KR102603180B1

KR102603180B1 - Nfc 장치의 변조 인덱스 설정 회로, nfc 장치 및 nfc 장치의 동작 방법

Info

Publication number: KR102603180B1
Application number: KR1020170172418A
Authority: KR
Inventors: 문병택; 송일종; 최성혜; 박태호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2023-11-16
Also published as: KR20190071392A; CN109962724A; CN109962724B; US10361751B2; US20190190567A1

Abstract

근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치의 변조 인덱스 설정 회로는 전류 감지기, 변조 인덱스 관리 펌웨어 및 스토리지 장치를 포함한다. 상기 전류 감지기는 상기 NFC 장치의 송신기에 흐르는 전류를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지하여 기준 전류와 변조 전류로서 출력한다. 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 전류를 변화시키고, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류를 제공받아, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 인덱스 테이블을 생성한다. 상기 스토리지 장치는 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어가 저장되고, 상기 변조 지수 테이블을 저장한다.

Description

NFC 장치의 변조 인덱스 설정 회로, NFC 장치 및 NFC 장치의 동작 방법{Modulation index setting circuit of NFC device, NFC device and method of operating the NFC device}

본 발명은 근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 NFC 장치의 변조 인덱스 설정 회로, NFC 장치 및 NFC 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

최근 무선 통신 기술의 일종인 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 기술이 발전함에 따라 NFC 장치가 모바일 장치 등에 널리 적용되고 있다.

NFC 장치가 리더 모드에서 동작할 때 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따라 다양한 변조 인덱스를 가지도록 변조를 수행하여 통신을 수행한다.

본 발명의 성능을 높일 수 있는 NFC 장치의 변조 인덱스 설정 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 목적은 상기 변조 인덱스 설정 회로를 포함하는 NFC 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 목적은 성능을 높일 수 있는 NFC 장치의 동작 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치의 변조 인덱스 설정 회로는 전류 감지기, 변조 인덱스 관리 펌웨어 및 스토리지 장치를 포함한다. 상기 전류 감지기는 상기 NFC 장치의 송신기에 흐르는 전류를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지하여 기준 전류와 변조 전류로서 출력한다. 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 전류를 변화시키고, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류를 제공받아, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 인덱스 테이블을 생성한다. 상기 스토리지 장치는 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어가 저장되고, 상기 변조 지수 테이블을 저장한다.

상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치는 공진 회로 및 NFC 칩을 포함한다. 상기 공진 회로는 전자기파를 통해 외부의 NFC 태그와 데이터를 송수신한다. 상기 NFC 칩은 상기 공진 회로에 출력 데이터를 제공하고 상기 공진 회로로부터 입력 데이터를 수신한다. 상기 공진 회로는 송신기, 레귤레이터, 변조 인덱스 설정 회로 및 프로세서를 포함한다. 상기 송신기는 상기 공진 회로와 제1 송신 단자 및 제2 송신 단자를 통하여 연결된다. 상기 레귤레이터는 상기 송신기에 송신 전압을 제공한다. 상기 변조 인덱스 설정 회로는 구동력 제어 코드에 응답한 상기 송신기에 흐르는 전류를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지한 기준 전류와 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 지수 테이블을 생성한다. 상기 프로세서는 상기 변조 인덱스 설정 회로를 제어하고, 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 상기 NFC 태그가 존재하는 경우, 상기 변조 지수 테이블을 참조하여 상기 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따라 변조 지수를 선택하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행하도록 상기 송신기를 제어한다.

상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 송신기, 변조 인덱스 설정 회로 및 상기 송신기와 상기 변조 지수 설정 회로를 제어하는 프로세서를 포함하는 근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치의 동작 방법에서는, 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 없는 스탠바이 모드에서, 상기 변조 인덱스 설정 회로가, 상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 송신 전류를 순차적으로 변화시키면서, 상기 송신 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 포함하는 변조 인덱스 테이블을 자동으로 생성하고, 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 존재하는 액티브 모드에서, 상기 제어 회로가, 상기 변조 인덱스 테이블을 참조하여, 상기 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따른 변조 인덱스를 가지도록 상기 송신기를 제어하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행한다.

본 발명에 실시예들에 따르면, 송신기의 구동력을 결정하는 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 지수를 자동으로 산출하여 변조 지수 테이블에 저장하고, NFC 태그와 통신을 수행할 때 통신 프로토콜에 따른 변조 지수에 해당하는 구동력 제어 코드를 송신기에 인가하여 타겟 변조 지수를 적응적으로 설정할 수 있다. 따라서, NFC 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(near field communication, 이하 NFC) 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 NFC 및 다른 무선 통신 방식들의 데이터 전송 속도(data rate) 및 통신 거리(range)를 비교하는 도면이다.
도 3은 NFC 기술과 관련된 표준을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 장치의 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 NFC 장치에 포함되는 송신기의 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 NFC 장치의 레귤레이터의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 NFC 장치에서 태그 감지기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 스탠바이 모드에서 도 4의 NFC 장치의 일부의 동작을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 변조 인덱스 설정 회로에서 변조 인덱스 관리 펌웨어의 구성을 나타낸다.
도 10a는 도 4의 NFC 장치의 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드에 따른 전자기파의 진폭 변화를 나타낸다.
도 10b는 도 10a의 진폭 변화에 따른 송신기 전류의 변화를 나타낸다.
도 11a는 도 4의 변조 인덱스 설정 회로에서 변조 인덱스 테이블을 나타낸다.
도 11b는 구동력 제어 코드에 따른 구동 신호들을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 변조 인덱스 설정 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 도 4의 NFC 장치의 일부의 동작을 나타낸다.
도 14a 및 도 14b는 NFC 태그가 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 있는 경우 NFC 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 태그의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 휴대용 단말기를 나타내는 분리 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 휴대용 단말기의 코일 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 코일 모듈을 I-I' 방향을 기준으로 하여 절단한 단면도이다.
도 21은 도 19에 도시된 코일 모듈을 단말기의 배터리 커버에 배치하는 실시예를 나타낸다.
도 22는 도 21에 도시된 배터리 커버가 결합하는 단말기를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(near field communication, NFC) 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시된 NFC 시스템(5)에서, NFC 장치들(10, 20)은 NFC 방식에 기초하여 서로 통신을 수행한다. NFC 장치(10)는 카드(card)로서 동작하는 카드 모드(card mode)에서 NFC 장치(또는 NFC 리더, 20)로부터 제공되는 전자기파(Electromagnetic Wave; EMW)에 기초하여 NFC 장치(20)와 데이터를 송수신하고, 리더(reader)로서 동작하는 리더 모드(reader mode)에서 NFC 장치(10)가 생성하는 전자기파(EMW)에 기초하여 상기 NFC 장치(20)와 데이터를 송수신 할 수 있다.

도 1을 참조하면, NFC 시스템(5)은 NFC 장치(10) 및 NFC 장치(20)를 포함한다. NFC 장치(10)는 공진 회로(100) 및 NFC 칩(200)을 포함할 수 있고, NFC 장치(20)는 공진 회로(510) 및 NFC 칩(550)을 포함할 수 있다.

수신 동작시 공진 회로(100)는 전자기파(EMW)를 통해 NFC 장치(20)로부터 입력 데이터를 수신하고, NFC 칩(200)은 공진 회로(100)로부터 상기 입력 데이터를 수신한다. 송신 동작시, NFC 칩(200)은 공진 회로(100)에 출력 데이터를 제공하고, 공진 회로(100)는 전자기파(EMW)를 통해 NFC 장치(20)에 상기 출력 데이터를 전송한다.

상기 카드 모드에서, 공진 회로(100)는 상기 NFC 장치(20)로부터 수신되는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 신호를 NFC 칩(200)에 제공하고, NFC 칩(200)은 상기 신호를 복조하여 상기 입력 데이터를 생성함으로써 수신 동작을 수행할 수 있다. 상기 카드 모드에서, NFC 칩(200)은 상기 출력 메시지를 변조하여 생성되는 변조 신호를 공진 회로(100)에 제공하고, 공진 회로(100)는 상기 변조 신호에 기초하여 상기 NFC 장치(20)로부터 수신되는 전자기파(EMW)를 반사함으로써 송신 동작을 수행할 수 있다.

