用于近场通信中的协议检测和解码的集成电路和方法技术

一种用于解码由调制信号承载的数据流的方法，包括接收调制信号。调制信号是根据属于包括至少三个协议的协议组的协议进行调制的。该方法还包括从所接收的调制信号中提取时钟信号，检测协议，以及使用所提取的时钟信号根据检测到的协议来解码数据流。

【技术实现步骤摘要】
用于近场通信中的协议检测和解码的集成电路和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月19日提交的欧洲专利申请No.18178584.1的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
本专利技术总体上涉及无线通信领域中的协议检测和解码，并且在特定实施例中，涉及用于近场通信(NFC)中的协议检测和解码的集成电路和方法。
技术介绍
本专利技术的实施例涉及无线通信领域，尤其是近场通信(NFC)，并且更具体地，涉及在多协议应答器或标签处检测和解码由与上述应答器或标签通信的读取器使用的协议。近场通信(NFC)是用于无线设备、特别是智能电话和类似装置的一组标准，其用于通过使两个装置接触在一起或使它们接近(通常相距10cm或更小的距离)来在两个装置之间建立无线电通信。NFC使用位于彼此的近场内的两个环形天线之间的电磁感应，以有效地形成空心变压器。例如，它以13.56MHz操作。NFC涉及发起者和目标。发起者或读取器主动生成RF场，该RF场可以为被动目标、被称为应答器或“标签”的无电源芯片供电。这使得NFC目标能够采用简单的形状因子，如不使用电池的粘贴标签、遥控钥匙或卡。从读取器到标签的通信是通过读取器根据某些标准对载波信号进行幅度调制来实现的。标签可以是被动的或主动的。在第一种情况下，标签不生成电磁场，而在第二种情况下，它也生成电磁场，并且读取器与标签之间的通信使用有源负载调制(ALM)。NFC技术在ISO/IEC18092、ISO/IEC21481和NFCFORUM文档中被标准化，但是包含各种预先存在的标准，包括在ISO/IEC14443中标准化的A类协议和B类协议。A类协议(也称为ISO14443A和NFC-A技术)基于使用改进的米勒脉冲位置的开关键控(OOK)调制。帧的开始(称为SOF符号)仅由一个脉冲组成。帧的结束(EOF)由非调制周期来标记。B类协议(也称为ISO14443B和NFC论坛NFC-B技术)基于幅移键控(ASK)调制，并且采用直接比特编码。SOF符号包括10到11个低位，然后是2到3个高位。EOF由一些低位表示。FeliC协议A(也称为NFC-F技术)在JIS.X.6319中标准化并且基于ASK调制，并且完全不同。数据在212kHz或424kHz的子载波时钟上进行曼彻斯特编码。SOF具有48个或更多个未调制的子载波时钟。数据的开始由子载波的第一相位变化来标记。EOF通过数据来发信号通知。由于不同的幅度调制指数，在已知的解决方案中通常采用两个不同结构的解调器：OOK解调器和ASK解调器。如果检测到B类或F类协议，则用于通过B类或F类解码器来解码发送到标签的数据的通常方法是频率与读取器载波信号频率成比例的时钟信号。上述时钟信号由耦合到标签天线线圈的时钟提取器生成。然而，在检测到A类协议的情况下，时钟信号频率将不与读取器载波信号频率成比例。因此，时钟信号不能用作A类解码器的时钟。替代地，使用生成时钟信号的振荡器。使用这个构思的缺点在于，振荡器导致实现成本的增加。它还需要进行测试，这会增加测试时间。
技术实现思路
本专利技术的实施例提出了一种架构，无论检测到协议A、B还是F，这种架构仅使用从读取器场中提取的时钟信号来解码由标签接收的数据。实施例提出了一种能够降低标签内的多协议检测的实现成本的解决方案。在第一方面，提出了一种用于解码由调制信号承载的数据流的方法。该信号是根据属于包括ISO/IEC14443标准的协议A和B以及JIS.X.6319标准的协议F的组的一种协议进行调制的。该方法包括接收调制信号，检测协议并且使用时钟信号根据协议来解码数据流。根据该方面，无论检测到的协议如何，时钟信号都是从所接收的调制信号中提取的时钟信号。例如，无论检测到的协议如何，仅使用所提取的时钟信号来解码数据流。根据一个实施例，检测协议包括：对调制信号执行幅移键控ASK解调以提供第一信号，并且对调制信号执行开关键控OOK解调以提供第二信号。如果调制信号是根据协议A、B或F进行调制的，则第一信号具有在第一状态(例如，“1”)与第二状态(例如，“0”)之间的转换。如果调制信号是根据协议A进行调制的或最终根据协议F进行调制的，则第二信号具有在第一状态与第二状态之间的转换。协议是从第一信号和第二信号检测的。因此，ASK解调由ASK解调器执行。ASK解调器包括例如比较器，比较器具有第一参考电压，第一参考电压如此高(例如非调制电平的95％)以使得它可以根据三个协议A、B和F来检测调制。另一方面，OOK解调由OOK解调器执行。OOK解调器包括例如比较器，比较器具有参考电压，该参考电压被设置为较低以仅检测A类协议。但是，有时，当根据F类协议的调制很深时，OOK解调器也可以检测F类协议。更确切地说，根据标准规范的F类的最大调制指数为30％。在这样的调制指数下，调制电平为非调制电平的54％。但是，有些安装的读取器的调制电平甚至更低，例如非调制电平的50％。50％也是协议检测模式下OOK解调器的典型阈值，这表示OOK解调器也可以检测F类协议。在一个实施例中，如果调制信号的电平大于第一阈值，则第二信号具有第一状态，并且如果调制信号的电平低于第二阈值，则第二信号具有第二状态，并且检测协议包括：如果第二信号具有第二状态，即当OOK解调器检测到可以是A类或F类协议的调制时，停止时钟信号，并且在非调制信号的接收期间不停止时钟信号。例如，第一阈值是非调制电平的约50％，并且第二阈值变化以保持高于调制信号的电平，即使该电平变为零。第二阈值有助于快速检测调制信号的上升沿。第一阈值和第二阈值通常在OOK解调器中实现。如果OOK解调器检测到A类或F类协议，则可以将时钟信号强制为恒定值，例如零。一旦识别出协议，如果协议是A类，则时钟保持停止，但是如果协议是F类协议，则时钟信号不再停止。在非调制信号的接收期间，例如在两个连续调制脉冲期间，时钟信号也永远不会停止。因为当检测到OOK调制时停止时钟信号，所以在协议A和F之中检测协议包括有利地确定非调制信号的持续时间。换言之，当时钟信号停止时，可以通过确定针对两个协议不同的非调制信号的持续时间来区分协议A和F。例如，当第一数据位为“0”时，速率为106kbps的A类协议的非调制信号的持续时间约为96/fc(载波频率为fC)，并且速率为212kbps的F类协议的非调制信号的持续时间约为32/fC。如果OOK解调器检测到OOK调制并且时钟信号停止，则一旦标签接收到非调制信号，就可以确定在A和F协议之间进行区分的持续时间，这需要使用时钟信号。检测协议B或F还可以包括分析第一信号。ASK解调器可以检测A、B和F协议。可以通过分析作为ASK解调器的输出信号的第一信号来区分B和F协议。这可以通过检测F类前导码和B类SOF来完成。如上所述，如果第二信号具有第二状态并且已经检测到F协议，则可以不再停止时钟信号。...

