CN101361285A

CN101361285A - 无时钟激活电路

Info

Publication number: CN101361285A
Application number: CNA2006800513896A
Authority: CN
Inventors: 金邦·许; 罗伯特·奥拉; 罗希特·米塔尔
Original assignee: Intelleflex Corp
Current assignee: Zest Labs Inc
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2009-02-04
Also published as: EP1961129A4; US8548098B2; JP2009520400A; JP5355092B2; US20070141983A1; WO2007078521A3; WO2007078521A2; EP1961129A2

Abstract

根据一个实施例，一种用于从输入数据流恢复数据的电路，包括一电容器和一用于给电容器充电的充足的恒流电源。一分支电路，生成一信号，一旦在输入数据流中侦测到一第一类型的转换，所述信号引起所述电容器放电，一旦在被至少部分放电后，所述电容器重新充电。一比较器，将一个耦合于所述电容器的节点上的电压与一参考电压比较，如果所述节点上的电压高于所述参考电压，所述比较器输出一第一信号，而如果所述节点上的电压低于所述参考电压，则输出一第二信号，所述第一信号与一第一逻辑值相关，所述第二信号与一第二逻辑值相关。

Description

无时钟激活电路

技术领域

本发明涉及激活电路，更特别地，本发明涉及用于无线设备的低功率激活电路。

背景技术

从数据源接收串行数据通常通过穿过介质从一个位置到另一个位置的偏移脉冲来实现。该介质可以是电线或者射频(RF)信号。一旦数据在其接收点被接收，时钟和数据就必须被恢复。

一项在未来大有可为的数据传输技术是新兴的射频识别(RFID)技术。RFID技术采用RF无线链路和超小型嵌入式计算机芯片。RFID技术使通过无线“标签”识别和追踪物体成为可能。

RFID系统，尤其是标签，被设计成以最小的功率工作。被动式标签依靠RF载波获取能源。被动式标签离载波信号源越远，其产生的能量就越少。因此，作为标签所需能量的一个函数，被动式标签到载波信号源的距离各不相同。

电池供电的标签受限于有限的电池寿命，而电池寿命又依赖于能量的消耗。为了延长电池寿命，部分主动式标签通常在休眠期间降低功率。一旦接收到激活信号，电池供电的标签的非供电部分被激活。因此，在电池供电的标签中，能量的消耗是非常苛刻的，因为当为激活信号连续采样输入信号时，串行数据前端的任意时钟恢复电路在输入恢复时都要消耗能量。

因此，在低功率标签中，数据信号必须以最小的功率来解码和恢复。现有RFID时钟恢复电路使用锁相环/时钟数据恢复(PLI/CDR)电路，用来从输入数据流恢复时钟。一个主要的问题在于，PLI电路需要较长的时间来锁定，且需要消耗大量的面积和能量，这对于RFID标签来说是不利的。锁定的时间可以被缩短，但由于其是在反馈回路中工作，因此永远无法达到前同步信号的2-3个周期。另一个常用的恢复数据的方法为以高于输入数据的频率过采样数据。这些方法都消耗了无法接受的大量能量，使这些方法不利于在RFID标签中执行，且不适合用作遥感设备。

因此，需要一种低功率的电路和方法，用来恢复和解码输入数据模式而无需激活时钟信号。还需要一种低功率的电路和方法，用来恢复和解码一种激活模式，指示设备(如标签)将从休眠状态转至激活状态。

发明内容

本发明提供了一种低功率的电路和方法，用于恢复和解码指示设备将从休眠状态转到激活状态的模式。此处提到的数据和时钟恢复的方法可以大大减少能量消耗至300纳安(nA)或更少。这将在三年内仅引起7.8mA-小时的电流消耗。

根据一个实施例，一种用于从输入数据流恢复数据的电路，包括一电容器和一用于给电容器充电的充足的恒流电源。一分支电路生成一信号，一旦在输入数据流中侦测到第一种类型的转换时，所述信号引起所述电容器放电，一旦被至少部分或完全放电后，所述电容器重新充电。一比较器，用于将耦合于所述电容器的一个节点上的电压与一参考电压比较，如果所述节点上的电压高于所述参考电压，则所述比较器输出一个第一信号，而如果所述节点上的电压低于所述参考电压，则输出一第二信号，所述第一信号与一第一逻辑值相关，而所述第二信号与一第二逻辑值相关。