상기 리더 모드에서, NFC 칩(200)은 상기 출력 데이터를 변조하여 생성되는 변조 신호를 반송파(carrier) 신호와 합성하여 송신 신호로서 공진 회로(100)에 제공하고, 공진 회로(100)는 상기 송신 신호를 전자기파(EMW) 형태로 상기 NFC 장치(20)에 제공함으로써 송신 동작을 수행할 수 있다. 상기 리더 모드에서, 공진 회로(100)는 상기 NFC 장치(20)로부터 반사되는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 신호를 NFC 칩(200)에 제공하고, NFC 칩(200)은 상기 신호를 복조하여 상기 입력 데이터를 생성함으로써 수신 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기에 앞서 기본적인 NFC 기술에 대하여 설명한다.

NFC 기술은 13.56MHz 주파수를 사용하여 10cm 이내의 짧은 거리에서 낮은 전력으로 전자 기기들 간의 무선통신을 가능하게 하는 비접촉 근거리 무선 통신 규격이다. NFC의 초당 전송 속도는 424 Kbps이며, 근접성의 특성과 암호화 기술로 보안성이 뛰어나고, 단말기들끼리 인식하는데 복잡한 페어링 절차가 필요 없이 1/10초 이하로 인식할 수 있다. 특히, NFC 기술은 RFID 기술에 기반한 것이나, 스마트 카드에 비하여 양방향성을 갖고 저장 메모리 공간이 상대적으로 크며 적용 가능한 서비스의 폭이 보다 넓다.

보다 상세하게 설명하면, NFC는 통신 네트워크를 이용하지 않고 단말기들, 예를 들어 NFC 장치(10) 및 NFC 장치(20) 간에 직접 데이터를 교환하는 무선 통신 방식으로 RFID 방식의 일종이다. RFID를 이용한 무선 통신 방식은 사용되는 주파수에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, 교통카드, 출입카드 등과 같은 스마트카드에 주로 사용되는 13.56MHz 대역의 RFID와 물류에 주로 활용되는 900MHz 대역의 RFID가 있다.

NFC는 스마트카드와 같이 13.56MHz 대역의 주파수를 사용하는 RFID에 해당된다. 그러나, NFC는 단방향으로만 통신 가능한 스마트카드와는 달리, 양방향 통신이 가능하다는 결정적 차이가 있다.

한편, 이와 같이 RFID 기술을 기반으로 개발된 NFC는, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee 등과 같은 다른 무선 통신 방식들과 도 2와 같이 비교될 수 있다.

도 2는 NFC 및 다른 무선 통신 방식들의 데이터 전송 속도(data rate) 및 통신 거리(range)를 비교하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 다른 무선 통신 방식들과 비교할 때, NFC는 약 10cm 내외의 거리에서만 동작할 수 있다. 수 미터에서 수십 미터까지 통신이 가능한 Bluetooth, Wi-Fi 등과는 달리 NFC는 극단적으로 짧은 거리(약 10cm 내외)에서만 통신이 가능하다. 또한, NFC는, Bluetooth, Zigbee 등과 같은 다른 무선 통신 방식들과 표 1과 같이 비교될 수도 있다.

[표 1]

즉, 다른 무선 통신 방식들과 비교할 때, NFC는 10cm 이내의 거리에서만 동작되고 또한 암호화 기술이 적용되는 바, 보안성이 높다. 따라서, 3G, Wi-Fi 등과 같은 고속의 다른 무선 통신 방식들과 결합되어 사용될 경우 단말기들간에 보다 효율적으로 통신할 수 있다. 예를 들어, NFC 기술과 Bluetooth　기술을 조합할 경우, NFC 기술은 단말기들간의 연결(인증)에 사용되고, Bluetooth 기술은　단말기들간의 데이터 전송에 사용됨으로써, 단말기들은 보다 효율적으로 통신할 수 있다.

도 3은 NFC 기술과 관련된 표준을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, NFC 표준 기술은　ISO(International Organization for Standardization)를 따르면서 ISO 14443 비접촉식 카드(Proximity-card Standard) 표준을 확장한 것으로서, NFC IP-1(NFC Interface Protocol-1)(ISO/IEC 18092)과 NFC IP-2(ISO/IEC 21481)의 표준의 포함관계가 도시되어 있다. 여기서, ISO/IEC 14443 Type A 및 Type B, FeliCa, ISO/IEC 15693은 13.56MHz에서 동작하는 비접촉식 카드를 위한 4개 부문의 국제표준이다. 그리고, ISO/IEC 18092 표준은 NFC 인터페이스 및 프로토콜에 대한 통신 모드를 정의한다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 장치의 예를 나타내는 블록도이다.

도 4에는 NFC 장치(10a)가 상기 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, NFC 장치(10a)는 공진 회로(100a) 및 NFC 칩(200a)을 포함할 수 있다.

NFC 칩(200a)은 제1 송신 단자(TX1), 제2 송신 단자(TX2) 및 수신 단자(RX)를 통해 공진 회로(100a)와 연결될 수 있다.

공진 회로(100a)는 안테나(L)와 제1 커패시터(C1)를 포함하는 공진부(110a), 상기 공진부(110a)와 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 연결하고, 임피던스 매칭을 수행하는 제2 커패시터(C2) 및 제3 커패시터(C3)를 포함하는 매칭부(120a), 상기 공진 회로(110a)와 수신 단자(RX)를 연결하는 제4 커패시터(C4)를 포함하는 제 필터(130a)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 공진 회로(100a)의 구성은 일 예에 불과하고, 본 발명의 실시예들에 따른 공진 회로(100a)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 공진 회로(100a)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.

NFC 칩(200a)은 액티브 모드에서 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신 동작을 수행하고, 상기 액티브 모드에서 수신 단자(RX)를 통해 수신 동작을 수행할 수 있다. NFC 칩(200a)은 스탠바이 모드에서 변조 인덱스를 자동으로 설정하고, 탐지 동작을 수행할 수 있다.

NFC 칩(200a)은 프로세서(220), 메모리(230), 복조기(241), 변조기(242), 오실레이터(243), 믹서(244), 디멀티플렉서(245), 송신기(250), 레귤레이터(260), 태그 감지기(300) 및 변조 인덱스 설정 회로(400)를 포함할 수 있다.

프로세서(220)는 NFC 칩(200a)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(220)는 배터리 등과 같은 전원부로부터 제1 전원 전압(VDD1)을 수신하여 동작할 수 있다. 액티브 모드에서 수신 동작시, 복조기(241)는 공진 회로(100a)로부터 수신 단자(RX)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 수신 데이터(RD)를 생생하고, 상기 수신 데이터(RD)를 프로세서(220)에 제공할 수 있다. 프로세서(220)는 수신 데이터(RD)를 메모리(230)에 저장할 수 있다.

상기 액티브 모드에서 송신 동작시, 프로세서(220)는 메모리(230)로부터 전송 데이터(TD)를 독출하여 변조기(242)에 제공하고, 변조기(242)는 전송 데이터(TD)를 변조하여 변조 신호를 생성하고, 오실레이터(243)는 반송파(carrier) 주파수(예를 들면, 13.56 MHz)에 상응하는 주파수를 갖는 반송파 신호(CW)를 생성하고, 디멀티플렉서(245)는 선택 신호(SS)에 응답하여 반송파 신호(CW)를 믹서(244)에 제공하고, 믹서(244)는 상기 반송파 신호(CW)와 상기 변조 신호를 합성하여 송신 변조 신호(TMS)를 생성할 수 있다.

스탠바이 모드에서 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 디멀티플렉서(245)는 프로세서(220)로부터의 선택 신호(SS)에 응답하여 반송파 신호(CW)를 송신기(250)에 제공할 수 있고, 송신기(250)는 반송파 신호(CW)에 기초하여 송신 신호(TS)를 생성하여 NFC 태그(20)의 탐지 동작을 수행할 수 있다.

