专利名称：非接触式标签及其控制方法和非接触式id识别系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触式标签及其控制方法和非接触式ID识别系统，更具体而言，本发明涉及有效适用于由接收的无线电波功率驱动的被动型非接触式标签的技术及其控制技术和应用系统。
背景技术：
近年来，非接触式ID识别系统已广泛用于诸如供应链管理(SCM)、后勤管理、库存管理等领域。即，该系统由连接到计算机的阅读器/写入器以无线电波的方式读取附着到移动体(如人或物体)的发射应答器(即，非接触式标签)的标识符信息，从而自动识别对象。
用于非接触式ID系统的代表性标准包括ISO 14443 A型、ISO 15693(这两个都是13.56MHz频率)、ISO 18000-6 A型(高达900MHz频率)等等。
靠近类型(即，ISO 14443)和邻近类型(即，ISO 15693)都是电磁感应系统，其能够实现阅读器/写入器和IC卡或非接触式标签之间的非接触式通信。尽管标准不同，但是通过专利文献1和2的公开可以获知IC卡和标签的基本配置。
即，可想到的配置包括用于从阅读器/写入器接收无线电波(下文中称为“载波”)的天线(即，环型)、用于从接收的载波中生成功率的电源电路、用于从载波中提取为驱动IC卡的内建电路(即，LSI)所必需的时钟的时钟电路、用于将时钟分割为内部逻辑等所用的频率的时钟分割电路、用于对调制载波进行解调制的解调制电路、用于回应阅读器/写入器的调制电路、用于存储所接收的信息等的非易失性存储器和用于控制非易失性存储器并处理发送和接收数据的控制电路。
尽管由于微波系统对于由ISO 18000-6指定的UHF频带(高达900MHz)的通信系统而言天线形状是偶极型，但是LSI的内部基本配置是几乎相同的。
在ISO 14443 A型和ISO 15693中，ASK(幅移键控)100％调制在调制系统中被用于从阅读器/写入器到发射应答器的传输数据。用于以ASK100％调制的方式调制传输数据的时间段停止从阅读器/写入器向外的载波(这种情况下是13.56MHz)。
由于驱动LSI所需的内部时钟通常是从来自阅读器/写入器的载波中提取的，并且由于上述原因在接收ASK 100％调制数据时无法从载波中提取时钟，因而在每次接收到ASK 100％调制数据时都会停止LSI的内部时钟，并且操作变得不连续。
可想到的避免时钟停止的措施是安装诸如PLL(锁相环)等时钟发生电路，但是这不是优选的。原因在于与具有不同通信距离的这两种标准(ISO 14443约为10cm，而ISO 15693约为70cm)相比，需要更长通信距离的特性。为了延长通信距离，有必要减少LSI的功耗，因此，诸如上述PLL等需要功耗大的时钟发生电路是LSI不希望配备的。
实际存在着一种ISO 14443 A型LSI，其只使用从时钟提取电路中提取的时钟，而不必安装诸如PLL之类的时钟发生电路。
同时，ISO 15693标准规定了以ASK 10％调制以及ASK 100％调制方式的数据接收。阅读器/写入器发送如图1所示根据ISO 15693编码的命令。编码并不取决于调制指数。尽管编码并不取决于调制指数，但是在命令接收器上的LSI处，ASK 100％调制和ASK 10％调制在解调制时在解调制信号、提取信号和分割时钟(即，用于逻辑的时钟)中都产生了不同的结果，如图2A和2B所示。因此，由于时钟差别，相同的解码电路不能识别出相同的数据。
下面举一种对根据ISO 15693编码的内容进行解码的方法作为解码方法的例子。在下面的描述中，m位位串被表示为“m’b00,,,0”。
假定传输数据为“4’b0100”(即，4位位串)。由于根据ISO 15693首先传输的是LSB，因此首先发送“2’b00”，紧接着是“2’b01”。利用75.52微秒时间宽度的数据帧来发送2位数据。
如图2A和2B所示，在ASK 100％调制和ASK 10％调制两种情形中，模拟调制波形都会在载波振幅变化的非调制时间段和载波振幅变化的调制时间段之间发生变化，导致在非调制时间段期间变为H电平而在调制时间段期间变为L电平。
首先示出了一种通过检测调制时间段的位置(即，L电平)进行解码的方法。例如，该方法落入脉冲间歇编码(即，每4个中有一个，在ISO15693中是每256个中有一个)的范畴中。
数据解码使用解码电路进行，解码电路基于计数器和用于检测L电平的位置的计数器值来判断发送的2位数据。数据处理单元基于来自解码单元的输出数据执行逻辑处理。
图3示出了在对调制数据解调制后的解调制信号、提取时钟、分割时钟和解码用计数器值，其中上半部分示出了ASK 100％调制的情形，下半部分示出了ASK 10％调制的情形。
分割时钟周期从分割电路中生成9.44毫秒时钟，这与脉宽的周期相同。解码用计数器可以使用由分割时钟驱动的3位触发器。
