一种身份认证电路和集成化芯片的制作方法

1.本实用新型涉及数据处理技术领域，尤指一种身份认证电路和集成化芯片。


背景技术：

2.随着物联网和移动互联网的发展，各种近场通信的识别卡(例如nfc 卡、ic卡、rfid卡等)应用越来越广泛。
3.各种近场通信的识别卡所配对使用传统的读卡机，包括如图1所示为现有技术中读卡机应用电路。图1所示的读卡机应用电路，首先需要以复杂的标准iso/iec 14443协议进行通信认证识别。其次,只针对单一身份认证功能，且成本较高，比如门禁卡，考勤机，食堂小店pos机，均需要单独设置不同的读卡机。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种身份认证电路和集成化芯片，解决了成本高，功能单一的技术问题。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种身份认证电路，包括：
7.接收模块，用于接收负载调制信号；
8.解码模块，用于对所述负载调制信号进行解码得到对应的数据信号；
9.编码模块，用于对待发送的数据进行编码并输出米勒编码信号；
10.发送模块，用于发送对应的米勒编码信号；
11.其中，所述解码模块和所述编码模块为iso/iec14443简化协议电路，用于实现轻度身份认证。
12.进一步的，所述发送模块包括：三个p型mos管；
13.第一p型mos管的源极、第二p型mos管的源极分别与第三p型 mos管的漏极连接；
14.所述第一p型mos管的漏极与栅极短接，所述第二p型mos管的漏极与栅极短接；
15.所述第三p型mos管的源极接地，所述第三p型mos管的栅极输出所述数据信号。
16.进一步的，所述解码模块包括：
17.模数转换单元，用于将所述负载调制信号转换为数字信号；
18.均值采样单元，用于对所述数字信号进行均值采样得到编码值；
19.比较单元，用于比较所述编码值与预设编码信息，解码得到对应的数据信号。
20.进一步的，所述解码模块为仅实现iso/iec14443中的typea、fc/128 通讯速率的解码电路，所述编码模块为仅实现iso/iec14443中的typea、 fc/128通讯速率的编码电路。
21.本实用新型还提供一种集成化芯片，包括：
22.接收模块，用于接收负载调制信号；
23.解码模块，用于对所述负载调制信号进行解码得到对应的数据信号，并输出米勒编码信号；
24.编码模块，用于对待发送的数据进行编码并输出米勒编码信号；
25.发送模块，用于发送对应的米勒编码信号；
26.其中，所述解码模块和所述编码模块包括iso/iec14443简化协议电路，用于实现轻度身份认证。
27.进一步的，所述发送模块包括：三个p型mos管；
28.第一p型mos管的源极、第二p型mos管的源极分别与第三p型 mos管的漏极连接；
29.所述第一p型mos管的漏极与栅极短接，所述第二p型mos管的漏极与栅极短接；
30.所述第三p型mos管的源极接地，所述第三p型mos管的栅极输出所述数据信号。
31.进一步的，所述解码模块包括：
32.模数转换单元，用于将所述负载调制信号转换为数字信号；
33.均值采样单元，用于对所述数字信号进行均值采样得到编码值；
34.比较单元，用于比较所述编码值与预设编码信息，解码得到对应的数据信号。
35.进一步的，所述解码模块为仅实现iso/iec14443中的typea、fc/128 通讯速率的解码电路，所述编码模块为仅实现iso/iec14443中的typea、 fc/128通讯速率的编码电路。
36.通过本实用新型提供的一种身份认证电路和集成化芯片，能够降低成本，提高市场竞争力。
附图说明
37.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种身份认证电路和集成化芯片的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
38.图1是现有技术读卡机应用电路的一个实施例的结构图；
39.图2是现有技术读卡机应用电路的芯片架构图；
40.图3是现有技术读卡机应用电路的传统读卡机协议示意图；
41.图4是现有技术读卡机应用电路的传统读卡机协议的具体内容示意图；
42.图5是本实用新型一种身份认证电路的一个实施例的结构图；
43.图6是本实用新型一种身份认证电路的一个实施例的读卡机协议示意图；
44.图7是本实用新型一种身份认证电路的结构示意图；
