KR100676969B1 - 전자태그 리더기의 디코딩 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 태그(RFID) 리더기에서 비교적 높은 데이터 레이트의 변화와 손실 및 하이/로우 반전현상을 극복하면서 원래의 데이터를 비동기식으로 검출하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 그 측정된 시간이 최소 유지시간보다 작으면 해당 데이터를 글리치로 인식하는 글리치 필터와; 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 상기 글리치 필터로부터 입력되는 데이터를 디코딩하는 렝스 디코더와; 상기 렝스 디코더로부터 입력된 0,1을 근거로 입력 데이터를 디코딩하는 데이터 디코더에 의해 달성된다.

Description

전자태그 리더기의 디코딩 장치 및 방법{DECODING APPARATUS AND METHOD FOR RFID READER}

도 1은 종래 전자태그 리더기의 송신부에 대한 블록도.

도 2는 종래 전자태그 리더기의 수신부에 대한 블록도.

도 3은 도 2의 베이스밴드 및 인터페이스부에 설치된 타이밍 복원기의 블록도.

도 4의 (a)-(e)는 종래의 전자태그 리더기에서 데이터 레이트와 클럭의 주기가 다른 경우의 디코딩 과정을 나타낸 파형도.

도 5는 본 발명에 의한 전자태그 리더기의 디코딩 장치의 블록도.

도 6a는 도 5에서 글리치 필터의 동작 원리를 나타낸 설명도.

도 6b 도 5에서 렝스 디코더의 동작 원리를 나타낸 설명도.

도 6c 도 5에서 데이터 디코더의 동작 원리를 나타낸 설명도.

도 7의 (a)-(e)는 본 발명의 전자태그 리더기에서 데이터 레이트와 클럭의 주기가 다른 경우의 디코딩 과정을 나타낸 파형도.

도 8은 (a)-(e)는 본 발명에서 데이터가 일부 손실된 경우의 디코딩 과정을 나타낸 파형도.

도 9는 본 발명에 의한 전자태그 리더기의 디코딩 장치의 다른 실시예를 보인 블록도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

51 : 글리치 필터 52 : 렝스 디코더

53 : 데이터 디코더

본 발명은 전자 태그(RFID:Radio Frequency Identification) 리더(Reader)를 위한 비동기식 데이터 디코딩 기술에 관한 것으로, 특히 비교적 높은 데이터 레이트의 변화와 손실 및 하이/로우 반전현상을 극복하면서 원래의 데이터를 비동기식으로 검출하는데 적당하도록 한 전자태그 리더기의 디코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, RFID 시스템은 각종 물품에 소형의 칩을 부착하여 사물의 정보와 주변의 환경정보를 무선주파수로 전송·처리하는 비접촉식 인식시스템이다. 상기 RFID 시스템은 판독·해독기능이 있는 리더와 고유 정보를 내장한 RF 태그(RF ID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성되어 있으며, 상기 RF 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성되며, 수동식과 능동식으로 구분된다. 상기 수동식 RF 태그가 내부 전원이 없이 판독기의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는데 비해, 능동식 RF 태그는 스스로 작동하기 위해 RF 태그용 전지가 내장되어 있다. 또한, 상기 RF 태그는 실리콘 반도체 칩을 사용하는 칩 태그와 LC 소자, 플라스틱 또는 폴리머(polymer: 중합체) 소자로만 구성된 무칩 태그로 구분하 기도 한다.

도 1은 전자태그 리더기의 송신부에 대한 블록도이고, 도 2는 전자태그 리더기의 수신부에 대한 블록도이다.

상기 도 2의 베이스밴드 및 인터페이스부(26)에 위치한 타이밍 복원기(Timming Recovery)는 A/D변환기(25)로부터 샘플링 데이터를 입력받아 송신신호의 데이터 레이트에 맞게 데이터를 추출한다. 그리고, 상기 추출된 데이터는 도 1과 같은 송신부의 인코딩 방식에 상응되게 디코딩된다.

상기 타이밍 복원기의 작용을 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

타이밍 에러 검출기(31A)는 수신된 데이터에서 타이밍 에러값을 검출해 내고, 이득 선택부(31B)는 그 검출된 타이밍 에러값의 이득을 조절해 준다. 그리고, 루프 필터(31C)는 상기 이득 선택부(31B)의 출력값을 근거로 발진부(31D)를 제어하여 이로부터 샘플링 클럭신호가 출력된다.