在图3的下半部分所示的ASK 10％调制的情形中，因为在非调制时间(段)和调制时间(段)都可以从载波中提取出时钟，所以可以输出分割时钟。分割时钟能够使3位解码用计数器在2位时间段的75.52毫秒的时间内从零(0)计数到七(7)。根据解码用计数器的计数值和解调制信号的L电平位置之间的关系，可以对传输数据进行解码。可以适当地设计解码电路，从而使得当解调制信号变为L电平(这等同于数据接收)时，在解码用计数器是零(0)时接收数据为“2’b00”，而在解码用计数器是二(2)时接收数据为“2’b01”。
另一方面，在图3的上半部分所示的ASK 100％调制的情形中，在数据被调制的调制时间段期间无法提取出时钟，这是因为载波的信号电平变为零(0)，从而分割时钟也停止。因此，在ASK 100％调制中，当三位计数器计数到六时，其转变到下一个数据帧。假定只有ASK 100％调制，则根据计数值和解调制信号之间的关系可以进行解码，如果三位计数器被设置为从零(0)计数到六(6)的话。
然而，问题在于，如果同一解码电路执行ASK 10％和ASK 100％，则三位计数器的计数值和解调制信号的L电平之间的位置关系随调制指数的不同而发生移动。
下面参考图4示出一种通过检测解调制信号处于H电平的时间段(即，非调制时间段)来对同一脉冲间歇编码的数据进行解码的方法。假定与上述相同，分割时钟周期是9.44毫秒。
假定在该系统的情形中解码用计数器具有四位宽度。解码用计数器在检测到解调制信号的L电平时复位为“4’b00”。假定第一数据被判断为“2’b00”。如果解码从命令的第一数据开始则这一假设成立。
下面利用解码用计数器对第二解调制信号的H电平时间段计数，直到L电平为止。在图4的下半部分所示的ASK 10％调制的情形中，解码用计数器的计数器值是九(9)。这里，从第一数据为“2’b00”和计数值为九(9)这一事实可以理解，第二数据是“2’b01”。该组合可以从图1所示的编码波形看出。如果在解调制信号变为L电平时解码用计数器的计数器值是7、11和13，则第二数据分别被判断为“2’b00”、“2’b10”和“2’b11”。在ASK 10％调制的情形中，可以如上所述进行解码，然而，在图4的上半部分所示的ASK 100％调制的情形中，解码用计数器的值变得与如图3所示的上述系统的情形(这种情形检测L电平位置)不同。尽管利用单个调制方法可以进行解码，但是如果两种调制指数的信号并存则问题无法避免。
因此，配备对应于不同调制指数中的每一种的解码电路和解调制电路解决了专利文献1所公开的解码系统的两种情形的问题，然而，该方法不是优选的，这是因为芯片的功耗、逻辑尺寸和面积尺寸增大，从而增大了相关的成本。
同时，专利文献2公开了一种技术，这种技术在用于解调ASK 100％调制数据的解调电路中，通过解调电路将以下时钟值预置在计数器电路中，而使正常数据的解调成为可能，所述时钟值相当于接收无线电波的振幅因调制变为零(0)而造成解调时钟停止的间歇时间段，这种技术也带来了功耗和逻辑尺寸的技术问题，这是因为有必要为解调制电路添加预置计数器值的功能。
早期
公开日本专利申请公开No.2000-172806[专利文献2]早期
公开日本专利申请公开No.2003-333112发明内容本发明的目的是减小非接触式标签在接收与载波并存的调制数据时的功耗。
本发明的另一个目的是提供一种能够对不同调制系统调制的数据进行精确的解调制的技术，这种技术不会增大非接触式标签的电路尺寸或功耗，或者减小其通信距离。
本发明的第一方面提供了一种非接触式标签，包括时钟提取单元，其用于从接收的载波中提取时钟；解调制单元，其用于输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一种而变化；分割单元，其用于由输入自所述时钟提取单元的时钟生成分割时钟，并且根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及解码单元，其用于利用由所述分割时钟驱动的计数器的值来解码包括在所述载波中的信息。
本发明的第二方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测所述调制时间段在预定时间宽度的数据帧内的位置，来对所述信息进行解码。
本发明的第三方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测所述非调制时间段的长度，来对所述信息进行解码。
本发明的第四方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述载波利用100％调制因子或10％调制因子携带所述信息，并且对于相同的信息，所述计数器值的转变在100％调制因子和10％调制因子的情况下可相互一致。
本发明的第五方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述载波利用100％振幅调制或10％振幅调制携带所述信息，并且在振幅通过所述100％振幅调制进行调制的时间段期间和振幅通过所述10％振幅调制进行调制的时间段期间抑制所述分割时钟的输出。