송신기(250)는 송신 전원 전압(TVDD) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. 송신기(250)는 스탠바이 모드에서 디멀티플렉서(245)로부터 반송파 신호(CW)를 수신하고, 반송파 신호(CW)에 상응하는 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다. 또한 송신기(250)는 액티브 모드에서 믹서(244)로부터 송신 변조 신호(TMS)를 수신하고, 송신 변조 신호(TMS)에 상응하는 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다. 송신기(250)는 또한 스탠바이 모드에서 멀티플렉서(245)로부터 반송파 신호(CW)를 수신하고 공진 회로(100a)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신기(250)로부터 제공되는 송신 신호(TS)에 상응하는 전자기파(EMW)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신기(250)는 상기 액티브 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 풀업 로드를 통해 송신 전원 전압(VDD)에 연결하거나 풀다운 로드를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)에서 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다.

프로세서(220)는 NFC 장치(10a)의 모드와 동작에 기초하여 NFC 장치(10a)의 모드 및 동작을 나타내는 복수 비트의 제어 신호(CTL2)를 송신기(280)에 제공할 수 있다. 또한 프로세서(220)는 제어 신호(CTL4)를 복조기(241)에 제공하여 복조기(241)의 동작을 제어할 수 있다. 또한 프로세서(220)는 제어 신호(CTL5)를 변조 인덱스 설정 회로(400)에 제공하여 변조 인덱스 설정 회로(400)의 동작을 제어할 수 있다.

레귤레이터(260)는 제1 전원 전압(VDD1)에 연결되고 송신기(260)에 송신 전원 전압(TVDD)을 제공할 수 있다. 레귤레이터(260)는 로우-드롭아웃(low drop-out) 레귤레이터로 구성되고, 프로세서(220)로부터의 제어 신호(CTL1)에 응답하여 송신 전원 전압(TVDD)의 레벨을 조절할 수 있다.

태그 감지기(300)는 레귤레이터(260)에 연결되고, 공진 회로(100a)를 통하여 전자기파(EMW)가 방사될 때 레귤레이터(260)에 흐르는 전류를 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 각각 모니터링하고, 프리셋 페이즈에서의 제1 감지 전류와 디텍션 페이즈에서의 제2 감지 전류의 비교에 기초하여 NFC 태그(즉 NFC 장치(20))가 NFC 장치(10a)의 통신 커버리지 내에 있는지 여부를 판단할 수 있다.

태그 감지기(300)는 NFC 태그(20)가 NFC 장치(10a)의 통신 커버리지 내에 있는지 여부를 판단하고 이를 나타내는 감지 신호(DS)를 프로세서(220)에 출력할 수 있다. 프로세서(220)는 감지 신호(DS)를 수신하고, 감지 신호(DS)의 논리 레벨에 따라서 NFC 장치(10a)의 동작 모드를 결정할 수 있다.

예를 들어, NFC 태그(20)가 통신 커버리지 내에 존재하지 않아, 감지 신호(DS)가 제1 로직 레벨(로우 레벨)인 경우에, CPU(110)는 비접촉 IC 카드(100)의 동작 모드를 스탠바이 모드로 유지할 수 있다. 예를 들어, NFC 태그(20)가 통신 커버리지 내에 존재하여 감지 신호(DS)가 제2 로직 레벨(하이 레벨)인 경우에, 프로세서(220)는 NFC 장치(10a)의 동작 모드를 스탠바이 모드에서 액티브 모드로 전환할 수 있다.

변조 인덱스 설정 회로(400)는 스탠바이 모드에서 제어 신호(CTL5)에 응답하여 NFC 장치(10a)의 리더 모드에서의 송신 동작에서 변조 인덱스를 자동으로 설정하고, 액티브 모드에서 NFC 태그(20)와의 통신 프로토콜에 따라 변조 인덱스를 선택하고, 상기 선택된 변조 인덱스와 관련된 구동력을 가지도록 송신기(250)를 제어할 수 있다. 변조 인덱스 설정 회로(400)는 구동력 제어 코드(DSCD)의 송신기(250)에 인가하고, 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값을 순차적으로 변화시키면서, 송신기(250)에 흐르는 송신기 전류(ITX)를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지하여 기준 전류와 변조 전류로 제공하고, 상기 기준 전류와 변조 전류에 기초하여 변조 인덱스를 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 인덱스 테이블(470)을 생성할 수 있다.

변조 인덱스 설정 회로(400)는 변조 인덱스 관리 펌웨어(405), 전류 감지기(410) 및 스토리지 장치(460)를 포함할 수 있다. 전류 감지기(410)는 송신기(250)에 흐르는 송신기 전류(ITX)를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지하여 기준 전류와 변조 전류로서 출력한다. 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)는 송신기(250)에 구동력 제어 코드(DSCD)를 인가하여 송신기(250)에 송신기 전류(ITX)를 변화시키고, 기준 전류와 변조 전류를 제공받아, 기준 전류와 변조 전류에 기초하여 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스(MI)를 산출하고, 변조 인덱스(MI)를 저장하는 변조 인덱스 테이블(470)를 생성한다. 스토리지 장치(460)는 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)가 저장되고, 변조 인덱스 테이블(470)이 저장될 수 있다. 스토리지 장치(460)는 플래쉬 메모리일 수 있다.

도 5는 도 4의 NFC 장치에 포함되는 송신기의 예를 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 송신기(250)는 제1 드라이버(253), 제2 드라이버(255) 및 컨트롤러(251)를 포함할 수 있다. 제1 드라이버(253)는 복수의 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 복수의 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)을 포함할 수 있다. 제2 드라이버(255)는 복수의 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 및 복수의 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 포함할 수 있다. 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 PMOS 트랜지스터이고, 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 NMOS 트랜지스터일 수 있다.

제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)은 송신 전원 전압(TVDD) 및 제1 송신 단자(TX1) 사이에 병렬로 연결되고, 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)은 제1 송신 단자(TX1) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 송신 전원 전압(TVDD) 및 제2 송신 단자(TX2) 사이에 병렬로 연결되고, 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 제2 송신 단자(TX2) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.

컨트롤러(252)는 복수의 제1 풀업 구동 신호들(UDS0-1, UDS0-2, ..., UDS0-n)을 통해 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 각각을 구동하고, 복수의 제1 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-n)을 통해 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 각각을 구동하고, 복수의 제2 풀업 구동 신호들(UDS1-1, UDS1-2, ..., UDS1-n)을 통해 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 각각을 구동하고, 복수의 제2 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-n)을 통해 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 각각을 구동할 수 있다.

컨트롤러(251)는 프로세서(220)로부터 제공되는 제어 신호(CTL2)를 통해 NFC 칩(200a)이 스탠바이 모드인지 액티브 모드인지 여부를 판단할 수 있다. 컨트롤러(251)는 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드(DSCD)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)을 순차적으로 턴오프시키고, 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 각각을 턴오프시키고, 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 각각을 턴오프시키고, 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 순차적으로 턴오프시켜, 송신 전원 전압(TVDD)으로부터의 전류가 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 중 일부, 제1 송신 단자(TX1), 공진 회로(100a), 제2 송신 단자(TX2) 및 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 중 일부를 통하여 접지 전압(GND)으로 흐르도록 하여 송신기 전류(ITX)의 크기가 순차적으로 감소되도록 할 수 있다.

다른 실시예에서, 컨트롤러(251)는 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드(DSCD)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)을 순차적으로 턴온시키고, 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 각각을 턴오프시키고, 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 각각을 턴오프시키고, 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 순차적으로 턴온시켜, 송신 전원 전압(TVDD)으로부터의 전류가 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 중 일부, 제1 송신 단자(TX1), 공진 회로(100a), 제2 송신 단자(TX2) 및 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 중 일부를 통하여 접지 전압(GND)으로 흐르도록 하여 송신기 전류(ITX)의 크기가 순차적으로 증가되도록 할 수 있다.

컨트롤러(252)는 액티브 모드에서 송신 변조 신호(TMS) 및 구동력 제어 코드(DSCD)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)을 턴온하거나 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)을 턴온할 수 있고, 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)을 턴온하거나 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 턴온할 수 있다.

송신기(250)는 액티브 모드에서 송신 변조 신호(TMS) 및 구동력 제어 코드(DSCD)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n), 제2 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n), 제1 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 구동함으로써 송신 신호(TS)를 공진 회로(100a)에 제공하는 송신 동작을 수행할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 NFC 장치의 레귤레이터의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 6을 참조하면, 레귤레이터(260)는 연산 증폭기(261), 전류 생성기(262) 및 피드백부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.

