一种用于实现电子标签芯片中反向链路频率的电路及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于射频识别技术领域，具体涉及一种用于实现电子标签芯片中反向链路 频率的电路及方法。 技术背景
[0002] 近年来，超高频射频识别技术具有远距离自动识别、一次性能读多个标签、可多次 读写、数据的记忆容量大、使用方便、可靠等特点，在世界各国的推动下正进入高速发展阶 段。由于无源电子标签芯片的成本在不断地降低，超高频射频识别技术的应用门槛也在降 低，其应用范围已经逐步从早期的涉车应用，扩大到现代物流、电子商务、生产自动化以及 军事管理等国民经济领域，成为一种炙手可热的技术。为了更好地发展超高频射频识别技 术，并跻身世界发展的前列，中国出台了标准一一超高频射频识别国家标准《信息技术射频 识别800/900/MHz空中接口协议》（下面称为国家标准），促进超高频射频识别技术的发展。 超高频射频识别国家标准《信息技术射频识别800/900MHZ空中接口协议》中对标签反向链 路（即：标签到读写器）通信频率做出了规定。反向链路频率过高或过低，超出频率误差范 围，违反了满足协议一致性的要求，标签芯片与读写器的通信必会出现错误。解决无源高频 射频识别（UHFRFID)标签芯片中反向链路频率的实现问题，是保证标签芯片能够正常工作 的关键一环，在此基础上其性能得到一定的提升。
【发明内容】
[0003]针对上述的技术问题，本发明提出了一种用于实现电子标签芯片中反向链路频率 的电路及方法，确保了反向链路频率的稳定性，具体技术方案如下：
[0004] 一种实现电子标签芯片中反向链路频率的电路，包括时钟产生电路、功耗管理电 路、命令解析电路和分频电路，所述时钟产生电路产生时钟信号、所述功耗管理电路产生的 控制信号、所述命令解析电路提供反向链路速率因子分别输入到分频电路中进行处理，由 分频电路输出反向链路频率。
[0005]本发明还提供了一种实现电子标签芯片中反向链路频率的方法，采用上述实现电 子标签芯片中反向链路频率的电路，包括以下步骤：
[0006] (S1)实现电子标签芯片中反向链路频率的电路上电复位后，时钟产生电路开始工 作，输出的主时钟（τακ)，命令解析电路处于等待接收命令的状态；
[0007] (S2)当接收到查询命令时，命令解析电路开始工作，通过解析查询命令中的参数 得到反向链路速率因子；
[0008] (S3)分频电路在功耗管理模块的控制下，依据反向链路速率因子，结合前向链路 中的基准时间（Tc)和校准符二（Cal_2)得到分频系数，进行整数分频，得到反向链路频率。
[0009] 所述步骤（S3)的具体过程为：时钟产生电路提供主时钟I；lk，命令解析电路提供 反向链路因子K，分频电路产生分频因子n，根据下式得到反向链路时钟I^F=ηXT^，得到 反向链路频率BLF= 1/Τμ。
[0010] 本发明所采用的方法，相对于现有的技术有如下优点：1.充分考虑到实现过程中 存在的人为误差、量化误差、分频误差等，更接近标签芯片的实际工作过程。2.实现过程简 单、资源消耗少，对时钟精度要求不高，不需要额外增加对时钟校准电路，具有高稳定性，此 外满足无源超高频标签芯片设计中的低功耗要求。3.相比于现有的设计中，通过设计高精 度的时钟电路来减少时钟偏差，进而实现反向链路通信速率。本发明采用一种用于实现电 子标签芯片中反向链路频率的电路及方法，对主时钟精度的要求不高，即使在没有时钟校 准电路对主时钟进行校准的情况下，也能确保反向链路频率的稳定性，反向频率误差不超 出规定的范围内，使得反向链路通信正常进行。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的实现电路结构示意图；
[0012] 图2为本发明中实现方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013] 下面，结合附图和具体实施例对本发明进行说明。
