KR100820568B1 - Ｒｆｉｄ 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법에 관한 것으로, 내부 오실레이터(Oscillator)를 통해 생성되는 기준 클럭신호의 주파수가 안정화되도록 제어하는 구성을 가진 RFID 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 RFID 태그는 AFE(Analog Front End) 블럭과, 입력받은 기준 클럭 주파수 조절신호에 따라 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절하며 기준 클럭신호를 생성시키는 클럭 발생기와, 상기 클럭 발생기로 기준 클럭 주파수 조절신호를 제공하되, 상기 AFE 블럭에서 복조된 수신 데이터 신호 및 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호를 입력받아 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 추정하고 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하여 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수로 조절시키는 기준 클럭 주파수 조절신호를 발생시켜 상기 클럭 발생기로 제공하는 클럭 조절기를 포함하여 구성된다.
RFID, 기준 클럭, 클럭신호, 클럭 주파수, 안정화

Description

ＲＦＩＤ 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법{RFID TAG AND CLOCK FREQUENCY STABILIZING METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 RFID 태그의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그의 구성을 도시한 도면, 및
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100,200 ; AFE 블럭 102,202 : 클럭 발생기
104,204 : 디지털 모뎀 106,206 ; 메모리
208 : 클럭 조절기
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법에 관한 것으로, 내부 오실레이터(Oscillator)를 통해 생성되는 기준 클럭신호의 주파수가 안정화되도록 제어하는 구성을 가진 RFID 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법에 관한 것이다.
현재 정보 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 장소나 시간에 구애받지 않고 자연스럽고 편리하게 정보 통신 기기들을 실생활에 적용할 수 있는 소위 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 조성하고자 하는 노력들이 이루어지고 있다. 이러한 유비쿼터스 환경을 조성하기 위해서는, 정보 통신 기기 간에 원격에서 효과적으로 서로를 감지 및 인식할 수 있는 무선 인식 기술이 필수적이며, 대표적인 무선 인식 기술로서 RFID 기술이 주목받고 있다.
RFID는 바코드(Barcode), 마그네틱 센서, IC-CARD 등과 같은 자동 인식의 한 분야로서 초단파나 장파를 이용하여 마이크로칩에 저장된 데이터를 무선으로 인식하는 최첨단 기술을 말한다. RFID는 물류, 유통 분야 및 금융 서비스 등에서 현재 사용 중인 바코드를 대체할 기술로 인식될 정도로 산업계에서 사용이 늘고 있다. 또한, RFID는 마이크로칩에 저장된 데이터를 얻기 위해 마이크로칩에 판독기를 직접 접촉하거나 가시 거리에서 판독기를 가지고 스캐닝하는 별도의 과정이 필요 없으며, 대용량의 데이터를 전송할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
이러한 RFID 기술이 적용된 RFID 시스템은 크게 판독·해독기능이 있는 리더(Reader)와 고유 정보를 내장한 RFID 태그(RFID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성될 수 있는데, 여기서 RFID 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성되며 동작 전원을 공급받는 특성에 따라 수동식과 능동식으로 구분된다. 다시 말해서, 수동식 RF 태그는 내부 전원이 없이 판독기의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는데 비해, 능동식 RF 태그는 스스로 작동하기 위해 RFID 태그용 전지가 내장되어 그 내장된 RFID 태그용 전지로부터 동작 전원을 공급받도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, RFID 태그는 실리콘 반도체 칩을 사용하는 칩 태그와 LC 소자, 플라스틱 또는 폴리머(polymer: 중합체) 소자로만 구성된 무칩 태그로 구분되어 지기도 한다.
한편, RFID 태그는 일반적으로 내부 구비된 오실레이터를 통해 동작에 필요한 주파수의 기준 클럭을 생성하고 그 생성한 기준 클럭을 이용하여 내부 동작을 수행하도록 구성된다. 하지만, RFID 태그 내부 오실레이터는 반도체 제조 공정의 오차, 소자 동작 특성의 오차, 또는 클럭 발생 동작 환경의 영향으로 인해 기 설정되어 있는 고정된 주파수를 가지는 기준 클럭을 생성시키는 것이 아니라 어느 정도 허용 범위 이내에서 변동되는 주파수를 가지는 기준 클럭을 생성시키게 된다.
