Nfc设备检测

文档序号:142889 发布日期:2021-10-22 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 Nfc设备检测 (NFC device detection ) 是由 A·特拉莫尼 P·里佐 G·若内 于 2021-04-15 设计创作,主要内容包括:本公开的实施例涉及NFC设备检测。根据一个实施例,一种方法包括:由第一近场通信(NFC)设备传输场发射突发;将场发射突发的信号的特征性质与检测阈值进行比较;基于比较,确定检测错误的存在;以及基于确定的检测错误的数目,调节检测阈值。(Embodiments of the present disclosure relate to NFC device detection. According to one embodiment, a method comprises: transmitting, by a first Near Field Communication (NFC) device, a field emission burst; comparing a characteristic property of a signal of the field emission burst to a detection threshold; determining, based on the comparison, a presence of a detection error; and adjusting the detection threshold based on the determined number of detection errors.)

NFC设备检测

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年4月15日提交的法国专利申请No.2003790的权益,该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及电子电路,并且更具体地涉及近场通信(NFC)设备检测。

背景技术

特别是由于近场通信技术的发展,电磁应答器通信系统越来越普遍。这些系统通常使用由NFC设备(终端或读取器)生成的射频电磁场来检测,然后与位于范围内的另一NFC设备(卡)通信。

在大多数情况下,现有NFC设备是由电池供电的。然后,它们的功能和电路的使用时段通常由待机时段交切。待机时段尤其使得能够减少NFC设备的能耗。因此,有兴趣将NFC设备尽可能长时间保持待机状态。

发明内容

一个实施例提供了一种方法,其中在数个场发射突发之后,由第一NFC设备基于检测错误的数目调节第二NFC设备的检测阈值。

一个实施例提供一种包括非暂态存储介质的计算机程序产品,该非暂态存储介质包括被配置为实现所描述的方法的指令。

一个实施例提供了一种电子电路,被配置为实现所描述的方法。

根据另一实施例,当跨越至少一个检测阈值被跨越时,第一NFC设备进入确认模式。

根据一个实施例,阈值对应于第一阈值和第二阈值,该第一阈值和第二阈值界定跨第一设备的振荡电路的端子的信号的特征性质的值范围。

根据一个实施例,所述特征性质对应于跨第一设备的振荡电路的端子的信号的幅度。

根据一个实施例,所述特征性质对应于跨第一设备的振荡电路的端子的信号的相移。

根据一个实施例,当检测错误的数目大于第一值时,扩展范围。

根据一个实施例,当检测错误的数目小于第二值时,缩窄范围。

根据一个实施例,在由第一设备进行的周期性场发射突发期间,基于在一个或数个在先突发期间获得的结果,在不进行范围修改的情况下偏移范围。

根据一个实施例,范围的偏移在由第二设备进行的检测不存在的情况下,由在至少一个在先突发期间测量的水平来定义。

根据一个实施例,第一设备具有至少两种操作模式,包括第一模式,在该第一模式下,检测突发由与突发的持续时间的至少一百倍相对应的持续时间间隔开。

根据一个实施例,当在范围内检测到第二设备时,第一设备切换到用于传输如在NFC论坛的规范中定义的轮询序列的操作模式。

一个实施例提供了一种电子设备,包括如上所述的计算机程序产品。

一个实施例提供了一种电子设备,包括如上所述的电子电路。

附图说明

在以下通过示例而非限制的方式给出的对特定实施例的描述中,将参考附图详细描述上述特征和优点以及其他特征,在附图中:

图1以框图形式非常示意性地示出了示例性近场通信系统,所描述的实施例和实现方式例如适用于这种类型的近场通信系统;

图2是示出用于由处于读取模式和待机的设备来检测处于卡模式的设备的示例性方法的时序图;

图3是示出用于由处于读取模式和待机的设备来检测处于卡模式的设备的方法的实施例的时序图;

图4以框图形式示意性地示出了近场通信电子电路的实施例;

图5以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路的实施例;

图6以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的一种实现方式;

图7以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路的另一实施例;

图8以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的另一实现方式;

图9以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路的另一实施例;

图10以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的另一实现方式;以及

图11是示出关于图6、图8和图10描述的方法的实现的示例性时序图。

具体实施方式

在各个附图中,相似的特征已经由相似的附图标记表示。特别地,在各个实施例之间共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以设置相同的结构、尺寸和材料性质。

为了清楚起见,仅详细示出和描述了对于理解本文所述实施例有用的操作和元素。特别地,没有详细描述射频信号的生成及其解释,所描述的实施例和实现方式与用于生成和解释这些信号的标准技术兼容。

除非另有说明,否则当提及连接在一起的两个元件时,表示没有导体以外的任何中间元件的直接连接;而当提及耦合在一起的两个元件时,表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。

在以下公开中,除非另有说明,否则当提及诸如术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”等绝对位置限定词,或者诸如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等相对位置限定词,或者诸如“水平”、“竖直”等取向限定词时,参考图中所示的方向。

除非另有说明,否则表述“大约”、“大致”、“基本上”和“…量级”表示在10%以内,优选地在5%以内。

本公开的实施例总体上涉及电子电路,并且更具体地涉及电磁应答器或电子标签。本说明书特别地适用于合并有近场通信(NFC)电路的电子设备(通常被称为NFC设备),以及这种设备在另一设备的场中的存在的检测。一个实施例解决了用于由发射电磁场的NFC设备检测另一NFC设备的存在的已知方法和电路的全部或一些缺点,更具体地是在另一设备发射场并且该设备待机时段期间。

