KR20040059011A - Anticollision power on reset of RF tag - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A reset circuit for an RF(Radio Frequency) tag is provided to generate no interference between data by generating a reset signal at the voltage different with each other as adding a noise generator to the reset circuit for the RF tag. CONSTITUTION: A random noise generator(30) randomly generates the noise voltage. A reset signal generator(20) randomly drops the power voltage depending on the randomly applied noise voltage, and generates the reset signal by comprises the dropped power voltage with a reference voltage. The reset signal generator is equipped with a resistor array(22) randomly dropping/outputting the power voltage by receiving the noise voltage, a comparator(14) comparing the reference voltage with the voltage output from the resistor array, a latch(16) latching an output value of the comparator for a predetermined time, and a delay(18) outputting the reset signal by delaying the latched voltage in a non-shift mode.

Description

ＲＦ 태그의 리셋회로{Anticollision power on reset of RF tag}Reset circuit of RF tag {Anticollision power on reset of RF tag}

본 발명의 RF 태그에서 사용되는 리셋회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 동일한 RF 필드내에 여러 개의 RF 태그가 존재하는 경우 각 RF 태그의 데이터를 충돌없이 정확히 읽어내어 각 RF 코드를 정확히 판별할 수 있도록 하는 리셋회로에 관한 것이다.The present invention relates to a reset circuit used in the RF tag of the present invention. More specifically, when multiple RF tags exist in the same RF field, data of each RF tag can be accurately read without collision and each RF code can be accurately determined. A reset circuit is provided.

RF 태그는 물품의 식별, 재고 파악, 도난 방지 등 물류 시스템 뿐만 아니라 다방면의 분야에 널리 응용되어 사용되고 있다.RF tags are widely used in various fields as well as logistics systems such as identification of goods, inventory, and theft prevention.

이러한 RF 태그는 기존의 바코드보다 먼지나 자속 등 주위 환경에 영향을 받지 않고 널리 사용될 수 있는 장점이 있다.The RF tag has an advantage that it can be widely used without being affected by the surrounding environment such as dust or magnetic flux than the conventional barcode.

그러나, RF 리더기의 RF 필드내에 여러 개의 RF 태그가 존재하는 경우 여러 개의 RF 태그는 동시에 동작이 되어 리더기에는 각각의 RF 태그의 데이터가 전송된다. 이로써, 리더기에서는 전송된 각 데이터들간의 충돌이 발생하게 되어 RF 태그가 기능을 상실하거나 상호 RF 간섭에 의하여 잘못된 데이터가 생성되어 전체 물류 시스템에 큰 장애를 일으킬 수 있다.However, when there are several RF tags in the RF field of the RF reader, several RF tags are operated at the same time, and data of each RF tag is transmitted to the reader. As a result, a collision between each transmitted data occurs in the reader, and the RF tag loses its function or incorrect data is generated by mutual RF interference, which may cause a big obstacle in the whole logistics system.

도 1은 종래 RF 태그의 리셋회로의 구성을 나타내는 회로도이며, 도 2는 RF 태그와 리더기와의 거리에 따른 도 1의 리셋회로의 동작을 나타내는 시뮬레이션 결과이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional RF tag reset circuit, and FIG. 2 is a simulation result showing the operation of the reset circuit of FIG. 1 according to a distance between an RF tag and a reader.

리셋회로는 전원 전압 VDD와 접지 전압 사이에 직렬 연결된 다수의 저항들로 이루어져 인가받은 전원 전압을 강하시켜 출력하는 저항 어레이(12), 기준 전압 Vref과 저항 어레이(12)로부터 인가받은 전압 VPOR1, VPOR2을 각각 비교하는 비교부(14), 비교부(14)의 출력값을 일정 시간동안 래치하는 래치부(16) 및 래치된 전압을 비반전 지연하여 리셋신호 POR를 출력하는 지연부(18)를 구비한다.The reset circuit is composed of a plurality of resistors connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage to drop the applied power supply voltage and output the received voltage, the reference voltage V ref and the voltage V POR1 applied from the resistance array 12. , A comparison unit 14 for comparing V POR2 , a latch unit 16 for latching an output value of the comparison unit 14 for a predetermined time, and a delay unit 18 for non-inverting delay of the latched voltage and outputting a reset signal POR. ).