그래서 비록 오실레이터에서 허용 범위 이내의 주파수 대역을 가지는 기준 클럭을 생성해 줄지라도 기준 클럭의 주파수 변동은 여러 가지 면에서 RFID 태그의 동작상에 문제를 초래하고 있다.
좀 더 상세히 기준 클럭의 주파수 변동이 RFID 태그의 동작상에 초래시키는 문제를 살펴보자면, 만약 오실레이터에서 기 설정해 놓은 주파수보다 높은 주파수를 가지는 기준 클럭이 생성되는 경우, RFID 내부 동작상에서 전력 소모를 증가시킨다. 그리고 이와 반대로 오실레이터에서 기 설정해 놓은 주파수보다 낮은 주파수를 가지는 기준 클럭이 생성되는 경우, RFID 태그는 외부로부터 수신된 신호 내 데이터에 대한 디코딩 동작을 느리게 수행하여 데이터 디코딩 상에 에러를 발생시키 거나 혹은 외부 RFID 리더에서 RFID 태그로 요구한 데이터 송신 레이트에 맞추어 RFID 태그에서 데이터를 전송해 주지 못하고 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 내부 오실레이터를 통해 생성되는 기준 클럭신호의 주파수가 안정화되도록 제어하는 구성을 가지는 RFID 태그 및 그의 클럭 주파수 안정화 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 RFID 태그는 안테나로부터 수신된 RFID 리더의 신호를 통해 전원을 생성하여 공급하고, 상기 안테나를 통해 수신된 수신 데이터 신호를 복조 및 송신할 데이터 신호를 변조하여 전송하는 AFE(Analog Front End) 블럭; 입력되는 기준 클럭 주파수 조절신호에 따라 클럭 주파수를 조절하며 기준 클럭신호를 생성하는 클럭 발생기; 및 상기 클럭 발생기로 상기 기준 클럭 주파수 조절신호를 제공하되, 상기 AFE 블럭에서 복조된 수신 데이터 신호 및 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호를 입력받아 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 추정하고 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하여 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수로 조절시키는 기준 클럭 주파수 조절신호를 발생시켜 상기 클럭 발생기로 제공하는 클럭 조절기;를 포함하여 이루어진다.
그리고, 본 발명에 따른 RFID 태그는 상기 AFE 블럭에서 복조된 수신 데이터 신호를 입력받아 그 입력받은 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트를 판단하고 상 기 판단 결과 상기 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트가 허용범위 내인 경우, 상기 클럭 조절기로 LOCK 신호를 발생시키는 디지털 모뎀;을 더 포함하여 구성되고, 상기 클럭 조절기는, 상기 디지털 모뎀으로부터 LOCK 신호가 발생되는 경우, 현재 상기 클럭 발생기로 제공하는 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법은 RFID 태그에서 현재 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계; 상기 판단된 차이만큼 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절시키어 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수를 가지는 기준 클럭신호가 생성되게 하는 기준 클럭 주파수 조절신호를 발생시키는 단계; 및 상기 발생시킨 기준 클럭 주파수 조절신호에 따라 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절시켜 기준 클럭신호를 생성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 RFID 태그에서 상기 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계는, 상기 RFID 태그가 RFID 리더로부터 수신한 수신 데이터 신호 중에서 미리 설정해 놓은 고정된 시간 길이를 가지는 신호를 검출하여 그 신호가 검출되는 신호 구간 동안에 생성되는 기준 클럭신호의 개수를 카운팅하는 단계; 및 상기 카운팅한 기준 클럭신호 개수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 개수를 비교하여, 그 개수 차이를 통해 상기 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법에서 상기 기준 클럭을 생성하는 단계 이후에, 상기 RFID 태그가 RFID 리더로부터 수신한 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트를 판단하는 단계; 및 상기 판단한 신호 에러 레이트가 허용범위 이내인 경우 상기 발생시킨 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 상기 RFID 태그가 리셋(Reset)되기 전까지 유지시키는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 일반적인 RFID 태그의 구성을 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이 RFID 태그는 AFE(Analog Front End) 블럭(100)과, 클럭 발생기(102)와, 디지털 모뎀(104)과, 메모리(106)로 구성된다.