本发明的第六方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，并将XQ端的输出反馈回D端，此时从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述解调制信号和使能(EN)信号的逻辑操作，向所述触发器的使能端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
本发明的第七方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，并将XQ端的输出反馈回D端，此时从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述触发器的清零(CL)信号和所述解调制信号的逻辑操作，向所述触发器的清零端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
本发明的第八方面提供了根据第一方面的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，并将来自XQ端的输出反馈回D端，此时从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述XQ端的输出和所述解调制信号的逻辑操作，向所述触发器的D端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
本发明的第九方面提供了根据第一方面的非接触式标签，该标签是被动型非接触式标签，还包括用于从所述载波中提取直流电的整流器单元。
本发明的第十方面提供了一种非接触式标签的控制方法，包括以下步骤从接收的载波中提取时钟；输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一种而变化；在由输入自时钟提取单元的时钟生成分割时钟时，根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及利用所述分割时钟的计数值来解码包括在所述载波中的信息。
本发明的第十一方面提供了根据第十方面的非接触式标签的控制方法，其中所述解码所述信息的步骤是通过利用所述计数值检测所述调制时间段在预定时间宽度的数据帧内的位置来进行的。
本发明的第十二方面提供了根据第十方面的非接触式标签的控制方法，其中所述解码所述信息的步骤是通过利用所述计数值检测所述调制时间段的长度来进行的。
本发明的第十三方面提供了根据第十方面的非接触式标签的控制方法，其中所述载波利用100％调制因子或10％调制因子携带所述信息，并且在所述解码所述信息的步骤中，对于相同的信息，所述计数器值的转变在100％调制因子和10％调制因子的情况下可相互一致。
本发明的第十四方面提供了一种包括访问装置和非接触式标签的非接触式ID识别系统，所述访问装置用于利用ASK调制载波发射命令信息，所述非接触式标签用于通过接收所述命令信息来以标识符信息对所述访问装置作出响应，其中所述非接触式标签包括时钟提取单元，其用于从接收自所述访问装置的载波中提取时钟；解调制单元，其用于输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一种而变化；分割单元，其用于由输入自所述时钟提取单元的时钟生成分割时钟，并且根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及解码单元，其用于利用由所述分割时钟驱动的计数器的值来解码包括在所述载波中的信息。
本发明的第十五方面提供了根据第十四方面的非接触式ID识别系统，其中所述访问装置通过利用100％调制因子或10％调制因子调制所述载波来发射所述命令信息。
本发明的第十六方面提供了根据第十四方面的非接触式ID识别系统，其中所述解码单元通过利用所述计数值检测所述调制时间段在预定时间宽度的数据帧内的位置，来对所述信息进行解码。
本发明的第十七方面提供了根据第十四方面的非接触式ID识别系统，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测所述非调制时间段的长度，来对所述信息进行解码。
上述本发明能够例如通过在调制时间段期间使由提取自载波中的时钟生成的分割时钟停止，从而减小在接收时的功耗。
另外，本发明能够通过精确地解调和解码在两种调制系统(即，诸如ASK 100％调制之类的调制系统和诸如ASK 10％调制之类的调制系统)的任一种中调制的载波，从而获取精确的通信信息，其中在ASK 100％调制中，从载波提取的时钟在调制时间段期间中断，而在ASK 10％调制中，从载波提取的时钟在调制时间段期间不中断。
