專利名稱：具有nfc和uhf操作模式的無(wú)觸點(diǎn)集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能通過(guò)電感稱合或電場(chǎng)稱合與其它設(shè)備通信的RFID(Radio FequencyI dent i fi cat i on,無(wú)線射頻識(shí)別)無(wú)觸點(diǎn)集成電路。
背景技術(shù)：
通過(guò)電感耦合操作的RFID集成電路可以是標(biāo)簽(tag)類型或標(biāo)簽讀取器類型。圖1示意性地示出通過(guò)電感耦合操作的標(biāo)簽集成電路RFTG。集成電路RFTG連接到天線電路3并且包括調(diào)制電路RLM，解調(diào)電路RTD，供電電路PMU和連接到電路RTD和RLM的處理電路RTDU。天線電路3調(diào)諧到大約13. 56MHz的諧振頻率并且包括一個(gè)或多個(gè)線圈AC和并聯(lián)到線圈AC的調(diào)諧電容Cp。天線電路連接在電路RLM，RTD和PMU的輸入和電路RFTG的接地Gnd之間。供電電路PMU —般包括二極管整流電路，以當(dāng)集成電路受到由RFID標(biāo)簽讀取器發(fā)射的交變磁場(chǎng)時(shí)，從橫過(guò)天線電路上出現(xiàn)的電壓提供供電電壓。調(diào)制電路RLM生成負(fù)載調(diào)制副載波(sub-carrier)，該負(fù)載調(diào)制副載波被結(jié)合到由處理電路RTDU提供的將要發(fā)射的數(shù)據(jù)。解調(diào)電路RTD —般通過(guò)調(diào)制發(fā)射的磁場(chǎng)的幅度，從由天線電路3接收到的信號(hào)中提取由RFID讀取器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。電路RTD傳輸解調(diào)數(shù)據(jù)到處理電路RTDU。處理電路RTDU一般包括連接到易失和非易失存儲(chǔ)器的處理單元。標(biāo)簽電路RFTG例如可以用于支付或訪問(wèn)控制卡，或例如護(hù)照或身份證的識(shí)別文件中。圖2示意性地示出通過(guò)電感耦合操作的讀取器RFRD的集成電路。集成電路RFRD包括連接到天線電路2的兩個(gè)終端RX，TX，接地端Gnd，供電端Vcc，處理電路RRDU，連接到終端TX和電路RRDU之間的調(diào)制電路RRM，連接到終端RX和電路RRDU之間的解調(diào)電路RRD。天線電路2包括連接到電路RFRD的接地端Gnd的第一終端，和連接到終端RX和TX的第二終端。天線電路2也調(diào)諧到大約13. 56MHz的諧振頻率并且包括一個(gè)或多個(gè)線圈ACl和并聯(lián)到線圈ACl的調(diào)諧電容Cpl。處理電路RRDU —般包括連接到易失和非易失存儲(chǔ)器的處理單元且可連接到其它電路。讀取器電路RFRD例如可以用于訪問(wèn)控制讀取器或支付終端。近來(lái),近場(chǎng)通信技術(shù)NFC(Near Field Communication)也已發(fā)展,其允許同樣的集成電路在讀取器模式或卡仿真模式操作，在該讀取器模式或卡仿真模式中該集成電路仿真可能與RFID讀取器或其它NFC電路通信的RFID標(biāo)簽。為此，這樣的集成電路集合了連接到天線電路2的圖1和圖2中的電路RFTG和RFRD。因而，圖3示意性地示出NFC元件，該NFC元件被稱為NFCC，包括電路RFTG和RFRD。NFCC元件也包括供電端Vcc和接地端Gnd。天線電路2連接到電路RRD，RRM, RTD, RLM和PMU0由電路NFCC的處理電路RTDU和RRDU執(zhí)行的功能可以由單個(gè)處理電路執(zhí)行。經(jīng)由讀取器發(fā)射的在標(biāo)準(zhǔn)頻率13. 56MHz的交變磁場(chǎng)，使用RFID或NFC技術(shù)交換數(shù)據(jù)由在讀取器的天線線圈和標(biāo)簽的天線線圈之間的感應(yīng)耦合執(zhí)行。讀取器類型的電路需要大天線線圈，2cm左右的讀取距離要大約12cm2，這對(duì)于假如電路要被集成到另一個(gè)例如移動(dòng)電話的系統(tǒng)中是明顯的約束。另外，也存在其它基于在兩個(gè)天線之間的電耦合的無(wú)觸點(diǎn)標(biāo)簽技術(shù)，例如UHF技術(shù)。該技術(shù)使得達(dá)到幾米距離的讀取成為可能。由UHF標(biāo)簽技術(shù)使用的頻帶(860至960MHz)允許使用比NFC天線線圈更小的天線。UHF標(biāo)簽一般以無(wú)源方式(passiveway)發(fā)射數(shù)據(jù)，該無(wú)源方式在調(diào)制UHF標(biāo)簽的天線的反射系數(shù)中使用被稱為“后向散射(backscattering)”的逆向調(diào)制(retromodulation)技術(shù)。