[发明专利]对时钟信号进行校准的射频身份识别标签和校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对时钟信号进行校准的射频身份识别标签，以及对该电路中的时钟信号进行校准的方法。

背景技术

射频身份识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术广泛应用在物流跟踪、身份认证等应用中，射频身份识别系统中通常包括标签读写器和标签，如图1所示，其中1为读写器，2为标签。读写器包括一个或者多个天线3，标签包括一个或者多个天线4。读写器1通过天线3向标签2发出命令等数据，标签2对接收到的命令进行处理，并通过天线4向读写器回发数据。

读写器1在向标签2发送命令时，通常会先发送起始信号，然后再发送数据0、1等命令数据，这些起始信号用来对命令进行同步或者传递一些链路参数，如帧同步信号和前导信号。

图2是一种射频身份识别协议中的帧同步信号(FrameSync)的示意图，它包括一个占位符信号(delimieter)，一个数据0信号(data-0)，一个读写器—标签校准信号(RTcal)。

图3是一种射频身份识别协议中的前导信号(preamble)的示意图，它包括一个它包括一个占位符信号(delimieter)，一个数据0信号(data-0)，一个读写器—标签校准信号(RTcal)，一个标签—读写器校准信号(TRcal)。

图2和图3中的读写器—标签校准信号(RTcal)主要用来区分数据0和数据1的长度，对命令数据信号进行解码。图3中标签—读写器校准信号(TRcal)用来确定标签2向读写器1回发数据的频率，回发数据的频率与射频身份识别协议中的Query(查询)命令中的DR(Devide Rate，除率)参数相关。图3中的前导信号(preamble)为射频身份识别协议中的Query(查询)命令的起始信号。图2中的帧同步信号(FrameSync)为射频身份识别协议中除Query命令之外的其它命令的起始信号。

射频身份识别标签2的电路结构如图4所示，其中包括一个或者多个天线4，信号解调电路5对通过天线接收到的读写器发出的数据进行解调，并送给命令处理电路6进行处理，命令处理电路6可能会对非易失存储器7进行读写操作，信号调制电路9通过天线4回发相应的数据，回发的数据可能是标签的TID(标签序列号)，EPC协议格式的数据，或者用户自定义的数据等。图4中包括一个振荡器8，振荡器8发出的时钟信号，提供给标签的数字电路使用，用来对读写器发出的信号进行解码，以及对信号调制电路回发的数据进行调制。

如图5所示，在标签2的信号解调电路5或者命令处理电路6中，包含有一个计数器22，计数器22使用振荡器8产生的时钟信号，对帧同步信号(FrameSync)和前导信号(preamble)中的读写器—标签校准信号(RTcal)和标签—读写器校准信号(TRcal)等信号进行计数，计算它们的长度，并把长度分别记录在信号解调电路5或者命令处理电路6的RTcal寄存器23和TRcal寄存器24中。

振荡器8发出的时钟信号通常需要满足以下要求：

1.时钟信号要足够快，以正确对读写器发出的信号进行解码，区分数据0和1的不同长度。

2.信号调制电路根据时钟信号产生的回发数据，需要满足射频身份识别的相关协议中关于标签向读写器回发数据的链路频率要求。

以上这两个要求，在时钟频率足够高的时候，通常是可以满足的。但是对于无源射频身份识别标签，时钟频率过高时，会使得标签的功耗过高，使得标签的工作距离变短，性能降低。因此，需要把标签的时钟频率确定在一个合适的频率上，同时满足协议要求，并使得标签的功耗控制在一个合理的水平。

振荡器8的振荡频率由振荡器的电阻以及电容等参数决定，而这些参数与半导体集成电路的工艺相关。在集成电路工艺实现中，电阻和电容都可能存在较大的工艺偏差，这个工艺偏差使得时钟发生器生成的时钟信号可能与设计时的参数有较大的偏差。

在工艺中可以使用一些精准度较高的电容和电阻来减少这个偏差，但是这种办法会显著地增加芯片的成本。电路设计中，可以通过类似锁相环(Phase-Lock Loop)的方法来动态校准时钟，但是这种方法会在标签中增加过多的电路，增加标签芯片成本。在协议中，可以在读写器和标签每次通信前都进行一次时钟校准，但是这种方法消耗过多的通信时间，降低通信速度。

发明内容