同时，本发明能够防止出现电路尺寸或功耗增大或者通信距离减小的问题，这些问题在专利文献1公开的情形中和专利文献2公开的情形中都会出现，在专利文献1公开的情形中，对于每种不同的调制系统都配备有解调电路，而在专利文献2公开的情形中，添加了PLL或计数器值的预置电路，以补偿在调制时间段期间中断的时钟。
根据本发明，由于在预定时间段期间变为L电平的时间(即，用于调制的时间)在ASK 100％调制和ASK 10％调制之间是相同的，因此本发明的配置在ASK 10％调制中也会停止时钟。
图1的波形图例示了用在包括根据本发明实施例的非接触式标签的非接触式ID识别系统中的ISO 15693内的编码波形；图2A的概念图示出了在ASK 100％调制的情形中传统非接触式标签的操作；图2B的概念图示出了在ASK 10％调制的情形中传统非接触式标签的操作；图3的时序图示出了在脉冲间歇编码中传统非接触式标签的操作；图4的时序图例示了在脉冲间歇编码中传统非接触式标签的操作；图5的概念图例示了根据本发明实施例的非接触式标签的操作；图6A的概念图例示了根据本发明实施例在ASK 100％调制的情形中非接触式标签的操作；图6B的概念图例示了根据本发明实施例在ASK 10％调制的情形中非接触式标签的操作；
图7的框图例示了根据本发明实施例的非接触式标签的配置；图8A的框图更详细地例示了根据本发明实施例的非接触式标签的配置的一部分；图8B的框图更详细地例示了根据本发明实施例的非接触式标签的配置的一部分；图8C的框图更详细地例示了根据本发明实施例的非接触式标签的配置的一部分；图9的概念图例示了使用根据本发明实施例的非接触式标签的非接触式ID识别系统的配置；图10的时序图例示了根据本发明实施例在脉冲间歇编码中非接触式标签的操作；以及图11的时序图例示了根据本发明实施例在脉冲间隔编码中非接触式标签的操作。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图5、6A和6B的概念图例示了根据本发明实施例的非接触式标签的操作；图7的框图例示了根据本实施例的非接触式标签的配置；图8A、8B和8C的框图更详细的例示了根据本实施例的非接触式标签的配置的一部分。图9的概念图例示了使用根据本实施例的非接触式标签的的非接触式ID识别系统的配置。
根据本实施例的非接触式ID识别系统包括非接触式标签100、阅读器/写入器200和信息处理装置300。
非接触式标签100例如附着到诸如包500之类的移动体，并且在内部存储唯一的标识符信息(ID)。
阅读器/写入器200包括天线201、发送和接收单元202以及控制单元203。
天线201用于在阅读器/写入器200和非接触式标签100之间发送和接收诸如无线电波之类的载波400。
发送和接收单元202执行调制处理以将必要的信息加载到载波400上从而发送到非接触式标签100，并执行通过解调制处理从载波400中再现来自于非接触式标签100的通信信息的处理。
控制单元203控制在发送和接收单元202处进行的上述调制处理和解调制处理。
利用该配置，阅读器/写入器200基于来自于信息处理装置300的指令，通过利用诸如无线电波之类的载波400与之交换信息，来执行通过读取非接触式标签100存储的唯一标识符信息发送到信息处理装置300和将信息处理装置300指示的信息写入到非接触式标签100中的处理。
信息处理装置300鉴别非接触式标签100附着的包500，并基于利用阅读器/写入器200从前述非接触式标签100中读出的唯一标识符信息来执行期望的处理。
如图7所示，根据本实施例的非接触式标签100包括天线1、整流器2、功率发生电路3、时钟提取电路4、时钟分割电路6、解调制电路8、调制电路10、逻辑电路12和非易失性存储器13。
例如，非接触式标签100可以包括一个芯片LSI(大规模集成电路)。
天线1用于在其自身和阅读器/写入器200之间发送和接收诸如无线电波之类的载波400。尽管图7示出了环型的天线1，但是取决于所用的载波400的频率，其也可以使用偶极型等等。
整流器2对在天线1处接收的载波400的高频电流进行整流，并以DC电流的形式输入到功率发生电路3。
功率发生电路3将从整流器2获得的DC电流分配到非接触式标签100内的各个组件以作为工作功率。
即，根据本实施例的非接触式标签100是基于从载波400获得的工作功率进行工作的被动型非接触式标签。
时钟提取电路4从载波400中提取驱动前述非接触式标签100所必需的提取时钟5。
时钟分割电路6将提取时钟5分割为可实际用于逻辑电路12等的频率。
解调制电路8对调制后的载波400进行解调制。
调制电路10执行调制处理以使载波400自身携带响应信息11，响应信息11是从非接触式标签100回应阅读器/写入器200的信息。
非易失性存储器13是诸如FRAM之类的存储介质，其用于存储前述非接触式标签100的唯一标识符信息(ID)和从阅读器/写入器200接收到的信息等等。
