
步骤615检验另一个PPM脉冲，如果检测到PPM脉冲，那么，步骤404把位窗计数器128复位为016(0000b)。如果在步骤615中没有检测到PPM脉冲，那么，步骤616确定位降值计数器126的内容是否是016(0000b)。如果不是，那么，步骤614在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器。如果是，那么，在子例程RELOAD BDC 900中的步骤(参见图9)把重新装载寄存器206的内容重新装载到位降值计数器126中。步骤618递增位窗计数器128，然后，步骤620检验位窗计数器128的内容是否是016(0000b)。如果不是，那么，步骤614在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器，和步骤616按如上所述，确定位降值计数器的内容是否是016(0000b)。
当步骤620确定位窗计数器128的内容是016(0000b)时，步骤622开始PPM码元接收。现在参照图7，步骤702在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器126。步骤704检验PPM脉冲，如果检测到PPM脉冲，那么，步骤710把516(0101b)装载到位降值计数器126中，和步骤712利用位窗计数器128解码1/16PPM码元值。
如果在步骤704没有检测到PPM脉冲，那么，步骤706确定位降值计数器的内容是否是016(0000b)。如果不是，那么，步骤702按如上所述，在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器126。如果是，那么，在子例程RELOAD BDC 900中的步骤(参见图9)把重新装载寄存器206的内容重新装载到位降值计数器126中。然后，步骤708递增位窗计数器128，和步骤702按如上所述，在内部振荡器112的每个时钟脉冲上递减位降值计数器126。
返回到图2，如果当前校准码是正确的，那么，当位窗计数器128和位降值计数器126中的值分别等于E16和516时，将会接收到校准码元(调制脉冲306)的第3位。在这些条件下，校准计数器212中的值总是等于校准码寄存器208中的值。校准码寄存器208的旧值与新值之差代表用8个位期间上的时钟循环数的累积误差。例如，如果校准码寄存器208的旧值与新值之差是一，那么，累积校准误差在八个位期间中是一个计数，或每个位期间是一个时钟循环的1/8。
这个例子代表本发明这个实施例的精度。在这个实施例中优选的精度量级由如图3A所示的其后跟有码元F16的码元016的最坏情况传输来决定。码元016与码元F16之间的间隔是31个位时段。因此，对于小于8的总窗误差来说，在给定精度下最坏情况累积误差将是±31/8或大约4个。对于成功传输来说，最坏情况误差小于一个位间隔中的计数。但是，如果不使用以计数频率八倍的频率运行的振荡器，就不可能在每个位时段上产生1/8个计数。由于从功耗的角度去考虑，这是不希望有的，因此，使用分数窗值作为整个码元期间上的平均值。这是通过把重新装载寄存器206中的值递增1实现的，8个期间当中的N个(由标号214表示)，此处，N是校准码寄存器208的最低3个位中的值。
参照图9，子例程RELOAD BDC用标号900总体表示。当从上述步骤开始调用子例程RELOAD BDC时，步骤902启动这个子例程，和步骤904确定N/8功能块是否是真值。图10的表1包含根据本发明实施例的、步骤904的真值表。当步骤904确定N/8功能块是真值时(图10)，步骤906把重新装载寄存器206的内容加1重新装载到位降值计数器126中(也可以参见图2)。当N/8功能块不是真值时(图10)，步骤908只把重新装载寄存器206的内容重新装载到位降值计数器126中。步骤910返回到子例程RELOAD_BDC的步骤开始的上述步骤。
现在参照图11，在表2中显示了校准开始功能块用来估计给定当前校准码的真值的、位窗计数器128(BWC16)和位降值计数器126(BDC16)的各个值。
因此，本发明可以很好地用来实现如上所述的各种目的，达到如上所述的各种目标和获得如上所述的各种好处，以及其它内在的目的、目标和好处。虽然通过参照本发明的具体优选实施例，已经对本发明进行了图示、描述和定义，但是，这样的引用并不意味着对本发明的限制，没有任何这样的限制可以从中推断出来。本领域的普通技术人员可以在形式和功能上对本发明作大面积修改、改正和生成等效物。图示和描述的本发明优选实施例只是示范性的，而未穷举本发明的范围。因此，本发明只由所述权利要求书的精神和范围来限定。
权利要求
