专利名称：生成时钟信号的方法
生成时钟信号的方法本发明涉及集成电路中时钟信号的生成。本发明具体、但不排除地应用于非接触标签、例如射频识别标签(RFID)。这些标签总体上包含用于发送和接收调制无线电信号、以与阅 读器交换数据的发送和接收电路，利用阅读器生成的电磁场来生成集成电 路供电电压的供电电路，处理单元和例如电可擦除只读存储器(EEPROM) 类型的非易失性存储器。标签的发送和接收电路利用频率变化必须尽可能小的时钟信号，以便 能够对接收到的数据进行解码和发送能够通过阅读器的接收单元解码的 信号。而且，这个时钟信号必须与阅读器的同步。为此，阅读器发送给标签 一个参考信号，该标签利用该参考信号调整其时钟信号的频率。现在，为了生成具有恒定频率的时钟信号，通常使用本地振荡器产生 一个参考频率，利用该参考频率来生成时钟信号。然而，在集成电路、诸如非接触标签中很难产生这样一个参考频率。 实际上，振荡器特别对其环境和温度变化敏感。而且，非接触标签可能经 受非常易变的环境的影响。此外，在与阅读器通信会话期间，标签的内部 温度可能发生明显改变。结果导致本地振荡器产生的参考频率也可能在通 信会话期间改变。而且，能使标签确定其时钟频率的参考信号一般仅在与阅读器通信会 话开始时传输一次。结果导致标签在会话期间不能多次重新调整其时钟频 率。本发明的目的是以接收信号为基础调整时钟频率。通过提供一种生成时钟信号的方法可以达到这个目的，该方法包含如 下步骤一利用第一时钟信号，对接收信号中的参考事件的特性进行第一测一根据第一测量，利用第一时钟信号生成第二时钟信号。 根据本发明，该方法包含如下步骤-一利用第一时钟信号，确定接收信号中至少第二事件的特性的变化， 该第二事件不同于参考事件，及一根据第二事件的特性变化校正第一测量，根据校正的第一测量生 成第二时钟信号。根据本发明的一个实施例，该方法包含如下步骤一对接收信号中的第二事件的第一出现的特性进行第二测量，一对接收信号中的第二事件的新出现的特性进行第三测量，利用第 一时钟信号进行第二和第三测量，一比较第三测量和第二测量，及一根据比较结果校正第一测量。根据本发明的一个实施例，对接收信号中的第二事件的每次新出现的 特性进行测量，并且将该测量与第二测量进行比较，根据比较结果校正第根据本发明的一个实施例，接收信号中的每个事件都是包含两个边缘 的脉冲，且该测量通过计算两个边缘之间的第一时钟信号的脉冲数进行。根据本发明的一个实施例，通过由第一测量对第一时钟信号的频率进 行分配来生成第二时钟信号。根据本发明的一个实施例，在被用于生成第二时钟信号之前，第一测 量先除以一个常数。根据本发明的一个实施例，如果第二事件的特性的变化超出某一阈值 时，对第一测量进行校正。根据本发明的一个实施例，通过将第一测量增加或减少一定值来校正 第一测量，其取决于第二事件的特性的变化是增加还是减少。本发明还涉及一种生成时钟信号的装置，该装置包含一利用第一时钟信号，对接收信号中的参考事件的特性进行第一测 量的测量装置，及一根据第一测量，利用第一时钟信号生成第二时钟信号的生成装置。根据本发明，该装置包含一用于利用第一时钟信号确定接收信号中至少第二事件的特性的变 化的装置，其中该第二事件不同于参考事件，一校正装置，用于根据第二事件的特性变化校正第一测量，根据校 正的第一测量生成第二时钟信号。根据本发明的一个实施例，测量装置对接收信号中的第二事件的第一 出现的特性进行第二测量，和对接收信号中的第二事件的新出现的特性进 行第三测量，该装置包含比较装置，用于比较第三测量和第二测量，校正 装置根据比较结果校正第一测量。根据本发明的一个实施例，测量装置对接收信号中的第二事件的每个 新出现的特性进行测量，比较装置将每个新测量与第二测量进行比较，校 正装置在每次比较的基础上校正第一测量。根据本发明的一个实施例，用于生成第二时钟信号的生成装置通过第 一测量对第一时钟信号的频率进行分配。根据本发明的一个实施例，用于生成第二时钟信号的生成装置首先将 第一测量除以一个常数，除得的结果被用于生成第二时钟信号。根据本发明的一个实施例，如果第二事件的特性的变化超出某一阈值 时，校正装置对第一测量进行校正。根据本发明的一个实施例，校正装置通过将第一测量增加或减少一定 值来对第一测量进行校正，其取决于第二事件的特性的变化是增加还是减 少。本发明还涉及一种集成电路，其包含如上所定义的装置。根据本发明的一个实施例，该集成电路包含用于发送和接收调制的无 线电信号的发送和接收电路，用于利用接收到的无线电信号生成集成电路 供电电压的供电电路，处理单元和非易失性存储器。本发明的这些和其他目的、特征和优点将在对本发明的实施例的以下 说明中被详细地呈现出来，说明结合以下附图但不限于以下附图给出，其 中