UHF標(biāo)簽也由UHF讀取器發(fā)射的電場(chǎng)供電。UHF技術(shù)主要應(yīng)用于生產(chǎn)和物流中的可追溯性領(lǐng)域，也用于監(jiān)控商店中出售的物品。圖4示意性的示出UHF標(biāo)簽的集成電路，稱為UHTG。UHTG電路包括連接到天線UAl的調(diào)制電路UBSM、解調(diào)電路UTD和供電電路PMU0電路UBSM和UTD連接到處理電路UTDU。圖5示意性地示出UHF讀取器電路，稱為UHRD。UHRD電路包括調(diào)制電路URM和解調(diào)電路URD。URM電路由終端TX可能經(jīng)由放大電路PA連接到天線UA2。電路URD由終端RX經(jīng)由帶通濾波器BPF連接到天線。電路UHRD在端Vcc和Gnd之間被供電。在專利申請(qǐng)WO 2004/034317 (或者US2005/0186904)中，建議在同樣的標(biāo)簽電路中，結(jié)合由電感耦合和電耦合操作的電路。圖6示意性地示出稱為RUTG的標(biāo)簽電路。標(biāo)簽電路RUTG連接到UHF天線UAl和HF天線電路3。電路RUTG包括連接到天線電路3的HF調(diào)制和解調(diào)電路RLM、RTD，連接到天線UAl的UHF調(diào)制和解調(diào)電路UBSM、UTD，和連接到調(diào)制電路RLM、UBSM和解調(diào)電路RTD、UTD的處理電路RUDU。電路RUTG也包括連接到天線UAl和天線電路3的供電電路PMUI。用于結(jié)合NFC和UHF技術(shù)的裝置是必需的，特別是由于UHF技術(shù)提供的長(zhǎng)距離而需要提供的新應(yīng)用。然而，將HF和UHF調(diào)制和解調(diào)電路集成到相同的元件導(dǎo)致元件具有相對(duì)顯著的尺寸。因而有必要減少該元件的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例涉及無(wú)觸點(diǎn)集成電路，包括被配置成連接到HF天線電路以在讀取器模式通過(guò)電感耦合發(fā)射和接收HF信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)電路，被配置成連接到UHF天線以在讀取器模式通過(guò)電耦合發(fā)射和接收UHF信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)電路，和連接到調(diào)制和解調(diào)電路并被配置成提供要被發(fā)射到調(diào)制電路的數(shù)據(jù)和處理由解調(diào)電路傳輸?shù)慕邮盏降男盘?hào)的數(shù)據(jù)處理電路，該解調(diào)電路包括平等地處理由UHF天線和HF天線電路接收到的信號(hào)的公共解調(diào)電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路包括被配置成連接到HF天線電路以在標(biāo)簽?zāi)Ｊ酵ㄟ^(guò)電感耦合發(fā)射HF信號(hào)的調(diào)制電路，被配置成連接到UHF天線以在標(biāo)簽?zāi)Ｊ酵ㄟ^(guò)電耦合發(fā)射UHF信號(hào)的調(diào)制電路，該公共解調(diào)電路被配置成平等地處理在讀取器和標(biāo)簽?zāi)Ｊ街薪邮盏降男盘?hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，公共解調(diào)電路包括將由UHF天線接收到的UHF信號(hào)轉(zhuǎn)換成在HF載波頻率調(diào)制的信號(hào)的變頻器電路，轉(zhuǎn)換的UHF信號(hào)和由HF天線電路接收的信號(hào)由同一個(gè)解調(diào)電路解調(diào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，變頻器電路包括被配置以生成振蕩器信號(hào)的本機(jī)振蕩器，該振蕩器信號(hào)的頻率與用于調(diào)制UHF信號(hào)的UHF載波頻率有差異，但與HF載波頻率相等，和用于混合接收到的UHF信號(hào)和該振蕩器信號(hào)的混頻器電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，公共解調(diào)電路包括連接到UHF天線的第一包絡(luò)檢波電路和連接到HF天線電路的第二包絡(luò)檢波電路，第一和第二包絡(luò)檢波電路連接到相同的信號(hào)解碼電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包絡(luò)檢波電路執(zhí)行相位檢測(cè)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，公共解調(diào)電路包括連接到UHF天