專利名稱：對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽。
背景技術(shù)：
射頻身份識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)廣泛應用在物流 跟蹤、身份認證等應用中，射頻身份識別系統(tǒng)中通常包括標簽讀寫器和標簽， 如圖1所示，其中l(wèi)為讀寫器，2為標簽。讀寫器包括一個或者多個天線3， 標簽包括一個或者多個天線4。讀寫器1通過天線3向標簽2發(fā)出命令等數(shù) 據(jù)，標簽2對接收到的命令進行處理，并通過天線4向讀寫器回發(fā)數(shù)據(jù)。
射頻身份識別標簽2的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中包括一個或者多個天 線4，信號解調(diào)電路5對通過天線接收到的讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)進行解調(diào)，并 送給命令處理電路6進行處理，命令處理電路6可能會對非易失存儲器7進 行讀寫操作，信號調(diào)制電路9通過天線4回發(fā)相應的數(shù)據(jù)，回發(fā)的數(shù)據(jù)可能 是標簽的TID(標簽序列號)，EPC協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，或者用戶自定義的數(shù)據(jù) 等。圖2中包括一個振蕩器8，振蕩器8發(fā)出的時鐘信號，提供給標簽的數(shù) 字電路使用，用來對讀寫器發(fā)出的信號進行解碼，以及對信號調(diào)制電路回發(fā) 的數(shù)據(jù)進行調(diào)制。
振蕩器8發(fā)出的時鐘信號通常需要滿足以下要求-
1. 時鐘信號要足夠快，以正確對讀寫器發(fā)出的信號進行解碼，區(qū)分數(shù)據(jù)0 和l的不同長度。
2. 信號調(diào)制電路根據(jù)時鐘信號產(chǎn)生的回發(fā)數(shù)據(jù)，需要滿足射頻身份識別 的相關(guān)協(xié)議中關(guān)于標簽向讀寫器回發(fā)數(shù)據(jù)的鏈路頻率要求。
以上這兩個要求，在時鐘頻率足夠高的時候，通常是可以滿足的。但是 對于無源射頻身份識別標簽，時鐘頻率過高時，會使得標簽的功耗過高，使 得標簽的工作距離變短，性能降低。因此，需要把標簽的時鐘頻率確定在一 個合適的頻率上，同時滿足協(xié)議要求，并使得標簽的功耗控制在一個合理的水平。
振蕩器8的振蕩頻率由振蕩器的電阻以及電容等參數(shù)決定，而這些參數(shù) 與半導體集成電路的工藝相關(guān)。在集成電路工藝實現(xiàn)中，電阻和電容都可能 存在較大的工藝偏差，這個工藝偏差使得時鐘發(fā)生器生成的時鐘信號可能與 設(shè)計時的參數(shù)有較大的偏差。
在工藝中可以使用一些精準度較高的電容和電阻來減少這個偏差，但是 這種辦法會顯著地增加芯片的成本。電路設(shè)計中，可以通過類似鎖相環(huán) (Phase-Lock Loop)的方法來動態(tài)校準時鐘，但是這種方法會在標簽中增加 過多的電路，增加標簽芯片成本。在協(xié)議中，可以在讀寫器和標簽每次通信 前都進行一次時鐘校準，但是這種方法消耗過多的通信時間，降低通信速度。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種對射頻身份識別標簽電路的振蕩器所產(chǎn)生 的時鐘信號進行校準的電路，使得標簽電路產(chǎn)生的時鐘信號能夠滿足射頻身 份識別協(xié)議的要求，正確地解碼讀寫器向標簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，并正確地向讀寫 器回發(fā)數(shù)據(jù)，同時控制標簽的功耗，提高標簽的讀寫距離。
為了達到上述目的，本實用新型提供一種對時鐘信號進行校準的射頻身 份識別標簽，該標簽與讀寫器之間通過信號連接；
讀寫器含有若干天線，標簽含有若干天線，讀寫器通過天線向標簽發(fā)出 命令，對標簽進行操作，標簽通過天線接收讀寫器發(fā)出的命令，并通過標簽 上的電路處理這些命令，把相應的數(shù)據(jù)通過天線回發(fā)給讀寫器；
所述的標簽包含有
信號解調(diào)電路，該信號解調(diào)電路通過電路連接天線的接口； 命令處理電路，該命令處理電路通過電路連接所述信號解調(diào)電路； 非易失存儲器，該非易失存儲器通過電路連接所述命令處理電路； 信號調(diào)制電路，該信號調(diào)制電路通過電路連接所述命令處理電路和天線 的接口；