图1以方框图形式表示非接触标签的构造；图2以方框图形式表示根据本发明的时钟信号生成电路；图3A和3B是根据本发明的调整时钟信号频率的程序流程图；图4A和4B以时间图的形式表示传输至非接触标签的信号的形状；图5A表示不包含任何调节装置的时钟生成电路中的某一信号的变化 曲线；图5B表示图2所示的时钟生成电路中的某一信号的变化曲线。图1表示一个集成电路TG、诸如非接触标签，其包含联接于存储器 MEM的处理单元CPU。处理单元利用连接于射频级RFST的天线1与联 接于天线2的外部阅读器RD通信。该级RFST连接于解调器DEM和调 制器MOD。该解调器连接于解码器DEC，该解码器DEC为处理单元CPU 提供收到并经过解调的数据。调制器调制由处理单元提供的数据，并为了 使调制后的数据被发送至阅读器RD而将调制后的数据施加给级RFST。 处理单元CPU通过地址和数据总线连接于存储器MEM，使将要存取的地 址AD和将要存储或在存储器中地址AD读取的字符W能够传输。另外，利用阅读器RD发射的电或电磁场，该级RFST产生直流电压 Vcc供给集成电路TG。集成电路也包含时钟信号生成电路CKGEN，该电路提供调整解码器DEC速率的第一时钟信号SFo和调整调制器MOD速 率的第二时钟信号SFC。集成电路TG和阅读器RD之间的数据传输例如利用ASK(Amplitude ShiftKeying，幅变键控)或PSK (Phase Shift Keying,相变键控)调制来 进行。解调器DEM向解码器提供信号RS，其形状相应于收到的信号的包 络。解码器利用第一时钟信号SFo对此信号采样，以获取包含收到数据的 二进位信号。图2表示时钟信号生成电路CKGEN。这个电路包含本地振荡器OSC 和第一计数器CPT1。振荡器生成频率为Fo的第一时钟信号SFo。计数器 CPTl接收时钟信号SFo和来自解调器DEM的信号RS。计数器的输出端 连接于状态机SM的输入端，该状态机将计数器的值分配给包括寄存器 NEVT1在内的多个寄存器。寄存器NEVT1连接于分配器DIV的输入端， 该分配器的输出端连接于寄存器NFC。电路CKGEN包含接收时钟信号SFo的第二计数器CPT2，该第二计 数器CPT2受包含于寄存器NFC中的值的控制。第二计数器CPT2的输出 端在电路CKGEN的输出端提供时钟信号SFC。第一计数器CPTl计算信号RS的上升沿和下降沿之间的信号SFo的 脉冲数。为此目的，对计数器进行初始化，并且在信号RS的每个上升沿 上触发，在该信号的每个下降沿上停止。因此计数器的值与信号RS的脉 冲的持续时间成比例。根据收到的帧中不同事件的期望顺序，状态机SM将计数器CPTl的 值加载于与其连接的寄存器，上述每个事件对应一个脉冲。在接收信号RS中的参考事件EVT1显现之后，计数器CPTl的值通 过状态机SM被加载于寄存器NEVT1中。分配器DIV将包含在该寄存器 中的值除以常数因子R。除得的结果存储在寄存器NFC中。计数器CPT2 计算时钟信号SFo的脉冲数，且每当计数器达到寄存器NFC中包含的值 时，就在输出端生成包含一个脉冲的时钟信号SFC。参考事件EVT1 —般由具有预定持续时间的脉冲组成，该脉冲在阅读 器RD和集成电路TG之间的通信会话的第一帧中被单独传输。提供参考 事件以使集成电路TG能够生成具有阅读器RD所需值的时钟频率FC，从 而与阅读器交换数据。因此，如果本地振荡器OSC的频率Fo漂移时，利 用集成电路收到的信号中的参考事件的新出现来重新调整时钟频率FC是 不可能的。根据本发明，电路CKGEN包含两个连接于状态机SM和比较器Cl 输入端的附加的寄存器NEVT2和NEVT20。比较器的输出端连接于校正 电路COR的输入端，该校正电路根据比较结果对寄存器NFC的值进行校 正。