RFID 태그 상기 각 구성요소들의 동작을 살펴보면, 우선 AFE 블럭(100)은 안테나로부터 수신된 RFID 리더(Reader)의 신호를 통해 전원을 생성하여 RFID 태그 전체의 전원을 공급하여 주고, 안테나를 통해 수신된 데이터를 복조하여 디지털 모뎀(104)으로 전송한다. 그리고 디지털 모뎀(104)으로부터 전송받은 데이터를 변조하여 안테나를 통해 외부로 송신하는 기능을 수행한다.
그리고 클럭 발생기(102)는 기 설정된 주파수를 가지는 디지털 모뎀(104)의 동작에 이용될 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 생성한다. 이러한 클럭 발생기(102)로는 오실레이터(Oscillator)가 이용된다.
디지털 모뎀(104)은 AFE 블럭(100)으로부터 전송받은 데이터를 디코딩하여 RFID 리더에서 전송한 커멘드(Command)를 확인하고 그 커멘드에 따른 동작을 수행하여 RFID 리더로 송신할 데이터를 메모리(106)로부터 추출해서 AFE 블럭(100)으로 전송한다.
메모리(106)는 비휘발성 메모리로 구성되며, 태그(tag) 정보를 저장하고 있다.
따라서 RFID 태그는 클럭 발생기(102)에서 생성되는 기준 클럭신호(CLK_Ref)에 따라 디지털 모뎀(104)의 동작이 수행되는 구성을 가지고 있어서, RFID 태그에서 RFID 리더와의 데이터 송수신 및 데이터 처리에 관한 전반적인 동작을 수행하는데 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 주파수 변동은 RFID 태그의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그의 구성을 도시한 도면으로, 동작에 이용되는 기준 클럭 주파수의 변동이 최소화되도록 내부 생성되는 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 주파수를 제어하는 구성을 가진 RFID 태그의 구성을 도시해 주고 있다.
살펴보면, 본 발명에 따른 RFID 태그는 AFE 블럭(200)과, 클럭 발생기(202)와, 디지털 모뎀(204)과, 메모리(206)와, 클럭 조절기(208)로 구성된다.
AFE 블럭(200), 클럭 발생기(202), 디지털 모뎀(204), 메모리(206)가 기본적으로 수행하는 동작은 앞서 도 1을 통해 설명한 바와 동일하기 때문에, 여기서는 클럭 조절기(208)가 더 구비되면서 클럭 조절기(208)의 동작과 더불어 클럭 발생기(202) 및 디지털 모뎀(204)이 수행하는 부가적인 동작에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명에 따르면, RFID 태그에 구비된 클럭 조절기(208)가 AFE 블럭(200)을 통해 수신된 수신 데이터 신호(RX 신호)와 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 입력받도록 구성된다. 클럭 조절기(208)는 그 입력받는 수신 데이터 신호와 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 이용하여 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 클럭 주파수를 추정하고 기 설정해 놓은 원하는 기준 클럭 주파수와의 비교를 통해 클럭 발생기에서 생성된 기준 클럭 주파수가 원하는 기준 주파수보다 큰지 작은지, 아니면 동일한지를 판단한다. 그리고 클럭 조절기(208)는 그 판단 결과에 따라 클럭 발생기(202)에서 생성시키는 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 주파수를 조절하는 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 발생시킨다.
여기서, 클럭 조절기(208)가 AFE 블럭(200)을 통해 수신된 수신 데이터 신호와 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 입력받아 이를 이용하여 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 클럭 주파수를 추정하는 방식은 다음과 같다.