整流電路，該整流電路分別通過電路連接所述天線的接口、信號解調(diào)電 路、命令處理電路、非易失存儲器和信號調(diào)制電路；
振蕩器電路，該振蕩器電路通過電路連接所述信號解調(diào)電路、命令處理200820154791.3
信號解調(diào)電路對由天線接收的射頻信號進行解調(diào)，命令處理電路對由信 號解調(diào)電路解調(diào)后得到的命令數(shù)據(jù)進行處理，非易失存儲器用來存儲標簽數(shù) 據(jù)，信號調(diào)制電路把需要回發(fā)給讀寫器的數(shù)據(jù)，按照一定的格式，調(diào)制成相 應的編碼形式，通過天線回發(fā)給讀寫器；振蕩器電路產(chǎn)生一個或者多個時鐘 信號，提供給標簽中的信號解調(diào)電路，命令處理電路，信號調(diào)制電路使用， 以完成對接收到的讀寫器發(fā)出的命令進行解碼，執(zhí)行命令規(guī)定的操作，以及 對回發(fā)的數(shù)據(jù)進行編碼等功能，整流電路對由天線接收的射頻信號進行整流， 產(chǎn)生電壓、電流，為標簽上的其它各個電路提供能量。
本實用新型的特點在于
所述的振蕩器電路包含電路連接的振蕩器和開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)； 所述的開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)中包含若干個開關(guān)S0， Sl， S2...，通過調(diào)節(jié)
這些開關(guān)的導通和斷開情況，來調(diào)節(jié)通過開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)的總電流；
所述的標簽中還包含電路連接所述非易失存儲器和振蕩器電路的易失型
存儲器；
所述的非易失存儲器中包含一個時鐘校準位段，所述的易失存儲器中也 包含一個時鐘校準位段，該易失存儲器中的時鐘校準位段可以控制開關(guān)電阻/ 電流網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)SO， Sl， S2，...，所述的時鐘校準位段包含若干比特位， 它的位數(shù)與開關(guān)SO， Sl， S2，…的個數(shù)相對應；
標簽把非易失存儲器的時鐘校準位段讀入到易失型存儲器的時鐘校準位 段中，通過易失型存儲器中的時鐘校準位段的邏輯電平為高或者為低，來控 制開關(guān)S0， Sl， S2，...的狀態(tài)為導通或者斷開，從而控制通過開關(guān)電阻/電 流網(wǎng)絡(luò)的電流，從而控制振蕩器的時鐘信號的頻率。
本實用新型使得射頻身份識別標簽電路在原有的對協(xié)議處理的電路的基 礎(chǔ)上，能夠方便地校準時鐘信號，使得標簽電路產(chǎn)生的時鐘信號能夠滿足射 頻身份識別協(xié)議的要求，正確地解碼讀寫器向標簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，并正確地向 讀寫器回發(fā)數(shù)據(jù)，同時控制標簽的功耗，提高標簽的讀寫距離。本實用新型 可以避免在集成電路工藝中采用精度高成本高的電阻或電容，從而有利于控 制標簽的成本。

圖1是背景技術(shù)中射頻身份識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是背景技術(shù)中標簽的電路圖3是本實用新型中標簽的電路圖4是本實用新型中振蕩器電路的電路圖5是本實用新型中開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)的電路圖6是本實用新型中倒T型開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)的電路圖7是本實用新型中由MOS管組成的開關(guān)電流網(wǎng)絡(luò)的電路圖8是本實用新型中標簽的結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
以下根據(jù)圖3 圖8，具體說明本實用新型的較佳實施方式
本實用新型提供一種對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，該標簽 2與讀寫器1之間通過信號連接；
讀寫器1含有一個或者多個天線3，標簽2含有一個或者多個天線4，讀 寫器1通過天線3向標簽2發(fā)出命令，對標簽2進行操作，標簽2通過天線 4接收讀寫器發(fā)出的命令，并通過標簽2上的電路處理這些命令，把相應的 數(shù)據(jù)通過天線4回發(fā)給讀寫器1;
如圖3所示，所述的標簽2包含有