图1以框图形式非常示意性地示出了示例性近场通信系统,所描述的实施例和实现方式例如适用于这种类型的近场通信系统。

任意考虑两个类似的电子设备(例如,两个移动电话)的情况,但是所描述的内容更普遍地适于其中阅读器、终端或设备辐射能够由应答器检测到的电磁场的任何系统。为了简化,将参考NFC设备,以便指定合并有一个或数个近场通信(NFC)电路的电子设备。

在所示的示例中,第一NFC设备100A(DEV1)能够通过近场电磁耦合与第二NFC设备100B(DEV2)通信。取决于应用,对于通信,NFC设备100A、100B中的一个NFC设备以所谓的读取器模式操作,而另一NFC设备100B、100A以所谓的卡模式操作,或者两个NFC设备100A、100B以对等(P2P)模式通信。

每个NFC设备100A、100B合并有在图1中由框102A、102B表示的近场通信电路。近场通信电路102A和102B各自具有用于使用天线(未示出)生成或检测射频信号的各种元件或电子电路,例如调制或解调电路。在NFC设备100A与100B之间的通信期间,由NFC设备100A、100B中的一个NFC设备生成的射频信号由位于范围内的另一NFC设备100B、100A检测。

如图1所示,任意地认为第一NFC设备100A发射电磁场(EMF),以便发起与第二NFC设备100B的通信。一旦第二NFC设备100B在范围内,场EMF就由第二NFC设备100B检测到。然后,在两个振荡电路之间形成耦合,在这种情况下,在第一NFC设备100A的天线与第二NFC设备100B的天线之间形成耦合。该耦合通过在用于生成NFC设备100A的场EMF的振荡电路上的由NFC设备100B的电路组成的电荷的变化来反映。

实际上,对于通信,由设备100A检测传输场的对应相位或幅度变化,然后设备100A开始与设备100B的NFC通信协议。实际上,在NFC设备100A侧,检测跨振荡电路的端子的电压的幅度和/或相对于由电路102A生成的信号的相移是否偏离每个由第一阈值和第二阈值界定的幅度和/或相位范围(或窗口)。例如,第一阈值低于第二阈值。在下文中将参考下限阈值和上限阈值。

在通信的情况下,一旦NFC设备100A检测到NFC设备100B在其场中的存在,它就开始用于建立通信的过程,以实现由NFC设备100A请求以及由NFC设备100B响应的传输(在NFC论坛的技术规范中定义的轮询序列)。如果NFC设备100B的电路处于待机模式,则它们随后被重新激活。

出于节能的原因,无论是各自连接到配电扇区还是直接或间接由电池供电,设备100A和100B通常在没有被用于通信时处于待机模式。因此,NFC设备通常配备有用于检测位于其场内(范围内)的另一设备的电路,以便出于通信目的而退出待机模式。

在某些应用中,当NFC设备不在通信过程中时,其被切换到所谓的低功率模式或待机模式,以便减少能耗。对于电池供电的NFC设备尤其如此。在这种低功率模式下,被配置为处于读取模式的NFC设备执行所谓的低功率卡检测(LPCD)模式,在这种模式下,它执行检测循环。

检测类似于在设备不处于低功率模式时进行的检测。然而,在正常模式下,载波的传输是连续的,并且周期性地包括轮询帧,而在待机模式下,通过周期性突发并且在没有轮询帧的情况下进行场的传输以便减少消耗。突发具有的持续时间明显短于在正常模式下卡的轮询请求的持续时间(以至少十倍、优选地至少一百倍的比率)。

图2是示出用于由处于读取模式以及待机模式的设备(例如,第一NFC设备100A(图1))检测处于卡模式的设备(例如,第二NFC设备100B(图1))的示例性方法的时序图。图2更具体地非常示意性地示出了跨以读取器模式操作的NFC设备100A的振荡电路的端子的信号的幅度M(在y轴上)随时间t(在x轴上)演变的示例性外观。

当处于待机模式时,试图检测在范围内的NFC设备100B的存在的NFC设备100A周期性地发射场突发200。该检测突发通常仅包括通常为13.56MHz的载波,而没有调制,并且相对于在两个突发之间的间隔具有相对较短的持续时间,优选地为至少一百的比率。在两个突发之间的间隔取决于设备,但通常为数百毫秒(通常为256ms),而突发200的持续时间在十或一百微秒量级。

作为示例,设备100A临时并且周期性地离开待机模式以传输突发200。然而,通常优选地,使用有限状态机以低功率模式传输突发。这避免了唤醒设备100A的微控制器,并且从而使得能够保持在待机模式中。

当设备100B位于场中并且修改传输设备100A的振荡电路的电荷时,这导致在对应突发200'期间跨振荡电路的端子的信号的特征性质发生变化。实际上,对传输设备100A的振荡电路的电荷的修改导致在突发200'期间跨振荡电路的端子的信号的幅度和/或相位发生变化。

在图2的示例中,任意地假定设备100B的存在导致幅度下降(突发200')。但是,根据情况,设备100B的存在也可以由幅度的增加来反映。相对于传输信号的相移也是如此。