[0014] 如图1所示，一种实现标签芯片中反向链路频率的电路，包括时钟产生电路、功耗 管理电路、命令解析电路和分频电路四个电路。时钟产生电路提供主时钟I；lk，功耗管理模 块产生控制信号en_div，命令解析模块提供反向链路速率因子K，这些信号输入分频电路 后产生反向链路频率BLF。
[0015] 时钟产生电路：时钟产生电路属于模拟电路设计部分，由于数字电路的功耗与电 路所采用的时钟频率成正比，通常设计过程中，需要设计足够的低频率时钟，可以降低功 耗；另外，因要保证读写器到标签的通信即前向链路的正常工作和协议一致性的要求，频率 又不能太低。本实施例中，电子标签芯片采用1.92MHz的时钟。由于对主时钟精度要求不 高，时钟产生电路采用弛豫振荡器等常用形式，其产生的时钟频率受到工艺偏差、温度、电 压等因素的影响，偏差为±20% ;
[0016] 功耗管理电路：功耗管理电路属于数字电路设计部分，目的是对各个组成电路的 使能信号进行有效控制，使得资源优化，功耗降低；
[0017] 命令解析电路：命令解析电路属于数字电路设计部分，在本发明中起到一个辅助 的作用，提取和保存查询命令（QUERY)中参数；
[0018] 分频电路：分频电路属于数字电路设计部分，是本发明中的核心部分；根据下列 所述实现方法得到的分频系数（η)对时钟产生电路的输出主时钟进行分频，得到反 向链路频率（BLF)。
[0019] 如图2所示，本发明还提供一种实现标签芯片中反向链路频率的方法，
[0020] (1)电路上电复位后，时钟产生电路开始工作，输出的主时钟CU)，电路处于等待 接收命令的状态；
[0021] (2)当接收到外界发送过来的QUERY命令时，命令解析电路开始工作，通过解析 QUERY命令中的参数得到反向链路速率因子（K)。依据国家标准中对标签的反向链路通信 频率的规定，当读写器发送QUERY命令时，将启动一次盘点循环，启动查询命令（QUERY)的 帧格式如表1。
[0022] 所述步骤（S2)的具体过程为：例如接受到的查询命令用二进制表示的为 (10100100 00 00 0 0 0000 00llllllllllllllll)b，下标b表示二进制；命令解析电路按 表1中的帧格式表示的顺序：命令代码（8位）、条件（2位）、会话（2位）、目标（1位）、 TRext(l位）、反向链路速率因子（4位）、编码选择（2位）、校验（16位），提取出反向链路 速率因子K。
[0023] 表1启动查询命令的帧格式
[0024]
[0025] 帧格式中各数据域的定义如下：
[0026] 1)命令代码：采用二进制（b)的形式表示，启动查询命令的帧格式；
[0027] 2)条件：指定参与此次盘点循环的匹配条件，4种取值含义说明如下：
[0028] 21)00b:所有的标签参与；
[0029] 22)01b:匹配标志为1b的标签参与；
[0030] 23) 10b:匹配标志为0b的标签参与；
[0031] 24)llb:保留。
[0032] 3)会话：盘点循环所在的会话号；
[0033] 4)目标：盘点标志，两种取值的含义如下：
[0034] 41)0b:盘点标志为0b;
[0035] 42)lb:盘点标志为1 b。
[0036] 5)TRMt:前导码信号指示，两种取值的含义如下：
[0037] 51) 0^反向链路前导码无前导信号；
[0038] 52) 1^反向链路前导码有前导信号。
[0039] 6)反向链路速率因子：确定反向链路频率（BLF)，具体见表2 ;
[0040] 7)编码选择：规定反向链路编码的方式；
[0041] 8)校验码：冗余循环校验（CRC-16)计算的结果。
[0042] 本方法中主要用到查询（QUERY)命令中的反向链路速率因子（K)，用于产生反向 链路频率。
[0043](3)分频电路在功耗管理模块的控制下，依据反向链路速率因子，结合前向链路中 的基准时间Τε和校准符二TMl2得到分频系数（η)，并进行整数分频，得到反向链路时钟。进 而使得无源超高频射频识别反向链路通信频率符合国家标准中的规定。具体方法如下：
[0044] 反向链路频率由查询命令中的反向链路速率因子（Κ)数据域决定，具体值如表2。
[0045] 表2反向链路频率
[0046]
[0047] 电子标签芯片不仅要支持国家标准规定（即表2中）的所有