[发明专利]基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统

权利要求书

1.一种基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其特征在于，包括功耗控制模块、初始化模块、前导码识别模块、解码模块、命令解析模块、状态控制模块、编码预处理模块、编码输出模块、安全控制模块、真随机数接口和存储器接口；该数字基带系统的时钟域由多个时钟域组成，分为2.56MHz时钟域、640KHz时钟域、80KHz时钟域和可变速率时钟域；根据GJB7377.1协议要求，前向链路数据采用TPP编码，前导码由分隔符、第一校准符T_cal1和第二校准符T_cal2组成；其中，

功耗控制模块控制其他模块的运行状态，同时也控制各种协议处理数据的通路选择；功耗控制模块内设有一个状态机，该状态机控制每一时刻只有一个或者两个模块同时运行，根据状态机所处状态给各个模块使能信号；此外，功耗控制模块对外部输入的2.56MHz的主时钟进行分频，分为640K、80K、可变时钟，然后对各个时钟进行门控，并给其他模块提供门控时钟；

前导码识别模块利用计数器来计算分隔符的时间，识别出分隔符；识别出分隔符后，测定出波形中的第一校准符T_cal1和第二校准符T_cal2，根据以下公式：

Pivot1＝T_cal1/4+T_cal2/4

Pivot2＝Pivot1+T_cal2/4

Pivot3＝Pivot2+T_cal2/4

计算出参考时间Pivot1、Pivot2、Pivot3并传给解码模块；

解码模块测定相邻两个脉冲的间隔时间t，按照以下方法进行解码：

若tPivot1，则解码为00，

若Pivot1≤tPivot2，则解码为01，

若Pivot2≤tPivot3，则解码为11，

若tPivot3，则解码为10，

解码的同时对数据进行CRC校验，如校验失败，将给出校验错误信号；

解码模块还用于实现SORT命令掩码同步匹配功能，方式为，在接收到命令代码为SORT后，根据SORT命令指示的存储器数据域，通过存储器接口同步读出存储器相应位置的数据，来和接收到的掩码进行匹配；

命令解析模块用于将命令中的存储区、指针转化成存储区的绝对地址，并对地址有效性进行判断，还用于完成ACCESS命令的口令校验；

状态控制模块用于控制标签芯片的状态，根据GJB7377.1协议要求完成标签的准备、仲裁、应答、鉴别、开放、安全和灭活这7个状态的转换；

编码预处理模块对于安全命令中的读、写、擦、锁定和灭活命令，准备响应数据包明文，将这些命令的明文传递给安全接口模块；

安全接口模块在前向链路中将阅读器发来的密文打包好发送给安全模块进行解密，并将解密后的数据传递给命令解析模块；在反向链路中将要发送给阅读器的数据打包送给安全模块进行加密，并将加密后的密文送给编码输出模块；

编码输出模块依据GJB7377.1协议中指令响应数据包格式组成数据包，根据盘点命令中的编码选择位选择编码方式进行数据编码并输出给射频模拟前端，有FM0、MILLER2、MILLER4和MILLER8这4种编码方式，同时该模块集成了CRC5和CRC16两种校验码。

2.根据权利要求1所述的基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其特征在于，协议处理时，在数字基带内数据以串行方式行进，前向链路和反向链路以状态控制模块为界限，即，状态控制模块运行完成前为前向链路，运行完成后为反向链路。

3.根据权利要求1所述的基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其特征在于，超高频RFID标签芯片在有电磁能量后，数字基带接收到射频模拟前端的复位和时钟信号，初始化模块开始工作，通过读取存储器内的数据来判断该芯片所处状态，并对其他模块进行初始化参数配置；同时，真随机数接口给出控制信号，为射频模拟前端来获取真随机数并保存到寄存器中。

4.根据权利要求3所述的基于超高频RFID标签芯片的超低功耗数字基带系统，其特征在于，初始化完成后，超高频RFID标签芯片开始接收读写器发出的指令；

阅读器发送非安全类指令时，前向链路处理过程中顺序运行前导码识别模块、解码模块、命令解析模块和状态控制模块；标签如需发送响应数据包，反向链路经过编码预处理模块、编码输出模块将数字信号返回给射频模拟前端；

阅读器发送安全通信指令时，前向链路解码完成后，解出的数据是密文，然后经过安全控制模块送入安全模块，将密文进行解密，完成后再经过命令解析模块和状态控制模块完成前向链路数据处理；反向链路在编码预处理结束后，将明文经过安全控制模块送入安全模块进行加密，完成后将密文通过编码输出模块发送给射频模拟前端。