逻辑电路12控制非易失性存储器13，并且处理与阅读器/写入器200交换的数据的发送和接收。
逻辑电路12包括计数器部分12a、解码部分12b和数据处理部分12c。
计数器部分12a是由从时钟分割电路6输入的分割时钟7递增的计数器。
解码部分12b基于从解调制电路8输入的解调制信号9和计数器部分12a的计数器值12a-1来执行解码处理以获得包括在载波400中的数字信息。
本实施例被配置为将从解调制电路8输出的解调制信号9还输入到时钟分割电路6以控制其操作。
图5例示了与载波400的调制波形同步的时钟提取电路4、时钟分割电路6和解调制电路8的操作。
本实施例被配置使得作为解调制电路8的输出的解调制信号9是这样的逻辑信号，其在来自阅读器/写入器200的载波400非调制时输出H电平，而在其解调制时输出L电平。
解调制电路8输出解调制信号9，解调制信号9在来自阅读器/写入器200的载波400非调制时(即，非调制时间段400b)处于H电平。时钟提取电路4从载波400提取13.56MHz时钟信号作为提取时钟5。时钟分割电路6分割13.56MHz的提取时钟5以输出分割时钟7作为期望的时钟。该操作与用于ASK 100％调制和ASK 10％调制的操作相同。
在从阅读器/写入器200接收到载波400(即，调制后数据)之后，解调制电路8对调制后数据进行解调制以输出解调制信号9，解调制信号9在调制时间段期间400a期间处于L电平。
载波400在ASK 100％调制时停止，因而停止作为时钟提取电路4的输出的提取时钟5。这种情况下，提取时钟5的输出值可停止在H电平或L电平，其状态并不重要。
在ASK 10％调制时，时钟提取电路4与非调制时类似继续输出提取的13.56MHz的提取时钟5。
无论是ASK 100％调制还是ASK 10％调制，时钟分割电路6都在接收到处于L电平的解调制信号9之后，复位从时钟分割电路6输出的分割时钟7。在复位时从时钟分割电路6输出的分割时钟7的输出可通过与非接触式标签100的操作相匹配被设置在H电平或L电平。
随着来自阅读器/写入器200的载波400返回到非调制状态(即，非调制时间段400b)，从解调制电路8输出的解调制信号9因此变为H电平。
时钟提取电路4由于处在非调制状态，因此提取13.56MHz的提取时钟5以输出到时钟分割电路6。随着从解调制电路8输出的解调制信号9转变为H电平，时钟分割电路6再一次将提取时钟5分割为期望的分割时钟7以输出到逻辑电路12。在每次解调制信号9转变为H电平时，分割时钟7受到与提取时钟5相比同步的设置。
该操作对于ASK 100％调制和ASK 10％调制二者是相同的。在调制时(即，调制时间段400a)复位时钟分割电路6以用于接收数据的解调制信号9导致向逻辑电路12的解码部分12b中输入与调制指数无关的相同分割时钟7和解调制信号9，从而使得一个解码部分12b能够处理两种调制指数的数据。
上述操作消除了在停止来自阅读器/写入器200的载波400时(即，调制时间段400a)利用PLL等补偿提取时钟5的必要，并且使在解调制信号9和分割时钟7之间具有相同关系而与调制指数无关的接收信号能够被提供给逻辑电路12，从而进行解码处理。
下面示出了在既支持载波400中的ASK 100％调制又支持ASK 10％调制的ISO 15693的情形中非接触式标签100的操作。非接触式标签100的配置如以上结合图7所示。
时钟提取电路4从载波400中提取非接触式标签100的操作所必需的时钟(即，13.56MHz)。
逻辑电路12所用的时钟(即，主时钟)采用了由时钟分割电路6分割的分割时钟7，时钟分割电路6分割从时钟提取电路4输出的提取时钟5。
从解调制电路8输出的解调制信号9被配置为在非调制时转变为H电平，而在调制时(即，在数据接收时)转变为L电平。
这里示出了时钟分割电路6的具体配置的某些示例。
如图8A所示，根据本实施例的时钟分割电路6包括触发器61(FF)和逻辑门62。
FF61包括时钟输入端CK、D输入端D、Q输出端Q、XQ输出端XQ、使能输入端EN和复位输入端CL。
XQ输出端XQ输出反转Q输出端Q的逻辑的逻辑信号。
提取时钟5被输入到时钟输入端CK。XQ输出端XQ的输出被反馈回D输入端D，然后分割时钟7与输入到时钟输入端CK的提取时钟5同步地从Q输出端Q输出。
使能输入端EN根据输入到前述使能输入端EN的逻辑信号(即，使能信号21)控制FF 61的分割操作的可用性/不可用性。
复位输入端CL通过外部输入到前述复位输入端CL的逻辑信号(即，复位信号22)初始化FF 61的内部状态。
在图8A的情形中，逻辑门62执行解调制信号9和输入到时钟分割电路6内的FF 61的使能输入端EN的使能信号21的逻辑操作，并将作为前述逻辑操作的结果的使能信号21a输入到使能输入端EN。
执行使能信号21和解调制信号9的逻辑操作的逻辑门62的操作功能控制使能信号21a的逻辑状态以输出到使能输入端EN，从而在解调制信号9处于L电平时停止FF 61的分割操作，并设置从FF 61的Q输出端Q输出的分割时钟7。