연산 증폭기(261)는 기준 전압(VREF)이 입력되는 제1 입력 단자(음의 입력 단자), 피드백 전압(VFB)이 입력되는 제2 입력 단자(양의 입력 단자) 및 출력 단자를 포함하여 기준 전압(VREF)과 피드백 전압(VFB)를 비교하고 그 결과에 따른 출력을 상기 출력 단자를 통하여 전류 생성기(262)에 제공할 수 있다. 전류 생성기(262)는 제1 전원 전압(VDD1)과 출력 노드(N11) 사이에 직렬로 연결되는 제1 피모스 트랜지스터(263)와 제2 피모스 트랜지스터(264)를 포함할 수 있다. 제1 피모스 트랜지스터(263)는 제1 전원 전압(VDD1)에 연결되는 소스 및 연산 증폭기(261)의 출력 단자에 연결되는 게이트를 구비할 수 있다. 제2 피모스 트랜지스터(264)는 제1 피모스 트랜지스터(263)의 드레인에 연결되는 소스, 레귤레이터 제어 신호(RCS)가 인가되는 게이트 및 출력 노드(N11)에 연결되는 드레인을 구비할 수 있다. 상기 출력 노드(N11)에서 송신기(250)에 인가되는 송신 전원 전압(TVDD)이 출력된다.

제1 전원 전압(VDD1)으로부터 제1 피모스 트랜지스터(263) 및 제2 피모스 트랜지스터(264)를 통하여 출력 노드(N11)로 레귤레이터 전류(IREG)기 흐르는데, 레귤레이터 전류(IREG)의 크기는 레귤레이터 제어 신호(RCS)에 의하여 조절될 수 있다. 레귤레이터 제어 신호(RCS)는 제1 제어 신호(CTL1)에 포함될 수 있다. 피드백부(265)는 출력 노드(N11)와 접지 전압(GND) 사이에 직렬로 연결되는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함하고, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)이 연결되는 피드백 노드(FN)에서 송신 전원 전압(TVDD)이 분압된 피드백 전압(VFB)이 연산 증폭기(261)의 제2 입력 단자로 제공된다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 NFC 장치에서 태그 감지기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 태그 감지기(300)는 전류 모니터(310), 전류/전압 컨버터(320), 아날로그/디지털 컨버터(330) 및 판정 회로(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

전류 모니터(310)는 레귤레이터(260)의 연산 증폭기(261)의 출력 단자에 연결되어, 레귤레이터(260)에 흐르는 레귤레이터 전류(IREG)를 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 각각 모니터링하여 제1 감지 전류(ISEN1)와 제2 감지 전류(ISEN2)를 생성할 수 있다. 전류 모니터(310)는 제1 바이어스 신호(BS1)와 제2 바이어스 신호(BS2)를 수신하여 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 각각 제1 감지 전류(ISEN1)와 제2 감지 전류(ISEN2)를 생성할 수 있다.

전류/전압 컨버터(320)는 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 제1 감지 전류(ISEN1)와 제2 감지 전류(ISEN2)를 각각 상응하는 제1 감지 전압(VSEN1)과 제2 감지 전압(VSEN2)으로 변환시킬 수 있다. 전류/전압 컨버터(320)는 저항 선택 신호(RSEL)와 저항 인에이블 신호(REN)를 수신할 수 있다. 아날로그/디지털 컨버터(330)는 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 제1 감지 전압(VSEN1)과 제2 감지 전압(VSEN2)을 각각 상응하는 제1 디지털 코드(DCD1)와 제2 디지털 코드(DCD2)로 변환할 수 있다. 판정 회로(340)는 제1 디지털 코드(DCD1)와 제2 디지털 코드(DCD2)의 비교에 기초하여 NFC 태그(20)가 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 있는지 여부를 나타내는 감지 신호(DS)를 프로세서(220)에 출력할 수 있다.

도 8은 스탠바이 모드에서 도 4의 NFC 장치의 일부의 동작을 나타낸다.

도 8은 NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 밖에 있는 경우를 나타낸다.

도 4, 도 5 및 도 8를 참조하면, NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 밖에 있는 경우에는 송신기(250)의 제1 드라이버(253)로부터 제1 송신 단자(TX1), 공진 회로(100a), 제2 송신 단자(TX2) 및 송신기(250)의 제2 드라이버(255)로 제1 송신기 전류(ITX1)가 흐르게 된다. 이 때 공진 회로(100a)의 임피던스는 Z_NOTAG에 해당할 수 있다. 변조 지수 설정 회로(400)는 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값을 순차적으로 변화시켜(순차적으로 감소 또는 증가), 구동 신호들(USD0, DSD0, USD1, DSD1)을 통하여 제1 송신기 전류(ITX1)를 순차적으로 변화시켜가면서(순차적으로 감소 또는 증가) 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 산출할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 변조 인덱스 설정 회로에서 변조 인덱스 관리 펌웨어의 구성을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)는 변조 인덱스 산출기(430), 임피던스 산출기(440) 및 비교 로직(445)을 포함할 수 있다.

변조 인덱스 산출기(420)는 비변조 구간에서의 기준 전류(ITXU) 및 변조 구간에서의 변조 전류(ITXM)에 기초하여 변조 인덱스(MI)를 산출한다.

변조 인덱스(IM)는 다음의 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.

[수학식 1]

MI = (ITXU ?? ITXM)* 100/(ITXU + ITXM)

임피던스 산출기(460)는 변조 구간에서 변조 전류(ITXM)에 기초하여 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 각각에 대한 기준 외부 임피던스(ZREF)를 산출할 수 있다. 기준 외부 임피던스(ZREF)는 변조 전류(ITXM)와 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2) 양단의 전압과 송신 회로(250)의 온 저항에 기초하여 산출할 수 있다. 비교 로직(445)은 액티브 모드에서 외부 임피던스(ZEXT)를 산출하고, 기준 외부 임피던스(ZREF)와 외부 임피던스(ZEXT)를 비교하고, 그 비교 결과를 나타내는 비교 신호(CS)를 프로세서(220)에 제공할 수 있다. 프로세서(220)는 비교 신호(CS)에 기초하여 선택적으로 변조 인덱스 설정 회로(400)가 변조 인덱스를 설정하도록 제어할 수 있다. 기준 외부 임피던스(ZREF)와 외부 임피던스(ZEXT)가 동일한 경우, 프로세서(220)는 변조 인덱스 테이블(470)을 유지하도록 하고, 기준 외부 임피던스(ZREF)와 외부 임피던스(ZEXT)가 다른 경우, 프로세서(220)는 변조 인덱스 테이블(470)을 재생성하도록 할 수 있다.

도 10a는 도 4의 NFC 장치의 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드에 따른 전자기파의 진폭 변화를 나타내고, 도 10b는 도 10a의 진폭 변화에 따른 송신기 전류의 변화를 나타낸다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 구동력 제어 코드(DSCD)에 따라 전자기파(EMW)의 진폭이 변화할 때, 이에 비례하여 송신기 전류(ITX)도 변화함을 알 수 있다. 즉, 비변조 구간에 해당하는 타이밍들(T11~T12) 사이의 제1 구간(INT11)에서 전자기파(EMW)가 진폭(AMP1)을 가질 때 송신기 전류(ITX)는 기준 전류(ITXU)에 해당하고, 변조 구간에 해당하는 타이밍들(T12~T13) 사이의 제2 구간(INT12)에서 전자기파(EMW)가 진폭(AMP2)을 가질 때 송신기 전류(ITX)는 변조 전류(ITXM)에 해당한다. 변조 전류(ITXM)는 그 값이 0이될 때까지 순차적으로 감소될 수 있다.

도 11a는 도 4의 변조 인덱스 설정 회로에서 변조 인덱스 테이블을 나타내고, 도 11b는 구동력 제어 코드에 따른 구동 신호들을 나타낸다.