在所图示的示例中,如果在幅度M中的变化足以偏离由下限阈值THL(或下限阈值)和上限阈值THH(或上限阈值)界定的幅度窗口或范围MW,则发射设备100A被直接切换到活动模式,也就是说,其离开低功率模式,然后正常发射(发射202)。类似地,如果相位变化(未示出)足以偏离由下阈值和上限阈值界定的表示为PW的相位范围或窗口,则传输设备100A直接切换到活动模式,也就是说,其离开低功率模式,然后正常发射。

因此,当认为卡被检测到并且传输设备100A被激活时,它开始发射具有通信的轮询帧202的场。这些帧是标准化的(它们满足NFC论坛的技术规范),并且取决于由阅读器100A支持的通信协议。帧的传输持续时间通常在数毫秒到数十毫秒的数量级。

如果存在以卡模式配置的设备,例如接收器设备100B(处于卡模式),则该设备将根据其支持的协议的请求进行响应,并且通信开始。当通信完成时或当待充电的接收器设备100B离开场时,传输设备100A在一定时间长度(以秒为单位)之后返回低功率模式,以便减少其消耗。然后,它再次开始在没有通信请求的情况下发射周期性检测突发200。

相反,如果在范围内不存在以卡模式配置的设备,则当在考虑设备100A已经检测到卡之后激活设备100A时,无法建立通信。传输设备100A例如在一定时间长度(以秒为单位)之后返回低功率模式,以减少其能耗。然后,它再次开始在没有通信请求的情况下发射周期性检测突发200。

在关于图2所描述的方法的示例中,当认为设备100A在其场内检测到处于卡模式的设备时,设备100A退出低功率模式,也就是说,退出待机模式。

实际上,由传输设备100A进行的场幅度或其相位的变化的检测仍然可以受到很多环境因素的干扰,例如附近是否存在金属物体、温度条件等。这可能导致检测错误,也可能导致检测的不存在。

特别地,如果幅度范围MW和/或相位范围PW不合适,则干扰可能是大量检测错误的根源。由于很多不合时宜地从待机模式退出,这通常导致设备100A的能耗大幅增加。相反,在大量检测不存在的情况下,这可能导致延迟或无法与另一NFC设备建立通信。这种错过的检测还可能损害NFC设备100A的操作。

为了解决这些缺陷,当前解决方案包括在设备切换到低功率模式之前例如通过校准来调节阈值。阈值的这种校准通常包括发射载波突发以及测量跨振荡电路的端子的信号,以确定“空”水平。然后相对于该空情况来适配检测阈值。通常,这些解决方案并不能令人满意,特别是在严重混乱的环境中。

图3是示出用于由处于读取模式和待机模式的设备(例如,第一NFC设备100A(图1))检测处于卡模式的设备(例如,第二NFC设备100B(图1))的方法的一个实施例的时序图。图3更具体地非常示意性地示出了跨以读取器模式操作的NFC设备100A的振荡电路的端子的信号的幅度M(在y轴上)随时间t(在x轴上)演变的示例性外观。

图3的方法包括与图2的方法相似的步骤。这些相似的步骤在下面将不再描述。

相对于关于图2描述的方法,图3所示的实施例提供的是,在第一次跨越幅度阈值和/或相位阈值时,传输设备100A不会从低功率模式退出。相对于图2的示例,这例如相当于在突发200'之后不立即唤醒设备100A以尝试开始发射202。

根据该实施例,提供的是,在突发200中的一个突发(例如,突发200')的幅度和/或相位第一次离开窗口MW和/或窗口PW时,负责发射周期性突发200的有限状态机首先进入确认模式250。在确认模式250下,有限状态机例如发射数个场发射突发252,例如十个场发射突发252。

例如,突发252由设备100A以大于突发200的发射频率的频率发射。例如,突发252大约每1ms发射一次,或者以大约1kHz的频率发射(与突发200的大约3到4Hz相比)。

还提供了在确认模式250期间发射的十个突发252的估计的平均幅度和平均相位。

在所示的示例中,突发252的平均幅度没有离开窗口MW。任意地假定突发252的相位没有离开窗口PW,所考虑的是,在确认模式250结束时,NFC设备100A已经犯了检测错误。换言之,由此得出的结论是,突发200'的发射可能不是由于在范围内卡的存在,而是例如由于干扰。然后NFC设备100A被保持在低功率模式,并且有限状态机恢复发射周期性突发200。相对于图2的示例,这因此使得能够避免由突发200'引起的从NFC设备100A的待机模式的不合时宜的退出。

相反,在突发252的平均幅度和/或平均相位偏离窗口MW和/或窗口PW的情况下(未示出),所考虑的是,在确认模式250结束时,检测到以卡模式配置的另一NFC设备,例如设备100B。换言之,由此得出的结论是,突发200'的发射可能是由于范围内卡的存在。在确认模式250期间发射的突发252结束时,NFC设备100A然后离开低功率模式、并且做出数个轮询请求(通常是如NFC论坛标准的标准轮询循环中所描述的请求A、B、F、V)。换言之,相对于图2所示的示例,在这种情况下,这使得在确认模式250结束时而不是紧接在突发200'之后立即开始发射202。

关于图3描述的实施例的一个优点涉及以下事实:它使得能够限制或甚至避免由于例如干扰而不和适宜地退出待机模式。相对于结合图2描述的方法,结合图3描述的实施例使得能够减少设备100A的能耗,从而改善其自主性。

图4以框图形式示意性地示出了近场通信电子电路300的实施例。电路300例如对应于配备有第一NFC设备100A(图1)的近场通信电路102A的全部或一部分。

电路300包括天线302,天线302在图4中由感应线圈表示。在所示的示例中,天线302耦合或连接到阻抗适配电路304(外部匹配电路装置)。天线302与通常并联(例如,属于电路304)以构成振荡电路的电容元件相关联。