当作为上述配置接收调制数据(即，载波400)的结果的解调制信号9变为L电平时(即，调制时间段400a)，时钟分割电路6停止分割，并将分割时钟7复位在L电平(或H电平)。
另外，当解调制信号9变为H电平时(即，非调制时间段400b)，时钟分割电路6再次分割作为时钟提取电路4的输出的提取时钟5，并将分割时钟7输出到逻辑电路12。即，在每次解调制信号9变为H电平时执行分割电路7的同步设置。
这里，本实施例被配置为只要在时钟提取电路4处于解调制信号9为L电平的时间就不执行复位。其足以至少复位逻辑电路12所用的时钟(即，在本示例中是作为时钟分割电路6的输出的分割时钟7)。如果非接触式标签100内的其他模拟电路等不使用提取时钟5，则可以复位时钟提取电路4。在对于时钟提取电路4来说适合复位的情形中，在接收调制数据(即，载波400)时可以进一步减少功耗。
图8B示出了时钟分割电路6的另一种示例配置。在图8B所示的示例中，解调制信号9和逻辑门62根据解调制信号9的逻辑状态控制复位信号22，从而控制分割时钟7的开始/停止。
即，逻辑门62执行被输入到复位输入端CL的复位信号22和解调制信号9的逻辑操作，并将其输出(即，复位信号22a)输入到复位输入端CL，如图8B所示。
与在上述图8A中的情形一样，当解调制信号9变为L电平时(即，调制时间段400a)，时钟分割电路6停止分割，并将分割时钟7复位到L电平(或H电平)。当解调制信号9变为H电平时(即，非调制时间段400b)，时钟分割电路6再次输出分割时钟7。
图8C例示了时钟分割电路6的另一种配置。图8C所示的情形使逻辑门62插入在从XQ输出端XQ到D输入端D的反馈路径上，并且根据解调制信号9的逻辑状态控制从XQ输出端XQ到D输入端D的反馈信号。
即，在图8C所示的示例中，逻辑门62执行从XQ输出端XQ输出的XQ和解调制信号9的逻辑操作以输入到D输入端D。逻辑门62具有在解调制信号9变为L电平时停止向D输入端D输入的逻辑配置，这使得在解调制信号9处于L电平的时间期间(即，调制时间段400a)，可以输出分割时钟7作为L电平或H电平的固定值，如同在上述图8A和图8B的情形中一样。
上述图8A、8B和8C所示的时钟分割电路6的配置获得了如图6A和6B所示的分割电路7的波形，其中图6A示出了在ASK 100％调制时的波形，图6B示出了在ASK 10％调制时的波形。
从上到下，相应的波形是来自阅读器/写入器200的调制载波波形(即，载波400)、从调制载波波形解调制出的模拟解调制波形401(即，解调制信号9)和从提取时钟5分割出的分割时钟7，这与上述图2A和2B的情形一样。
由于分割时钟7是通过检测解调制信号9的L电平(即，调制时间段400a)来复位的，因此对于ASK 100％调制分割时钟7在接收调制数据时(即，在载波400的调制时间段400a期间)停止，即使在ASK 10％调制的情形中也是如此，在ASK 10％调制中，提取时钟5不在调制时间段400a期间中断。
这构成了解调制数据(即，解调制信号9)与用于驱动计数器部分12a的分割时钟7之间的关系，从而使得逻辑电路12能够与调制指数无关地基于计数器部分12a的计数器值12a-1来完成通常的解码处理。
当在ASK 100％调制中接收数据时，载波400停止，因此提取时钟5的提取成为可能，因而也停止分割时钟7。因此，获得了如图6A所示的波形。然而，优选地在解调制信号9转变为L电平时复位分割时钟7，并且如同图6B中所示的ASK 10％调制一样，在ASK 100％调制中接收数据时，在解调制信号9转变为H电平时开始时钟分割电路6的操作。这用于在每次接收调制数据时同步分割时钟7，并且优选地，与调制指数无关地完成相同的操作。
当根据本实施例这样操作的非接触式标签100对载波400解码时(其中载波400遵从既支持ASK 100％调制又支持ASK 10％调制的上述ISO15693)，上述传统技术中获得的如图3所示的波形变为如图10所示的波形(本实施例所获得的)；而传统技术中获得的如图4所示的波形变为如图11所示的波形(本实施例所获得的)。
即，图10示出了基于载波400在75.52微秒(即，9.44乘以8)的数据帧内调制时间段400a(即，解调制信号9处于L电平)的位置进行解码(和编码)处理的情形。例如，脉冲间歇编码(即，每4个中有一个，在ISO 15693中是每256个中有一个)就是这样一种系统。
在这种情形中，2位数据被分配给每个数据帧，每种编码方法与上述图1所示的相同。四种位模式(即，2’b00至2’b11)分别对应于三位宽度计数器值12a-1的0、2、4和6，解码部分12b基于前述相关关系，基于数据帧内解调制信号9的L电平的位置来执行解码。
