專利名稱：一種rfid標簽的防沖突電路及其實現方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種防沖突電路及實現方法，尤其是一種RFID標簽的防沖突電路及其實現方法。
背景技術：
RFID,射頻識別技術是一種非接觸的自動識別技術。一個RFID系統由閱讀器、標簽芯片、天線以及中間件組成。當有多個電子標簽進入一個或多個閱讀器的感應區(qū)域的時候，閱讀器與多個標簽的同時通信會使得無線通信信號互相干擾，以致閱讀器無法接收到正確的信息，這種情況被稱為“沖突”。為了避免沖突的影響，RFID系統定義了一系列當沖突發(fā)生時的操作，以實現選擇性地對單個電子標簽進行操作。RFID標簽芯片的防沖突電路，就是RFID系統中實現防沖突功能標簽方的核心部分。它實現UID (RFID標簽唯一標識符)的匹配及斷字節(jié)UID的掩膜匹配，返回沖突位及剩余UID等功能，保證閱讀器端能正確識別碰撞發(fā)生的情況及各芯片的UID沖突情況，實現正確的防沖突處理。RFID標簽芯片的防沖突電路實現的是UID碰撞的沖突處理，必然涉及到對UID進行匹配判斷。然而，一般來說，RFID標簽芯片的UID位數較多，如符合IS0/IEC15693協議的標簽芯片的UID有64位，符合IS0/IEC14443協議的標簽芯片有32、56、80位不等。在進行防沖突處理時，RFID標簽芯片的防沖突電路要根據收到的UID掩模值來決定當前要進行防沖突的UID的匹配位數，并根據比較結果返回剩余UID值。這樣，在進行數據操作時，就涉及到多位數的比較，多位數的選擇等操作。按照常規(guī)的方法，RFID標簽芯片的防沖突電路會定義一個多位寄存器組，將UID 的所有位數都放在里面，實現各種操作。但是，這樣的設計，由于使用了大量的寄存器，加大了硬件電路的面積，在進行數據傳輸等操作時，寄存器組里面所有的寄存器會同時發(fā)生翻轉，這會產生極大的瞬態(tài)功耗。而芯片電路面積和功耗卻又是RFID標簽芯片的兩個重要因素，因此，傳統的RFID標簽芯片防沖突硬件電路，在設計上很大程度上制約了 RFID標簽芯片性能的提升，以及芯片制造成本的降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的提供一種能降低寄存器數目和同時翻轉數的RFID標簽的防沖突電路。本發(fā)明一種RFID標簽的防沖突電路，包括用于分別輸入UID值、掩膜值和掩膜長度值的三個信號輸入端，用于分別輸出匹配結束信號值、匹配結果值和剩余UID值的三個信號輸出端，以及控制模塊、匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊；
計算模塊根據輸入的掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數和剩余的UID值位數，以及在匹配操作中根據匹配結果計算決定匹配的級別；
3匹配級選擇模塊，按照預設的匹配位數和匹配的級別，在進行每一級匹配時，每次以預設的匹配位數作為一個基本單位位數，逐次選取UID值和掩膜值中對應位數的值；
匹配模塊在每級匹配時，對選取的UID值和掩膜值中對應位數的值進行匹配比對，得出當前級匹配結果；
剩余UID返回模塊根據計算出的剩余UID值位數，選擇相應的剩余UID值； 控制模塊用于對匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊進行運行控制，根據運行結果，對匹配結束信號值和匹配結果值輸出端進行置位，以及對剩余UID值輸出端進行賦值。進一步，預設的匹配位數為8位。進一步，匹配模塊包括一個8位的寄存器組、一個8位的比較器和周邊信號傳送電路。進一步，匹配級選擇模塊包括一個寄存器組和一個8位選擇電路。本發(fā)明的另一個目的是提供一種可降低寄存器數目和同時翻轉數的RFID標簽的防沖突電路實現方法。本發(fā)明一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，包括以下步驟
51、根據掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數和剩余的UID值位數；
52、按照預設的匹配位數，以匹配位數為一個基本單位位數，對UID值和掩膜值中均逐次選取一個基本單位位數的值進行多級匹配比對，判斷每級是否匹配，若否則停止匹配，返回匹配失敗信號；若是則繼續(xù)下一級匹配，直到匹配比對完的總次數等于匹配的總級數，匹配成功，返回匹配成功信號和剩余的UID值。進一步，預設的匹配位數是8位。進一步，在步驟S2中，對掩膜長度值除以預設的匹配位數的所得值進行上取整處理，即得UID值和掩膜值進行匹配的總級數。進一步，在步驟S2中，在進行最后一級匹配時，若剩余待匹配的位數少于一個基本單位位數，則只比對剩余待匹配位數。本發(fā)明的一個有益效果是本發(fā)明一種RFID標簽的防沖突電路，在防沖突過程中，改變了現有的定義多位寄存器，將UID的所有位數都放在里面，進行匹配操作的方式， 而是對RFID標簽的UID值進行多級匹配，采用一個匹配模塊對每次選取的位數進行匹配比對，從而不僅大大減少了寄存器使用的數目，而且還減少了寄存器同時翻轉的個數，大大降低了 RFID標簽芯片電路的功耗，節(jié)省了芯片電路面積。本發(fā)明的另一個有益效果是本發(fā)明一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，通過采用多級匹配的方法，對UID值進行一級級匹配比對，較現有的防沖突電路，減少了不必要的匹配操作，不僅大大減少了寄存器使用的數目，節(jié)省了芯片電路面積，還減少了寄存器同時翻轉的個數，從而大大降低了 RFID標簽芯片電路的功耗。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明
圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種RFID標簽的防沖突電路的結構示意圖；圖2是本發(fā)明第二實施例提供的一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法流程圖； 圖3是本發(fā)明第三實施例提供的一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法示意圖。
具體實施例方式參照圖1，實施例一提供的一種RFID標簽的防沖突電路，有三個信號輸入端和三個信號輸出端(對電源、復位及時鐘等必備信號端進行了忽略)。輸入信號分別是UID值、 掩膜值(Maskjalue)及掩膜長度值(Maskjength)。輸出信號分別是匹配結束信號值 (Anti_over)、匹配結果值(Anti_ok)及剩余UID值(UID_rest)。匹配操作結束時，Anti_ over置位為1，產生一個正脈沖，告知外部邏輯，匹配操作已經完成。若匹配成功，則Anti_ ok被置位為1，同時，更新UID_rest的值。若匹配失敗，則Anti_ok被清零，同時清零UID_ rest ο內部電路結構包括控制模塊、匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊。其中，計算模塊根據輸入的掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出 UID值和掩膜值進行匹配的總級數和剩余的UID值位數，以及在匹配操作中根據匹配結果計算決定匹配的級別。作為優(yōu)選的，預設的匹配位數是8位。匹配級選擇模塊，按照預設的匹配位數和匹配的級別，在進行每一級匹配時，每次以8位作為一個基本單位位數，逐次選取UID值和掩膜值中對應8位的值。具體電路設計時，匹配級選擇模塊包括一個寄存器組和一個8位選擇電路，寄存器的個數為3到4個。匹配模塊在每級匹配時，對選取的UID值和掩膜值中對應8位的值進行匹配比對， 得出當前級匹配結果。具體電路設計時，匹配模塊包括一個8位的寄存器組、一個8位的比較器和周邊信號傳送電路。剩余UID返回模塊根據計算出的剩余UID值位數，選擇相應的剩余UID值?？刂颇K用于對匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊進行運行控制，根據運行結果，對匹配信號值和匹配結果值輸出端進行置位，以及對剩余UID值輸出端進行賦值。參照圖2，實施例二提供的一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，包括以下步驟
根據掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數N和剩余的UID值位數。按照預設的匹配位數，以匹配位數為一個基本單位位數，對UID值和掩膜值中均逐次選取一個基本單位位數的值進行多級匹配比對，判斷每級是否匹配，若否則停止匹配， 返回匹配失敗信號；若是則繼續(xù)下一級匹配，直到匹配比對完的總次數等于匹配的總級數， 匹配成功，返回匹配成功信號和剩余的UID值。在本實施例中，優(yōu)選的，預設的匹配位數是8位。對掩膜長度值除以預設的匹配位數的所得值進行上取整處理，即得UID值和掩膜值進行匹配的總級數N。如掩膜長度值是20，預設的匹配位數是8位，20除以8所得為2. 5， 對該結果進行上取整處理為3，得到匹配的總級數是3。在進行最后一級匹配時，若剩余待匹配的位數少于一個基本單位位數，則只比對剩余待匹配位數。在當前級匹配失敗時，Anti_0Ver置位為1，產生一個正脈沖，告知外部邏輯，匹配操作已經完成。Anti_ok被清零，同時清零UID_rest。當匹配進行到最后一級，匹配成功時，Anti_over置位為1，產生一個正脈沖，告知外部邏輯，匹配操作已經完成。Anti_ok置位為1，同時，更新UID_rest的值。參照圖3，實施例三以UID值輸入端輸入的UID值是64位，為 0x0123456789abCdef，掩膜值輸入端輸入的掩膜值是M位，為0x012340，掩膜長度值輸入端輸入的掩膜長度值為0x13，預設的匹配位數是8位，對本發(fā)明進行詳細說明。防沖突電路啟動操作后，根據掩膜長度值0x13,0x13=19，19除以8所得進行上取整后為3，即進行匹配的總級別N=3 ；UID值位數與掩膜長度值進行相減，得到UID值剩余位數是 64-19=45。進行第一級匹配，i=l,匹配級選擇模塊將UID值的第一個字節(jié)0x01和掩膜值的第一個字節(jié)0x01取出送入匹配模塊進行匹配比對。經過匹配模塊匹配，發(fā)現兩者一致?？刂颇K根據匹配一致結果，判斷當前級匹配通過，控制計算模塊進行級數調整i=2，判斷得到i < N，控制模塊控制繼續(xù)進行匹配。進行第二級匹配，i=2,匹配級選擇模塊將UID值的第二個字節(jié)0x23和掩膜值的第二個字節(jié)0x23取出送入匹配模塊進行匹配比對。