일반적으로 외부 RFID 리더와 RFID 태그는 서로 간의 데이터 송수신을 수행하기 위해서 기 설정해 놓은 통신 프로토콜을 가지고 있으며, 그 통신 프로토콜에 따라 송수신하는 데이터 신호 형태가 정해져 있다. 그래서 일 예로 EPC(Electronic Product Code) Gen2 프로토콜의 경우 이 프로토콜을 통해 데이터 송수신을 수행하도록 구성된 RFID 리더와 RFID 태그 간에는 RFID 리더에서 RFID 태그로 전송하는 데이터 신호 상에 12.5us의 고정된 시간 길이를 가지는 Start Delimiter 신호가 포함되어 있는 형태를 가지며, 이 Start Delimiter 신호를 통해 새로운 데이터 신호가 RFID 리더로부터 전송되기 시작함을 알 수 있도록 해 주고 있다.
그래서 본 발명에서는 EPC Gen2 프로토콜의 경우 Start Delimiter 신호와 같이 RFID 리더로부터 전송되는 데이터 신호 내에 고정된 시간 길이를 가지는 신호를 클럭 조절기(208)가 입력받은 수신 데이터 신호에서 검출하여 상기 고정된 시간 길이를 가지는 신호가 검출되는 시간 동안에 클럭 발생기(202)로부터 입력되는 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 개수를 카운팅한다.
그리고 클럭 조절기(208)는 카운팅한 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 개수를 기 설정해 놓은 기대치와의 비교를 통해서 클럭 발생기(202)에서 생성되는 기준 클럭 신호(CLK_Ref)의 주파수가 원하는 클럭 주파수를 어느 정도 벗어나 있는지의 여부를 판단하게 되고, 벗어난 경우 클럭 발생기(202)에서 생성시키는 기준 클럭 신호(CLK_Ref)의 주파수가 원하는 기준 클럭 주파수로 조절되도록 해 주는 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 발생시키게 된다.
결국, 본 발명에서 클럭 조절기(208)가 발생시키는 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)는 클럭 발생기(202)에서 원하는 클럭 주파수를 가지는 기준 클럭신호(CLK_Ref)가 생성되도록 클럭 주파수를 조절해 주는 파라메터(parameter) 값으로 이용되어, 클럭 발생기(202)는 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 생성시키는데 클럭 조절기(208)로부터 전송받은 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 통해 기준 클럭의 클럭 주파수를 조절하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다. 클럭 조절기(208)가 전원이 온(On) 되는 경우에 클럭 발생기(202)로 제공하는 초기 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)의 신호 값은 미리 설정되어 있다.
그래서 본 발명에 따른 RFID 태그는 클럭 조절기(208)가 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 클럭 주파수를 추정하고 원하는 주파수를 벗어난 경우, 원하는 기준 클럭 주파수를 가지도록 조절해 주는 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 발생시키는 것과, 클럭 발생기(202)가 클럭 조절기(208)로부터 전송받은 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 이용하여 생성시킬 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 주파수를 조절하는 것을 통해, 비록 클럭 발생기(202)에서 어떠한 에러 요소의 발생으로 인해 기 설정되어 있는 주파수를 가지는 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 발생하지 않고 그보다 더 높거나 낮은 주파수를 가지는 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 생성하게 될지라도 다시 원하는 클럭 주파수를 가지는 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 생성하도록 조절해 줌으로써, RFID 태그 내에서 생성되는 기준 클럭 주파수에 변동이 발생하지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 RFID 태그 내 클럭 발생기(202)는 앞서 살펴본 바와 같이 클럭 조절기(208)가 발생시키는 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 파라메터 값으로 입력받아 그 입력받은 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)에 따라 기준 클럭 주파수를 조절하는 구성을 가진다. 그래서 RFID 태그 내에서 기준 클럭 주파수에 변동이 없이 안정적인 기준 클럭신호가 생성되게끔 클럭 발생기(202)를 제어하는 클럭 조절기(208)의 역할은 중요하다.
다시 말해서 클럭 조절기(208)가 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 원하는 기준 클럭 주파수와의 차이를 정확히 판단하여 그에 따른 기준 클럭 주파수 제어신호를 발생시키는 것이 중요하다는 것이다.
