DE102013104148A1

DE102013104148A1 - Funkkommunikationsprozessoranordnung

Info

Publication number: DE102013104148A1
Application number: DE102013104148.5A
Authority: DE
Inventors: Harald Witschnig; Magdalena Forster; Gerald Holweg; Walter Kargl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-10-30
Also published as: CN104123578A; US9767401B2; US20140319229A1

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Funkkommunikationsprozessoranordnung mit einem Chip und eine in den Chip integrierte Batterie beschrieben.

Description

Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Funkkommunikationsprozessoranordnungen.
Funkkommunikationsprozessoranordnungen, wie kontaktlose Chipkarten und RFID-Tags, versorgen ihre Komponenten typischerweise mit Energie, die sie aus einem elektromagnetischen Feld, das beispielsweise durch einen entsprechenden Leser erzeugt wird, aufnehmen. Allerdings kann eine solche Energieübertragung an eine Funkkommunikationsprozessoranordnung durch verschiedene Effekte zumindest zeitweise beeinträchtigt werden. Beispiele hierfür sind die gegenseitige Beeinflussung von mehreren Chipkarten oder RFID-Tags gegeneinander und Feldlöcher aufgrund von Mehrwegeausbreitung und destruktiver Interferenz. Eine stabile und durchgängige Energieversorgung von Komponenten einer Funkkommunikationsprozessoranordnung ist wünschenswert.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Funkkommunikationsprozessoranordnung mit einem Chip und eine in den Chip integrierte Batterie bereitgestellt.
Die Figuren geben nicht die tatsächlichen Größenverhältnisse wieder sondern sollen dazu dienen, die Prinzipien der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu illustrieren. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben.
1 veranschaulicht einen RFID-Tag-Auslesevorgang.
2 zeigt eine Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt eine Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt einen Durchschnitt einer Lithium-Batterie gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt eine integrierte Batterie gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt ein Beispiel für eine Abnahme der einer ersten Chipkarte zugeführte Energie bei Annäherung einer zweiten Chipkarte.
7 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Abnahme der einer ersten Chipkarte zugeführte Energie bei Annäherung einer zweiten Chipkarte.
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Figuren, die Details und Ausführungsbeispiele zeigen. Diese Ausführungsbeispiele sind so detailliert beschreiben, dass der Fachmann die Erfindung ausführen kann. Andere Ausführungsformen sind auch möglich und die Ausführungsbeispiele können in struktureller, logischer und elektrischer Hinsicht geändert werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele schließen sich nicht notwendig gegenseitig aus sondern es können verschiedene Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, so dass neue Ausführungsformen entstehen.
Funkkommunikationsprozessoranordnungen wie beispielsweise kontaktlose Chipkarten und passive RFID(radio-frequency identification)-Tags, sind in ihrer Funktion typischerweise auf die Versorgung mit Energie durch ein Lesegerät angewiesen. Durch eine Reihe von Effekten kann diese Energieübertragung an eine solche Kommunikationsanordnung jedoch beeinträchtigt werden, sodass ihre Funktion nicht mehr gewährleistet und entsprechend beispielsweise die Kommunikation zwischen Kommunikationsprozessoranordnung und Lesegerät unterbrochen ist.
Eine solche Unterversorgung kann durch verschiedene Effekte hervorgerufen werden, wie beispielsweise Verstimmung, TypA Pausen für HF(Hochfrequenz)-Kommunikationsprozessoranordnungen, d. h. Kommunikationsprozessoranordnungen, die im HF-Bereich kommunizieren und Energie aufnehmen oder Feldlücken/Mehrwegeausbreitung für UHF(Ultrahochfrequenz)-Kommunikationsprozessoranordnungen, d. h. Kommunikationsprozessoranordnungen, die im UHF-Bereich kommunizieren und Energie aufnehmen.
Im Falle von HF-Kommunikationsprozessoranordnungen können beispielsweise eng gekoppelte (z. B. in einer Brieftasche) passive kontaktlose Smart-Cards sich gegenseitig so stark beeinflussen, dass eine Energieversorgung seitens eines Lesegeräts zumindest zeitweise nicht möglich ist und es zu Ausfällen kommt.