根据另一个实施例，一种用于从输入数据流恢复数据的电路，包括一时间-电压转换器，用于根据在一输入数据流中的转换生成第一和第二信号，所述第一信号与一第一逻辑值相关，所述第二信号与一第二逻辑值相关。所述电路还包括用于识别在所述输入数据流中的转换的逻辑电路，所述转换被用于识别来自所述第一和第二信号的单个逻辑值。

这里的电路可以进一步包括基于所述第一和第二信号，用于在所述输入数据流中侦测一模式的逻辑。该逻辑可以，例如，一旦侦测到所述模式，则生成一中断。在进一步的实施例中，一旦生成所述中断，则附加电路被激活，所述附加电路被用来在所述输入数据流中侦测一激活码。一旦在所述输入数据流中侦测到所述激活码，所述附加电路可以激活一主机设备。

为了消除对于外部时钟的需求，所述输入数据流中的转换可被用于识别和存储单个逻辑值。

这里公开的电路很适合用作射频识别(RFID)标签的激活系统的一部分。

一种用于从输入数据流中恢复数据的方法，包括：给一电容器充电，然后执行下列步骤：一旦在所述输入数据流中侦测到一第一类型的转换，则使所述电容器放电，以及在所述电容器被至少部分或全部放电后，给所述电容器充电。将耦合于所述电容器的一个节点上的电压与一参考电压进行比较；如果所述节点上的电压高于所述参考电压，则输出一个第一信号，该第一信号与一个第一逻辑值相关。如果所述节点上的电压低于所述参考电压，则输出一个第二信号，该第二信号与一个第二逻辑值相关。

基于所述第一和第二信号，所述输入数据流中的一个模式可以被侦测。一旦侦测到所述模式，则生成一中断。一旦生成所述中断，附加电路可以被激活。所述附加电路可以，例如，分析所述输入数据流，以在所述输入数据流中侦测一激活码。如果在所述输入数据流中侦测到所述激活码，则所述附加电路可以激活一主机设备。

另一个用于在输入数据流中恢复数据的方法，包括基于在一个输入数据流中的转换，使用一个时间-电压转换器生成第一和第二信号。如果所述时间-电压转换器的电压高于一个参考电压，则所述第一信号被输出，该第一信号与一个第一逻辑值相关。如果所述时间-电压转换器的电压低于一个参考电压，则所述第二信号被输出，该第二信号与一个第二逻辑值相关。所述输入数据流中的转换被用于识别来自所述第一和第二信号的单个逻辑值。