在所示的示例中,电路304耦合或连接到用于检测处于卡模式的NFC设备的模拟电路306(模拟TDET)。电路306从电路304接收由天线302检测到的信号RFI1和RFI2(通常处于差分模式),并且经由电路304将要发射的信号(RFO1和RFO2)传输给天线。电路306通常包括平衡不平衡(balun)变压器,该变压器负责将差分信号转换成共模信号,以及将共模信号转换成差分信号。电路306还合并有用于要发射的信号的调制器和用于接收信号的解调器、以及用于提取相对于发射信号的幅度和相位变化信息的幅度/相位分离器。

对于NFC标准,电路306通常以13.56MHz接收载波信号(未示出)。电路306还从框320(数字TDET+TDET FSM)接收用于检测以卡模式操作的NFC设备的RF突发信号,该RF突发信号用于命令天线302进行场发射突发(对应于图2和3的突发200)。RF突发信号例如是二进制信号,将其切换到一个状态(例如,高状态)命令开始场发射突发,并且将其切换到另一状态(在该示例中为低状态)命令结束场发射突发。

在接收中,解调的模拟信号AMP和PHI(例如,分别为跨振荡电路302的端子的电压的幅度和相对于发射信号的相移的图像)由电路306提供给比较器308、310、312和314。更具体地,在所示的示例中:比较器308将信号AMP与作为高幅度阈值的图像的信号AMP_MAX进行比较;另一比较器310将信号AMP与作为低幅度阈值的图像的另一信号AMP_MIN进行比较;又一比较器312将信号PHI与作为高相位(或相移)阈值的图像的又一信号PHI_MAX进行比较;以及再一比较器314将信号PHI与作为低相位(或相移)阈值的图像的再一信号PHI_MIN进行比较。

保持相对于图2和图3介绍的符号:信号AMP_MIN和AMP_MAX分别对应于界定幅度范围MW的下限阈值THL和上限阈值THH;信号PHI_MIN和PHI_MAX分别对应于界定相位(或相移)范围PW的下限阈值和上限阈值。

假定每个比较器308、310、312、314的输出提供二进制(全部或全无)信号,其中:一种状态(例如,高状态)指示信号AMP、PHI在对应高阈值AMP_MAX、PHI_MAX以上、或在对应低阈值AMP_MIN、PHI_MIN以下;而另一状态(例如,低状态)指示信号AMP、PHI同时在高阈值AMP_MAX、PHI_MAX以下并且在对应低阈值AMP_MIN、PHI_MIN以上。

在电路300中,“或”逻辑门316被耦合(优选地连接)到比较器308和310的输出。或逻辑门316提供二进制信号AMP_DET作为输出,其中:一种状态(例如,高状态)指示信号AMP要么在高阈值AMP_MAX以上、要么在低阈值AMP_MIN以下;而另一状态(在该示例中为低状态)指示信号AMP同时在高阈值AMP_MAX以下并且在低阈值AMP_MIN以上。

类似地,另一“或”逻辑门318耦合(优选地连接)到比较器312和314的输出。或逻辑门318提供二进制信号PHI_DET作为输出,其中:一种状态(例如,高状态)指示信号PHI在高阈值PHI_MAX以上或者在低阈值PHI_MIN以下;而另一状态(在该示例中为低状态)指示信号PHI同时在高阈值PHI_MAX以下并且在低阈值PHI_MIN以上。

换言之,在该示例中,当信号AMP、PHI离开范围MW、PW时,信号AMP_DET、PHI_DET处于高状态。相反,当信号AMP、PHI保持在范围MW、PW内时,信号AMP_DET、PHI_DET处于低状态。

因此,当信号AMP_DET和PHI_DET中的至少一个信号处于高状态时,这表示设备100A(图1)认为已经在其场中检测到另一NFC设备。相反,当信号AMP_DET和PHI_DET二者都处于低状态时,这表示设备100A认为在其场中未检测到任何NFC设备。

信号AMP_DET和PHI_DET由或逻辑门316和318传输给以卡模式操作的NFC设备的检测框320。在所示的示例中,电路300的框320表示与有限状态机(FSM)相关联的、处于卡模式的NFC设备的数字检测卡。电路300的框320使得例如能够执行与先前关于图3描述的确认模式250的管理相关联的操作。

电路300的框320将信号AMP_MAX和AMP_MIN传输给比较器308和310的相应输入。类似地,框320将信号PHI_MAX和PHI_MIN传输给比较器312和314的相应输入。

在图4所示的电路300中,振荡器322(LFO)将同步或时钟信号传输给框320。振荡器322例如是相对于发射信号的载波的频率(13.56MHz)的低频振荡器(LFO)。作为示例,振荡器322的频率为数十千赫兹的数量级,例如等于大约64kHz。

在操作期间,最初假定信号AMP_DET和PHI_DET二者都处于低状态。如关于图3所描述的,将信号AMP_DET和PHI_DET中的至少一者切换到高状态例如引起确认模式250的激活,从而引起突发252的发射。

在模式250结束时,在认为已经检测到在范围内的NFC设备和卡模式的情况下,则设备100A退出待机模式并且试图开始与该NFC设备通信。为此,在所示的示例中,框320向设备100A的其他电路(未示出)传输二进制信号LPCD_DET。