如图10所示，本实施例被配置为使得分割时钟7(即，计数器值12a-1的工作状态)在ASK 100％调制的情形和ASK 10％调制的情形之间相同，其中在ASK 100％调制的情形中，载波400(即，提取时钟5)在调制时间段400a期间中断，而在ASK 10％调制的情形中，载波400(即，提取时钟5)在调制时间段400a期间不中断。
利用这种配置，基于在75.52微秒(即，9.44乘以8)的数据帧内解调制信号9处于L电平(即，调制时间段400a)的位置进行的解码结果在ASK 100％调制的情形和ASK 10％调制的情形之间相同。
如图11所示，通过这样的解码(和编码)方法结果是相同的，这种解码(和编码)方法是基于载波400的解调制信号9处于H电平的时间段(即，非调制时间段400b)，即，前后两个相邻的调制时间段400a之间的间隔进行的。另外，在这种情形中，用于对前后两个相邻的调制时间段400a之间的间隔计数的分割时钟7的值(即，计数器值12a-1)在ASK100％调制的情形和ASK 10％调制的情形之间变得相同，因此，基于解调制信号9处于H电平的时间段进行的解码结果在ASK 100％调制的情形和ASK 10％调制的情形之间变得相同。
如上所述，本实施例被配置为在ASK 100％调制和ASK 10％调制之间的任一调制指数的数据上完成解调制信号9和解码用计数器部分12a(即，分割时钟7)的操作。
因此，相同的解码部分12b能够不考虑编码(和解码)方法或载波400中的调制指数而进行解调制和解码处理。
如上所述，本实施例消除了配备诸如PLL之类的用于补偿从载波400提取的提取时钟5的中断的时钟发生电路的必要，并且实现了构成非接触式标签100的LSI芯片的芯片面积尺寸、功耗等的减小。
ASK 100％调制和ASK 10％调制的数据的解码处理变得完全相同，从而消除了配备由每个不同的调制系统相乘的解调制电路8的必要，并且实现了构成非接触式标签100的LSI芯片的芯片面积尺寸、功耗等的减小。
这导致非接触式标签100的生产成本的降低。
即使由于非接触式标签100的普及历史或有关规范的原因而导致在单个标准中有不同的调制方法，并且有必要根据阅读器/写入器200的生产时期或使用区域(例如，每个国家)而选择性地使用不同的调制系统，根据本实施例的非接触式标签100也能够响应于多种调制系统，即无需像传统方法那样因使内部电路复杂化而为生产成本或诸如功耗(即，通信距离)之类的性能带来风险。
结果，可以在非接触式ID识别系统的国际市场中普及，而无需考虑阅读器/写入器200的生产时期。
同时，由于载波400是在从阅读器/写入器200接收命令时被调制的，因此载波400被中断或者振幅减小的调制时间段400a延长，这导致在功率发生电路3处可获得的接收功率减小。这种情况下，本实施例被配置为停止调制时间400a(即，解调制信号9处于L电平)期间的分割时钟7，从而实现了非接触式标签100在接收时的低功耗。
换句话说，本实施例能够通过如上所述减小非接触式标签100的功耗来延长非接触式标签100和阅读器/写入器200之间的可通信距离，从而扩展了非接触式标签100以及使用根据本实施例的非接触式标签100的非接触式ID识别系统的可用范围。
注意，很显然，本发明可在不脱离范围的前提下进行改变，而并不限于上述实施例所例示的配置。
例如，本发明可以适用于非接触式IC卡等的发射应答器，来代替诸如RFID标签等之类的非接触式标签。
本发明能够减小非接触式标签在接收载波携带的调制数据时的功耗。
本发明还可以解调制不同调制系统的调制数据，而不会导致非接触式标签的电路尺寸增大或者其通信距离减小。
本申请基于并要求2005年9月30日提交的在先日本专利申请No.2005-289340的优先权，这里通过引用并入其全部内容。
权利要求
1.一种非接触式标签，包括时钟提取单元，用于从接收的载波中提取时钟；解调制单元，用于输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一个而改变；分割单元，用于由输入自所述时钟提取单元的时钟生成分割时钟，并且根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及解码单元，用于利用由所述分割时钟驱动的计数器的值来解码包括在所述载波中的信息。
2.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测在预定时间宽度的数据帧内所述调制时间段的位置来解码所述信息。
3.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测所述非调制时间段的长度来解码所述信息。
4.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述载波以100％调制因子或10％调制因子的方式携带所述信息，并且对于相同的所述信息，所述计数器值的转变在100％调制因子和10％调制因子的情况下彼此一致。