하지만 상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서 클럭 조절기(208)는 AFE 블럭(200)을 통해 수신되는 수신 데이터 신호를 이용하여 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 원하는 기준 클럭 주파수와의 차이가 어느 정도인지를 판단하도록 구성됨에 따라, 만약 AFE 블럭(200)을 통해 수신되는 수신 데이터 신호의 전송 상의 문제로 인해 신호가 지연되거나 하는 신호 왜곡이 발생되는 경우, 클럭 조절기(208)는 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 원하는 기준 클럭 주파수와의 차이를 잘못 판단하게 되는 문제가 있다.
물론, 종래에 RFID 태그는 수신 데이터 신호에 신호 왜곡이 발생할 경우를 대비하여, 디지털 모뎀(204)에서 이러한 신호 에러 레이트(error rate)을 판단하여 큰 에러 레이트가 존재하는 데이터 신호에 대해서는 동작하지 않도록 구성되어 RFID 태그에서 오동작이 발생되는 것을 방지하고 있다.
하지만, 상기와 같이 디지털 모뎀(204)이 허용하지 못하는 경우만큼의 신호 왜곡은 발생하지 않았을 지라도 신호 상에 발생된 약간의 신호 지연 현상은 클럭 조절기(208)가 클럭 발생기(202)에서 생성시키는 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 클럭 주파수를 잘못 판단하게 하여 결국은 클럭 발생기(202)에서 생성시키는 기준 클럭신호(CLK_Ref)의 클럭 주파수를 원하는 클럭 주파수에서 어긋나게 조절시킨다. 따라서, 기준 클럭 주파수의 변동을 정확하게 제어하지 못할 가능성이 있다.
이와 같은 점을 좀 더 보안하고자, 본 발명에서는 RFID 태그 내 디지털 모뎀(204)이 클럭 조절기(208)의 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)를 발생시키는 것에 대한 LOCK 신호를 발생하는 구성을 가진다.
본 발명에 따르면, 디지털 모뎀(204)은 AFE 블럭(200)을 통해 수신된 수신 데이터 신호를 디코딩하여 그 디코딩한 데이터 신호 상에 데이터 에러율이 허용 범위 내에 존재하는지의 여부를 판단한다. 그리고 허용범위 내에 존재하는 경우 LOCK 신호를 발생시키어 클럭 조절기(208)로 출력해 준다. 클럭 조절기(208)는 디지털 모뎀(204)의 LOCK 신호에 따라 현재 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)의 신호값 을 고정시킨다.
이와 같은 디지털 모뎀(204)의 LOCK 신호는 디지털 모뎀(204)이 리셋(Reset) 되는 경우 소멸된다.
이에 따라, 클럭 조절기(208)에서 AFE 블럭(200)으로부터 전송받은 수신 데이터 신호(RX 신호)와 클럭 발생기(202)에서 생성된 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 이용하여 발생시킨 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)의 신호값은 디지털 모뎀(204)의 LOCK 신호에 의해서 고정되어 클럭 발생기(202)로 제공되고, 클럭 발생기(202)는 상기 고정된 기준 클럭 주파수 조절신호(CLK_Ctl)의 신호 값에 의해 기준 클럭 주파수를 조절하며 기준 클럭신호(CLK_Ref)를 생성하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법을 도시한 흐름도이다.
RFID 태그는 내부 동작에 이용하기 위해 생성시키는 기준 클럭신호의 클럭 주파수가 원하는 클럭 주파수로 변동되지 않고 안정화될 수 있도록 우선, 현재 생성되는 기준 클럭신호의 주파수가 원하는 클럭 주파수에서 어느 정도 벗어나는지를 추정해 볼 수 있는 동작을 다음과 같이 수행한다.
RFID 태그는 RFID 리더로부터 수신한 수신 데이터 신호 중에서 미리 설정해 놓은 고정된 시간 길이를 가지는 신호를 검출하여 그 신호가 검출되는 신호 구간 동안에 생성된 기준 클럭신호의 개수를 카운팅한다(S300,S302).