한편, 타이밍 편차 검출기(33)는 상기 발진부(31D)에서 출력되는 샘플링 클럭신호의 타이밍 편차를 검출한다.

타이밍 락 검출기(32)는 상기 타이밍 에러 검출기(31A)로부터 입력되는 타이밍 에러검출신호와, 상기 타이밍 편차 검출기(33)로부터 입력되는 타이밍 편차신호를 근거로 타이밍 락 신호를 생성하여 상기 이득 선택부(31B)에 공급한다.

이에 따라, 상기 발진부(31D)에서 입력신호에 동기된 샘플링 클럭신호가 생성된다.

한편, 도 4의 (a)-(e)는 데이터 레이트와 클럭신호의 주기가 다른 경우 종래 기술에 의한 디코딩 예를 나타낸 파형도이다. 즉, 송신 데이터가 (a)와 같고 이에 대한 수신측에서의 입력 데이터가 (b)와 같을 때, (c)와 같은 고정된 클럭신호를 이용하여 매 클럭마다 데이터를 추출해 낸다. 그런데, (b),(c)에서와 같이 데이터 레이트와 클럭신호의 주기가 일치하지 않으면 (d)와 같이 잘못된 샘플 데이터가 획득되고 이에 의해 (e)와 같이 잘못된 데이터로 디코딩하게 된다.

이와 같은 종래의 타이밍 복원기는 데이터 레이트의 변화가 적을 경우 별다른 어려움 없이 샘플링 클럭신호를 생성할 수 있지만, RFID와 같이 신호의 데이터 레이트가 심하게 변화(±25%)되는 경우 데이터 레이트에 상응되는 샘플링 클럭신호를 생성할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 데이터를 추출하기 위한 클럭신호를 생성하지 않고, 글리치 필터의 출력신호의 이벤트 사이의 시간을 체크하여 이벤트 발생시마다 데이터를 디코딩하고 에러신호를 추출해 내는 디코딩 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 그 측정된 시간이 최소 유지시간보다 작으면 해당 데이터를 글리치로 인식하는 글리치 필터와; 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 디코딩을 수행하는 렝스 디코더를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 글리치 필터는 타이머 카운터나 시프트 레지스터의 앤드 로직을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 글리치 필터는 입력 데이터의 길이를 기 설정된 최소 길이와 비교하여 그 비교 결과에 따라 이전의 데이터를 그대로 유지하거나 입력되는 데이터를 다음단으로 넘겨 주도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 렝스 디코더는 타이머나 카운터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 렝스 디코더는 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 0,1의 디코딩을 수행함과 아울러 데이터 인에이블 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 렝스 디코더는 에지 시점에서 데이터 값을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 그 측정된 시간이 기 설정된 최소 유지시간보다 작은 것으로 판명되면 해당 데이터를 글리치로 인식하는 글리치 필터링 단계와; 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고, 그 측정 결과를 근거로 디코딩을 수행하는 렝스 디코딩 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 전자태그 리더기의 디코딩 장치의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 데이터 레이트보다 충분히 빠른 클럭신호를 이용하여, 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 최소 유지시간보다 작으면 그 데이터를 글리치로 인식하여 무시하는 글리치 필터(51)와; 데이터 레이트보다 충분히 빠른 상기 클럭신호를 이용하여 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 0,1의 디코딩을 수행함과 아울러 데이터 인에이블 신호를 생성하는 렝스 디코더(Length Decoder)(52)와; 상기 렝스 디코더(52)로부터 입력된 0,1을 근거로 입력 데이터를 디코딩하고 데이터 인에이블 신호를 생성하는 데이터 디코더(53)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로, 송수신 장치에서 동기식이란 송신단과 수신단에 클럭이라는 규칙적인 시간의 기준이 되는 장치가 존재하지만 비동기식에는 그런 장치가 존재하지 않는다. 따라서, 동기식은 송신측에서 데이터를 추출해 내기 위한 클럭신호를 같이 송신하거나, 송신단에서 클럭신호를 송신하지 않을 때에는 수신단에서 클럭신호를 생성하고 이를 이용하여 입력신호를 일정 주기로 샘플링하여 데이터를 추출하게 된다.

하지만, RFID에서는 데이터 레이트가 너무 많이 변화되므로 일정한 주기로 데이터를 추출해 낼 수 없으며, 일정한 주기의 클럭신호를 타이밍 복원회로를 이용하여 적응형으로 설계하더라도 변화가 너무 심하기 때문에 원래의 데이터를 추출하는 것이 거의 불가능하다.