Die Ursache für eine solche Verstimmung ist typischerweise, dass jede Karte für sich einen RLC-Schwingkreis darstellt und erst durch gezielte Resonanzüberhöhung eine Energieversorgung gewährleistet ist. Durch die gegenseitige Beeinflussung treten Verschiebungen der Resonanzfrequenz auf und die notwendige Versorgungsspannung ist nicht mehr gewährleistet.
Außerdem kann die Modulationsart Einfluss auf die Energieversorgung haben. Erfolgt eine Modulationsphase beispielsweise zu lange so kann eine Chipkarte oder ein RFID-Tag eventuell nicht mehr mit Energie versorgt werden.
Um den Effekt durch gegenseitige Beeinflussung von Funk-Kommunikationsprozessoranordnungen zu verringern, kann die Güte der RLC-Schwingkreise der Kommunikationsprozessoranordnungen verringert werden, sodass eine geringere Sensitivität gegenüber einer Resonanzverschiebung erreicht wird. Die Folge einer solchen Gütereduktion ist jedoch auch ein verringerte Kommunikationsreichweite.
Im Falle einer UHF-Chipkarte (zugrundeliegende Frequenzen: 800–900 MHz) besteht der Effekt der Mehrwegeausbreitung, die zu Feldlöchern und Feldeinbrüchen führen kann. Es kann der Fall auftreten, dass sich eine Kommunikationsprozessoranordnung (z. B. ein RFID-Tag) in einem Feldloch befindet. Entsprechend kann der Fall auftreten, dass ein RFID-Tag nicht dauerhaft mit Energie versorgt wird. Dies kann dazu führen, dass die Leserate des RFID-Systems (bestehend aus Lesegerät und RFID-Tags) reduziert wird und der Durchsatz reduziert wird, wenn bereits gelesene RFID-Tags sich durch ein Feldloch bewegen und in Folge neu gelesen werden müssen.
1 veranschaulicht einen RFID-Tag-Auslesevorgang.
Es wird angenommen, dass ein RFID-Tag 101 zu einem ersten Zeitpunkt mit einem Leser 102 kommuniziert (symbolisiert durch einen ersten Pfeil 103) und sich dann durch ein Feldloch bewegt (Pfeil 104). Da RFID-Tag 101 in dem Feldloch nicht mit Energie versorgt wird, geht ihm die in der Kommunikation gespeicherte Information verloren und es kann somit der Fall auftreten, dass es erneut mit dem Leser kommuniziert (Pfeil 105).
Durch das Setzen eines Status-Bits (z. B. eines DESP, für engl. data exchange status bit) kann ein RFID-Tag als bereits gelesen identifiziert werden, sodass beispielsweise ein wiederholtes Lesen vermieden wird. Allerdings ist hierfür erforderlich, dass das Status-Bit für die Zeitdauer der Durchschreitung eines Feldloches gesetzt bleibt, aber beispielsweise zurück gesetzt wird, wenn ein RFID-Tor durchschritten wurde.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine integrierte Batterie für die Aufrechterhaltung (d. h. das Fortführen) einer Funktion (z. B. einer Kommunikation) einer Funkkommunikationsprozessoranordnung, wie beispielsweise einer Chipkarte oder eines RFID-Tags, vorgesehen. Beispielsweise wird bei überschüssiger Energie (z. B. im Fall räumlicher Nähe Funkkommunikationsprozessoranordnung zum Lesegerät) die überschüssige (z. B. nicht durch Komponenten der Funkkommunikationsprozessoranordnung verbrauchte Energie) zum Laden der Batterie verwendet. Somit wird beispielsweise Energie nicht in Form von Wärme vernichtet (was auch zu Materialbelastung führen kann) sondern wird in Form von Ladungsenergie gespeichert. Eine Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben.
2 zeigt eine Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einer Ausführungsform.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung 200 weist einen Chip 201 und eine in den Chip integrierte Batterie 202 auf.
In anderen Worten wird eine integrierte Batterie vorgesehen, die die Funktion der Funkkommunikationsprozessoranordnung gewährleisten kann, falls die Energieaufnahme, beispielsweise über eine Antenne, nicht zur Versorgung der Funkkommunikationsprozessoranordnung ausreicht.
Beispielsweise werden Energie-Einbrüche infolge von Fehlanpassungs-Effekten, Versorgungslöchern durch Mehrwegeausbreitung, Modulations-bedingte Abhängigkeiten etc. durch Bereitstellung von Energie durch die integrierte Batterie kompensiert.