線且從接收到的UHF信號(hào)提供包絡(luò)信號(hào)的第一包絡(luò)檢波電路，和用于使用包絡(luò)信號(hào)在HF頻率調(diào)制HF載波信號(hào)的調(diào)制電路，該調(diào)制后的包絡(luò)信號(hào)提供給HF信號(hào)解調(diào)電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，HF載波由HF調(diào)制電路生成，該HF調(diào)制電路被提供用于調(diào)制由HF天線電路將要發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路包括被配置成整流每個(gè)HF和UHF接收到的信號(hào)并且在缺乏外部供電時(shí)，從該整流信號(hào)生成集成電路的供電電壓的供電電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路被配置成在標(biāo)簽和讀取器模式中遵守IS014443的類型A或B，IS015693和IS0180006的類型A，B或C的標(biāo)準(zhǔn)中的至少一種發(fā)射和接收信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路包括指示是否在UHF讀取器模式中可啟動(dòng)通信的禁止信號(hào)的輸入端。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路包括用于生成HF和UHF載波信號(hào)的外部時(shí)鐘信號(hào)的輸入端。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集成電路包括在UHF讀取器模式中，以調(diào)制的UHF無(wú)線電信號(hào)形式發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端。本發(fā)明的實(shí)施例涉及的裝置包括具有UHF天線的GSM收發(fā)器，耦合到GSM收發(fā)器的時(shí)鐘發(fā)生器，被配置成通過(guò)GSM收發(fā)器的方式連接到GSM網(wǎng)絡(luò)的處理器，該GSM收發(fā)器包括根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路，該集成電路連接到HF天線電路。根據(jù)一實(shí)施例，集成電路包括用于接收UHF信號(hào)且連接到GSM收發(fā)器的天線的終端，和指示是否在UHF讀取器模式中可啟動(dòng)通信的禁止信號(hào)的輸入端，該輸入端從處理器接收指示GSM收發(fā)器是否到GSM網(wǎng)絡(luò)的連接是活動(dòng)的活動(dòng)信號(hào)。根據(jù)一實(shí)施例，集成電路包括在UHF讀取器模式要發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端，連接到處理器以發(fā)射由GSM收發(fā)器調(diào)制的UHF無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端。根據(jù)一實(shí)施例，集成電路包括用于接收UHF信號(hào)且連接到GSM收發(fā)器的天線的終端，被配置成當(dāng)活動(dòng)信號(hào)指示GSM發(fā)送器到GSM網(wǎng)絡(luò)的連接為活動(dòng)時(shí)，由低阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦杩沟慕邮战K端。根據(jù)一實(shí)施例，集成電路包括用于生成HF和UHF載波信號(hào)的外部時(shí)鐘信號(hào)的輸入端，時(shí)鐘信號(hào)的輸入端連接到時(shí)鐘發(fā)生器。根據(jù)一實(shí)施例，集成電路包括用于接收UHF信號(hào)且連接到不同于GSM收發(fā)器的UHF天線的UHF天線的終端。


本發(fā)明的實(shí)施例將會(huì)在下文中相關(guān)但不局限于附圖進(jìn)行闡述，其中圖1示意性地示出HF標(biāo)簽集成電路；圖2如前所述,示意性地示出HF讀取器集成電路；圖3如前所述,示意性地示出NFC元件；