도 11a를 참조하면, 구동력 제어 코드(DSCD)가 0xFF에서 0x01로 순차적으로 감소함에 따라 송신기 전류(ITX)가 순차적으로 감소하고, 이에 따라 변조 인덱스(MI)와 기준 외부 임피던스(ZREF)가 산출되어 변조 인덱스 테이블(470)이 생성됨을 알 수 있다.

도 11b를 참조하면, 구동력 제어 코드(DSCD)가 0xFF에서 0x01로 순차적으로 감소함에 따라, 풀업 구동 신호들(USD0) 및 풀다운 구동 신호들(DDS1)이 순차적으로 변화함을 알 수 있다. 다른 실시예에서는, 구동력 제어 코드(DSCD)가 0x01에서 0xFF로 순차적으로 증가함에 따라 풀업 구동 신호들(USD0) 및 풀다운 구동 신호들(DDS1)이 순차적으로 변화할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 도 4의 변조 인덱스 설정 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 4, 도 5, 도 8 내지 도 12를 참조하면, 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)가 구동력 제어 코드(DSCD)를 변경시키고(S110), 전류 감지기(410)는 송신기 전류(ITX)를 감지하여 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)에 제공하고(S120), 변조 인덱스 관리 펌웨어(405)의 변조 인덱스 산출기(460)는 송신기 전류(ITX)를 변조 인덱스 테이블(470)에 기입한다(S130). 전류 감지기(410)는 송신기 전류(ITX)가 0인지 여부를 판단한다(S140). 송신기 전류(ITX)가 0이 아니면(S140에서 NO), 단계들(S110, S120, S130)이 반복되고, 송신기 전류(ITX)가 0이면(S140에서 YES), 변조 인덱스 산출기(460)는 변조 인덱스 테이블(470)에 저장된 기준 전류(ITXU)와 변조 전류(ITXM)에 기초하여 구동력 제어 코드(DSCD) 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스(MI)를 산출하고(S150), 산출된 변조 인덱스(MI)를 변조 인덱스 테이블(470)에 기입한다(S160).

도 13은 도 4의 NFC 장치의 일부의 동작을 나타낸다.

도 13은 NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 내에 있는 경우를 나타낸다.

도 4, 도 5 및 도 13을 참조하면, NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 내에 있는 경우에는 송신기(250)의 제1 드라이버(253)로부터 제1 송신 단자(TX1), 공진 회로(100a), 제2 송신 단자(TX2) 및 송신기(250)의 제2 드라이버(255)로 제2 송신기 전류(ITX2)가 흐르게 된다. 이 때 공진 회로(100a)는 NFC 태그(20)의 공진 회로(550)와 상호 유도 작용 및 커플링을 일으키게 되고 공진 회로(100a)의 임피던스인 Z_TAG는 Z_NOTAG와는 다를 수 있다.

공진 회로(100a)의 임피던스(Z_TAG)가 달라짐에 따라, 변조 지수(MI)가 달라질 수 있어, 변조 지수 설정 회로(400)는 송신기(250)에 흐르는 송신기 전류(ITX)를 감지하고, 감지된 송신기 전류(ITX)에 기초하여 NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 내에 있는 경우의 외부 임피던스를 산출하고, 상기 외부 임피던스가 기준 외부 임피던스가 동일한지 여부를 나타내는 비교 신호(CS)를 프로세서(220)에 제공할 수 있다. 프로세서(220)는 비교 신호(CS)에 기초하여 변조 인덱스의 산출을 선택적으로 수행하도록 변조 인덱스 설정 회로(400)를 제어할 수 있다. 변조 인덱스의 산출은 선택적으로 수행한 후에, 변조를 수행하여 NFC 태그(20)와 통신을 수행할 수 있다.

도 14a 및 도 14b는 NFC 태그가 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 있는 경우 NFC 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 4, 도 5, 도 8 내지 도 12, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 태그 감지기(300)가 NFC 태그(20)를 감지한다(S210). 프로세서(220)는 감지 신호(DS)에 응답하여 송신기(250)를 활성화시킨다(S220). 변조 인덱스 설정 회로(400)는 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 중 하나에 해당하는 구동력으로 송신기(250)를 구동시키고, 송신기 전류(ITX)를 감지한다(S230).

변조 인덱스 설정 회로(400)는 감지된 송신기 전류(ITX)에 기초하여 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 기준으로 한 외부 임피던스(ZEXT)를 산출한다(S240). 변조 인덱스 설정 회로(400)의 비교 로직(445)은 상기 코드값에 해당하는 기준 외부 임피던스(ZREF)와 상기 외부 임피던스(ZEXT)를 비교하고, 비교의 결과를 나타내는 비교 신호(CS)를 프로세서(220)에 제공한다(S310).

비교의 결과, 기준 외부 임피던스(ZREF)와 상기 외부 임피던스(ZEXT)가 동일한 경우(S310에서 YES), 이는 매칭 회로(100a)의 임피던스가 변화하지 않았음을 의미하므로, 변조 인덱스 테이블(470)을 유지시킨다(S320).

비교의 결과, 기준 외부 임피던스(ZREF)와 상기 외부 임피던스(ZEXT)가 동일하지 않은 경우(S310에서 NO), 이는 매칭 회로(100a)의 임피던스가 변화하였음을 의미하므로, 프로세서(220)는 제어 신호(CTL5)를 통하여 변조 인덱스 설정 회로(400)가 도 12의 변조 인덱스 설정 동작을 다시 수행하게 하여 변조 인덱스 테이블(470)을 다시 생성하고(S325), 변조 인덱스 테이블(470)을 참조하여, 송신기(250)의 구동력을 변경시킨다(S340). 송신기(250)의 구동력이 변경된 후에, 변조기(242)는 변조를 시작한다(S350).

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.

도 15에는 NFC 장치(10b)가 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소 및 카드 모드에서 동작하기 위한 구성요소가 모두 도시되어 있다.

도 15를 참조하면, NFC 장치(10b)는 공진 회로(100b) 및 NFC 칩(200b)을 포함할 수 있다.

NFC 칩(200b)은 제1 파워 단자(L1), 제2 파워 단자(L2), 제1 송신 단자(TX1), 제2 송신 단자(TX2) 및 수신 단자(RX)를 통해 공진 회로(100b)와 연결될 수 있다. 공진 회로(100b)는 안테나(L)와 제1 커패시터(C1)를 포함하는 공진부(110b), 상기 공진 회로(110b)와 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 연결하고 임피던스 매칭을 수행하는 제2 커패시터(C2) 및 제2 커패시터(C3)를 포함하는 매칭부(120b), 상기 공진 회로(110b)와 수신 단자(RX)를 연결하는 제4 커패시터(C4)를 포함하는 제1 필터(130b) 및 상기 공진 회로(110b)와 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 연결하는 제5 커패시터(C5) 및 제6 커패시터(C6)를 포함하는 제2 필터(140b)를 포함할 수 있다.

NFC 칩(200b)은 카드 모드에서 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 송신 동작 및 수신 동작을 수행하고, 리더 모드에서 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신 동작을 수행하고, 상기 리더 모드에서 수신 단자(RX)를 통해 수신 동작을 수행할 수 있다.

NFC 칩(200b)은 프로세서(220), 메모리(230), 제1 복조기(241), 제1 변조기(242), 오실레이터(243), 믹서(244), 디멀티플렉서(245), 송신기(250), 레귤레이터(260), 태그 감지기(300), 변조 지수 설정 회로(400), 정류기(271), 레귤레이터(273), 전원 스위치(PSW), 제2 복조기(281), 제2 변조기(283)를 포함할 수 있다.

프로세서(220), 메모리(230), 제1 복조기(241), 제1 변조기(242), 오실레이터(243), 믹서(244), 디멀티플렉서(245), 송신기(250), 레귤레이터(260), 태그 감지기(300) 및 변조 지수 설정 회로(400)는 도 4의 NFC 장치(10a)에 포함되는 상응하는 구성 요소들과 동일하므로, 여기서 중복되는 설명은 생략한다. 여기서 제1 복조기는 제1 수신 데이터(RD1)를 생성하고, 변조기(242)는 제1 송신 데이터(TD1)를 변조한다.