例如,每当设备100A在确认模式250结束时检测到在其场中的另一NFC设备时,信号LPCD_DET便会暂时从低状态切换到高状态。每当设备100A被置于待机模式时,信号LPCD_DET例如从高状态切换到低状态。

作为示例,信号LPCD_DET到高状态的切换命令将设备100A退出待机模式。

相反,在模式250结束时,如果认为没有检测到处于卡模式的其他NFC设备在范围内,则设备100A保持待机模式、并且再次开始发射突发200(图3)。在所图示的示例中,框320然后向设备100A的其他电路(未示出)传输另一二进制信号LPCD_FALSE_DET。

例如,每当设备100A犯下检测错误时,换言之,当设备100A在确认步骤250结束时处于待机模式时,信号LPCD_FALSE_DET会暂时从低状态切换到高状态。当在从确认模式250退出之后发射第一突发200时,信号LPCD_FALSE_DET例如被切换到低状态。

下面的图5至图11示出了利用例如由图4的电路300提供的信号LPCD_FALSE_DET以便有利地调节检测阈值AMP_MAX、AMP_MIN和/或PHI_MAX、PHI_MIN的实施例和实现方式。具体地,结合对图1的近场通信系统的示例性应用来描述下面的实施例和实现方式,应当理解的是,本领域技术人员能够将这些实施例和实现方式转换到其他近场通信系统。

图5以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路400的实施例。在图1的近场通信系统中,电路400尤其使得能够由第一设备100A来调节第二设备100B的检测阈值。电路400例如与图4的电路300相关联。

电路400包括锁存器402,该锁存器402在同步输入(>)上接收信号LPCD_FALSE_DET(图4)并且在数据输入(D)上接收表示为真(TRUE)的二进制信号。在操作期间,二进制信号真例如被保持在高状态。

电路400还包括另一锁存器404,该锁存器404在同步输入(>)上接收信号LPCD_FALSE_DET,并且在数据输入(D)上接收来自锁存器402的输出(Q)的二进制信号(未示出)。锁存器404提供表示为错误的二进制信号作为输出(Q)。

电路400还包括场发射突发的计数器406(计数器(32))。计数器406在初始化输入(开始)上接收信号LPCD_FALSE_DET,并且在另一计数输入(>)上接收命令突发200的RF突发信号(图4)。实际上,计数器406例如被配置为在信号LPCD_FALSE_DET的第一上升沿之后对RF突发信号的数个连续上升沿(即,数个连续突发200)进行计数。在所示的示例中,计数器406被配置为对RF突发信号的32个连续上升沿进行计数。

计数器406提供表示为END_CNT的二进制信号作为输出,例如,通过将计数器的尺寸再增加一位,示出计数器到达其(已选择的)最大计数,或者在一种变型中示出其最大权重位或其最高有效位(MSB)。然后,计数器被复位为零,并且作为递增的单调计数器进行操作。在一种变型中,计数器被复位为其最大值,并且作为递减的单调计数器进行操作。当计数器达到零时,信号END_CNT切换为高状态。

每个锁存器402、404在复位输入(CLR)上接收信号END_CNT。在所示的示例中,每当由计数器406计数了32个连续场发射突发时,二进制信号END_CNT临时切换到高状态,以复位锁存器402和404。

在操作期间,最初假定信号LPCD_FALSE_DET处于低状态,并且计数器406尚未开始对场发射突发进行递减计数。从锁存器402和404在低状态下具有输出Q的初始状态,第一检测错误导致信号LPCD_FALSE_DET切换到高状态。然后,锁存器402的输出信号Q切换到高状态,并且计数器406被初始化,也就是说,开始对场发射突发200(图3)进行计数或递减计数。锁存器404的输出Q由于其输入D在信号LPCD_FALSE_DET的上升沿期间仍处于低状态而保持在低状态。随着在计数器406的初始化之后发出的第一突发200,信号LPCD_FALSE_DET例如被切换到低状态。

如果在由计数器406对32个连续场发射突发200的计数结束之前由设备100A犯下第二检测错误,则信号LPCD_FALSE_DET再次切换到高状态。然后,这导致从锁存器402的输出Q的高状态向锁存器404的输出Q并且从而引起到信号ERROR的高状态的传输。

相反,如果在计数结束之前设备100A没有犯下检测错误,则通过信号END_CNT切换到高状态来复位锁存器402和404。然后返回到初始状态,在初始状态下,信号LPCD_FALSE_DET以及锁存器402和404的输出Q处于低状态、并且计数器406尚未开始对场发射突发进行计数。

通常,电路400因此被配置为如果两个检测错误被少于32个连续场发射突发分开,则将信号ERROR切换到高状态。本公开的其余部分示出了如何能够有利地利用信号ERROR来调节检测阈值AMP_MIN、AMP_MAX和/或PHI_MIN、PHI_MAX。

图6以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的一种实现方式。该方法例如由配备有第一设备100A(图1)的电路400(图5)实现。

根据该实施例,在初始步骤(框500,LPCD)期间,设备100A被配置为卡检测和待机模式。从初始步骤500开始,在锁存器404(图5)的输出Q处测试或观察二进制信号ERROR的状态(框502,ERROR?)。

如果在步骤502期间信号ERROR处于高状态,则(框502的输出为是)进入用于退出待机模式的步骤(框504,WKUP/CPU IT)。从步骤502到步骤504的转变可以例如引起第一设备100A的处理单元或微控制器的中断。