圖4如前所述,示意性地示出UHF標(biāo)簽；圖5如前所述,示意性地示出UHF讀取器；圖6示意性地示出HF/UHF標(biāo)簽電路；圖7示意性地示出根據(jù)一實(shí)施例的NFC/UHF元件；圖8示意性地示出根據(jù)一實(shí)施例的NFC/UHF元件的解調(diào)電路；圖9示出功率頻譜；圖10示意性地示出根據(jù)另一實(shí)施例的NFC/UHF元件的解調(diào)電路；圖11A，11B，11C示出解調(diào)電路的信號(hào)的計(jì)時(shí)圖；圖12至16示意性地示出根據(jù)不同的實(shí)施例，NFC/UHF元件的解調(diào)電路；圖17至19示意性地示出根據(jù)不同的實(shí)施例,集成有NFC/UHF元件的移動(dòng)電話；圖20示意性地示出根據(jù)另一實(shí)施例的NFC/UHF元件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例是基于HF和UHF物理層的比較，對(duì)于HF物理層為標(biāo)準(zhǔn)IS014443，類型A和B以及標(biāo)準(zhǔn)IS015693中的描述，對(duì)于UHF物理層為IS018000-6類型A，B和C(EPCGen2)中的描述。HF和UHF物理層的各種參數(shù)總結(jié)在下述表格中表I
權(quán)利要求
1.一種無(wú)觸點(diǎn)集成電路，包括調(diào)制和解調(diào)電路(RRM，UHRC)，被配置成連接到HF天線電路(I)以在讀取器模式中，通過(guò)電感耦合發(fā)射和接收HF信號(hào)，調(diào)制和解調(diào)電路(URM，UHRC)，被配置成連接到UHF天線(UA，Al)以在讀取器模式中，通過(guò)電耦合發(fā)射和接收UHF信號(hào)，數(shù)據(jù)處理電路(DPU)，連接到所述調(diào)制和解調(diào)電路并且被配置成提供要發(fā)射的數(shù)據(jù)給所述調(diào)制電路并處理由所述解調(diào)電路傳輸?shù)慕邮盏降男盘?hào)，所述解調(diào)電路包括公共解調(diào)電路(UHRC)以平等處理由所述UHF天線和所述HF天線電路接收到的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1的集成電路，包括被配置成連接到HF天線電路(I)以在標(biāo)簽?zāi)Ｊ街型ㄟ^(guò)電感耦合發(fā)射HF信號(hào)的調(diào)制電路(RLM)，和被配置成連接到所述UHF天線(UA，Al)以在標(biāo)簽?zāi)Ｊ街型ㄟ^(guò)電耦合發(fā)射UHF信號(hào)的調(diào)制電路(UBSM)，所述公共解調(diào)電路(UHRC)被配置成平等處理在所述讀取器和標(biāo)簽?zāi)Ｊ街薪邮盏降男盘?hào)。
3.如權(quán)利要求1或2的集成電路，其中所述公共解調(diào)電路(UHRC，UHRl,UHR2)包括變頻器電路(FDCV，F(xiàn)DCI, FDC2)以將由所述UHF天線(UA)接收到的UHF信號(hào)轉(zhuǎn)換成在HF載波頻率(FO)調(diào)制的信號(hào)，被轉(zhuǎn)換的所述UHF信號(hào)和由所述HF天線電路(I)接收到的所述信號(hào)由同一個(gè)解調(diào)電路(RRD )解調(diào)。
4.如權(quán)利要求3的集成電路，其中所述變頻器電路(FDCV)包括被配置以生成振蕩器信號(hào)的本機(jī)振蕩器(L0)，所述振蕩器信號(hào)的頻率(F2)與用于調(diào)制所述UHF信號(hào)的UHF載波頻率(Fl)有差異，與所述HF載波頻率(FO)相等，以及用于混合所述接收到的UHF信號(hào)(US) 和所述振蕩器信號(hào)的混頻器電路(FM)。
5.如權(quán)利要求1至4其中之一的集成電路，其中所述公共解調(diào)電路(UHR3)包括連接到所述UHF天線(UA)的第一包絡(luò)檢波電路(UTED，UTDl，UTD2)和連接到所述HF天線電路(I) 的第二包絡(luò)檢波電路(RTED，RTD1，RTD2)，所述第一和第二包絡(luò)檢波電路連接到同一個(gè)信號(hào)解碼電路(DOT)。
6.如權(quán)利要求5的集成電路，其中所述包絡(luò)檢波電路(UTD2，RTD2)執(zhí)行相位檢測(cè)。
7.如權(quán)利要求1至5其中之一的集成電路，其中所述公共解調(diào)電路(UHR1，UHR2)包括連接到所述UHF天線(UA)且從接收到的UHF信號(hào)(US)提供包絡(luò)信號(hào)(ES)的第一包絡(luò)檢波電路(UTED)，和用于在HF頻率(FO)和包絡(luò)信號(hào)調(diào)制HF載波信號(hào)的調(diào)制電路(FMl )，所述調(diào)制后的包絡(luò)信號(hào)提供給HF信號(hào)解調(diào)電路(RRD)。
8.如權(quán)利要求7的集成電路，其中所述HF載波(FO)由HF調(diào)制電路(RRM)生成，該HF 調(diào)制電路(RRM)用于調(diào)制由所述HF天線電路(I)將要發(fā)射的數(shù)據(jù)信<號(hào)。
9.如權(quán)利要求1至8其中之一的集成電路，包括供電電路(B0PU)，該供電電路(BOPU) 被配置成整流每個(gè)HF和UHF接收到的信號(hào)，并且在缺乏外部供電時(shí)，從所述整流信號(hào)生成所述集成電路的供電電壓。