RF 태그가 리더기의 필드내에 가까이 가면 RF 태그는 리더기로부터의 RF 신호를 이용해 태그를 동작시킬 파워를 생성한다. 즉, RF 태그가 리더기에 가까이 갈수록 도 2에서와 같이 동작 전압이 전원 전압 VDD의 상승에 의존하며 상승하게 되고, 일정 거리 이내에서는 안정적으로 VDD가 생성된다. 이때 RF 태그의 동작 전압은 3V이다.When the RF tag comes close to the field of the reader, the RF tag uses the RF signal from the reader to generate power to operate the tag. That is, as the RF tag gets closer to the reader, the operating voltage increases as the power supply voltage VDD increases as shown in FIG. 2, and the VDD is stably generated within a certain distance. At this time, the operating voltage of the RF tag is 3V.

리셋회로는 일정한 크기의 동작 전압이 생성될 때 까지는 RF 태그가 동작되지 못하도록 태그 회로내에 리셋 신호를 생성하여 인가하게 된다.The reset circuit generates and applies a reset signal in the tag circuit to prevent the RF tag from being operated until a constant voltage is generated.

RF 태그가 리더기에 가까이 다가 갈수록 전원전압 VDD이 점점 상승하게 되면서 먼저 RF 태그내의 아날로그 회로의 안정적인 동작을 위한 기준 전압(Vref)을 생성하게 된다. 이 기준 전압(Vref)은 온도, 공정, 주위 환경에 영향을 받지 않고, 태그내의 회로가 전압을 생성시 제일 먼저 항상 일정한 전압(1.35V)를 가지는 전압이다.As the RF tag gets closer to the reader, the power supply voltage VDD is gradually increased to generate a reference voltage (V ref ) for stable operation of the analog circuit in the RF tag. The reference voltage V ref is a voltage that is not affected by temperature, process, and surrounding environment, and always has a constant voltage (1.35 V) first when a circuit in the tag generates a voltage.

RF 태그에 초기 구동 전압이 생성될 때에는 비교기 COMP1 및 비교기 COMP2의 출력 COMP1_OUT 및 COMP2_OUT은 각각 "0" 및 "1"이 되며, 이 값은 래치부(16)의 오아 게이트 OR1 및 OR2에 의해 래치된 후 인버터 IV1 및 IV2에 의해 비반전 지연되어 "1"을 갖는 리셋신호 POR로 출력된다.When the initial driving voltage is generated in the RF tag, the outputs COMP1_OUT and COMP2_OUT of the comparator COMP1 and the comparator COMP2 become "0" and "1", respectively, which are latched by OR gates OR1 and OR2 of the latch unit 16. After the non-inverted delay by the inverters IV1 and IV2 are outputted as a reset signal POR having "1".

저항 어레이(11)의 노드 POR1, POR2에서 출력되는 전압 VPOR1, VPOR2은 각각 비교기 COMP1 및 비교기 COMP2에서 기준 전압 Vref과 비교되는데, 전원 전압 VDD이 점점 상승하게 되면서 저항의 출력 전압 VPOR1, VPOR2도 점점 올라가게 되고, 이로 인해 노드 COMP1_OUT 및 COMP2_OUT의 전압은 각각 "1" 및 "0"으로 변화되어 리셋신호 POR는 "0"으로 천이된다.The voltages V POR1 and V POR2 output from the nodes POR1 and POR2 of the resistor array 11 are compared with the reference voltage V ref at the comparator COMP1 and the comparator COMP2, respectively, and as the power supply voltage VDD gradually rises, the output voltages V POR1 , V POR2 also gradually increases, which causes the voltages of the nodes COMP1_OUT and COMP2_OUT to change to "1" and "0", respectively, and the reset signal POR transitions to "0".

또한, RF 태그가 만약 리더기에서 멀어지게 되면 전원 전압 VDD이 다시 낮아지며 일정 수준 이하로 낮아지면 다시 리셋신호 POR은 "1"로 천이되어 동작을 멈추게 된다.In addition, if the RF tag is moved away from the reader, the power supply voltage VDD is lowered again, and when the RF tag is lowered below a certain level, the reset signal POR transitions to "1" to stop operation.