一个RFID系统，包括具有一个或多个上述电路或执行上述方法的多个RFID标签，以及一个与所述RFID标签通信的RFID询问器。

通过以下详细描述，结合描述本发明的原理的例子的附图，本发明的其它方面及优点将变得清楚。

附图说明

为更全面地理解本发明的特点与优点，以及优选的应用模式，请结合附图参考以下详细说明。

图1是RFID系统的系统框图。

图2是用于在RFID标签中执行的集成电路(IC)芯片的系统框图。

图3是含有激活命令的输入数据流的示意图。

图4显示了根据本发明一个实施例的时间-电压转换器的电路图。

图5显示了输入数据流的示范性波形以及图4的电路的电容器上产生的一个电压。

图6是根据本发明一个实施例的开关信号发生器的电路图。

图7显示了输入数据流的示范性波形，图4的电路的电容器上产生的一个电压，以及图4的电路的一个输出。

图8是根据一个实施例的激活电路的电路图。

图9是根据本发明一个实施例的源电流发生电路的电路图。

图10是根据本发明一个实施例的比较器的电路图。

图11是根据本发明一个实施例的中断解码和数据/时钟发生电路的电路图。

具体实施方式

下面的描述是目前预期的用于实现本发明的最佳实施方式。该描述的目的是为了阐明本发明的一般原则，而非用于限定这里所要求的创新性的概念。

下面的说明描述的系统和方法，能够以非常低的功率消耗，在一个输入数据流中恢复、解码和/或识别特定的数据模式，而无需依靠时钟信号。

很多类型的设备可以利用此处公开的实施例，这些设备包括但不限于：射频识别(RFID)系统和其它无线设备/系统，起搏器，便携式电子设备，音频设备以及其它电子设备，烟感器等等。为了提供背景，以及为了帮助理解本发明的实施例，当前描述的许多内容按照一个RFID系统来表述，例如图1中所示。应当记住的是，这仅作为示例，本发明并不限于RFID系统，正如本领域的技术人员可以理解如何将此处的教义在电子设备中实现为硬件和/或软件。硬件的例子包括：专用集成电路(ASIC)，印刷电路，单片电路，可重构硬件，如现场可编程门阵列(FPGA)等。此外，这里公开的方法还可以并入计算机程序产品，如包含软件的计算机磁盘。而且，这样的程序可以被下载，或者通过网络、非易失性存储设备等从一台计算机设备传输至另一台计算机设备。

如图1所示，一个RFID系统100包括一个标签102，一个阅读器104，以及一个可选的服务器106。所述标签102包括一块IC芯片和一根天线。该IC芯片包括数字解码器，用来执行标签102从标签阅读器104接收到的计算机命令。该IC芯片还包括一个电源电路，该电源电路从RF阅读器获取并调节电力；一个检测器，用于解码来自所述阅读器的信号；一个反向散射调节器，一个发射机，用于将数据发回给阅读器；防冲突协议电路；以及至少足以存储其EPC代码的存储器。

通信从阅读器104发出用以发现标签102的信号开始。当无线电波找到标签102，并且标签102识别并响应阅读器的信号时，阅读器104解码编入标签102中的数据。然后，信息被传到服务器106中，用以处理，存储和/或传播到另一台计算设备上。通过给各种物品加上标签，即可立即自动获知关于物品种类和位置的信息。

很多RFID系统使用反射或者“反向散射”射频(RF)波，将信息从标签102传输至阅读器104。由于被动式(Class-1和Class-2)标签从阅读器的信号中获取其全部电力，这些标签仅在处于阅读器104的波束中时，才通电工作。

下面说明自动识别科技实验室(Auto ID Center)的EPC-相容性标签级别：

Class-1

·身份标签(RF用户可编程，最大范围3m)

·成本最低

Class-2

·存储器标签(8位至128M位可编程，最大范围3m)

·安全性和加密保护

·成本低

Class-3

·半主动标签

·电池标签(256位至64Kb)

·有源反向散射(内置时钟，具有传感器接口支持)

·最大范围100m

·成本中等

Class-4

·主动标签

·主动传输(允许标签首先通话操作模式)

·可达30000m范围

·成本较高

在RFID系统中，如果被动式接收器(即Class-1和Class-2标签)能够从传输的RF中获得足够的能量以驱动设备，则可以不需要电池。当距离过长，系统无法以上述方式驱动设备时，必须使用一个替代的电源。对于这些“替代”系统(也称为主动或半被动)，电池是最普通的电源形式。它极大地增加了阅读范围，以及标签阅读的可靠性，因为标签不需要从阅读器获得能量。Class-3标签仅需来自阅读器的一个10mV的信号，与之相比，运行Class-1标签需要500mV。Class-3标签的能耗仅为Class-1标签的1/2500，使得Class-3标签能在100米，甚至更远的距离运作，而同比之下Class-1标签的范围仅为约3米。

本发明的实施例优选地以Class-3或更高等级的芯片实现。图2描述了根据在一个RFID标签中实现的说明性实例的Class-3芯片200的电路设计。这个Class-3芯片可形成RFID芯片的核心，其适于许多应用，如识别托盘，纸盒，容器，车辆，或任何检测范围超过2-3米的东西。如图所示，该芯片200包括多个工业标准电路，包括电源产生和调节电路202，数字命令解码器和控制电路204，传感器接口模块206，C1V2接口协议电路208和电源(电池)210。可以添加一个显示器驱动模块212以驱动显示器。