Die Batterie ist beispielsweise eine integrierte Batterie bzw. ein integrierter Ladungsspeicher. Die Batterie kann auch für Reichweitenverbesserung (semi-aktiv oder aktiv) eingesetzt werden. Die Funkkommunikationsprozessoranordnung kann eine integrierte Antenne aufweisen. Die Funkkommunikationsprozessoranordnung kann eingerichtet sein, verschiedene Frequenzen und Verfahren einzusetzen (z. B. HF-Kommunikation für Nahfeld-Kommunikation, UHF für Kommunikation mit hoher Reichweite, passive Kommunikation oder semi-aktive Kommunikation). Für Kommunikation mit hoher Reichweite kann auch eine reine aktive Variante möglich (bei dem die Funkkommunikationsprozessoranordnung z. B. aus einem Energiesparzustand aufwacht und aktiv sendet). Die Funkkommunikationsprozessoranordnung kann beispielsweise ein oder mehrere integrierte Sensoren aufweisen und die Batterie kann dazu verwendet werden, die ein oder mehreren Sensoren mit Energie zu versorgen.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung ist beispielsweise eine Chipkarte oder ein RFID-Tag.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung weist beispielsweise einen Funkkommunikationsprozessor auf, der zur Verarbeitung von empfangenen oder zu sendenden digitalen Signalen eingerichtet ist.
Beispielsweise ist der Funkkommunikationsprozessor zur HF-Kommunikation oder UHF-Kommunikation eingerichtet.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung weist beispielsweise ein oder mehrere zu versorgende Komponenten auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Funkkommunikationsprozessoranordnung eine Antenne und eine erste Versorgungsschaltung, die eingerichtet ist, die ein oder mehrere zu versorgende Komponenten mittels von der Antenne empfangener Energie zu versorgen und eine zweite Versorgungsschaltung auf, die eingerichtet ist, die ein oder mehrere zu versorgende Komponenten mittels der Batterie zu versorgen, wenn die von der Antenne empfangene Energie nicht zum Versorgen der ein oder mehrere zu versorgenden Komponenten ausreicht.
Beispielsweise ist die erste Versorgungsschaltung eingerichtet, die Batterie zu laden, wenn die Antenne mehr Energie empfängt, als von der einen oder den mehreren zu versorgenden Komponenten verbraucht wird.
Die ein oder mehrere zu versorgenden Komponenten weisen beispielsweise eine integrierte Schaltung auf.
Die integrierte Schaltung ist zum Beispiel eine integrierte Verarbeitungslogik oder ein integrierter Speicher.
Beispielsweise ist die integrierte Schaltung in den Chip integriert.
Die eine oder mehreren zu versorgenden Komponenten weisen beispielsweise den Funkkommunikationsprozessor auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Funkkommunikationsprozessoranordnung ein RFID-Tag und die zu versorgenden Komponente ist ein Speicher, der eingerichtet ist, die Information zu speichern, ob das RFID-Tag bereits von einem Leser gelesen wurde.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung kann eine Chipkarte oder ein RFID-Tag sein.
Der Chip ist beispielsweise ein Chipkartenmodul.
Die Batterie ist beispielsweise eine Sekundärzelle.
Die Batterie kann einen festen oder einen flüssigen Elektrolyten aufweisen.
Die Batterie kann als Ladungsspeicher angesehen werden. Unter einer „Batterie” kann auch eine einzelne Primärzelle oder Sekundärzelle verstanden werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele in höherem Detail beschrieben.
3 zeigt eine Funkkommunikationsprozessoranordnung 300 gemäß einer Ausführungsform.
Die Funkkommunikationsprozessoranordnung, beispielsweise eine Chipkarte, weist in diesem Beispiel ein oder mehrere Sensoren 301, einen A/D-Wandler 302, eine integrierte Batterie 303, eine (beispielsweise sichere) zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 304, eine Schnittstelle 305, einen nichtflüchtigen Speicher 306, Funk-Frontend-Komponenten 307 und eine Antenne 308 (die optional eine integrierte Batterie sein kann) auf.
Die integrierte Batterie 303 ist in einen Chip integriert. Ein Beispiel für eine integrierte Batterie ist in 4 dargestellt.
4 zeigt einen Durchschnitt einer Lithium-Batterie 400 gemäß einer Ausführungsform.
Die Lithiumbatterie 400 weist eine Kathode 413, eine Anode 417, ein Trennelement 418, das zwischen der Kathode 413 und der Anode 417 angeordnet ist, einen Elektrolyten 412 und ein Substrat 419 auf. Die Anode 417 ist über dem Substrat 419 angeordnet. Die Anode kann beispielsweise als Teil des Substrats 419 ausgebildet sein. Alternativ kann die Anode 417 durch eine zusätzliche Schicht gebildet werden, die über dem Substrat 419 ausgebildet ist. Die Anode 417, das Trennelement 418 und der Elektrolyt 412 können in einem Graben 431 in einem Siliziumkörper (Body) 401, der das Substrat bildet, angeordnet sein.