【技术保护点】
1.一种用于解码由调制信号承载的数据流的方法，所述方法包括：/n接收所述调制信号，所述调制信号是根据属于包括至少三个协议的协议组的协议进行调制的；/n从所接收的调制信号中提取时钟信号；/n检测所述协议；以及/n使用所提取的时钟信号根据检测到的协议来解码所述数据流。/n

【技术特征摘要】
20180619 EP 18178584.11.一种用于解码由调制信号承载的数据流的方法，所述方法包括：
接收所述调制信号，所述调制信号是根据属于包括至少三个协议的协议组的协议进行调制的；
从所接收的调制信号中提取时钟信号；
检测所述协议；以及
使用所提取的时钟信号根据检测到的协议来解码所述数据流。


2.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述协议包括确定非调制信号的持续时间。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述调制信号执行幅移键控(ASK)解调以生成第一信号；以及
对所述调制信号执行开关键控(OOK)解调以生成第二信号，其中
检测所述协议包括使用所述第一信号和所述第二信号检测所述协议。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
当所述调制信号的电平大于第一阈值时，所述第二信号处于第一状态；
当所述调制信号的电平低于第二阈值时，所述第二信号处于第二状态；以及
检测所述协议还包括：
响应于检测到所述第二信号处于所述第二状态而停止所述时钟信号，以及
在非调制信号的接收期间保持所述时钟信号。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述协议组包括ISO/IEC14443标准的A类协议、ISO/IEC14443标准的B类协议和JIS.X.6319标准的F类协议。


6.一种用于解码由调制信号承载的数据流的方法，所述方法包括：
接收所述调制信号，所述调制信号是根据属于包括ISO/IEC14443标准的A类协议、ISO/IEC14443标准的B类协议和JIS.X.6319标准的F类协议的协议组的协议进行调制的；
从所接收的调制信号中提取时钟信号；
检测所述协议；以及
使用所提取的时钟信号根据检测到的协议来解码所述数据流。


7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
对所述调制信号执行幅移键控(ASK)解调，以生成包括第一状态与第二状态之间的转换的第一信号；以及
对所述调制信号执行开关键控(OOK)解调，以生成包括所述第一状态与所述第二状态之间的转换的第二信号，
其中所述第二信号的所述第一状态与所述第二状态之间的转换是根据所述A类协议或所述F类协议调制所述调制信号的结果，以及
其中检测所述协议包括使用所述第一信号和所述第二信号两者来检测所述协议。


8.根据权利要求7所述的方法，其中检测所述协议还包括：
分析所述第一信号以在所述B类协议和所述F类协议之间进行区分。


9.根据权利要求7所述的方法，其中：
当所述调制信号的电平大于第一阈值时，所述第二信号具有所述第一状态；
当所述调制信号的电平低于第二阈值时，所述第二信号具有所述第二状态；以及
检测所述协议还包括：
响应于检测到所述第二信号处于所述第二状态而停止所述时钟信号，以及
在非调制信号的接收期间保持所述时钟信号。


10.根据权利要求9所述的方法，其中检测所述协议包括：确定所述非调制信号的持续时间，以在所述A类协议和所述F类协议之间进行区分。


11.根据权利要求9所述的方法，其中检测所述协议还包括响应于以下项而恢复所述时钟信号的转发：
检测到所述第二信号处于所述第二状态，以及
检测到所述协议是F类协议。


12.根据权利要求6所述的方法，还包括在检测所述协议之前激活A类解码器，其中
解码所述数据流包括使用包括以下项的多个解码器中的所选择的解码器来解码所述数据流：
所述A类解码器，其中所述A类解码器被配置为根据所述A类协议来解码所述数据流，
B类解码器，被配置为根据所述B类协议来解码所述数据流，以及
F类解码器，被配置为根据所述F类协议来解码所述数据流。


13.根据权利要求12所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·什蒂格利奇，I·布拉图兹，A·佩维克，R·本科维克，
申请(专利权)人：意法半导体发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：斯洛文尼亚;SI