还有一个电池驱动电路214用作激活触发器。简单地说，电池驱动电路214可以包括一个超低功率、窄带宽前置放大器，其仅有超低的静态耗用电流。该电池驱动电路214还包括一个自同步中断电路，并且使用一个创新的用户可编程数字唤醒码。该电池驱动电路214在其休眠状态期间耗电很少，并且受到更好的保护，以免于意外的和恶意的错误唤醒触发的情况，否则会导致Class-3标签电池210过早耗尽。

可以提供一个电池监视器215以用于监视设备的电源使用，然后所收集的信息可用于估算该电池的剩余使用寿命。

一个前向链接AM解码器216使用一个简化的锁相回路振荡器，其芯片占用面积极小。优选地，该电路216仅需基准脉冲的一个最小字符串。

优选地，一个反向散射调幅器块218增加该反向散射调幅幅度超过50％。

还可以采用一个存储单元，例如一个EEPROM。在一个实施例中，采用了一个纯粹的、Fowler-Nordheim直接隧穿氧化物(direct-tunneling-through-oxide)机构220，以在该EEPROM存储阵列中将该WRITE和ERASE电流降低至低于0.1μA/单元。与任何为日期建立的RFID标签不同，这个即便在执行WRITE和ERASE操作时，也将允许设计的标签在最大范围进行操作。

模块200还结合有一个高度简化、但仍非常高效的安全加密电路222。当然，也可采用其它加密方案，诸如具有阅读器的加密信号交换等等。

芯片200起作用只需要四个连接垫(图未示)：连接电池的Vdd，接地，加上两个可支持多元全向天线的天线引脚。可通过在核心芯片上附加一个工业标准的I2C接口而增加传感器以监视温度、震动、窜改等。

应当牢记本发明可以以任何类型的标签实施，上述的电路200仅代表一个可能的实施方式。

下面的说明描述了一个能够在恢复和解码输入信号中的一个模式的电路。为了将本发明放在背景中，许多内容将被按照标签激活方法来描述。然而容易理解，这里描述的电路可以应用于此类激活方法和系统之外。

图3显示了一个示范性的输入数据信号波形300，其从一个调幅(AM)探测器接收。在这个实施例中，波形300是在一个激活电路中使用的某种类型的激活命令，所述激活电路在尚在审理中的、申请号为11/007,973、申请日为2004年12月8、名称为“电池激活电路”的美国专利申请中有描述，该申请在此引作参考。

该“激活”命令300的基本特征是：

●一个前同步信号302，包括一可选的时钟同步部分。该部分通常由激活电路使用以定义时钟周期。然而，因为本发明的各实施例无需时钟，前同步信号302可以包括或不包括，有关或无关。

●一个中断304，用于同步与“普通”命令显著不同的命令的开始(例如在前向通信协议中的计时冲突，或者被设备识别为一个中断的一“串”比特)。这个部分可由下面介绍的电路使用，用来启动将输入数据与一个存储值之间的比较。

●一个激活码306，用于允许潜在的选择性的、全部标签的子集或包括全部的标签激活。

激活命令300的前同步信号部分302优选包括一个预设的时钟同步信号，它以一定频率输入，如8KHz，在本实施例中代表逻辑0。

下一个部分为中断或干扰部分304。可以包括，例如，两个以2KHz频率输入的、占空比为50％的时钟周期。所述中断标记了激活码的起始部分，该部分是所述激活命令的第三个部分。通过监视中断部分304，接收器(标签)将会意识到已接收了一个“激活”命令。中断部分304的正确接收使标签从休眠状态转为激活码搜索状态。优选地，一个设备(标签)仅在激活码搜索状态维持一个最长的时间周期，如1-5ms，优选的是约2ms。若标签在该时间内未能进入准备激活或者激活状态，则标签将自动返回休眠状态。一个用来生成超时周期而无需运行时钟的电路也在下面描述。