Beispielsweise kann die Anode 417 einen Wand des Grabens 431 bilden. Der Graben 431 kann Seitenwände und einen Boden aufweisen und die Anode 417 kann den Boden des Grabens 431 bilden. Die Anode 417 kann ferner eine dünne Metallschicht 411 aufweisen.
Die Anode kann monokristallines, polykristallines oder amorphes Silizium aufweisen. Das Silizium kann mit einem Dotiermittel wie beispielsweise Bor, Arsen oder Phosphor dotiert sein. Die aktive Siliziumoberfläche der Anode 417 kann eben oder strukturiert sein. Beispielsweise können dreidimensionale Strukturen wie Pyramiden oder Gräben auf der Oberfläche der Anode ausgebildet sein. Die dünne Metallschicht 411 kann so an der Oberseite der Anode 417 ausgebildet sein, dass sie den Elektrolyten kontaktiert. Die Metallschicht 411 kann beispielsweise Silber, Aluminium, Gold, Palladium oder Platin aufweisen. Metalle, die mit Lithium eine Legierung bilden, können verwendet wird. Weitere Beispiele sind Zn, Cd, Hg, B, Ga, In, Th, C, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se und Te. Die Dicke der Metallschicht 411 kann weniger als 100 nm und beispielsweise mehr als 1 nm betragen.
Für die Kathode können Lithium-Ionen-Batterie-Materialien wie LiCoO2, LiNiO2, LiNi0,85Co0,1Al0,05O₂, LiNi0,33Co0,33Mn0,33O₂, LiMn₂O₄ spinel und LiFePO₄ verwendet werden. Der Elektrolyt 412 kann Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolyte wie beispielsweise Salze wie LiPF₆, LiBF₄ in wasserfreien aprotischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Propylencarbonat, Dimethylcarbonat oder 1,2-Dimethoxymethan, Ethylencarbonat, Diethylcarbonat und andere Polymere, beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyvinylidenfluorid-Hexafluorpropen (PVDF-HFP) oder andere Polymere, Li₃PO₄N und andere aufweisen.
Das Trennelement 418 trennt die Anode 417 und die Kathode 413 räumlich und elektrisch voneinander. Das Trennelement 418 ist durchlässig für Ionen. Das Trennelement 418 ist beispielsweise eine nicht-gewebte Struktur aus Materialien wie Fiberglas, Polyethylen oder mikroporösen Materialien.
Über der Kathode 413 kann eine Abdichtung 414 ausgebildet sein, die die Batterie beispielsweise wasserdicht und luftdicht abkapselt. Die Abdichtung 414 ist beispielsweise aus Polyimid. Eine Passivierungsschicht 410 ist über den Teilen des Siliziumkörpers 401 ausgebildet, die nicht die Anode 417 bilden. Beispielsweise sind die Seitenwände des Grabens 431 mit der Passivierungsschicht bedeckt. Außerdem sind die Außenseite des Substrats 419 mit der Passivierungsschicht 419 bedeckt. Die Passivierungsschicht kann verschiedene Materialien wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Polymere, Imide, Polyethylen, Metalle und Kombinationen dieser Materialien aufweisen. Die Passivierungsschicht 10 verhindert die Diffusion von Lithiumatomen in benachbarte Komponenten.
Auf der Rückseite der Batterie 402 sind leitende Schichten 415, 416 ausgebildet. Beispielsweise kann eine Metallschicht 416, wie z. B. aus Kupfer, auf der Rückseite ausgebildet sein. Zwischen der Anode 417 und der Metallschicht 416 ist eine Grenzschicht, beispielsweise aus TiW ausgebildet. Die Dicke der Grenzschicht liegt beispielsweise zwischen 50 und 150 nm. Die Metallschicht (z. B. Kupferschicht) kann dicker als 500 nm sein, beispielsweise 1 μm oder mehr.
Alternativ kann der Strom über eine vergrabene Schicht oder einen Kanal abgeführt werden, beispielsweise aus Polysilizium oder dotiertem Silizium.
Ein weiteres Beispiel für die integrierte Batterie 303 ist in 5 dargestellt.
5 zeigt eine integrierte Batterie 500 gemäß einer Ausführungsform.
Die Batterie 500 ist in einem Silizium-Wafer 501 ausgebildet. Sie weist eine Silizium-Anode 502 und eine Nickel-Cobalt(NCA)-Kathode 503 auf. Die Anode 502, die Kathode 503 und eine Passivierungsschicht 504 bilden einen Raum aus, der mit einem Elektrolyten (beispielsweise einem der oben genannten Elektrolyten) gefüllt ist. Zwischen Passivierungsschicht 504 und dem Silizium-Wafer-Material ist ein TiW-Ti-Cu-Stack 505 ausgebildet, die mittels eines Kontaktlochs 506 in der Passivierungsschicht 504 kontaktiert werden kann. An der Unterseite des Silizium-Wafers 501 ist eine Siliziumnitridschicht 507 vorgesehen.