45.图8是本实用新型一种身份认证电路的芯片架构图；
46.图9是本实用新型一种身份认证电路的米勒编码示意图；
47.图10是本实用新型一种身份认证电路的曼彻斯特编码示意图；
48.图11是本实用新型一种身份认证电路的发送模块的结构图；
49.图12是本实用新型一种身份认证电路的解码模块的结构图。
具体实施方式
50.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
51.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述
特征、整体、、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
52.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
53.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和 /或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
54.另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
56.本实用新型的一个实施例，如图1所示，一种身份认证电路，应用于通用芯片中，包括：
57.接收模块，用于接收负载调制信号；
58.解码模块，用于对所述负载调制信号进行解码得到对应的数据信号；
59.编码模块，用于对待发送的数据进行编码并输出米勒编码信号；
60.发送模块，用于发送对应的米勒编码信号。
61.具体的，如图2至图4所示可知，现有技术中读卡机应用电路即标准读卡机芯片的局限性：按照现在市场定价，mcu 1～2元，读卡机芯片 3～5元，匹配电路(电感、电容、电阻、天线)0.5元，pcb 贴片焊接1.5 元，整体bom成本在6～10元。标准读卡机芯片的优势在于：适用的协议较多，可适配的智能卡较多。标准读卡机芯片的劣势在于：针对单一身份认证功能且成本敏感，比如门禁卡，考勤机，食堂小店pos机，则成本较高。
62.本实用新型中身份认证电路针对单一功能且成本敏感的应用中，可以大幅降低bom成本。mcu 1～2元，匹配电路(电感、电容、电阻、天线)0.5元，pcb板面积更小，成本更低，焊接节点少了一倍1.0元，整体bom成本在2.5～3.5元。而简易通讯协议 硬件密钥算法集成在mcu内部，成本最多3分钱，在整个系统中几乎忽略不计。在整体成本急剧降低之下，是原来成本的1/3～1/2，更有竞争力。本实用新型解决了物联网无线通讯领域中，对于轻度身份认证，以及对于成本敏感的需求，以高性价比芯片来实现身份认证的功能。
63.基于前述实施例，如图1、图5-图12发送模块包括：三个p型mos 管；
64.第一p型mos管的源极、第二p型mos管的源极分别与第三p型 mos管的漏极连接；
65.第一p型mos管的漏极与栅极短接，第二p型mos管的漏极与栅极短接；
66.第三p型mos管的源极接地，第三p型mos管的栅极输出数据信号。
67.基于前述实施例，解码模块包括：
68.模数转换单元，用于将负载调制信号转换为数字信号；
69.均值采样单元，用于对数字信号进行均值采样得到编码值；
70.比较单元，用于比较编码值与预设编码信息，解码得到对应的数据信号。
71.具体的，本实用新型主要是减少通用读卡机芯片来降低整体成本，并把简单身份认证应用中所需的简单协议从通用iso/iec 14443协议中剥离出来，集成进入mcu，形成高性价比的读卡机芯片。所以超低成本读卡机芯片分为4个部分：低成本的通用mcu(即本实用新型的通用芯片)，iso/iec 14443简化协议电路(即本实用新型的解码模块、编码模块)和发送电路(即本实用新型的发送模块)、接收电路(即本实用新型的接收模块)。
72.iso/iec 14443简化协议电路如下：仅实现iso/iec 14443中的typea，fc/128通讯速率编解码电路。mcu发送给卡，通过type a的米勒编码电路实现米勒编码信号，如图9所示。mcu从卡端接收，通过typea的采用负载调制的曼彻斯特编码电路实现曼彻斯特信号，如图10所示。发送接收电路如下：如图11所示发送电路就是一个功率mos管，驱动大小的反应在读卡机距离远近。如图12所示接收电路就是一个包络检波和放大器，解码输出数字信号。