当不同于第一事件的第二事件EVT2在接收信号RS中显现时，两个 寄存器NEVT2和NEVT20从状态机SM接收计数器CPT1的值。当第二 事件的第一出现显现在接收信号中时，寄存器NEVT20接收计数器CPT1 的值，而当第二事件的新出现显现在接收信号中时，寄存器NEVT2接收 计数器CPT1的值。比较器C1为校正电路COR提供两个寄存器NEVT2和NEVT20中包含的值之间的差异。该差异代表第二事件持续时间的测量的变化。该持续 时间由阅读器RD定义且被取为常数。结果，此测量的变化揭露了振荡器 频率Fo的变化。这些措施的结果是，时钟信号SFC的频率FC在集成电路TG和阅读 器RD的通信会话期间被多次调整，即使被用于确定时钟频率FC的参考 事件EVT1仅传输一次。应该注意到，寄存器中存储的值越大，也就是说，测量事件持续的时 间越长，校正的精确度越好。在校正电路COR的一个实施例中，当从比较器接收到的值超出某一 阈值时，校正电路对寄存器NFC的值进行校正。由电路COR进行的校正 可以包括将寄存器的值增加或减少一定值，其取决于比较器C1提供的值 是正值还是负值。换句话说，寄存器NFC的值被增加或减少取决于第二事件EVT2的特性的变化是增加还是减少。这样，当对寄存器NFC的内 容进行校正时，校正电路将寄存器NEVT2的内容传输至寄存器NEVT20。根据本发明的一个实施例，电路CKGEN包含连接于状态机和比较器 C2的输入端的另外两个附加的寄存器NDO和NDOO。比较器C2的输出端 连接于校正电路COR的输入端。当不同于前两个事件的第三事件在接收 信号RS中显现时，两个寄存器NDO和NDOO从状态机SM接收计数器 CPT1的值。当第三事件的第一出现显现在接收信号中时，寄存器NDOO 接收计数器CPT1的值，而当第三事件的新出现显现在接收信号中时，寄 存器NDO接收计数器CPT1的值。校正电路COR以类似于比较器Cl的 输出的方式利用比较器C2的输出来校正存储在寄存器NFC中的值。这种配置使时钟信号SFC的频率FC能够被更频繁地调整。如果第二 和第三事件中的一个在接收信号中显现的频率低，且如果其中另一事件的 持续时间不足以获得良好精确度，则该配置还能使获得更好的调整精确 度。图3A和3B以程序框图的形式表示时钟生成电路CKGEN的操作。 图3A中的程序框图表示当集成电路TG接收到阅读器和集成电路之间的 通信会话的第一帧时执行的程序。这个程序包含以下连续的步骤-步骤11:事件EVT1、 EVT2和DO显现，及将这些事件的持续时间 加载于寄存器NEVT1、 NEVT20和NDOO，步骤12:根据事件EVT1的持续时间NEVT1计算包含在寄存器NFC 中的值，及步骤13:根据寄存器NFC的内容生成具有频率FC的时钟信号SFC。图3B中的程序框图表示接收到会话期间由阅读器RD传输至集成电 路TG的第二帧和随后各帧时执行的程序。这个程序包含以下连续的步骤步骤21:事件EVT2和D0显现，及将这些事件的持续时间加载于寄 存器NEVT2禾卩ND0，步骤22:计算寄存器NEVT2和NEVT20中包含的值之间的差异A， 和寄存器ND0禾Q ND00中包含的值之间的差异B,步骤23:根据寄存器NFC的先前值和差异A和B计算寄存器NFC 的新值，及步骤24:根据寄存器NFC的内容生成具有频率FC的时钟信号SFC。图4A和4B表示会话期间由阅读器RD传输至集成电路TG的第一帧 和随后帧的形式。集成电路接收到的第一帧包含标题字组(header-block), 该标题字组相继包含—定界序列DEL，—对应于第三事件DO且由0位组成的第一脉冲，一对应于第二事件EVT2的第二脉冲，和一对应于第一事件EVT1的第三脉冲。之后的脉冲对应于帧中传输的数据的0位DO和1位Dl 。图4B所示的随后帧包含标题字组，该标题字组包含除对应于第一事 件EVT1的脉冲之外的与第一帧相同的脉冲。可以看到，具有最长持续时间的脉冲是对应于第一事件EVT1的那一 个，其用于确定电路CKGEN的输出信号SFC的时钟频率FC。另夕卜，对 应于第三事件DO、用于调整频率FC的该脉冲最频繁地显现在该帧中，但 是具有三个事件中最短的持续时间。根据会话期间接收到的帧中相应事件显现的顺序，状态机SM将计数 器CPTl的连续值分配于寄存器NEVTl 、 NEVT20、 NEVT2、 NDOO和NDO 中。