일 예로, 앞서 살펴본 바와 같은 EPC Gen2 프로토콜의 경우 RFID 리더로부터 수신되는 수신 데이터 신호 내에는 12.5us의 고정된 시간 길이를 가지는 Start delimiter 신호가 포함되어 있으므로, RFID 태크는 수신 데이터 신호 중에서 Start delimiter 신호를 검출하여 그 신호가 검출되는 12.5us 동안 생성된 기준 클럭신호의 개수를 카운팅하도록 구성될 수 있다.
RFID 태그가 상기 신호 구간 동안 카운팅한 기준 클럭신호의 개수는 현재 생성되는 기준 클럭신호의 주파수를 판단할 수 있는 값이며, 기 설정해 놓은 기준 클럭 개수(기대치)와의 비교를 통해 현재 기준 클럭 주파수가 정상적으로 RFID 태그 내에서 설정해 놓은 바에 따라 기준 클럭신호가 생성되었을 경우에 가지는 클럭 주파수보다 어느 정도 높은지 낮은지 아니면 동일한지를 추정해 볼 수 있다(S304).
여기서, 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 개수는 정상적으로 기준 클럭이 생 성되었을 경우에 기준 클럭신호가 가지는 클럭 주파수에 따라 상기 신호 구간 동안 생성되는 기준 클럭신호의 개수를 의미한다.
그리고 RFID 태그는 상기 카운팅한 기준 클럭신호 개수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 개수를 비교한 결과, 서로 동일한 경우 현재 기준 클럭신호의 생성에 이용되는 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 유지시킨다(S306,S308).
이에 반면, RFID 태그는 상기 비교한 결과 서로 동일하지 않은 경우, 그 값 차이만큼 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절시키어 원하는 기준 클럭 주파수를 가지는 기준 클럭이 생성되도록 기준 클럭신호의 생성에 이용되는 기준 클럭 주파수 조절신호 값을 변경시킨다(S306,S310).
RFID 태그는 초기 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 기준으로 그 값을 크게 하였을 경우에 생성시키는 기준 클럭신호의 주파수를 높이고, 상기 조절신호의 신호 값을 작게 하였을 경우에 생성시키는 기준 클럭신호의 주파수를 낮추어 주어, 상기와 같은 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 변경함으로 인해 생성시키는 기준 클럭신호의 주파수를 원하는 클럭 주파수로 조절해 준다.
그리고 RFID 태그는 수신 데이터 신호를 디코딩하여 신호 이상 여부를 판단하고(S312), 그 판단해 본 결과, 수신 데이터 신호에 발생된 신호 이상 여부가 허용범위 이내인 경우 LOCK 신호를 발생시켜(S314,S316), 상기 변경시킨 기준 클럭 주파수 조절신호의 값을 고정시키는 동작을 수행할 수 있다(S318). 여기서, RFID 태그 내에 발생된 상기 LOCK 신호는 RFID 태그가 전원 리셋이 되는 경우에 소멸되는 신호이며, RFID 태그는 LOCK 신호를 통해 한번 조절된 기준 클럭 주파수로 전원 이 리셋되기 전까지 기준 클럭신호를 생성하게 된다.
한편, RFID 태그는 상기 수신 데이터 신호에 발생된 신호 에러 레이트(error rate)가 허용범위를 넘어선 경우 상기 수신 데이터 신호에 포함된 외부 RFID 리더의 명령을 수행하지 않는다.
상기와 같은 동작을 통해 RFID 태그는 비록 반도체 제조 공정의 오차, 소자 동작 특성의 오차, 또는 클럭 발생 동작 환경의 영향으로 인해 기 설정되어 있는 고정된 주파수를 가지는 기준 클럭신호를 생성시키는 것이 아니라 어느 정도 허용 범위 이내에서 변동되는 주파수를 가지는 기준 클럭신호를 생성시키게 될지라도 그 기준 클럭 주파수 변동이 발생되지 않도록 기준 클럭 주파수를 안정화시켜준다.