카드 모드에서 수신 동작시, 제2 복조기(281)는 공진 회로(100b)로부터 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 제2 수신 데이터(RD2)를 생생하고, 상기 제2 수신 데이터(RD2)를 프로세서(220)에 제공할 수 있다. 프로세서(220)는 상기 제2 수신 데이터(RD2))를 디코딩하고 디코딩된 제2 수신 데이터(RD2)의 전부 또는 일부를 메모리(230)에 저장할 수 있다.

상기 카드 모드에서 송신 동작시, 프로세서(220)는 메모리(220)로부터 출력 데이터를 독출하고 인코딩하여 제2 송신 데이터(TD2)를 제2 변조기(283)에 제공하고, 제2 변조기(283)는 상기 제2 송신 데이터(TD2)를 변조하여 변조 신호를 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 도 1의 NFC 태그의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 16을 참조하면, NFC 태그(즉 NFC 장치, 20)는 공진 회로(510) 및 NFC 태그 칩(550)을 포함할 수 있다.

NFC 태그 칩(550)은 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 공진 회로(510)와 연결될 수 있다.

공진 회로(510)는 안테나(L11)와 제1 커패시터(C11)를 포함하는 공진회로 및 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 유도 전압을 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공하기 위한 제2 커패시터(C12) 및 제3 커패시터(C13)를 포함하는 필터를 포함할 수 있다. 공진 회로(510)는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 상기 유도 전압을 상기 필터를 통해 제1 전압(V1)으로서 NFC 태그 칩(550)에 제공할 수 있다.

NFC 태그 칩(550)은 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 공진 회로(510)로부터 제1 전압(V1)을 수신할 수 있다. NFC 태그 칩(550)은 정류기(551), 레귤레이터 회로(553), 프로세서(561), 메모리(563), 복조기(571) 및 변조기(573)를 포함할 수 있다.

정류기(551)는 제1 전압(V1)을 정류하여 직류 전압인 제2 전압(V2)을 생성할 수 있다. 레귤레이터 회로(553)는 제2 전압(V2)을 사용하여 NFC 태그 칩(550) 내부에서 사용 가능한 일정한 크기의 전압 레벨을 갖는 내부 전압(Vint)을 생성하여 프로세서(561), 복조기(571) 및 변조기(573)에 제공할 수 있다. 프로세서(561)는 NFC 태그 칩(550)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

수신 동작시, 복조기(571)는 공진 회로(510)로부터 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 입력 데이터를 생생하고, 상기 입력 데이터를 프로세서(561)에 제공할 수 있다. 프로세서(561)는 상기 입력 데이터를 메모리(563)에 저장할 수 있다. 송신 동작시, 프로세서(561)는 메모리(563)로부터 출력 데이터를 독출하여 변조기(573)에 제공하고, 변조기(573)는 상기 출력 데이터를 변조하여 변조 신호를 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 변조기(573)는 상기 출력 데이터에 대해 로드 모듈레이션(load modulation)을 수행하여 상기 변조 신호를 생성할 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 장치(10)의 동작 방법에서는 스탠바이 모드에서, 변조 인덱스 설정 회로(400)는 NFC 장치(10)의 송신기(250)에 흐르는 송신 전류(ITX)를 순차적으로 감소시키면서, 송신기(250)의 구동력을 결정하는 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 각각에 대한 변조 지수를 저장하는 변조 지수 테이블(470)을 자동으로 생성한다(S410).

NFC 태그(20)가 NFC 장치(10)의 통신 커버리지 내에 있는 액티브 모으에서, 프로세서(220)는 변조 지수 테이블(470)을 참조하여, NFC 태그(20)와의 통신 프로토콜에 따른 변조 지수를 선택하고, 상기 선택된 변조 지수에 해당하는 구동력을 가지게 하는 구동력 제어 코드(DSCD)를 송신기(250)에 인가하여 NFC 태그(20)와 통신을 수행한다(S430).

따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 송신기(250)의 구동력을 결정하는 구동력 제어 코드(DSCD)의 코드값들 각각에 대한 변조 지수를 자동으로 산출하여 변조 지수 테이블에 저장하고, NFC 태그(20)와 통신을 수행할 때 통신 프로토콜(타입 A, 타입 B, 타입 F 등)에 따른 변조 지수에 해당하는 구동력 제어 코드(DSCD)를 송신기(250)에 인가하여 타겟 변조 지수를 적응적으로 설정할 수 있다. 따라서, NFC 장치(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 휴대용 단말기를 나타내는 분리 사시도이다.

도 19는 도 18에 도시된 휴대용 단말기의 코일 모듈을 나타내는 평면도이다.

도 20은 도 19에 도시된 코일 모듈을 I-I' 방향을 기준으로 하여 절단한 단면도이다.

도 18 및 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대용 단말기(700)는 배터리 커버(702)나 하우징(701) 등의 외장 부품 내측면에 부착되는 차폐 부재(731)와, 상기 차폐 부재(731)에 부착되는 한 쌍의 코일(733, 735)을 구비하되, 상기 코일(733, 735)들은 동일 평면상에 위치된다. 설명의 간결함을 위하여, 상기 차폐 부재(731)에 상기 코일(733, 735)들이 부착된 구성을 코일 모듈(703)이라 칭하기로 한다.

휴대용 단말기(700)는 모바일 장치일 수 있다.

도 20을 참조하면, 상기 단말기(700)는 터치 스크린 디스플레이 장치를 구비하는 바형(bar type) 단말기로서, 도시되지는 않지만 상기 하우징(701)의 전면에 디스플레이 장치, 시작/종료 및 선택 등의 기능을 가지는 키(key)들, 송화부 및 수화부 등이 설치되어 있다.

상기 하우징(701)의 후면에 배터리 팩을 수용하는 배터리 장착홈(711)을 구비하며, 상기 배터리 커버(702)를 이용하여 상기 배터리 장착홈(711)을 폐쇄하게 된다. 상기 배터리 장착홈(711)의 일측에는 다수의 단자(749)들과 카메라 모듈(719)이 설치되어 있으며, 상기 단자(749)들 또한 상기 배터리 커버(702)에 의해 은폐된다. 상기 배터리 커버(702)에는 그 양면을 관통하는 개구(721)가 형성되어 있는데, 상기 카메라 모듈(719)이 상기 개구(721)에 수용되어 촬영 경로를 확보하게 된다. 상기 하우징(701)의 측면에는 커넥터 단자, 메모리 슬롯, 음량조절 키, 카메라 셔터 스위치 등이 배치될 수 있다.

상기 코일 모듈(703)은 상기 배터리 커버(702)의 내측면에 부착되며, 상기 단자(749)들을 통해 상기 단말기(700)의 회로 장치, 예를 들어, 통신 회로나 충전 회로 등에 접속된다. 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 코일 모듈(703)은 차폐 부재(731)와 코일(733, 735)들을 구비한다.

상기 차폐 부재(731)는 사출성형에 의해 제작된 것으로서, 일면에 제1 및 제2 수용홈(741, 742)을 구비한다. 상기 제1 및 제2 수용홈(741, 742)들은 각각 원형이면서 상기 차폐 부재(731)의 일면에서 함몰되어 형성된다. 이때, 상기 제2 수용홈(742)은 상기 제1 수용홈(741)을 둘러싸면서 상기 제1 수용홈(741)과 동축으로 정렬되며, 상기 제1 및 제2 수용홈(741, 742) 사이에는 차폐 격막(737)이 형성된다.

상기 차폐 부재(731)는 철(Fe) 성분을 함유하는 금속 분말과 합성 수지를 혼합하여 제작된 펠렛을 원료로 사출 성형을 함으로써 제작된다. 완성된 상기 차폐 부재(731)에는 앞서 언급한 바와 같이 철 성분이 함유되는데, 이는 상기 코일(733, 735)들을 통해 전송되는 고주파, 저주파 또는 전력에 의해 발생되는 전자파로 인한 상기 코일(733, 735)들 상호간 간섭이나 상기 단말기(700)에 내장된 회로 장치들에 영향을 미치는 것을 차단하게 된다.

상기 코일(733, 735)들은 상기 제1 수용홈(741)에 수용되는 제1 코일(733)과 상기 제2 수용홈(742)에 수용되는 제2 코일(735)로 구분할 수 있다. 상기 제1 및 제2 코일(733, 735)은 각각 에나멜로 절연 처리된 도선을 소용돌이 형태로 권선하여 제작된다.