1，一种脉冲位置调制(PPM)解码器，包括同步化器；PPM解码器状态机；校准/重新装载功能块；位降值计数器；位窗计数器；和含有数据码元输出端的码元寄存器，其中同步化器含有适合于接收检测PPM信号的第一输入端、与内部振荡器相连接的第二输入端、和与PPM解码器状态机的第一输入端和码元寄存器的第一输入端相连接的输出端；PPM解码器状态机含有与内部振荡器相连接的第二输入端、与校准/重新装载功能块的第一输入端相连接的第一输出端、与位降值计数器的第二输入端相连接的第二输出端、和与位窗计数器的第二输入端相连接的第三输出端；校准/重新装载功能块含有与内部振荡器相连接的第二输入端、和与位降值计数器的第一输入端相连接输出端；位降值计数器含有与内部振荡器相连接的第三输入端、和与位窗计数器的第一输入端相连接的输出端；位窗计数器含有与内部振荡器相连接的第三输入端、与码元寄存器的第二输入端相连接的第一输出端、和与PPM解码器状态机的第三输入端相连接的第二输出端；和码元寄存器含有包括码元数据的输出端。
2.根据权利要求1所述的PPM解码器，其中，校准/重新装载功能块包括校准计数器控制器；校准计数器；校准码寄存器；重新装载寄存器；N/8功能块；递增1功能块；装载固定值功能块；和在递增1功能块与装载固定值功能之间交换的电路，其中校准计数器控制器含有与PPM解码器状态机的输出端相连接的第一输入端、与位降值计数器的输出端相连接的第二输入端、与位窗计数器的输出端相连接的第三输入端、与校准码寄存器的第一输出端相连接的第四输入端、和与校准计数器的输入端相连接的输出端；校准计数器含有与校准码寄存器的输入端相连接的输出端；校准码寄存器含有与N/8功能块的第一输入端和重新装载寄存器的输入端相连接的第二输出端；N/8功能块含有与位窗计数器的第一输出端相连接的第二输入端、和与递增1功能块的第一输入端相连接的输出端；重新装载寄存器含有与递增1功能块的第二输入端相连接的输出端；和交换电路含有与递增1功能块的输出端相连接的第一输入端、与装载固定值功能块的输出端相连接的第二输入端、和与位降值计数器的第一输入端相连接的输出端。
3.根据权利要求1所述的PPM解码器，其中，交换电路是多路复用器。
4.一种把脉冲位置调制(PPM)解码器校准到PPM信号上的方法，所述方法包括下列步骤a)把016(0000b)装载到位窗计数器中；b)当检测到第一PPM脉冲时，把516(0101b)装载到位降值计数器中；c)在每个时钟脉冲上递减位降值计数器；d)确定是否检测到第二PPM脉冲，其中，如果检测到第二PPM脉冲，那么，转到步骤i)，和如果没有检测到第二PPM脉冲，那么，转到步骤e)；e)确定位降值计数器是否等于016(0000b)，其中，如果位降值计数器不等于016(0000b)，那么，返回到步骤c)，和如果位降值计数器等于016(0000b)，那么，转到到步骤f)；f)重新装载位降值计数器；g)递增位窗计数器；h)确定位窗计数器是否已经溢出，其中，如果位窗计数器已经溢出，那么，返回到步骤a)，和如果没有溢出，那么，返回到步骤c)；i)确定位窗计数器是否是从516(0101b)到716(0111b)，其中，如果位窗计数器不是从516(0101b)到716(0111b)，那么，确定位窗计数器是否是从116(0001b)到216(0010b)，其中，如果位窗计数器是从116(0001b)到216(0010b)，那么，执行快速读取命令解码，和如果不是，那么，返回到步骤a)，如果位窗计数器是从516(0101b)到716(0111b)，那么，继续到步骤j)；j)把616(0110b)装载到位窗计数器中；k)把516(0101b)装载到位降值计数器中；l)确定校准开始功能块是否是真值，然后，l1)在每个时钟脉冲上递增校准计数器，l2)确定是否检测到第三PPM脉冲，其中，如果检测到第三PPM脉冲，那么，停止校准计数器，并且转到步骤t)，和如果没有检测到，那么，转到步骤m)m)确定校准计数器是否等于2F16(0010 1111b)，其中如果校准计数器不等于2F16(0010 1111b)，那么，转到步骤l1)，和如果等于，那么，停止校准计数器，并且转到步骤o)n)在每个时钟脉冲上递减校准计数器，o)确定是否检测到第三PPM脉冲，其中，如果检测到第三PPM脉冲，那么，转到步骤t)，和如果没有检测到，那么，转到步骤p1)；p1)确定位降值计数器是否等于016(0000b)，其中，如果位降值计数器不等于016(0000b)，那么，返回到步骤n)，和如果等于016(0000b)，那么，转到步骤q)；p2)重新装载位降值计数器；q)确定位窗计数器是否等于F16(1111b)，其中，如果位窗计数器等于F16(1111b)，那么，返回到步骤a)，和如果不等于，那么，转到步骤s)；r)递增位窗计数器，然后，返回到步骤n)；s)确定位窗计数器是否是从C16(1100b)到F16(1111b)的，其中，如果位窗计数器不是从C16(1100b)到F16(1111b)的，那么，返回到步骤a)，和如果位窗计数器是从C16(1100b)到F16(1111b)的，那么，转到步骤u)；t)识别PPM代码侵扰校准码元；u)把E16(1110b)装载到位窗计数器中；v)把516(0101b)装载到位降值计数器中；w)把校准计数器中的值装载到校准码寄存器中；x)在每个时钟脉冲上递减位降值计数器；y)确定是否检测到第四PPM脉冲，其中，如果检测到第四PPM脉冲，那么，返回到步骤a)，和如果没有检测到第四PPM脉冲，那么，转到步骤aa)；z)确定位降值计数器是否等