經過匹配模塊匹配，發(fā)現兩者一致?？刂颇K根據匹配一致結果，判斷當前級匹配通過，控制計算模塊進行級數調整i=3，判斷得到i=N，控制模塊控制繼續(xù)進行匹配。進行第三級匹配，i=3,匹配級選擇模塊將UID值的第三個字節(jié)0x45 (01000101) 和掩膜值的第三個字節(jié)0x40 (01000000)取出送入匹配模塊進行匹配比對。由于在該最后一級匹配時，剩余的待匹配位數只有19-2*8=3位，因此，在該級匹配操作中，只比對010這前三位，發(fā)現兩者一致。控制模塊根據匹配一致結果，控制計算模塊進行級數調整i=4，判斷得到i > N，匹配結束，匹配結果成功。在控制模塊控制下，Anti_over置位為1，產生一個正脈沖，告知外部邏輯，匹配操作已經完成；Anti_ok被置位為1 ；剩余UID返回模塊根據計算出的剩余UID值位數，選擇相應的剩余 UID 值賦值 UID_rest,即返回的 UID_rest 為{5，bOOlOl, 40，h6789abcdef}。以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求
1.一種RFID標簽的防沖突電路，其特征在于所述防沖突電路包括用于分別輸入UID 值、掩膜值和掩膜長度值的三個信號輸入端，用于分別輸出匹配結束信號值、匹配結果值和剩余UID值的三個信號輸出端，以及控制模塊、匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊；所述計算模塊根據輸入的掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數和剩余的UID值位數，以及在匹配操作中根據匹配結果計算決定匹配的級別；所述匹配級選擇模塊，按照預設的匹配位數和匹配的級別，在進行每一級匹配時，每次以預設的匹配位數作為一個基本單位位數，逐次選取UID值和掩膜值中對應位數的值；所述匹配模塊在每級匹配時，對選取的UID值和掩膜值中對應位數的值進行匹配比對，得出當前級匹配結果；所述剩余UID返回模塊根據計算出的剩余UID值位數，選擇相應的剩余UID值；所述控制模塊用于對匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊進行運行控制，根據運行結果，對匹配結束信號值和匹配結果值輸出端進行置位，以及對剩余 UID值輸出端進行賦值。
2.根據權利要求1所述的一種RFID標簽的防沖突電路，其特征在于所述預設的匹配位數為8位。
3.根據權利要求2所述的一種RFID標簽的防沖突電路，其特征在于所述匹配模塊包括一個8位的寄存器組、一個8位的比較器和周邊信號傳送電路。
4.根據權利要求2所述的一種RFID標簽的防沖突電路，其特征在于所述匹配級選擇模塊包括一個寄存器組和一個8位選擇電路。
5.一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，其特征在于包括以下步驟51、根據掩膜長度值、輸入UID值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數和剩余的UID值位數；52、按照預設的匹配位數，以匹配位數為一個基本單位位數，對UID值和掩膜值中均逐次選取一個基本單位位數的值進行多級匹配比對，判斷每級是否匹配，若否則停止匹配，返回匹配失敗信號；若是則繼續(xù)下一級匹配，直到匹配比對完的總次數等于匹配的總級數，匹配成功，返回匹配成功信號和剩余的UID值。
6.根據權利要求5所述的一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，其特征在于所述預設的匹配位數是8位。
7.根據權利要求5所述一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，其特征在于在所述步驟S2中，對掩膜長度值除以預設的匹配位數的所得值進行上取整處理，即得UID值和掩膜值進行匹配的總級數。
8.根據權利要求5所述的一種RFID標簽的防沖突電路的實現方法，其特征在于在所述步驟S2中，在進行最后一級匹配時，若剩余待匹配的位數少于一個基本單位位數，則只比對剩余待匹配位數。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RFID標簽的防沖突電路及其實現方法。防沖突電路包括UID值、掩膜值和掩膜長度值三個信號輸入端，匹配結束信號值、匹配結果值和剩余UID值三個信號輸出端，以及控制模塊、匹配模塊、匹配級選擇模塊、剩余UID返回模塊和計算模塊。實現方法為根據掩膜長度值和預設的匹配位數，計算出UID值和掩膜值進行匹配的總級數；以匹配位數為一個基本單位位數，對UID值和掩膜值中均逐次選取一個基本單位位數的值進行多級匹配比對。本發(fā)明采用對UID值進行多級匹配的方法，減少了RFID標簽的防沖突電路中寄存器使用的數目，不僅節(jié)省了芯片電路面積，還減少了寄存器同時翻轉的個數，從而大大降低了RFID標簽芯片電路的功耗。本發(fā)明適用于RFID系統領域。
文檔編號G06K19/073GK102411721SQ201110444128
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者丁一, 王德明, 胡建國, 譚洪舟, 鄭俊輝, 陳宇 申請人:廣州中大微電子有限公司