상기 제1 코일(733)이 상기 제1 수용홈(741)에, 상기 제2 코일(735)이 상기 제2 수용홈(742)에 각각 수용됨에 따라 상기 제2 코일(735)은 상기 제1 코일(733)을 둘러싸게 위치된다. 이때, 상기 제1 및 제2 수용홈(741, 742) 사이에 형성된 차폐 격막(737)은 제1 및 제2 코일(733, 737) 사이를 차폐하게 된다. 다시 말해서, 차폐 격막(737)에 의해 제1 및 제2 코일(733, 735) 간의 전자파 간섭이 차단되는 것이다. 제1 및 제2 코일(733, 735)은 각각 상기 차폐 부재(731)의 일측으로 연장되는 접속단(743, 745)들을 구비하며, 접속단(743, 745)들은 각각 상기 하우징(701)상에 제공된 단자(749)들을 통해 상기 단말기(700)의 회로 장치들과 연결된다.

제1 및 제2 코일(733, 735)은 상기 차폐 부재(731)의 일면에서 노출된 상태로 설치되지만, 차폐 부재(731)가 배터리 커버(702)에 부착되면, 배터리 커버(702)의 내측면과 마주하면서 폐쇄된다. 결국, 제1 및 제2 코일(733, 735)은 차폐 부재(731)와 배터리 커버(702)에 의해 은폐되는 것이다.

제1 및 제2 코일(733, 735) 중 하나는 무선충전을 위한 2차 코일로, 다른 하나는 NFC 기능을 위한 안테나 소자로 활용될 수 있다. 물론, 코일(733, 735)들은 블루투스와 같은 근거리 무선 통신이나 지상파 멀티미디어 방송 수신용 안테나로도 활용될 수 있으나, 본 실시예에서는, 제1 코일(733)은 무선충전을 위한 2차 코일로, 제2 코일(735)은 NFC 기능을 위한 안테나 소자로 활용된 구성을 예로 들어 설명하기로 한다.

한편, 무선충전 기능을 위해 단말기(700)를 충전 거치대(미도시)에 고정하여 장착하는 방식으로 충전기의 1차 코일과 단말기(700)의 2차 코일, 즉, 제1 코일(733)을 정렬할 수 있다. 다른 한편으로는, 충전 거치대에 1차 코일을 이동 가능하게 배치하여 단말기(700)를 충전 거치대에 위치시켰을 때, 1차 코일이 이동하여 단말기(700)의 위치에 정렬될 수 있다.

충전 거치대의 1차 코일과 단말기(700)상에 설치되는 제1 코일(733)을 정렬하기 위해, 차폐 부재(731)는 돌출부(739)를 구비할 수 있다. 돌출부(739)는 차폐 부재(731)의 제1 수용홈(741) 상에 돌출된 것으로서, 차폐 부재(731)에 철 성분이 함유되어 있으므로, 돌출부(739) 또한 철 성분을 함유하게 된다. 다시 말해서, 돌출부(739)가 상자성(paramagnetism) 물질, 즉, 철 성분을 함유함으로써, 영구 자석의 자기장 내에 위치되었을 때, 영구 자석과 인력을 발생시키게 된다.

충전 거치대의 1차 코일에는 영구 자석이 부착되어, 단말기(700)가 충전 거치대에 올려지면, 충전 거치대의 영구 자석과 차폐 부재(731), 더 구체적으로는 돌출부(739) 사이의 인력에 의해 충전 거치대의 1차 코일과 제1 코일(733)이 정렬된다. 한편, 돌출부(739)는 차폐 부재(731) 자체에 함유되는 철 성분을 동일하게 함유하고 있으므로 상자성 물질의 성질을 가지고 있으나, 1차 코일 측의 영구 자석과 차폐 부재(731) 사이의 인력을 좀더 강하게 하기 위해, 돌출부(739)는 별도의 자성편을 제1 수용홈(741) 상에 부착하여 구성할 수 있다. 이때, 자성편 또한 상자성 물질로 제작함이 바람직할 것이다.

도 21은 도 19에 도시된 코일 모듈을 단말기의 배터리 커버에 배치하는 실시예를 나타낸다.

도 22는 도 21에 도시된 배터리 커버가 결합하는 단말기를 나타낸다.

도 21 및 도 22는 각각 코일 모듈(703)을 이용하여 무선충전 및 NFC 기능을 구현한 휴대용 단말기의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 언급한 바와 같이, 이하의 구성들을 설명함에 있어서, 제1 코일(733)은 무선충전 기능에 이용되는 2차 코일로, 제2 코일(735)은 NFC 기능에 이용되는 안테나 소자로 설정된 구성을 예시한다.

도 21은 도 19에 도시된 휴대용 단말기(700)의 배터리 커버(702)에 본 발명에 따른 코일 모듈(703)을 배치하는 제1 실시 예를 나타내고 있으며, 도 22는 도 21에 도시된 배터리 커버(702)와 결합되는 단말기 하우징(701)의 구성을 나타내고 있다.

제1 및 제2 코일들(733, 735)을 이용하여 무선충전 기능과 NFC 기능을 구현하기 위해서는 제1 및 제2 코일들(733, 735)을 단말기(700) 내의 통신 프로세서(Communication Processor, 365)와 충전 회로(Charge IC, 773)에 각각 접속시켜야 한다.

이때, 제1 및 제2 코일들(733, 735)과 단말기(700) 내의 회로 장치들을 서로 연결하는 선로에는 공진 회로(761) 및 NFC IC(763)나 무선충전 제어회로(WC IC, 771)가 배치된다. 이러한 제어회로들은 통신이나 충전시 전류와 전압을 제어하게 된다. NFC IC(763)는 도 4의 NFC 칩(200a), 도 15의 NFC 칩(200b)으로 구성되어 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드에 따른 변조 지수를 자동으로 설정할 수 있다.

도 21과 도 22에 도시된 실시예에서는 단말기(300) 내에서 통신 회로(Communication Processor)에 상기한 통신 제어회로(NFC IC)를 연결하고, 앞서 언급한 단자(749)들 중 일부를 통해 상기 배터리 커버(702)에 배치된 제2 코일(735)과 접속하게 된다.

충전 회로(Charge IC, 773)는 단말기(700) 내에 설치되며 배터리 팩에 연결된다. 아울러, 무선충전 제어회로(WC IC, 771)는 단말기(700) 내에서 충전 회로(Charge IC, 773)에 연결되면서 단자(749)들 중 나머지 일부를 통해 상기 배터리 커버(702)에 배치된 제1 코일(733)과 접속하게 된다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.

도 23을 참조하면, 전자 장치(1000)는 어플리케이션 프로세서(AP)(1110), 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치(1200), 메모리 장치(1120), 사용자 인퍼페이스(1130) 및 파워 서플라이(1140)를 포함한다.

어플리케이션 프로세서(1110)는 전자 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 메모리 장치(1120)는 전자 장치(1000)의 동작에 필요한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리 장치(1120)는 전자 장치(1000)를 부팅하기 위한 부트 이미지를 저장할 수 있고, 외부 장치에 전송할 출력 데이터 및 상기 외부 장치로부터 수신되는 입력 데이터를 저장할 수 있다.

NFC 장치(1200)는 근거리 무선 통신(NFC)을 통해 상기 외부 장치에 메모리 장치(1120)에 저장된 상기 출력 데이터를 전송하고 상기 외부 장치로부터 수신되는 상기 입력 데이터를 메모리 장치(1120)에 저장할 수 있다. NFC 장치(1200)는 공진 회로(1210) 및 NFC 칩(1220)을 포함한다. NFC 칩(1220)은 도 4의 NFC 칩(200a), 도 15의 NFC 칩(200b)으로 구성되어 스탠바이 모드에서 구동력 제어 코드에 따른 변조 지수를 자동으로 설정할 수 있다.

사용자 인터페이스(1130)는 키패드, 터치 스크린과 같은 하나 이상의 입력 장치 및/또는 스피커, 디스플레이 장치와 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 파워 서플라이(1140)는 전자 장치(1000)의 동작 전압을 공급할 수 있다.