그에 따라, 기준 클럭 주파수의 변동으로 기준 클럭 주파수가 높아지는 경우 RFID 내부 동작상에 전력 소모가 증가되는 것을 방지시키는 한편, 기준 클럭 주파수가 낮아지는 경우 수신 데이터 신호에 대한 디코딩 동작이 느려지는 것과 외부 RFID 리더에서 RFID 태그로 요구한 데이터 송신 레이트에 맞추어 RFID 태그에서 데이터를 송신해 주지 못하는 문제가 발생하지 않도록 해 준다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따르면, 내부 오실레이터(Oscillator)를 통해 생성되는 기준 클럭신호의 주파수가 안정화되도록 제어하는 구성을 가진 RFID 태그를 제안해 줌으로써, 기준 클럭 주파수의 변동으로 기준 클럭 주파수가 높아지는 경우 RFID 내부 동작상에 전력 소모가 증가되는 것을 방지시켜 준다. 또한, 기준 클럭 주파수가 낮아지는 경우 수신 데이터 신호에 대한 디코딩 동작이 느려지는 것과 외부 RFID 리더에서 RFID 태그로 요구한 데이터 송신 레이트에 맞추어 RFID 태그에서 데이터를 송신해 주지 못하는 문제가 발생하지 않도록 해 준다.

Claims (5)

  1. 안테나로부터 수신된 RFID 리더의 신호를 통해 전원을 생성하여 공급하고, 상기 안테나를 통해 수신된 수신 데이터 신호를 복조 및 송신할 데이터 신호를 변조하여 전송하는 AFE(Analog Front End) 블럭;
    입력되는 기준 클럭 주파수 조절신호에 따라 클럭 주파수를 조절하며 기준 클럭신호를 생성하는 클럭 발생기; 및
    상기 클럭 발생기로 상기 기준 클럭 주파수 조절신호를 제공하되, 상기 AFE 블럭에서 복조된 수신 데이터 신호 및 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호를 입력받아 상기 클럭 발생기에서 발생된 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 추정하고 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하여 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수로 조절시키는 기준 클럭 주파수 조절신호를 발생시켜 상기 클럭 발생기로 제공하는 클럭 조절기;를 포함하여 이루어지는 RFID 태그.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 AFE 블럭에서 복조된 수신 데이터 신호를 입력받아 그 입력받은 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트를 판단하고 상기 판단 결과 상기 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트가 허용범위 내인 경우, 상기 클럭 조절기로 LOCK 신호를 발생시키는 디지털 모뎀;을 더 포함하여 구성되고,
    상기 클럭 조절기는,
    상기 디지털 모뎀으로부터 LOCK 신호가 발생되는 경우, 현재 상기 클럭 발생기로 제공하는 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  3. RFID 태그에서 현재 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계;
    상기 판단된 차이만큼 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절시키어 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수를 가지는 기준 클럭신호가 생성되게 하는 기준 클럭 주파수 조절신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 발생시킨 기준 클럭 주파수 조절신호에 따라 상기 기준 클럭신호의 클럭 주파수를 조절시켜 기준 클럭신호를 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 RFID 태그에서 상기 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계는,
    상기 RFID 태그가 RFID 리더로부터 수신한 수신 데이터 신호 중에서 미리 설정해 놓은 고정된 시간 길이를 가지는 신호를 검출하여 그 신호가 검출되는 신호 구간 동안에 생성되는 기준 클럭신호의 개수를 카운팅하는 단계; 및
    상기 카운팅한 기준 클럭신호 개수와 기 설정해 놓은 기준 클럭 개수를 비교하여, 그 개수 차이를 통해 상기 생성되는 기준 클럭신호의 클럭 주파수와 상기 기 설정해 놓은 기준 클럭 주파수와의 차이를 판단하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 기준 클럭신호를 생성하는 단계 이후에,
    상기 RFID 태그가 RFID 리더로부터 수신한 수신 데이터 신호의 신호 에러 레이트를 판단하는 단계; 및
    상기 판단한 신호 에러 레이트가 허용범위 이내인 경우 상기 발생시킨 기준 클럭 주파수 조절신호의 신호 값을 상기 RFID 태그가 리셋(Reset)되기 전까지 유지시키는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 클럭 주파수 안정화 방법.
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