그런데, 리더기로부터 공급받는 전원 전압 VDD가 상승함에 따라 리셋신호 POR가 "1"에서 "0"으로 변화하는 시점이 일정하여 동시에 여러 개의 RF 태그가 리더기의 필드에 존재할 경우 RF 태그의 동작 시점이 동일하게 된다. 이로 인해, RF 태그로부터의 데이터들간의 충돌이 발생하여 데이터가 상실되거나 상호 RF 간섭에 의하여 잘못된 데이터가 생성되는 문제가 발생된다.However, as the power supply voltage VDD supplied from the reader rises, the point of time when the reset signal POR changes from "1" to "0" is constant, and when several RF tags exist in the field of the reader at the same time, the operation time of the RF tag is the same. Done. As a result, collisions between data from the RF tag occur and data is lost or incorrect data is generated by mutual RF interference.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위해 난수 발생기를 사용하기도 하는데, 그러한 경우 RF 태그 제작시 비용 상승 및 난수 처리 과정에 의한 전체 처리 과정의 지연이 야기된다.In addition, a random number generator is also used to solve this problem. In such a case, an increase in cost and a delay of the entire process due to the random number processing process are caused when the RF tag is manufactured.

따라서, 위와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 RF 태그의 리셋회로에 노이즈 발생기를 추가하여 각기 다른 전압에서 리셋신호가 발생되도록 하여 데이터간에 상호 간섭이 발생하지 않도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to add a noise generator to the reset circuit of the RF tag so that reset signals are generated at different voltages so that mutual interference does not occur between data.

도 1은 종래 RF 태그의 리셋회로의 구성을 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of a reset circuit of a conventional RF tag.

도 2는 RF 태그와 리더기와의 거리에 따른 도 1의 리셋회로의 동작을 나타내는 시뮬레이션 결과.2 is a simulation result showing the operation of the reset circuit of Figure 1 according to the distance between the RF tag and the reader.

도 3은 본 발명에 따른 RF 태그의 리셋회로의 구성을 나타내는 회로도.3 is a circuit diagram showing a configuration of a reset circuit of an RF tag according to the present invention;

도 4는 RF 태그와 리더기와의 거리에 따른 도 3의 리셋회로의 동작을 나타내는 시뮬레이션 결과.4 is a simulation result showing the operation of the reset circuit of FIG. 3 according to the distance between the RF tag and the reader.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RF 태그의 리셋회로는 랜덤하게 인가되는 노이즈 전압에 따라 전원 전압을 랜덤하게 강하시키고 강하된 전원 전압과 기준 전압을 비교하여 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부 및 랜덤하게 노이즈 전압을 발생시켜 상기 리셋신호 발생부에 인가하는 랜덤 노이즈 발생부를 구비한다.The reset circuit of the RF tag of the present invention for achieving the above object is a reset signal generator for generating a reset signal by randomly dropping the power supply voltage according to a randomly applied noise voltage and comparing the dropped power supply voltage and the reference voltage And a random noise generator for randomly generating a noise voltage and applying the noise voltage to the reset signal generator.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 리셋회로의 구조를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the structure of a reset circuit according to the present invention.

본 발명의 리셋회로는 도 1의 리셋회로에 노이즈 발생기를 추가로 설치한 것으로, 도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하기로 한다.In the reset circuit of the present invention, a noise generator is additionally installed in the reset circuit of FIG. 1, and the same reference numerals are used for the same components as those of FIG.

본 발명의 리셋회로는 랜덤하게 인가되는 전압에 따라 전원 전압을 랜덤하게 강하시키고 강하된 전원 전압과 기준 전압을 비교하여 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부(20) 및 RF 태그의 온도, 자속 및 주위 환경에 따라 랜덤하게 노이즈 전압을 발생시켜 리셋신호 발생부에 인가하여 전압 전압을 랜덤하게 변화시키는 랜덤 노이즈 발생부(30)를 구비한다.According to the reset circuit of the present invention, the temperature of the reset signal generator 20 and the RF tag, which generate a reset signal by randomly lowering the power supply voltage according to a randomly applied voltage and comparing the dropped power supply voltage with a reference voltage, A random noise generator 30 for randomly generating a noise voltage according to the surrounding environment and applying the reset signal generator to a reset signal generator is provided.