10.如權(quán)利要求1至9其中之一的集成電路，被配置成在標(biāo)簽和讀取器模式中，遵守 IS014443的類型A或B，IS015693和IS0180006的類型A，B或C中的至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射和接收信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1至10其中之一的集成電路，包括指示是否在UHF讀取器模式中建立通信的禁止信號(hào)(CKON)的輸入端(CE)。
12.如權(quán)利要求1至11其中之一的集成電路，包括用于生成HF和UHF載波信號(hào)的外部時(shí)鐘信號(hào)(CK)的輸入端(Eck)。
13.如權(quán)利要求1至12其中之一的集成電路，包括在UHF讀取器模式中，以調(diào)制的UHF無(wú)線電信號(hào)形式將要發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端(DX)。
14.一種裝置(邢，邢1，邢2)，包括: 具有UHF天線(Al)的GSM收發(fā)器(TRX)， 耦合到所述GSM收發(fā)器的時(shí)鐘發(fā)生器(CKG)， 被配置成通過(guò)所述GSM收發(fā)器的方式連接到GSM網(wǎng)絡(luò)的處理器(BBP)， 包括根據(jù)權(quán)利要求1至13其中之一的集成電路(URRT，URTl )，所述集成電路連接到HF天線電路(I)。
15.如權(quán)利要求14的裝置，其中所述集成電路(URRT，URTl)包括用于接收UHF信號(hào)且連接到所述GSM收發(fā)器(TRX)的所述天線(Al)的終端(RX)，以及指示是否在UHF讀取器模式中建立通信的禁止信號(hào)(CKON)的輸入端(CE)，所述輸入端從所述處理器(BBP)接收指示是否所述GSM收發(fā)器到所述GSM網(wǎng)絡(luò)的連接是活動(dòng)的活動(dòng)信號(hào)(CK0N)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中所述集成電路(URTl)包括在UHF讀取器模式中將要發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端(DX)，連接到所述處理器(BBP)以發(fā)射由所述GSM收發(fā)器(TRX)調(diào)制的UHF無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出端。
17.如權(quán)利要求15和16其中之一的裝置，其中所述集成電路(URRT，URT1)包括用于接收UHF信號(hào)且連接到所述GSM收發(fā)器(TRX)的所述天線(Al)的終端(RX)，被配置成當(dāng)活動(dòng)信號(hào)(CKON)指示所述GSM收發(fā)器到所述GSM網(wǎng)絡(luò)的連接是活動(dòng)的時(shí)，由低阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦杩沟慕邮芙K端。
18.如權(quán)利要求14至17其中之一的裝置，其中所述集成電路(URRT)包括用于生成HF和UHF載波信號(hào)的外部時(shí)鐘信號(hào)(CK)的輸入端(Eck)，所述時(shí)鐘信號(hào)的輸入端連接到所述時(shí)鐘發(fā)生器(CKG)。
19.如權(quán)利要求14的裝置，其中所述集成電路(URRT)包括用于接收UHF信號(hào)且連接到不同于所述GSM收發(fā)器(TRX)的所述UHF天線(Al)的UHF天線的終端(RX)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)觸點(diǎn)集成電路，包括調(diào)制和解調(diào)電路(RRM，UHRC)被配置成連接到HF天線電路(1)以在讀取器模式中，通過(guò)電感耦合發(fā)射和接收HF信號(hào)，調(diào)制和解調(diào)電路(URM，UHRC)被配置成連接到UHF天線(UA)以在讀取器模式中，通過(guò)電耦合發(fā)射和接收UHF信號(hào)，數(shù)據(jù)處理電路(DPU)連接到該調(diào)制和解調(diào)電路，且被配置成提供要發(fā)射的數(shù)據(jù)給調(diào)制電路，處理由解調(diào)電路傳輸?shù)慕邮盏降男盘?hào)，該解調(diào)電路包括公共解調(diào)電路(UHRC)以平等處理由UHF天線和HF天線接收的信號(hào)。
文檔編號(hào)G06K19/07GK102999776SQ20121019691
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者B·查拉特, N·科爾迪耶 申請(qǐng)人:英賽瑟庫(kù)爾公司