Tabelle 1 zeigt in der zweiten Spalte beispielhafte gewünschte Daten für eine Batterie zur Versorgung von Funkkommunikationsprozessoranordnungen, und in der dritten Spalte Daten, wie sie mit der Struktur aus 5 erreicht werden können.

Kapazität	360 μAh	> 2 mAh
Gelieferter Strom	30 μA	80 μA–1 mA
Gelieferte Spannung	1–3 V	3,6–4 V
Temperaturspanne	–40 bis 150°C	0 bis 45°C oder 70°C
Abmessungen	4 × 4 × 0,2 mm³	4 × 4 × 0,2 mm³

Tabelle 1

Tabelle 2 zeigt die Daten, die sich durch Skalierung entsprechend für eine integrierte Batterie zur Versorgung einer Chipkarte bzw. eines RFID-Tags ergeben.

Chipkarte RFID-Tag

Größe 6 mm² 1 mm²

Kapazität 0,75 mAh 0,125 mAh

Kosten 7,5 cent 1,25 cent

Strom 1,875 mA 0,3125 mA

Tabelle 2
Die integrierte Batterie 303 kann z. B. zur Versorgung der Komponenten der Funkkommunikationsprozessoranordnung, beispielsweise eine Chipkarte, eingesetzt werden, wenn eine zweite Chipkarte bei Annäherung an die Chipkarte zu Fehlanpassung der ersten Chipkarte führt und dadurch die der Chipkarte zugeführte Energie abnimmt.
Beispiele für ein solches Szenario sind in den 6 und 7 dargestellt.
6 zeigt ein Beispiel für eine Abnahme der einer ersten Chipkarte zugeführte Energie bei Annäherung einer zweiten Chipkarte.
Es wird angenommen, dass sich die erste Chipkarte 601 in 10 mm Entfernung von einem Leser 603 befindet und sich die zweite Chipkarte 602 an die Position der ersten Chipkarte 601 annähert (veranschaulicht durch den Pfeil 604).
In diesem Beispiel sendet der Leser mit 13,56 MHz, die erste Chipkarte 601 arbeitet mit (d. h. hat die Resonanzfrequenz) 13,56 MHz und die zweite Chipkarte 602 arbeitet mit 14,20 MHz.
Ein Diagramm 605 zeigt in einer ersten Kurve 606 die an der Antenne der ersten Chipkarte 601 von dem Leser induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Distanz der zweiten Chipkarte 602 von der ersten Chipkarte 601 und in einer zweiten Kurve 607 die an der Antenne der zweiten Chipkarte 602 von dem Leser induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Distanz der zweiten Chipkarte 602 von der ersten Chipkarte 601.
Die Distanz zwischen den Chipkarten ist entlang einer Distanzachse 608 aufgetragen und die Spannung ist entlang einer Spannungsachse 609 aufgetragen.
In diesem Beispiel nimmt die induzierte Spannung bei beiden Chipkarten ab einer gewissen Annäherung ab, dass das Resonanzsystem aus Leser 603 und erster Chipkarte 601 beeinflusst wird. Die in der zweiten Chipkarte 602 induzierte Spannung steigt mit fallender Distanz, bis die Fehlanpassung zu einem Spannungsabfall bei beiden Chipkarten 601, 602 führt. Wird eine technologieabhängige Spannung unterschritten, so ist die Energieversorgung der Karten nicht mehr gewährleistet und eine Kommunikation zwischen dem Leser 603 und den Chipkarten 601, 602 wird unterbrochen. Entsprechend wird gemäß einer Ausführungsform die integrierte Batterie 303 verwendet, um die Chipkarte 601 bzw. die Chipkarte 602 mit Energie zu versorgen und so die Kommunikation zwischen der Chipkarte 601 bzw. der Chipkarte 602 und dem Leser 603 in einem solchen Szenario aufrechtzuerhalten.