接收设备接听了所述中断，在本实施例中是一个串联的逻辑1-1。如下所描述，一旦收到任意逻辑1-1，则设备将处理输入的激活码306。若下一组比特序列中的一个值与存储在本地接收设备的一个值匹配，该设备即被激活。若该序列的一个比特未能匹配，则设备复位，寻找下一个中断，并在下一个中断之后，开始监视比特序列(这里为逻辑1-1)。需注意的是：在激活码部分306中的逻辑1-1不会导致该设备再次开始分析输入的比特流，因为中断侦测电路不会在发送一个中断信号之后工作，直到完成激活码搜索或者达到预设的超时周期。然而，如果激活码不匹配，该设备将再次复位。

根据一个实施例，激活码部分306，可以描述为两个部分：第一部分为发射信号或通信协议，第二部分为命令协议。信号发射可以描述为两种不同的频率，如：1为2KHz的频率，而0为8KHz的频率。这两种频率(或者是频率的FQF，即四倍频)描述了一个命令，当其与一个内部寄存器匹配时，将使标签从休眠状态转换为激活状态(在状态机为准备状态)。

当标签等待激活时，为了达到最小能量消耗，最好不运行时钟。下面的说明描述了一个激活命令300如何从一个输入数据流中被解码并识别，而无需输入时钟信号。再次重申，需要注意的是，输入数据流不必是一个如这里的实施例所描述的激活命令，而可以是任何输入信号。

利用一已知脉冲宽度的特定输入数据串，例如在激活命令300(图3)的前同步信号部分302或中断部分304中，一个脉冲的宽度为另一个脉冲的宽度的4倍，电压转换的频率被用来区分不同的脉冲宽度。换而言之，通过使用时间-电压转换器来存储一个对应于输入数据的参考频率的电压，频率可以被确定。然后时间-电压转换器产生代表输入数据流中高频和低频脉冲的信号。

图4显示了根据本发明一个实施例的一个时间-电压转换器400。在功能上，模拟数据恢复模块中的时间-电压转换器400采用了一个恒流电源来给电容器402充电。电容器402优选为固定的电容器，但可以是任何能够存储电荷并具有可预测比率的充电和放电的设备。电流源可以包括一个管理来自电池的电流的电路，一个管理来自基于RF的发电机的电流的电路，或者甚至是一个来自电池或发电机的原始馈电(raw feed)。当具有斜率dT的电压V应用于电容器402时，其推动电流进入电容器：I＝C*dV/dT。使用关系式I＝C*dV/dT，通过将输入信号转换为输入电压，输入频率可存储在电容器上。随后存储的电荷可被用于识别输入频率。这通过在每一个数据脉冲期间，使用电流给电容器402充电来完成。在数据流的每一个下降沿，信号Sw关闭开关404，且电容器402被放电。因此，电容器402将会在由一个下降沿引起的完全放电后充电，直到由另一个下降沿再次放电。电流源的一个示范性的值是小于100纳安(nA)，例如1-10nA。

图5显示了输入波形500(输入基带数据流)与由电容器产生的电压Vr的波形之间的相互关系。如图所示，当电容器器在输入波形的下降沿放电时，电容器产生的电压Vr通过开关404降至地电位，然后上升直至达到最大值，或者电容器在下一个下降沿再次放电。

如上所述，电容器402(图4)的复位由一个从输入波形的下降沿生成的脉冲Sw触发。产生该种脉冲的电路600如图6所示。如图所示，电路600是一个单触发电路，其通过在逻辑上侦测输入数据流的下降沿，产生一个单触发信号脉冲Sw。优选地，所述脉冲Sw关闭开关足够长的时间，以使电容器被完全放电。电路600包括一个NOR门602，其具有作为输入的原始基带数据流Vin，和一个被一个延迟模块604延迟以及被一个转换器606转换的基带数据流。