리셋신호 발생부(20)는 전원 전압 VDD과 접지 전압 사이에 직렬 연결된 MOS트랜지스터와 다수의 저항들로 이루어져 MOS트랜지스터 T1를 통해 인가받은 전원 전압을 강하시켜 출력하는 저항 어레이(22), 기준 전압 Vref과 저항 어레이(22)로부터 인가받은 전압 VPOR1, VPOR2을 각각 비교하는 비교부(14), 비교부(14)의 출력값을 일정 시간동안 래치하는 래치부(16) 및 래치된 전압을 비반전 지연하여 리셋신호 POR를 출력하는 지연부(18)를 구비한다. 이때, MOS트랜지스터 T1는 게이트에 인가되는 전압을 전류원으로 하여 이에 따라 각기 다른 크기의 전류를 직렬 연결된 다수의 저항에 공급하는 PMOS저항이 사용된다.The reset signal generator 20 is composed of a MOS transistor connected in series between the power supply voltage VDD and the ground voltage, and a plurality of resistors. The resistor array 22 lowers and outputs the power supply voltage applied through the MOS transistor T1, and the reference voltage V. The comparison unit 14 which compares ref and the voltages V POR1 and V POR2 applied from the resistor array 22, the latch unit 16 which latches the output value of the comparison unit 14 for a predetermined time, and the latched voltage And a delay unit 18 for inverting the delay and outputting the reset signal POR. At this time, the MOS transistor T1 uses a voltage applied to the gate as a current source, and accordingly, a PMOS resistor for supplying a current having a different magnitude to a plurality of resistors connected in series is used.

랜덤 노이즈 발생부(30)는 RF 태그의 온도, 자속 및 주위 환경에 따라 이전 전압과 1V 이하(N mV)의 차이를 갖는 전압을 랜덤하게 발생시켜 MOS트랜지스터 T1의 게이트로 인가한다.The random noise generator 30 randomly generates a voltage having a difference between the previous voltage and 1V or less (N mV) according to the temperature, the magnetic flux, and the surrounding environment of the RF tag, and applies it to the gate of the MOS transistor T1.

도 4는 RF 태그와 리더기와의 거리에 따른 도 3의 리셋회로의 동작을 나타내는 시뮬레이션 결과이다. 이를 이용해 상술된 구성을 갖는 본 발명에 따른 리셋회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.4 is a simulation result showing the operation of the reset circuit of FIG. 3 according to the distance between the RF tag and the reader. Referring to the operation of the reset circuit according to the present invention having the configuration described above as follows.

본 발명에서는 저항 어레이(22)가 종래 저항들이 직렬 연결된 저항 어레이(12)와 전원 전압 VDD 사이에 저항 어레이(12)와 직렬로 MOS트랜지스터 T1가 직렬 연결되며, 이 MOS트랜지스터 T1가 랜덤 노이즈 발생부(30)에 의해 랜덤하게 발생되는 전압에 의해 온(ON) 된다.In the present invention, the MOS transistor T1 is connected in series with the resistor array 12 between the resistor array 12 and the power supply voltage VDD in which the resistor array 22 is connected in series, and the MOS transistor T1 is a random noise generator. It is turned ON by the voltage randomly generated by 30.

이에 따라 저항 어레이(22)의 저항에 유입되는 전원 전압은 VDD가 아닌 VDD - (N mV)가 된다.Accordingly, the power supply voltage flowing into the resistor of the resistor array 22 becomes VDD − (N mV) instead of VDD.

즉, 저항 어레이(22)의 노드 POR1 및 POR2에서 발생되는 전압은 도 1의 종래 리셋회로와 달리 전원 전압 VDD을 일정 크기로 강하시킨 것이 아니라 MOS트랜지스터 T1에 의해 강하된 전원 전압 VDD - (N mV)을 일정 크기 강하시킨 전압이 된다.That is, the voltage generated at the nodes POR1 and POR2 of the resistor array 22 does not drop the power supply voltage VDD to a predetermined magnitude, unlike the conventional reset circuit of FIG. ) Drops to a certain magnitude.

그리고 이때 N 값은 RF 태그의 주위 환경에 따라 랜덤 노이즈 발생부(30)에서 랜덤하게 발생되는 전압이므로 저항 어레이(22)의 출력 전압 VPOR1및 VPOR2의 크기는 RF 태그에서 전원 전압 VDD이 생성될 때마다 다르게 랜덤하게 변화하며 발생되게 된다.In this case, since the N value is a voltage randomly generated by the random noise generator 30 according to the surrounding environment of the RF tag, the magnitudes of the output voltages V POR1 and V POR2 of the resistor array 22 are generated by the power voltage VDD in the RF tag. Each time, they are changed randomly.