5.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述载波以100％振幅调制或10％振幅调制的方式携带所述信息，并且在振幅以100％振幅调制进行调制的时间段期间和振幅以10％振幅调制进行调制的时间段期间抑制所述分割时钟的输出。
6.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，在将XQ端的输出反馈回D端的情况下，从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述解调制信号和使能信号的逻辑操作，向所述触发器的使能端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
7.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，在将XQ端的输出反馈回D端的情况下，从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述触发器的清零信号和所述解调制信号的逻辑操作，向所述触发器的清零端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
8.如权利要求1所述的非接触式标签，其中所述分割单元包括触发器和逻辑门，所述触发器通过接收所述时钟作为输入，在将XQ端的输出反馈回D端的情况下，从Q端输出所述分割时钟，所述逻辑门通过执行所述XQ端的输出和所述解调制信号的逻辑操作，向所述触发器的D端提供输入；并且所述分割单元根据所述解调制信号的逻辑状态使所述分割时钟停止。
9.如权利要求1所述的非接触式标签，该标签是被动型非接触式标签，还包括用于从所述载波中提取直流的整流器单元。
10.一种非接触式标签的控制方法，包括以下步骤从接收的载波中提取时钟；输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一个而改变；在由输入自时钟提取单元的时钟中生成分割时钟时，根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及利用所述分割时钟的计数值来解码包括在所述载波中的信息。
11.如权利要求10所述的非接触式标签的控制方法，其中所述解码所述信息的步骤是通过利用所述计数值检测在预定时间宽度的数据帧内所述调制时间段的位置来进行的。
12.如权利要求10所述的非接触式标签的控制方法，其中所述解码所述信息的步骤是通过利用所述计数值检测所述调制时间段的长度来进行的。
13.如权利要求10所述的非接触式标签的控制方法，其中所述载波以100％调制因子或10％调制因子的方式携带所述信息，并且在所述解码所述信息的步骤中，对于相同的所述信息，所述计数器值的转变在100％调制因子和10％调制因子的情况下彼此一致。
14.一种包括访问装置和非接触式标签的非接触式ID识别系统，所述访问装置利用幅移键控调制载波来发射命令信息，所述非接触式标签通过接收所述命令信息来以标识符信息对所述访问装置作出响应，其中所述非接触式标签包括时钟提取单元，用于从接收自所述访问装置的载波中提取时钟；解调制单元，用于输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一个而改变；分割单元，用于由输入自所述时钟提取单元的时钟生成分割时钟，并且根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及解码单元，用于利用由所述分割时钟驱动的计数器的值来解码包括在所述载波中的信息。
15.如权利要求14所述的非接触式ID识别系统，其中所述访问装置通过以100％调制因子或10％调制因子的方式调制所述载波来发射所述命令信息。
16.如权利要求14所述的非接触式ID识别系统，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测在预定时间宽度的数据帧内所述调制时间段的位置来解码所述信息。
17.如权利要求14所述的非接触式ID识别系统，其中所述解码单元通过利用所述计数器值检测所述非调制时间段的长度来解码所述信息。
全文摘要
本发明提供了一种非接触式标签，包括时钟提取单元，用于从接收的载波中提取时钟；解调制单元，用于输出包括逻辑信号的解调制信号，所述逻辑信号的逻辑状态响应于所述载波的非调制时间段和调制时间段中的每一种而改变；分割单元，用于由输入自所述时钟提取单元的时钟生成分割时钟，并且根据所述解调制信号的逻辑状态抑制所述分割时钟的输出；以及解码单元，用于利用由所述分割时钟驱动的计数器的值来解码包括在所述载波中的信息。
文档编号H04L27/06GK1940972SQ20061005706
公开日2007年4月4日 申请日期2006年3月17日 优先权日2005年9月30日
发明者东典行 申请人:富士通株式会社