7 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Abnahme der einer ersten Chipkarte zugeführte Energie bei Annäherung einer zweiten Chipkarte.
In diesem Beispiel wird angenommen, dass sich die zweite Chipkarte 702 in 10 mm Entfernung von dem Leser 603 befindet und sich die erste Chipkarte 701 an die Position der zweiten Chipkarte 702 annähert (veranschaulicht durch den Pfeil 704).
Wie im Beispiel von 6 wird angenommen, dass der Leser mit 13,56 MHz sendet, die erste Chipkarte 701 mit 13,56 MHz arbeitet und die zweite Chipkarte 702 mit 14,20 MHz arbeitet.
Ein Diagramm 705 zeigt in einer ersten Kurve 706 die an der Antenne der zweiten Chipkarte 702 von dem Leser induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Distanz der ersten Chipkarte 701 von der zweiten Chipkarte 702 und in einer zweiten Kurve 707 die an der Antenne der ersten Chipkarte 701 von dem Leser induzierte Spannung in Abhängigkeit von der Distanz der ersten Chipkarte 701 von der zweiten Chipkarte 702.
Die Distanz zwischen den Chipkarten ist entlang einer Distanzachse 708 aufgetragen und die Spannung ist entlang einer Spannungsachse 709 aufgetragen.
In diesem Szenario wird die weiter entfernte Chipkarte (erste Chipkarte 701) zeitweise besser mit Energie versorgt wird als die näher gelegene Chipkarte (zweite Chipkarte 702). Auch in diesem Fall kann die Kommunikation zwischen dem Leser 703 und den Chipkarten 701, 702 abbrechen. Entsprechend wird gemäß einer Ausführungsform die integrierte Batterie 303 verwendet, um die Chipkarte 701 bzw. die Chipkarte 702 mit Energie zu versorgen und so die Kommunikation zwischen der Chipkarte 701 bzw. der Chipkarte 702 und dem Leser 703 in einem solchen Szenario aufrechtzuerhalten.
Im Falle von UHF, beispielsweise eines UHF-RFID-Tags, kann eine integrierte Batterie beispielsweise dazu verwendet werden, ein Status-Bit, das anzeigt, ob das RFID-Tag schon gelesen wurde, bei Ausfall der Energieversorgung über die Antenne aufrechtzuerhalten.
Sowohl im HF-Fall als auch im UHF-Fall kann eine integrierte Batterie die zwischenzeitliche Versorgung mit Energie gewährleisten. Eine Versorgung mit einfachen Kapazitäten ist in vielen Szenarien nicht ausreichend. Mit einer integrierten Batterie wie beispielsweise mit Bezug auf 4 oder 5 beschrieben, kann hohe Energiedichte und Funktionsparameter erreicht werden, die für die Gewährleistung von Funkkommunikationsprozessoranordnungen wie Chipkarten und RFID-Tags geeignet sind.
Obwohl die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte es von denjenigen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen bezüglich Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche definiert wird, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird daher durch die angefügten Ansprüche bestimmt, und es ist beabsichtigt, dass sämtliche Änderungen, welche unter den Wortsinn oder den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst werden.