따라서, 본 발명에서는 입력신호만을 이용하여 데이터를 추출해 내는 방법을 적용하였으므로, 이와 같은 방식을 굳이 동기식 비동기식으로 구분하면 비동기식이라 할 수 있다.

먼저, 글리치 필터(51)는 데이터 레이트보다 충분히 빠른 클럭신호(CLK)를 이용하여, 입력 데이터(DATA1)의 에지(event) 간의 시간을 측정하여 유지시간 즉, 기 설정된 최소한의 유지시간보다 작으면 해당 데이터를 글리치로 인식하고 무시한다.

상기와 같은 글리치 필터(51)는 노이즈에 의한 데이터 디코딩 에러를 방지하고, 저역 필터의 역할을 수행하며, 타이머 카운터나 시프트 레지스터의 앤드(AND) 로직을 이용하여 구현할 수 있다.

도 6a는 상기 글리치 필터(51)의 동작 원리를 도식화한 것이다. 즉, 입력 데이터(DATA1)의 길이를 기 설정된 최소 길이와 비교하여 그 최소 길이보다 작으면 이전의 데이터(값)를 그대로 유지하고, 길으면 그 입력되는 데이터를 다음단으로 넘겨준다.

렝스 디코더(52)는 타이머나 카운터를 이용하여 구현되는 것으로, 데이터 레이트보다 충분히 빠른 상기 클럭신호(CLK)를 이용하여 입력 데이터의 에지(event) 간의 시간을 측정한다. 그리고, 상기 측정 결과를 근거로 0,1의 디코딩을 수행함과 아울러 데이터 인에이블 신호(EN1)를 생성한다.

이때, 에지 발생 시점부터 다음 에지까지의 길이를 측정하고 이를 기준 길이와 비교 판단하므로, EPC(EPC: Electronic Product Code)의 경우 데이터 레이트가 비교적 큰 오차(예: ±25%)를 가지고 있더라도 데이터를 정상적으로 디코딩해낼 수 있다. 여기서, EPC는 EPCglobal Inc.가 개발 중인 업체코드, 상품품목코드, 상품일련번호로 구성된 식별코드체계를 의미한다.

또한, 에지(event) 시점에서 데이터 값을 판단하므로 수신된 데이터가 반전되어 있더라도 다시 반전시킬 필요없이 바로 디코딩해낼 수 있다.

도 6b는 상기 렝스 디코더(52)의 동작 원리를 도식화한 것이다. 즉, 입력 데이터의 에지가 발생하면 그 이전의 에지에서 현재 발생된 에지까지의 시간을 측정하여 이를 기준시간과 비교한다. 상기 비교 결과에 따라 0,1의 데이터 디코딩을 수행하고, 상기 측정된 시간이 기준시간보다 너무 크거나 작을 경우에는 에러 신호를 발생한다. 디코딩될 때 데이터 인에이블 신호(EN1)를 발생시켜 준다.

데이터 디코더(53)는 상기 렝스 디코더(52)로부터 입력된 0,1을 근거로 입력 데이터(DATA2)를 디코딩하고 데이터 인에이블 신호(EN2)를 생성한다. 송수신 중에 일부 데이터가 손실되면 입력된 신호와 가장 유사한 값으로 디코딩한다.

도 6c는 상기 데이터 디코더(53)의 동작 원리를 도식화한 것이다. 즉, 상기 렝스 디코더(52)로부터 입력된 데이터 값이 0이면 무조건 데이터 디코딩을 수행하고, 다음에 입력되는 한 개의 데이터 값 '0'은 무시한다.

그러나, 디코더(52)로부터 입력된 데이터 값이 1이면 무조건 데이터 디코딩을 수행하고, 다음에 입력되는 세 개의 데이터 값'1'은 무시한다.

한편, 도 7의 (a)-(e)는 종래 기술에서 언급된 도 4의 파형도와 대응되는 본 발명에 의한 글리치 및 정상신호 디코딩 예를 나타낸 파형도를 나타낸 것이다. 즉, 도 7의 (a)-(e)는 데이터를 추출하기 위한 클럭신호를 생성하지 않고 글리치 필터(51)의 출력신호의 에지 간의 시간을 체크하여 그때마다 데이터를 디코딩하고 에러신호를 추출해 내는 과정에서 각부의 파형도를 나타낸 것이다.

한편, 도 8의 (a)-(e)는 본 발명에 의한 데이터 디코딩 예를 나타낸 파형도이 다.