73.本实用新型解决了针对单一身份识别的应用，门禁卡，考勤机，食堂小店pos机。对于轻度身份认证，以及对于成本敏感的需求，相比采用通用读卡机芯片的bom成本较高而言，成本是原来的1/3～1/2，市场竞争力更大。
74.本实用新型还提供一种集成化芯片，包括：
75.接收模块，用于接收负载调制信号；
76.解码模块，用于对负载调制信号进行解码得到对应的数据信号；
77.编码模块，用于对待发送的数据进行编码并输出米勒编码信号；
78.发送模块，用于发送对应的米勒编码信号。
79.具体的，如图1至图5所示可知，现有技术中读卡机应用电路即标准读卡机芯片的局限性：按照现在市场定价，mcu 1～2元，读卡机芯片 3～5元，匹配电路(电感、电容、电阻、天线)0.5元，pcb 贴片焊接1.5 元，整体bom成本在6～10元。标准读卡机芯片的优势在于：适用的协议较多，可适配的智能卡较多。标准读卡机芯片的劣势在于：针对单一身份认证功能且成本敏感，比如门禁卡，考勤机，食堂小店pos机，则成本较高。
80.本实用新型中身份认证电路针对单一功能且成本敏感的应用中，可以大幅降低bom成本。mcu 1～2元，匹配电路(电感、电容、电阻、天线)0.5元，pcb板面积更小，成本更低，焊接节点少了一倍1.0元，整体bom成本在2.5～3.5元。而简易通讯协议 硬件密钥算法集成在 mcu内部，成本最多3分钱，在整个系统中几乎忽略不计。在整体成本急剧降低之下，是原来成本的1/3～1/2，更有竞争力。本实用新型解决了物联网无线通讯领域中，对于轻度身份认证，以及对于成本敏感的需求，以高性价比芯片来实现身份认证的功能。
81.进一步的，发送模块包括：三个p型mos管；
82.第一p型mos管的源极、第二p型mos管的源极分别与第三p型 mos管的漏极连接；
83.第一p型mos管的漏极与栅极短接，第二p型mos管的漏极与栅极短接；
84.第三p型mos管的源极接地，第三p型mos管的栅极输出数据信号。
85.进一步的，解码模块包括：
86.模数转换单元，用于将负载调制信号转换为数字信号；
87.均值采样单元，用于对数字信号进行均值采样得到编码值；
88.比较单元，用于比较编码值与预设编码信息，解码得到对应的数据信号。
89.具体的，本实用新型主要是减少通用读卡机芯片来降低整体成本，并把简单身份
认证应用中所需的简单协议从通用iso/iec 14443协议中剥离出来，集成进入mcu，形成高性价比的读卡机芯片。所以超低成本读卡机芯片分为4个部分：低成本的通用mcu(即本实用新型的通用芯片)，iso/iec 14443简化协议电路(即本实用新型的解码模块、编码模块)和发送电路(即本实用新型的发送模块)、接收电路(即本实用新型的接收模块)。
90.iso/iec 14443简化协议电路如下：仅实现iso/iec 14443中的typea，fc/128通讯速率编解码电路。mcu发送给卡，通过type a的米勒编码电路实现米勒编码信号，如图9所示。mcu从卡端接收，通过typea的采用负载调制的曼彻斯特编码电路实现曼彻斯特信号，如图10所示。发送接收电路如下：如图11所示发送电路就是一个功率mos管，驱动大小的反应在读卡机距离远近。如图12所示接收电路就是一个包络检波和放大器，解码输出数字信号。
91.本实用新型解决了针对单一身份识别的应用，门禁卡，考勤机，食堂小店pos机。对于轻度身份认证，以及对于成本敏感的需求，相比采用通用读卡机芯片的bom成本较高而言，成本是原来的1/3～1/2，市场竞争力更大。
92.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。
93.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
94.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
95.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
96.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
97.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
98.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。