信號解調(diào)電路5，該信號解調(diào)電路5通過電路連接天線4的接口； 命令處理電路6，該命令處理電路6通過電路連接所述信號解調(diào)電路5; 非易失存儲器7，該非易失存儲器7通過電路連接^f述命令處理電路6; 信號調(diào)制電路9，該信號調(diào)制電路9通過電路連接所述命令處理電路6 和天線4的接口；
整流電路10，該整流電路10分別通過電路連接所述天線4的接口、信 號解調(diào)電路5、命令處理電路6、非易失存儲器7和信號調(diào)制電路9;
振蕩器電路8,該振蕩器電路8通過電路連接所述信號解調(diào)電路5、命令 處理電路6、信號調(diào)制電路9和整流電路10;
信號解調(diào)電路5對由天線4接收的射頻信號進行解調(diào)，命令處理電路6 對由信號解調(diào)電路5解調(diào)后得到的命令數(shù)據(jù)進行處理，非易失存儲器7用來存儲標簽數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能是標簽的序列號(TID)，電子物品編碼數(shù)據(jù) (EPC)等，信號調(diào)制電路9把需要回發(fā)給讀寫器1的數(shù)據(jù)，按照一定的格 式，調(diào)制成相應的編碼形式，通過天線4回發(fā)給讀寫器1;振蕩器電路8產(chǎn) 生一個或者多個時鐘信號，提供給標簽2中的信號解調(diào)電路5，命令處理電 路6,信號調(diào)制電路9使用，以完成對接收到的讀寫器1發(fā)出的命令進行解 碼，執(zhí)行命令規(guī)定的操作，以及對回發(fā)的數(shù)據(jù)進行編碼等功能，整流電路10 對由天線4接收的射頻信號進行整流，產(chǎn)生電壓、電流，為標簽2上的其它 各個電路提供能量。
所述的非易失存儲器7是EEPROM (電可擦除只讀存儲器)，或者OTP (一次性可編程存儲器)，或者其它形式的存儲器；
本實用新型的特點在于
如圖4所示，所述的振蕩器電路8包含電路連接的振蕩器11和開關(guān)電阻 /龜流網(wǎng)絡(luò)12;
所述的振蕩器11是反向器組成的環(huán)形振蕩器，或者是各種形式的遲豫振 蕩器(如RC振蕩器)，或者是其它形式的振蕩器；
如圖5 圖7所示，所述的開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)12是開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)13(見 圖5)，或者是倒T型開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)14 (見圖6)，或者是由MOS管組成的 開關(guān)電流網(wǎng)絡(luò)15 (見圖7)，上述的開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)12中都包含有一個或 者多個開關(guān)S0， Sl， S2...，通過調(diào)節(jié)這些開關(guān)的導通和斷開情況，來調(diào)節(jié)通 過開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)13，或者倒T型開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)14，或者由MOS管組成的開 關(guān)電流網(wǎng)絡(luò)15的總電流；
如圖8所示，所述的標簽2中還包含電路連接所述非易失存儲器7和振 蕩器電路8的易失型存儲器17;
所述的易失型存儲器17 —般是指集成電路中的SRAM (靜態(tài)隨機存取 存儲器)或者寄存器；
所述的非易失存儲器7中包含一個時鐘校準位段16，所述的易失存儲器 17中也包含一個時鐘校準位段21，該易失存儲器17中的時鐘校準位段21 可以控制開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)12中的開關(guān)S0， Sl， S2，...，所述的時鐘校準 位段16和21是1個或者多個比特位，它的位數(shù)與開關(guān)SO， Sl， S2，...的個 數(shù)相對應；標簽2把非易失存儲器7的時鐘校準位段16讀入到易失型存儲器17的 時鐘校準位段21中，通過易失型存儲器17中的時鐘校準位段21的邏輯電平 為高或者為低，來控制開關(guān)SO， Sl， S2，…的狀態(tài)為導通或者斷開，從而控 制通過開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)12的電流，從而控制振蕩器的時鐘信號的頻率。