从用于退出待机的步骤504,下一步转到另一步骤(框506,NFC_FW以增加MW和/或PW)。在步骤506中,扩展幅度范围MW和/或相位范围PW。换言之,步骤506使得可以增加:将高幅度阈值AMP_MAX与低幅度阈值AMP_MIN分开的间隙;和/或将高相位阈值PHI_MAX与低相位阈值PHI_MIN分开的另一间隙。

实际上,幅度范围MW和/或相位范围PW的扩展例如由设备100A的微控制器运行的软件来完成。

相反,如果在步骤502期间错误信号处于低状态,则返回(框502的否输出)到初始步骤500。然后,幅度范围MW和相位范围PW不修改。

关于图6描述的方法的一个优点与以下事实有关:它使得可以根据由设备100A相对于给定数目的场发射突发(在该示例中为32个突发)所犯下的检测错误的次数,来增加幅度范围MW和/或相位范围PW的扩展。假定例如设备100A在混乱的环境中使用,最初引起很多检测错误,则上述设备的实现方式使得可以逐渐使检测窗口适应,从而降低设备100A对干扰的敏感性。

通过降低设备100A对干扰的敏感性,特别低避免了过于频繁地激活确认模式250。结果,这使得可以减少NFC设备100A的能耗,因为在模式250期间发射的突发252(图3)比在该模式之外发射的突发200更频繁。因此,提高了设备100A的自主性,尤其是相对于其检测窗口在工厂中被确定并且随后基于设备100A的不同的可能的使用情况而不能适应的设备。

图7以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路600的另一实施例。图7的电路600具有与图5的电路400相同元素。这些相同的元素在下文中将不再描述。将仅描述图7的电路600和图5的电路400之间的差异。电路600例如与图4的电路300相关联。

图7的电路600与图5的电路400的主要区别在于,电路600包括另一计数器602(计数器(4096))。计数器602在初始化输入(开始)上接收二进制信号LPCD_FALSE_DET(图4),并且在另一同步输入(>)上接收命令场发射突发的二进制RF突发信号(图4)。

计数器602例如被配置为在检测到信号LPCD_FALSE_DET的上升沿之后,对RF突发信号的连续上升沿进行计数,例如,对RF突发信号的四千零九十六(4096)个连续上升沿进行计数。计数器602提供表示为假检测不足(NOT_ENOUGH_FALSE_DET)的二进制信号作为输出,该二进制信号像计数器406一样根据初始化值来表示计数器到达其最大计数或零。

此外,在电路600中,锁存器404提供表示为假检测过多(TOO_MUCH_FALSE_DET)的信号作为输出Q,类似于图5的电路400的错误信号。每个计数器406、602在复位输入(复位)上接收假检测过多信号。

在操作期间,最初假定信号LPCD_FALSE_DET处于低状态并且计数器406和602尚未开始对场发射突发200(图3)进行计数。从锁存器402和404在低状态下具有输出Q的该初始状态以及例如计数器406和602的输出,第一检测错误导致信号LPCD_FALSE_DET切换到高状态。锁存器402的输出信号Q然后切换到高状态,并且计数器406和602被初始化,也就是说,开始对场发射突发200进行计数或递减计数。例如,在从确认模式250(图3)退出之后在第一突发200期间信号LPCD_FALSE_DET切换到低状态。

在由计数器406对32个连续场发射突发的计数结束之前由设备100A犯下第二检测错误的情况下,信号LPCD_FALSE_DET再次切换到高状态。然后,这导致锁存器404的输出Q处的假检测过多信号处于高状态并且导致计数器406和602的复位。

相反,如果在由计数器602递减计数结束之前未将假检测过多信号置于高状态,也就是说,如果在32个突发期间发生单个检测错误,则锁存器402和404通过计数器406的退出来被复位。

计数器602继而继续对突发进行计数或递减计数,并且假检测不足信号保持在低状态。

如果在4096个突发期间发生单个检测错误,则在计数器602的输出处的假检测不足信号被切换到高状态。

因此,通常电路600被配置为:如果在第一检测错误之后,在4096个连续的场发射突发200期间没有犯下其他检测错误,则将假检测不足信号切换到高状态;以及如果两个检测错误被由计数器602计数的4096个发射突发中的少于32个连续场发射突发200隔开,则将假检测过多信号切换到高状态。

本公开的其余部分示出了如何利用假检测过多信号和假检测不足信号来调节设备100A对设备100B的检测阈值。

图8以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的另一实施例。该方法例如由配备有第一设备100A(图1)的电路600(图7)实现。

根据该实施例,在初始步骤(框700,LPCD)期间,设备100A被配置为卡检测和待机模式。从初始状态700开始,在每个检测错误之后,测试(框702,FALSE DET)假检测过多信号是否处于高状态(步骤704,假检测过多?)。

如果假检测过多信号处于高状态(从框704输出的是),则进入用于退出待机模式的步骤(框706,WKUP/CPU IT)。例如,图8的步骤706类似于先前关于图6描述的步骤504。从用于退出待机的步骤706,下一步转到另一步骤(框708,NFC_FW以增加MW和/或PW)。例如,图8的步骤708类似于先前关于图6描述的步骤506。特别地,在步骤708期间,幅度范围MW和/或相位范围PW被扩展。