寄存器NEVT1、 NEVT20和ND00根据会话期间接收到的第一帧来 填充，而寄存器NEVT2和NDO根据会话期间接收到的每一下一帧来更新。 状态机还能够在收到的数据中探测到0位并将计数器CPTl的值加载于寄 存器NDO。图5A和5B表示从接收第一帧的时刻tO开始，以下信息的变化曲线 一振荡器OSC生成的信号的频率Fo，一寄存器NFC的内容，和一电路CKGEN的输出频率FC。图5A表示，如果频率Fo不恒定而寄存器NFC的内容保持恒定，则 频率FC实质上跟随频率Fo的变化，并留出一个由高频FCM和低频FCm 界定的公差带。图5B表示与图5A相同的信号，此时寄存器NFC的内容由校正电路 COR根据频率Fo的漂移校正，该频率Fo的漂移通过测量事件EVT2和/ 或DO的持续时间的变化而确定。此图表示，如果进行了这种校正，则频 率FC保持在公差带FCm-FCM的范围内。由解码器DEC执行的解码过程包括通过由第一时钟信号SFo调整速 率的计数器CPT1来计算两个边缘之间的时间。将获得的数据与NEVT2/2 比较。比较的结果指示该数据是O位数据(<NEVT2/2)或是1位数据(> NEVT2/2)。本领域的技术人员应该理解，根据本发明的各种备选方法也是可能 的。因此，本发明不限于根据脉冲持续时间测量来调整时钟频率。有可能 考虑测量任何其他的特性、诸如两个特定事件之间的脉冲数等。此外，可 以在相同或相对的方向上的两个连续边缘之间(两个连续的上升沿或下降 沿之间)测量脉冲持续时间。无论是第一事件的测量还是第二事件的第一测量都不必同时(在同一 帧中连续地)进行。 一般来说，被测量的事件不必显现在同一信号中。也可能在分配器DIV进行分频之前或之后考虑校正第一测量 NEVT1。运用于第一测量的校正可以包括确定此测量，而不用对此测量的 先前值加以考虑。本发明并非必定应用于非接触标签。更具体地说，其还应用于任何包 含发送和/或接收电路的系统，该系统利用由接收信号确定的时钟频率。
权利要求
1.一种生成时钟信号的方法，该方法包含如下步骤—利用第一时钟信号(SFo)，对接收信号(RS)中的参考事件(EVT1)的特性进行第一测量(NEVT1)，及—根据第一测量，利用第一时钟信号生成第二时钟信号(SFC)，其特征在于该方法包含如下步骤—利用第一时钟信号(SFo)，确定接收信号(RS)中至少第二事件(EVT2，D0)的特性的变化，该第二事件不同于参考事件，及—根据第二事件的特性变化校正第一测量(NEVT1，NFC)，根据校正的第一测量生成第二时钟信号(SFC)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于包含如下步骤.-一对接收信号(RS)中的第二事件(EVT2， DO)的第一出现的特性进行 第二测量(NEVT20， NDOO)，一对接收信号中的第二事件的新出现的特性进行第三测量(NEVT2， NDO)，利用第一时钟信号(SFo)进行第二和第三测量，一比较第三测量和第二测量，及一根据比较结果校正第一测量(NEVT1， NFC)。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中对接收信号(RS)中的第二事件 (EVT2， DO)的每次新出现的特性进行测量，并且将该测量与第二测量进 行比较，根据比较结果校正第一测量(NEVT1， NFQ。
4. 根据权利要求1至3之一所述的方法，其中接收信号中的每个事件 (EVT1， EVT2， DO)都是包含两个边缘的脉冲，且该测量通过计算两个边 缘之间的第一时钟信号(SFo)的脉冲数进行。
5. 根据权利要求1至4之一所述的方法，其中通过由第一测量 (NEVT1 ， NFC)对第一时钟信号(SFo)的频率(Fo)进行分配来生成第二时钟 信号(SFQ。
6. 根据权利要求1至5之一所述的方法，其中在被用于生成第二时钟 信号(SFC)之前，第一测量(NEVT1)先除以一个常数(R)。
7. 根据权利要求1至6之一所述的方法，其中如果第二事件(EVT2， DO)的特性的变化超出某一阈值时，对第一测量(NEVT1， NFC)进行校正。