전자 장치(1000)의 구성요소들은 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있다.

본 발명은 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치를 구비하는 임의의 전자 장치에 유용하게 이용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치의 변조 인덱스 설정 회로로서,
상기 NFC 장치의 송신기에 흐르는 전류를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지하여 기준 전류와 변조 전류로서 출력하는 전류 감지기;
상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 전류를 변화시키고, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류를 제공받아, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 인덱스 테이블을 생성하는 변조 인덱스 관리 펌웨어; 및
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어가 저장되고, 상기 변조 인덱스 테이블을 저장하는 스토리지 장치를 포함하는 변조 인덱스 설정 회로.
제1항에 있어서,
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 존재하지 않는 스탠바이 모드에서 자동으로 상기 변조 인덱스를 산출하여 상기 변조 인덱스 테이블을 생성하고,
상기 NFC 장치는 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 상기 NFC 태그가 존재하는 액티브 모드 모드에서 상기 변조 인덱스 테이블을 참조하여, 상기 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따라 변조 인덱스를 선택하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행하고,
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 구동력 제어 코드의 상기 코드값들을 순차적으로 변화시켜 상기 변조 구간에서 상기 변조 전류의 크기를 순차적으로 변화시키는 변조 인덱스 설정 회로.
제1항에 있어서, 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는
상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 상기 변조 인덱스를 산출하는 변조 인덱스 산출기; 및
상기 기준 전류, 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한, 상기 NFC 장치의 기준 외부 임피던스를 산출하는 임피던스 산출기를 포함하고,
상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에서 NFC 태그가 감지되는 경우, 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 송신기에 흐르는 전류에 기초하여 상기 NFC 장치의 외부 임피던스를 산출하고, 상기 기준 외부 임피던스와 상기 외부 임피던스의 동일 여부에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 상기 코드값들을 선택적으로 변경하는 변조 인덱스 설정 회로.
제3항에 있어서,
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 기준 외부 임피던스와 상기 외부 임피던스가 동일한 경우에 상기 구동력 제어 코드의 상기 코드값들을 유지하거나
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 기준 외부 임피던스와 상기 외부 임피던스가 다른 경우에 상기 구동력 제어 코드의 상기 코드값들을 변경하는 변조 인덱스 설정 회로.
제3항에 있어서, 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 기준 외부 임피던스와 상기 외부 임피던스를 비교하고, 상기 비교의 결과를 나타내는 비교 신호를 NFC 칩의 프로세서에 제공하는 비교 로직을 더 포함하는 변조 인덱스 설정 회로.
근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치로서,
전자기파를 통해 외부의 NFC 태그와 데이터를 송수신하는 공진 회로; 및
상기 공진 회로에 출력 데이터를 제공하고 상기 공진 회로로부터 입력 데이터를 수신하는 NFC 칩을 포함하고, 상기 NFC 칩은
상기 공진 회로와 제1 송신 단자 및 제2 송신 단자를 통하여 연결되는 송신기;
상기 송신기에 송신 전원 전압을 제공하는 레귤레이터;
구동력 제어 코드에 응답한 상기 송신기에 흐르는 전류를 비변조 구간과 변조 구간에서 각각 감지한 기준 전류와 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 변조 인덱스 테이블을 생성하는 변조 인덱스 설정 회로; 및
상기 변조 인덱스 설정 회로를 제어하고, 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 상기 NFC 태그가 존재하는 경우, 상기 변조 인덱스 테이블을 참조하여 상기 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따라 타겟 변조 인덱스를 선택하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행하도록 상기 송신기를 제어하는 프로세서를 포함하는 NFC 장치.
제6항에 있어서, 상기 변조 인덱스 설정 회로는
상기 송신기에 흐르는 전류를 상기 비변조 구간과 상기 변조 구간에서 각각 감지하여 상기 기준 전류와 상기 변조 전류로서 출력하는 전류 감지기;
상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 전류를 변화시키고, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류를 제공받아, 상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 상기 변조 인덱스를 산출하고, 상기 변조 인덱스를 저장하는 상기 변조 인덱스 테이블을 생성하는 변조 인덱스 관리 펌웨어; 및
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어가 저장되고, 상기 변조 인덱스 테이블을 저장하는 스토리지 장치를 포함하고,
상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 존재하지 않는 스탠바이 모드에서 자동으로 상기 변조 인덱스를 산출하여 상기 변조 인덱스 테이블을 생성하고,
상기 NFC 장치는 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 상기 NFC 태그가 존재하는 액티브 모드 모드에서 상기 변조 인덱스 테이블을 참조하여, 상기 NFC 태그와의 상기 통신 프로토콜에 따른 상기 타겟 변조 인덱스를 가지도록 상기 송신기를 제어하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행하는 NFC 장치.
제7항에 있어서, 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는
상기 기준 전류와 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 상기 변조 인덱스를 산출하는 변조 인덱스 산출기; 및
상기 기준 전류, 상기 변조 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한, 상기 NFC 장치의 기준 외부 임피던스를 산출하는 임피던스 산출기를 포함하고,
상기 송신기는
상기 송신 전원 전압과 상기 제1 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 복수의 제1 풀업 트랜지스터들 및 상기 제1 송신 단자와 접지 전압 사이에 병렬로 연결되는 복수의 제1 풀다운 트랜지스터들을 구비하는 제1 드라이버;
상기 송신 전원 전압과 상기 제2 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 복수의 제2 풀업 트랜지스터들 및 상기 제2 송신 단자와 상기 접지 전압 사이에 병렬로 연결되는 복수의 제2 풀다운 트랜지스터들을 구비하는 제2 드라이버; 및
상기 구동력 제어 코드 또는 상기 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 제1 드라이버와 상기 제2 드라이버에 복수의 구동 신호들을 제공하는 컨트롤러를 포함하는 NFC 장치.
제6항에 있어서, 상기 NFC 장치는
상기 전자기파가 방사될 때 상기 레귤레이터에 흐르는 전류를 프리셋 페이즈와 디텍션 페이즈에서 각각 모니터링한 제1 감지 전류와 제2 감지 전류의 비교에 기초하여 상기 NFC 태그가 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 있는지 여부를 나타내는 감지 신호를 출력하는 태그 감지기를 더 포함하고,
상기 프로세서는 상기 감지 신호에 응답하여 스탠바이 모드와 액티브 모드 중 하나를 상기 NFC 장치의 동작 모드로 결정하고,
상기 태그 감지기가 상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에서 상기 NFC 태그를 감지하는 경우, 상기 변조 인덱스 관리 펌웨어는 상기 송신기에 흐르는 전류에 기초하여 상기 NFC 장치의 외부 임피던스를 산출하고, 기준 외부 임피던스와 상기 외부 임피던스의 동일 여부를 나타내는 비교 신호를 상기 프로세서에 제공하고, 상기 프로세서로부터의 제어 신호에 응답하여 상기 구동력 제어 코드의 상기 코드값들을 선택적으로 변경하는 NFC 장치.
송신기, 변조 인덱스 설정 회로 및 상기 송신기와 상기 변조 인덱스 설정 회로를 제어하는 프로세서를 포함하는 근거리 무선 통신(near field communication; 이하 NFC) 장치의 동작 방법으로서,
상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 없는 스탠바이 모드에서, 상기 변조 인덱스 설정 회로가, 상기 송신기에 구동력 제어 코드를 인가하여 상기 송신기에 흐르는 송신 전류를 순차적으로 감소시키면서, 상기 송신 전류에 기초하여 상기 구동력 제어 코드의 코드값들 각각에 대한 변조 인덱스를 포함하는 변조 인덱스 테이블을 자동으로 생성하는 단계; 및
상기 NFC 장치의 통신 커버리지 내에 NFC 태그가 존재하는 액티브 모드에서, 상기 프로세서가, 상기 변조 인덱스 테이블을 참조하여, 상기 NFC 태그와의 통신 프로토콜에 따른 타겟 변조 인덱스를 가지도록 상기 송신기를 제어하여 상기 NFC 태그와 통신을 수행하는 단계를 포함하는 NFC 장치의 동작 방법.