相反,如果假检测过多信号处于低状态(框704的否输出),则然后测试(框710,假检测不足?)假检测不足信号是否处于高状态。

如果假检测不足信号处于高状态(从框710输出的是),则进入用于退出待机模式的步骤(框712,WKUP/CPU IT)。步骤712例如类似于步骤706。从用于退出待机的步骤712,下一步骤转到另一步骤(框714,NFC_FW以降低MW和/或PW)。步骤714例如类似于步骤708,唯一的不同在于,在步骤714中,缩窄而不是扩展MW范围和/或PW范围。

相反,如果假检测不足信号处于低状态(框710的否输出),则直接返回到初始步骤700。换言之,只要假检测过多信号和假检测不足信号中没有信号切换到高状态,范围MW和PW就保持不变。

关于图8描述的方法的一个优点涉及以下事实:根据由设备100A犯下的检测错误的数目,不仅可以增加而且还可以减小幅度范围MW和/或相位范围PW的扩展。相对于结合图6描述的方法,图8的方法使得可以使检测窗口进一步适应设备100A遇到的使用情况。特别地,图8的方法使得可以进一步优化设备100A的能耗,例如在设备100A有时在非常混乱的环境中使用并且有时在混乱较少的环境中使用的情况下。

图9以框图形式示意性地示出了被配置为调节NFC设备的检测阈值的电路800的另一实施例。电路800例如与图4的电路300相关联。

在所示的示例中,电路800包括:第一计数器802(计数器(10分钟)),其计数输入(>)例如接收来自低频振荡器322(图4)的周期性LFO信号;第二计数器804(计数器4096),其计数输入(>)接收二进制信号LPCD_FALSE_DET(图4);第三计数器806(计数器(32768)),其计数输入(>)接收命令场发射突发的RF突发信号。

实际上,计数器802例如被配置为对来自振荡器322的周期性信号LFO的上升沿进行计数。计数器802提供表示为END_CNT的二进制信号作为输出。计数器802例如被配置为在等于大约十分钟的持续时间之后将信号END_CNT切换到高状态。

计数器804被配置为在由计数器802设置的持续时间内(在该示例中为十分钟)存储由设备100A犯下的检测错误的数目。实际上,例如,计数器804基于信号LPCD_FALSE_DET的每个上升沿递增一个单位。换言之,计数器804被配置为存储尚未导致设备100A退出待机模式的确认模式250(图3)的激活次数。

计数器806被配置为在由计数器802设置的持续时间内对场发射突发数200(图3)进行计数。实际上,计数器806例如在用于命令场发射突发200的RF突发信号的每个上升沿递增一个单位。

一般而言,电路800使得能够根据由计数器804和806存储的信息来确定在由设备100A犯下的检测错误的数目与在由第一计数器802设置的持续时间内场发射突发200的数目之间的关系或比率。

图10以框图形式示出了用于调节NFC设备的检测阈值的方法的另一实施例。该方法例如由配备有第一设备100A(图1)的电路800(图9)实现。

根据该实施例,在初始步骤(框900,LPCD)期间,设备100A被配置为卡检测和待机模式。从初始步骤900开始,测试(框902,END LFO CNT?)信号END_CNT是否处于高状态,也就是说,由计数器802(图9)定义的持续时间是否已经过去。

如果信号END_CNT处于高状态(从框902输出的是),则进入用于退出待机模式的步骤(框904,WKUP/CPU IT)。例如,图8的步骤904类似于先前相对于图6描述的步骤504。从用于退出待机的步骤904,接下来比较由计数器804存储的检测错误的数目(框906,假检测过多?)与第一值(例如,高检测阈值)。

如果检测错误的数目大于第一值(框906的是输出),则下一步转到另一步骤(框908,NFC_FW以增加MW和/或PW)。例如,图10的步骤908类似于先前关于图8描述的步骤708。特别地,在步骤908期间,幅度范围MW和/或相位范围PW被扩展。

相反,如果检测错误的数目小于第一值(框906的否输出),则将检测错误的数目与第二值(例如,低假检测阈值)进行比较(框910,假检测不足?)。

如果检测错误的数目小于第二值,则进入步骤(框912,NFC_FW以降低MW和/或PW)。步骤912例如类似于步骤908,唯一的不同在于,在步骤912中,缩窄而不是扩展MW范围和/或PW范围。

相反,如果检测错误的数目大于第二值并且小于第一值(框910的否输出),则直接返回到初始步骤900。换言之,只要检测错误的数目在低检测错误阈值与高检测错误阈值之间,幅度MW和相位PW范围就保持不变。

以上关于图10描述的方法具有与关于图8描述的方法相似的优点。以上关于图10描述的方法的另一优点涉及以下事实:每次在由计数器802(图9)设置的持续时间到期之后,利用计数器806(图9)执行能耗估计。作为示例,例如能够特别地根据在由计数器802设置的持续时间内,在该示例中由计数器804存储的确认模式250的激活次数以及在该示例中由计数器806存储的突发806的数目来估计设备100A的消耗。

在先前的公开中,示例分别使用高和低状态,在一个变型中,根据各种电路的复位状态,可以通过在必要时适配某些信号(例如,通过反转锁存器的输出)来使该状态反转。这样的修改在本领域技术人员的能力范围内。

根据一个实施例,设备100A包括处理单元(微处理器)和计算机程序产品,该计算机程序产品包括非暂态存储介质,该非暂态存储介质包括被配置为实现以上结合图6、8和10所述的方法的全部或部分的指令。