Claims

Funkkommunikationsprozessoranordnung aufweisend: einen Chip; und eine in den Chip integrierte Batterie.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Funkkommunikationsprozessoranordnung eine Chipkarte oder ein RFID-Tag ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend einen Funkkommunikationsprozessor, der zur Verarbeitung von empfangenen oder zu sendenden digitalen Signalen eingerichtet ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 3, wobei der Funkkommunikationsprozessor zur HF-Kommunikation oder UHF-Kommunikation eingerichtet ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend ein oder mehrere zu versorgende Komponenten.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend eine Antenne und eine erste Versorgungsschaltung, die eingerichtet ist, die ein oder mehrere zu versorgende Komponenten mittels von der Antenne empfangener Energie zu versorgen und eine zweite Versorgungsschaltung, die eingerichtet ist, die ein oder mehrere zu versorgende Komponenten mittels der Batterie zu versorgen, wenn die von der Antenne empfangene Energie nicht zum Versorgen der ein oder mehrere zu versorgenden Komponenten ausreicht.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 6, wobei die erste Versorgungsschaltung eingerichtet ist, die Batterie zu laden, wenn die Antenne mehr Energie empfängt, als von der einen oder den mehreren zu versorgenden Komponenten verbraucht wird.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die eine oder mehreren zu versorgenden Komponenten eine integrierte Schaltung aufweisen.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 8, wobei die integrierte Schaltung eine integrierte Verarbeitungslogik oder ein integrierter Speicher ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die integrierte Schaltung in den Chip integriert ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die eine oder mehreren zu versorgenden Komponenten einen Funkkommunikationsprozessor aufweisen.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Funkkommunikationsprozessoranordnung ein RFID-Tag ist und die zu versorgenden Komponente ein Speicher ist, der eingerichtet ist, die Information zu speichern, ob das RFID-Tag bereits von einem Leser gelesen wurde.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Funkkommunikationsprozessoranordnung eine Chipkarte oder ein RFID-Tag ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Chip ein Chipkartenmodul ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Batterie eine Sekundärzelle ist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Batterie einen flüssigen Elektrolyten aufweist.
Funkkommunikationsprozessoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Batterie einen festen Elektrolyten aufweist.