EPC1의 경우에 대한 렝스 디코더(52)의 동작을 살펴보면, 글리치 필터(51)의 출력신호의 이벤트(에지)가 발생하는 시점에서 타이머를 온시키고, 다음 이벤트가 발생할 때 그 타이머 값을 기준값과 비교하여 그 기준값보다 작으면 해당 데이터 값을 1로 디코딩하고, 크면 0으로 디코딩한다.

상기 글리치 필터(51)는 글리치에 의해 이벤트가 발생되어 데이터가 잘못 디코딩되는 것을 방지하기 위해 렝스 디코더(52)의 바로 전단에 설치된다.

EPC1의 경우 기준값보다 작은 4개의 이벤트를 근거로 데이터 값 1을 표현하고, 기준값보다 큰 2개의 이벤트를 근거로 데이터 값 0을 표현한다. 이에 대응하여 본 발명에서는 도 8의 (d),(e)에서와 같이 기준값보다 작은 이벤트가 4개 연속되면 데이터 값을 1로 표현하고, 기준값보다 큰 이벤트가 2개 연속되면 데이터 값을 0으로 표현한다. 이렇게 함으로써, 데이터 시작 부분에 일부 소실된 이벤트가 존재하더라도 데이터를 에러 없이 디코딩할 수 있게 된다.

한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 글리치 필터(91)와 렝스 디코더(93)의 사이에 업셋 리카버(Upset Recover)(92)를 추가하고 여기서, 데이터의 하이/로우의 반전 현상을 인식하여 그에 따른 상승에지(positive edge) 또는 하강에지(negative edge) 신호를 출력함으로써, 이 후단의 데이터 디코딩 단계에서 그 에지신호를 기준으로 데이터를 디코딩할 수 있도록 하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 글리치 필터에서 신호를 처리할 때 신호가 최소한의 시간동안 유지되지 않을 때 그 신호를 다음 블록으로 넘겨주지 않음으로써, 글리치에 의한 데이터의 에러 디코딩을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 데이터 레이트가 비교적 많이 변화(예: ±25%)되는 경우 데이터 레이트보다 충분히 빠른 클럭신호를 이용하여 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정한 후 기준시간과 비교하여 디코딩 함으로써 정상적인 데이터 디코딩이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 에지를 기준으로 데이터 디코딩을 수행하여, 하이/로우 반전현상을 극복하면서 원래의 데이터를 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 렝스 디코더에서 생성되는 인에이블 신호를 이용하여, 타이밍 복원기를 통해 클럭을 생성하지 않는 비동기식 디코딩이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 그 측정된 시간이 최소 유지시간보다 작으면 해당 데이터를 글리치로 인식하는 글리치 필터와;

   입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 상기 글리치 필터로부터 입력되는 데이터를 디코딩하는 렝스 디코더를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
2. 제1항에 있어서, 글리치 필터는 타이머 카운터나 시프트 레지스터의 앤드 로직을 이용하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
3. 제1항에 있어서, 글리치 필터는 입력 데이터의 길이를 기 설정된 최소 길이와 비교하여 그 비교 결과에 따라 이전의 데이터를 그대로 유지하거나 입력되는 데이터를 다음단으로 넘겨 주도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
4. 제1항에 있어서, 렝스 디코더는 타이머나 카운터로 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
5. 제1항에 있어서, 렝스 디코더는 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고 그 측정 결과를 근거로 0,1의 디코딩을 수행함과 아울러 데이터 인에이블 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
6. 제1항에 있어서, 렝스 디코더는 에지 시점에서 데이터 값을 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
7. 제1항에 있어서, 렝스 디코더로부터 입력된 0,1을 근거로 입력 데이터를 디코딩하는 데이터 디코더를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
8. 제1항에 있어서, 글리치 필터와 렝스 디코더의 사이에 업셋 리카버를 추가하고, 이로 하여금 데이터의 하이/로우의 반전 현상을 인식하여 그에 따른 상승에지 또는 하강에지 신호를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자태그 리더기의 디코딩 장치.
9. 입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하여 그 측정된 시간이 기 설정된 최소 유지시간보다 작은 것으로 판명되면 해당 데이터를 글리치로 인식하는 글리치 필터링 단계와;

   입력 데이터의 에지 간의 시간을 측정하고, 그 측정 결과를 근거로 디코딩을 수행하는 렝스 디코딩 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자태그 리 더기의 디코딩 방법.

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