图11是示出关于图6、8和10描述的方法的实现的示例性时序图。图11的时序图更具体地示出了跨设备100A(图1)的天线302(图4)的端子的信号的幅度M(在y轴上)随时间t(在x轴上)的演变。

在所示的示例中,假定由处于待机模式的设备100A(图1)发射第一突发1000,第一突发1000类似于图3的突发200并且其幅度在幅度范围MW内。

接下来,假定NFC设备100B(图1)放置在NFC设备100A的场中。在该示例中,这导致在突发1000之后的突发1002的幅度下降。突发1002例如类似于图3的突发200'。在所示的示例中,突发1002的幅度离开了幅度范围MW。在确认模式250的突发252的幅度的平均值的估计结束时,假定传输设备100A切换到活动模式,也就是说,其退出待机模式并且正常发射(发射1004)。

一旦发射1004完成,设备100A就返回待机模式,并且再次开始发射类似于图3的突发200的突发。更具体地,在所示的示例中,在发射1004之后,设备100A发射其他连续突发1006、1008和1010,这些突发的幅度都在MW范围内。

根据一个实施例,在第一设备100A的周期性场发射突发期间,基于在一个或数个在先突发期间获得的结果,在不进行范围修改的情况下,偏移幅度范围MW。范围MW的偏移例如由在没有第二设备检测的情况下在至少一个在先突发期间测量的水平来定义。范围MW的偏移例如是根据美国专利No.10,505,592中描述的实施例中的一个实施例来完成的,该专利的全部内容通过引用并入本文。

在所示的示例中,在突发1008的发射时刻,范围MW基于在先突发1006的幅度而偏移,例如相对于突发1006的幅度居中。类似地,在突发1010的发射时刻,范围MW基于在先突发1008的幅度而偏移,例如相对于突发1008的幅度而居中。

接下来假定在突发1010之后的又一突发1012的发射期间发生干扰,使得突发1012的幅度离开幅度范围MW。在确认模式250结束时,然后假定传输设备100A保持在待机模式并且再次开始发射类似于图3的突发200的突发。换言之,假定设备100A犯下第一检测错误。

在所示的示例中,设备100A在模式250之后发射又一突发1016,该突发的幅度在MW范围内。

接下来,假定在突发1016之后并且例如与突发1016分开少于32个突发的又一突发1018的发射期间发生另一干扰,使得突发1018的幅度离开幅度范围MW。在确认模式250结束时,这里再次假定传输设备100A保持在待机模式并且再次开始发射突发。换言之,假定设备100A犯下第二检测错误。

由于在本示例中被认为太高的检测错误的数目,因此结合图6、图8和图10描述的方法的实现使得可以扩展幅度范围MW。

在所示的示例中,在步骤1020期间使设备100A退出待机模式。

接下来,设备100A返回待机模式,并且再次开始发射突发。在所示的示例中,设备100A在从待机模式退出1020之后发射其他连续突发1022、1024、1026、1028、1030、1032和1034,这些突发的幅度都在MW范围内。

在所示的示例中,假定在例如由另一干扰引起的突发1028与1030之间的幅度变化类似于在突发1010与1012之间的幅度变化。例如,与在突发1012的发射期间发生的情况相反,在从待机模式退出1020结束时对范围MW的调节允许设备100A在突发1030的发射期间未犯下假检测。

类似地,在所示的示例中,假定例如在由又一干扰引起的突发1032与1034之间的幅度变化类似于在突发1016与1018之间的幅度变化。在该示例中,与在突发1018的发射期间发生的情况相反,对范围MW的调节允许设备100A在突发1034的发射期间未犯下假检测。

然后假定NFC设备100B(图1)被放置在NFC设备100A的场中。在该示例中,这导致在突发1034之后突发1036的幅度下降。在所示的示例中,突发1036的幅度离开幅度范围MW。然后在确认模式250结束时,假定传输设备100A已经离开待机模式并且正常发射(发射1038)以便与设备100B通信。一旦发射1038完成,设备100A就返回待机模式并且再次开始发射突发(未示出)。

先前关于图6、图8和图10公开的方法的一个优点在于,特别是相对于由文献EP 3,495,986公开的实施例,可以扩展幅度范围MW以避免过多的假检测。这被证明特别有用,尤其是在将设备100A放置在高度混乱的环境中时,其中在连续突发之间的幅度变化太大,以致于无法通过由美国专利No.10,505,592公开的方法来抵消。更一般地,这允许设备100A保持其他NFC设备的良好的检测灵敏度,但是不会由环境干扰。

尽管未在图11中示出,但相对于图6、图8和图10公开的方法的另一优点涉及以下事实:特别是相对于美国专利No.10,505,592所公开的实施例,可以进一步减小幅度范围MW,以提高检测灵敏度。这尤其在将设备100A放置在几乎没有干扰的环境(在该环境中连续突发之间的幅度变化非常小)中时是有用的。

先前已经关于图11公开了时序图,其中相对于由设备100A发射的信号的幅度变化的示例示出了图6、图8和图10的方法的实现方式。然而,本领域技术人员能够转换先前公开的内容以相对于由设备100A发射的信号进行相移变化。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解,可以组合这些实施例的某些特征,并且本领域技术人员将容易想到其他变型。特别地,本领域技术人员能够使先前公开的实施例和实现方式适于二进制信号的电平与本公开中指示的那些不同的其他实施例和实现方式。

最后,基于以上提供的功能描述,所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力之内。特别地,计数器406、602、802、804和806的值可以由本领域技术人员基于目标应用来调节。

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