8. 根据权利要求1至7之一所述的方法，其中通过将第一测量增加或 减少一定值来校正第一测量(NEVT, NFC)，其取决于第二事件(EVT2， D0) 的特性的变化是增加还是减少。
9. 一种生成时钟信号的装置，包含一利用第一时钟信号(SFo)，对接收信号(RS)中的参考事件(EVT1)的 特性进行第一测量(NEVT1)的测量装置(CPT1， SM)，及一根据第一测量，利用第一时钟信号生成第二时钟信号(SFC)的生成 装置(CPT2)，其特征在于，该装置包含一用于利用第一时钟信号(SFo)确定接收信号(RS)中至少第二事件 (EVT2, D0)的特性的变化的装置(C1， C2)，其中该第二事件不同于参考 事件，一校正装置(COR)，用于根据第二事件(EVT2， DO)的特性变化校正 第一测量(NEVT1， NFC)，根据校正的第一测量生成第二时钟信号(SFC)。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中测量装置(CPT1， SM)对接收信 号(RS)中的第二事件(EVT2， DO)的第一出现的特性进行第二测量 (NEVT20， NDOO)，和对接收信号中的第二事件的新出现的特性进行第三 测量(NEVT2， NDO)，该装置包含比较装置(C1， C2)，用于比较第三测量 和第二测量，校正装置(COR)根据比较结果校正第一测量(NEVTl， NFC)。
11. 根据权利要求IO所述的装置，其中测量装置(CPT1， SM)对接收 信号(RS)中的第二事件(EVT2，D0)的每个新出现的特性进行测量(NEVT2， NDO)，比较装置(C1， C2)将每个新测量与第二测量(NEVT20， NDOO)进行 比较，校正装置(COR)在每次比较的基础上校正第一测量(NEVTl， NFC)。
12. 根据权利要求9至11之一所述的装置，其中接收信号(RS)中的每 个事件(EVT1， EVT2, DO)都是包含两个边缘的脉冲，且该测量通过计算 两个边缘之间的第一时钟信号(SFo)的脉冲数进行。
13. 根据权利要求9至12之一所述的装置，其中用于生成第二时钟信 号(SFC)的生成装置(DIV, CPT2)通过第一测量(NEVT1， NFC)对第一时钟 信号(SFo)的频率(Fo)进行分配。
14. 根据权利要求9至13之一所述的装置，其中用于生成第二时钟信 号(SFC)的生成装置(DIV， CPT2)首先将第一测量(NEVT1)除以一个常数 (R)，除得的结果(NFC)被用于生成第二时钟信号(SFC)。
15. 根据权利要求9至14之一所述的装置，其中如果第二事件(EVT2， DO)的特性的变化超出某一阈值时，校正装置(C0R)对第一测量(NEVT1， NFC)进行校正。
16. 根据权利要求9至15之一所述的装置，其中校正装置(COR)通过 将第一测量(NEVTl, NFC)增加或减少一定值来对第一测量进行校正，其 取决于第二事件(EVT2， DO)的特性的变化是增加还是减少。
17. —种集成电路(TG),其特征在于包含一种根据权利要求9至16 之一所述的装置。
18. 根据权利要求17所述的集成电路(TG)，包含用于发送和接收调制 的无线电信号的发送和接收电路(RFST， MOD, DEM， DEC)，用于利用 接收到的无线电信号生成集成电路供电电压的供电电路(RFST)，处理单元 (cpu)和非易失性存儲器(mem:)。
全文摘要
本发明涉及一种用于生成时钟信号的方法，该方法包含如下步骤利用第一时钟信号(SFo)，测量接收信号(RS)中参考事件(EVT1)的特性；利用第一时钟信号，确定接收信号(RS)中第二事件(EVT2，D0)的特性的变化；根据第二事件的特性的变化校正该测量(NEVT1，NFC)；及根据校正的测量(NFC)，利用第一时钟信号生成第二时钟信号(SFC)。本发明应用于非接触芯片的发送和接收电路。
文档编号H04L7/033GK101258705SQ200680032740
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月20日 优先权日2005年9月6日
发明者克里多夫·摩尔鲁克斯, 大卫·那拉, 皮尔·瑞索, 阿曼·卡利 申请人:St电子有限公司