电容器的时间常数至关重要，因为在时间常量允许两个不同的脉冲宽度的检测中它与8或2kHz周期(或者无论使用何种周期)有着些许关联。再次参看图4，耦合于任意两个连续的下降沿之间的电容器402的节点408上产生的电压Vr，被与比较器406中一个预设的参考电压Vref进行比较。比较器406可以是一个标准的模拟比较器，一个数字比较器，等等。如果产生的电压Vr大于参考电压Vref，在该时间周期内从RFID接收的数据将被恢复为一个逻辑1的数字比特，如输出电压Vout所指示。逻辑1的数字比特等同于一个2KHz的时间周期。如果产生的电压Vr小于预设的参考电压Vref，则数据将被恢复为逻辑0的数字比特，其等同于一个8KHz的时间周期。所述参考电压Vref的一个示范性的值为约0.01V至约1V之间，如0.5V。

图7图示了输入波形500(输入基带数据流)和由电容器产生的电压Vr的波形502与比较器输出Vout的波形702之间的关系。如图所示，当输入信号为高频率(8kHz)时，电容器产生的电压Vr不大于参考电压Vref，且比较器输出信号Vout保持低压，可以是0伏。当输入信号为低频率(2kHz)是，电容器产生的电压Vr大于参考电压Vref，且比较器输出Vout升高。

图8显示了根据一个实施例的用于激活设备的电路800。如上所述，激活命令可以包括一定数量的周期(例如5-10个高频周期)，用于时钟同步，然后是两个2kHz的周期(两个逻辑1)，以指示一个中断。

对于设备，在实施例中，逻辑1-1触发中断，只有激活电路的第一个阶段消耗开关电流，直到输入数据流中的前两个连续的逻辑1数据脉冲启动一个中断信号触发激活电路800的附加部分的激活。在发出一个中断后，优选停止在输入数据流中搜索中断的逻辑。对应于2KHz或8KHz脉冲宽度数据的输入数据模式，电容器继续被充电和放电。恢复的时钟是传送至附加逻辑电路的数据，用以连续捕获数据。数据由逻辑1代表的2KHz信号以及逻辑0代表的8KHz信号的脉冲宽度确定(反之也可)。根据中断后的特定输入数据流，例如，如果数据流匹配激活命令，则剩余的设备可随后被激活。所述激活优选停止激活电路，随后数据将直接传送至设备的普通逻辑部分，并被普通的时钟过采样装置恢复。激活程序完成后，设备的不必要部分去激活，激活电路被启动，以重新监视输入数据流中的中断模式和激活程序。

继续参看图8，时间-电压转换器400的输出被送入一中断侦测电路802。该中断侦测电路802包括多个触发器804(如，移位寄存器的类型)，其优选从全0值开始。中断侦测电路802不依赖于时钟通过触发器来转移数据。而是，转移的计时取决于输入基带信号Vin的数据转换沿。特别地，在每个上升或下降沿，通过触发器转移数据。一个NAND门806侦测在输入数据中的逻辑1-1(中断)，并升高电压以指示在输入数据流中找到中断。随后产生中断信号INT以指示输入数据流应被分析，以确定是否存在有效的激活码。一旦发现中断，中断匹配触发器阵列802优选停止工作，以避免激活码搜索期间不希望的中断匹配。在本实施例中，这通过传送中断信号INT至OR门811以停止时钟信号通过来完成。

如果下一个比特序列的值与存储于本地接收设备，这里是EEPROM810，上的一个值相匹配，则设备被激活(如下所述)。如果该序列中的一个比特不匹配，则设备复位，寻找下一个中断，并在下一个中断(这里为逻辑1-1)后开始监视比特序列。需要注意的是，激活码部分306中的逻辑1-1将不会引起设备再次开始分析输入的比特流，因此中断侦测电路在发送一个中断信号之后将不再工作，直到完成激活码搜索或达到预设的超时周期。

继续参看图8，当中断信号INT的电压升高时，计数器812就被启动来计算输入比特的数量。

同时，来自时间-电压转换器400的数据连同一个时钟被传送至一个数字模块，该时钟是基于输入数据流Vin中高电压到低电压的转换(反之亦然)。数据被计入移位寄存器814。当32个比特(或使用任意多个比特)被载入移位寄存器814，如计数器812所指示，移位寄存器814中的值被与存储在存储器812中的激活码比较，且可选地被载入第二个移位寄存器818。如果与激活码匹配，则生成一个激活信号“Activate”。