權(quán)利要求1. 一種對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，該標簽(2)與讀寫器(1)之間通過信號連接；所述的標簽(2)包含有若干個天線(4)；信號解調(diào)電路(5)，該信號解調(diào)電路(5)通過電路連接天線(4)的接口；命令處理電路(6)，該命令處理電路(6)通過電路連接所述信號解調(diào)電路(5)；非易失存儲器(7)，該非易失存儲器(7)通過電路連接所述命令處理電路(6)；信號調(diào)制電路(9)，該信號調(diào)制電路(9)通過電路連接所述命令處理電路(6)和天線(4)的接口；振蕩器電路(8)，該振蕩器電路(8)通過電路連接所述信號解調(diào)電路(5)、命令處理電路(6)、信號調(diào)制電路(9)和整流電路(10)；其特征在于所述的標簽(2)中還包含整流電路(10)，該整流電路(10)分別通過電路連接所述天線(4)的接口、信號解調(diào)電路(5)、命令處理電路(6)、非易失存儲器(7)和信號調(diào)制電路(9)；所述的振蕩器電路(8)包含電路連接的振蕩器(11)和開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)(12)；所述的標簽(2)中還包含電路連接所述非易失存儲器(7)和振蕩器電路(8)的易失型存儲器(17)。
2. 如權(quán)利要求1所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的讀寫器(O含有若干個天線(3)。
3. 如權(quán)利要求1所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的非易失存儲器(7)是電可擦除只讀存儲器，或者一次性可編 程存儲器。
4. 如權(quán)利要求1所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在于，所述的振蕩器(11)是反向器組成的環(huán)形振蕩器，或者是各種形式的 遲豫振蕩器。
5. 如權(quán)利要求1所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)(12)中包含有若干個開關(guān)(S0， Sl， S2...)。
6. 如權(quán)利要求5所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)(12)是開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)(13)，或者是倒T 型開關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)(14)，或者是由MOS管組成的開關(guān)電流網(wǎng)絡(luò)(15)。
7. 如權(quán)利要求1所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的非易失存儲器(7)中包含一個時鐘校準位段(16)，所述的易 失存儲器(17)中也包含一個時鐘校準位段(21)，該易失存儲器(17) 中的時鐘校準位段(21)可以控制開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)(12)中的開關(guān)(SO， Sl， S2，…)。
8. 如權(quán)利要求7所述的對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，其特征在 于，所述的時鐘校準位段(16和21)包含若干個比特位，它的位數(shù)與開 關(guān)(SO， Sl， S2，...)的個數(shù)相對應。
專利摘要一種對時鐘信號進行校準的射頻身份識別標簽，包含電路連接的信號解調(diào)電路、命令處理電路、非易失存儲器、信號調(diào)制電路、整流電路和振蕩器電路，還包含整流電路和易失型存儲器，振蕩器電路包含電路連接的振蕩器和開關(guān)電阻/電流網(wǎng)絡(luò)。本實用新型使得標簽電路產(chǎn)生的時鐘信號能夠滿足射頻身份識別協(xié)議的要求，正確地解碼讀寫器向標簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，并正確地向讀寫器回發(fā)數(shù)據(jù)，同時控制標簽的功耗，提高標簽的讀寫距離。
文檔編號G06K19/073GK201285555SQ20082015479
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者寧兆熙, 綱 張, 清 李, 磊 王, 羅恰嗣 申請人:上海復旦微電子股份有限公司