결국 도 4에 나타난 것과 같이 랜덤 노이즈 발생부(30)에서 발생되는 전압에따라 동일한 RF 태그에 대해서도 서로 다른 크기의 전압에서 리셋신호 POR가 발생되어 RF 태그의 동작 시점이 매번 달라지게 된다.As a result, as shown in FIG. 4, the reset signal POR is generated at different voltages for the same RF tag according to the voltage generated by the random noise generator 30, and thus the operation time of the RF tag is changed every time.

저항 어레이(22)에서 발생된 전압 VPOR1및 VPOR2과 기준 전압 Vref을 비교하여 리셋신호 POR를 발생시키는 과정은 종래와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the process of generating the reset signal POR by comparing the voltages V POR1 and V POR2 generated from the resistor array 22 with the reference voltage V ref is the same as in the related art, a description thereof will be omitted.

더욱이, RF 태그가 리더기의 RF 필드 영역내에 접근하는 시간은 매우 느리므로 수 mV 차이의 리셋신호 변화시간은 실제로 수십 ms가 되며, 이러한 정도의 시간 차이는 RF 태그의 데이터를 전달하는데 충분한 시간이므로 서로 다른 RF 태그 사이에 간섭없이 안정적으로 동작할 수 있도록 해줄 수 있게 된다.Moreover, since the time taken for the RF tag to approach the reader's RF field area is very slow, the reset signal change time of several mV is actually tens of ms, and this time difference is sufficient time to transfer the data of the RF tag. This will allow for reliable operation without interference between different RF tags.

상술한 바와 같이, RF 태그의 리셋회로에 인가되는 전원 전압을 랜덤하게 변화시켜 RF 태그의 동작 시점에 차별을 둠으로써 서로 다른 RF 태그들이 리더기의 동일한 RF 필드내에 존재하더라도 리더기와 RF 태그들간의 안정적인 통신이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.As described above, by varying the power supply voltage applied to the RF tag reset circuit at random to discriminate the operation time of the RF tag, even if different RF tags exist within the same RF field of the reader, Communication can be made.

Claims (4)

랜덤하게 노이즈 전압을 발생시키는 랜덤 노이즈 발생부; 및A random noise generator for randomly generating a noise voltage; And 상기 랜덤하게 인가되는 노이즈 전압에 따라 전원 전압을 랜덤하게 강하시키고 강하된 전원 전압과 기준 전압을 비교하여 리셋신호를 발생시키는 리셋신호 발생부를 구비하는 RF 태그의 리셋회로.And a reset signal generator for generating a reset signal by randomly dropping a power supply voltage according to the randomly applied noise voltage and comparing the dropped power supply voltage with a reference voltage. 제 1항에 있어서, 상기 리셋 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the reset signal generating unit 상기 노이즈 전압을 인가받아 전원 전압을 랜덤하게 강하시켜 출력하는 저항 어레이;A resistor array receiving the noise voltage to randomly drop a power supply voltage and output the random voltage; 기준 전압과 상기 저항 어레이의 출력전압을 비교하는 비교부;A comparison unit comparing a reference voltage with an output voltage of the resistor array; 상기 비교부의 출력값을 일정 시간동안 래치하는 래치부; 및A latch unit for latching an output value of the comparator for a predetermined time; And 래치된 전압을 비반전 지연하여 리셋신호를 출력하는 지연부를 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 태그의 리셋회로.And a delay unit for outputting a reset signal by non-inverting delay of the latched voltage. 제 2항에 있어서, 상기 저항 어레이는The method of claim 2, wherein the resistor array is 상기 노이즈 전압에 따라 전원 전압을 랜덤하게 강하시키는 MOS트랜지스터; 및A MOS transistor for randomly lowering a power supply voltage according to the noise voltage; And 상기 MOS트랜지스터와 접지 전압 사이에 직렬 연결되어 상기 MOS트랜지스터에 의해 강하된 전압을 일정 크기로 강하시켜 출력하는 다수의 저항들을 구비하는것을 특징으로 하는 RF 태그의 리셋회로.And a plurality of resistors connected in series between the MOS transistor and a ground voltage to drop and output the voltage dropped by the MOS transistor to a predetermined magnitude. 제 1항에 있어서, 상기 랜덤 노이즈 발생부는 RF 태그의 주위 환경에 따라 이전 전압과 1V 이하의 차이를 갖는 전압을 랜덤하게 발생시키는 것을 특징으로 하는 RF 태그의 리셋회로.The RF tag reset circuit of claim 1, wherein the random noise generating unit randomly generates a voltage having a difference of 1 V or less from a previous voltage according to an ambient environment of the RF tag.
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