当激活信号“Activate”被发送，或当计数器812达到一个预定值(这里为32)，一个停止信号“STOP”被发送，以停止时钟被发送至数字模块。在本实施例中，这通过传送停止信号“STOP”至一个OR门以停止时钟信号通过来完成。

当数字模块中的所有工作都完成时，生成一个清除信号“Clear”。该清除信号“Clear”清除寄存器和中断触发器，以便电路再次开始搜索激活信号。清除信号“Clear”是可控的，例如，受上电复位或数字状态机控制。

延迟电路822产生一个超时，如，＞60ms的延时，它能触发清除信号“Clear”。延迟电路800适用的情况是如果噪声进入输入数据流或系统，电路800可能无法识别激活码，且数字模块保持非激活状态。如果询问器，例如标签阅读器，没有接收到主机设备回馈的响应，询问器可以重新发送激活码，直到主机设备响应。

延迟电路822的一个例子对电容器充电和放电，产生一个斜升和一个斜降。电容器的充电放电持续循环。一个时钟从升降中产生。例如，延时电路822可以使用一个1ms上升和1ms下降的电容器充电/放电周期，其产生一个2ms脉冲宽度。充电触发一个单触发。然后电流源被切换，以对电容器放电。一旦电容器放电，延迟电路产生另一个单触发。该过程被重复。得到的信号被处理，以生成代表一个时钟信号的陡沿。

由此产生的时钟可被细分，直到达到预定的时间。然后，延迟电路822发送一个超时信号(它可以和清除信号“Clear”相同)，指示数字模块复位并重新开始搜索激活码。这样，无需来自电路之外的时钟信号，如来自PLI/CDR，就可以产生延迟。

图9-11显示了可以在例如图8所示的电路800中执行的各种分支电路的示范性的例子。

图9是电流源发电机的实例，其可以给图4或8所示的电容器402充电。一个恒电流由一个片内补偿基准电流生成。该电流与M4成镜像，以生成充电电流来给电容器402充电。M5是一个Nmos晶体管，用于使该电容器在输入数据的下降沿放电。

比较器406的实例如图10所示。这是一个标准的比较器，以纳安电流偏压以最小化功率。当IN高于REF时，OUT1电压升高，OUT2电压降低，且OUT3电压升高，以指示高电压输入数据。REF设置为VDDA电压的一半。

解码初始中断序列，然后将数据和时钟传送至下一级，以确定真正的激活码序列所需的逻辑电路如图11所示。Vin是输入数据，中断序列将从该输入数据被确定。N_IN是一个由Vin的下降沿产生的脉冲，用于使电容器放电以启动电容器的充电计时程序。由比较器确定的数据逻辑1或逻辑0是给一组四个触发器的输入，用来确定中断序列。该数据通过输入数据被计入该组触发器。当正确的序列被确定，init将会升高电压，产生一个脉冲给下一个级，指示已经侦测到中断，且所述数据和时钟将会被发送，以评估该激活码序列，从而确定该标签是否应被激活。一个激活信号“Activate”被从下一级发送回来，使中断解码模块停止工作，并且，在标签激活程序完成后，标签将进入休眠状态，此时“Activate”电压升高，DONE_N电压降低，以再次启动寻找中断，以确定标签是否应寻找激活序列和激活。

这里提到的数据和时钟恢复的方法可大大减少能量消耗至300nA或更少。这将在三年内仅消耗7.8mA-小时的电流。

虽然以上列举了各种实施例，应当理解，它们只是作为示例而非用于限定本发明。因此，优选实施例的范围并不受上述任何实施例的示例所限制，本发明要求保护范围由所附的权利要求及其等效物界定。

Claims

1、一种电路，其特征在于包括：

一个电容器；

一个充足的恒流电源，用于给所述电容器充电；

一个分支电路，用于生成一个信号，一旦在输入数据流中侦测到一种第一类型的转换，所述信号引起所述电容器放电，一旦被至少部分放电后，所述电容器充电；和

一个比较器，用于将一个耦合于所述电容器的节点上的电压与一个参考电压进行比较，如果所述节点上的电压高于所述参考电压，则所述比较器输出一个第一信号，而如果所述节点上的电压低于所述参考电压，则输出一个第二信号，所述第一信号与一个第一逻辑值相关，而所述第二信号与一个第二逻辑值相关。