于016(0000b)，其中，如果位降值计数器不等于016(0000b)，那么，返回到步骤y)，和如果等于016(0000b)，那么，转到步骤bb)；aa)重新装载位降值计数器；bb)递增位窗计数器；cc)确定位窗计数器是否等于016(0000b)，其中，如果位窗计数器不等于016(0000b)，那么，返回到步骤y)，和如果等于016(0000b)，那么，转到步骤ee)；dd)开始PPM码元接收；ee)在每个时钟脉冲上递减位降值计数器；ff)确定是否检测到另一个PPM脉冲，其中，如果检测到另一个PPM脉冲，那么，转到步骤kk)，和如果没有检测到另一个PPM脉冲，那么，转到步骤hh)；gg)确定位降值计数器是否等于016(0000b)，其中，如果位降值计数器不等于016(0000b)，那么，返回到步骤ff)，和如果等于016(0000b)，那么，转到步骤ii)；hh)重新装载位降值计数器；ii)递增位窗计数器，然后，返回到步骤ff)；jj)把516(0101b)装载到位降值计数器中；和kk)利用位窗计数器解码码元值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，重新装载位降值计数器的步骤包括下列步骤确定N/8功能块是否是真值，其中，如果N/8功能块是真值，那么，把重新装载寄存器的内容加1重新装载到位降值计数器中，和如果不是真值，那么，把重新装载寄存器的内容重新装载到位降值计数器中。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，当从由下列(位窗计数器，校准码)组成的一组中选择位窗计数器的内容和校准码的最低3个位时，N/8功能块是真值(0，3)、(0，6)、(0，7)、(1，3)、(1，4)、(1，6)、(1，7)、(2，3)、(2，6)、(2，7)、(3，2)、(3，4)、(3，5)、(3，7)、(4，5)、(4，6)、(4，7)、(5，4)、(5，5)、(5，6)、(5，7)、(6，5)、(6，6)、(6，7)、(7，1)、(7，2)、(7，4)、(7，5)、(8，3)、(8，6)、(8，7)、(9，3)、(9，4)、(9，6)、(9，7)、(10，3)、(10，5)、(10，6)、(10，7)、(11，2)、(11，4)、(11，5)、(11，2)、(11，4)、(11，5)、(11，2)、(11，4)、(11，5)、(11，2)、(11，4)、(11，5)、(11，7)、(12，5)、(12，6)、(12，7)、(13，4)、(13，5)、(13，6)、(13，7)、(14，5)、(14，6)、(14，7)、(15，1)、(15，2)、(15，4)、(15，5)。
7.一种含有被校准到接收脉冲位置调制(PPM)信号上的PPM解码器的射频识别(RFID)标记系统，所述RFID标记系统包括PPM调制检测器；内部振荡器；含有与PPM调制检测器和内部振荡器相连接的输入端的PPM解码器，和含有码元数据的输出端，其中，PPM解码器适合于接收来自PPM调制检测器的检测PPM信号和来自内部振荡器的时钟定时，所述PPM解码器包括同步化器；PPM解码器状态机；校准/重新装载功能块；位降值计数器；位窗计数器；和含有数据码元输出端的码元寄存器，其中同步化器含有适合于接收检测PPM信号的第一输入端、与内部振荡器相连接的第二输入端、和与PPM解码器状态机的第一输入端和码元寄存器的第一输入端相连接的输出端；PPM解码器状态机含有与内部振荡器相连接的第二输入端、与校准/重新装载功能块的第一输入端相连接的第一输出端、与位降值计数器的第二输入端相连接的第二输出端、和与位窗计数器的第二输入端相连接的第三输出端；校准/重新装载功能块含有与内部振荡器相连接的第二输入端、和与位降值计数器的第一输入端相连接输出端；位降值计数器含有与内部振荡器相连接的第三输入端、和与位窗计数器的第一输入端相连接的输出端；位窗计数器含有与内部振荡器相连接的第三输入端、与码元寄存器的第二输入端相连接的第一输出端、和与PPM解码器状态机的第三输入端相连接的第二输出端；和码元寄存器含有包括码元数据的输出端。
8.根据权利要求7所述的RFID标记系统，其中，交换电路是多路复用器。
9.根据权利要求7所述的RFID标记系统，其中，所述RFID标记系统制造在集成电路芯片上。
10.根据权利要求9所述的RFID标记系统，其中，集成电路芯片被封装在集成电路外壳中。
全文摘要
一种含有脉冲位置调制(PPM)解码器电路的射频识别(RFID)标记设备,PPM解码器电路计算RFID标记设备的内部振荡器与诸如RFID标记阅读器之类的外部PPM源之间的相对频率关系。在一个校准码元期间内,把PPM解码器电路校准到通过单步测量完成的、外部PPM频率源(即,RFID标记阅读器)与RFID标记设备的内部时钟振荡器之间的差值上。
文档编号G01S13/00GK1388903SQ01802404
公开日2003年1月1日 申请日期2001年6月20日 优先权日2000年6月23日
发明者塞缪尔·E·亚历山大, 斯蒂芬·R·洛耶 申请人:密克罗奇普技术公司