2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于：还包括基于所述第一和第二信号、用于在所述输入数据流中侦测一个模式的逻辑。

3、根据权利要求2所述的电路，其特征在于：一旦侦测到所述模式，所述逻辑生成一个中断。

4、根据权利要求3所述的电路，其特征在于：还包括一旦生成所述中断就被激活的附加电路，所述附加电路用于在所述输入数据流中侦测一个激活码。

5、根据权利要求4所述的电路，其特征在于：一旦在所述输入数据流中侦测到所述激活码，则所述附加电路激活一个主机设备。

6、根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述输入数据流中的转换被用于识别单个逻辑值。

7、根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述输入数据流是一个射频信号。

8、根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述电路是一个射频识别(RFID)标签的激活系统的一部分。

9、一个射频识别(RFID)系统，其特征在于包括：

具有权利要求1所述的电路的多个RFID标签；和

一个与所述RFID标签通信的RFID询问器。

10、一种用于从输入数据流中恢复数据的电路，其特征在于：

一个时间-电压转换器，用于基于一个输入数据流中的转换生成第一和第二信号，所述第一信号和一个第一逻辑值相关，而所述第二信号和一个第二逻辑值相关；和

用于识别所述输入数据流中的转换的逻辑，所述转换被用来从所述第一和第二信号识别单个逻辑值。

11、根据权利要求10所述的电路，其特征在于：所述电路是一个射频识别(RFID)标签的激活系统的一部分。

12、一个射频识别(RFID)系统，其特征在于包括：

具有权利要求10所述的电路的多个RFID标签；和

一个与所述RFID标签通信的RFID询问器。

13、一种用于从输入数据流中恢复数据的方法，其特征在于包括：

给一个电容器充电；

接着执行下列步骤：

一旦在所述输入数据流中侦测到一个第一类型的转换，则使所述电容器放电；

在所述电容器被至少部分放电后，给所述电容器充电；

将一个耦合于所述电容器的节点上的电压与一个参考电压进行比较；

如果所述节点上的电压高于所述参考电压，则输出一个第一信号，所述第一信号与一个第一逻辑值相关；和

如果所述节点上的电压低于所述参考电压，则输出一个第二信号，所述第二信号与一个第二逻辑值相关。

14、根据权利要求13所述方法，其特征在于：还包括基于所述第一和第二信号，侦测所述输入数据流中的一个模式。

15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于：还包括一旦侦测到所述模式，就生成一个中断。

16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于：还包括一旦生成所述中断，就激活附加电路。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于：还包括使用所述附加电路分析所述输入数据流，以在所述输入数据流中侦测一个激活码。

18、根据权利要求16所述的方法，其特征在于：还包括一旦在所述输入数据流中侦测到一个激活码，则所述附加电路就激活一个主机设备。

19、根据权利要求13所述的方法，其特征在于：还包括使用所述输入数据流中的转换，以识别单个逻辑值。

20、根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述输入数据流是一个射频信号。

21、一个射频识别(RFID)系统，其特征在于包括：

执行权利要求13所述的方法的多个RFID标签；和

一个与所述RFID标签通信的RFID询问器。

22、一种用于恢复输入数据流中的数据的方法，其特征在于包括：

使用一个时间-电压转换器，以基于所述输入数据流中的转换生成第一和第二信号；

如果所述时间-电压转换器的电压高于一个参考电压，则输出所述第一信号，所述第一信号与一个第一逻辑值相关；

如果所述时间-电压转换器的电压低于一个参考电压，则输出所述第二信号，所述第二信号与一个第二逻辑值相关；和

使用所述输入数据流中的转换，以从所述第一和第二信号识别单个逻辑值。

23、一个射频识别(RFID)系统，其特征在于包括：

执行权利要求22所述的方法的多个RFID标签；和

一个与所述RFID标签通信的RFID询问器。