KR20100097107A - 무선주파수 추적 및 통신 디바이스, 그리고 이를 동작시키는 방법 - Google Patents

무선주파수 추적 및 통신 디바이스, 그리고 이를 동작시키는 방법 Download PDF

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Abstract

라디오는 집적 회로 칩 상의 프로세서와의 전기적 통신에서 정의된다. 라디오는 국제 주파수에서 동작하도록 정의되고, 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 파워 오프되도록 정의된다. 로케이션 결정 디바이스는 프로세서와 전기적으로 통신하도록 정의된다. 로케이션 결정 디바이스는 또한, 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 파워 오프되도록 정의된다. 전원은 프로세서, 라디오, 및 로케이션 결정 디바이스에 전력을 공급하도록 정의된다. 프로세서, 라디오, 로케이션 결정 디바이스, 및 전원은 이동 가능한 애셋에 부착될 수 있는 휴대용 디바이스에 함께 통합된다. 전력 관리 프로그램은 전원의 교체 없이 휴대용 디바이스의 장기 전개를 가능하게하도록 구현된다.

Description

무선주파수 추적 및 통신 디바이스, 그리고 이를 동작시키는 방법{RADIOFREQUENCY TRACKING AND COMMUNICATION DEVICE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
발명자
Earl Fred Tubb
현대 세계적 교역에서는, 애셋 (asset) 이 세계 여기저기로 이동함에 따라 애셋을 추적 및 모니터링하는 능력을 갖기 위한 것이 여느 때보다 더욱 중요해지고 있다. 또한, 정부 기관은 특정 애셋의 현재 위치를 아는 것, 및 특정 애셋이 있는 위치의 정확하고 신뢰할 만한 이력 (historical) 기록을 갖는 것에 관심을 가질 수도 있다. 해상 운송 컨테이너는 애셋이 세계 주위를 이동함에 따라 추적 및 모니터링될 애셋의 많은 예들 중 하나를 나타낸다. 특정 애셋에 관한 정보, 예컨대 애셋의 현재 위치, 애셋이 이동하는 장소, 그 루트 도중의 특정 로케이션에서 소비하는 시간, 그 루트 도중에 애셋이 노출되는 상태가 교역 및 정부 단체 양자 모두에게 매우 중요한 정보일 수 있다.
이를 위해, 세계 어디에서든지 애셋을 추적 및 모니터링하고, 그 이동 동안 애셋의 경험에 관련된 정보를 수집 및 전달하기 위한 디바이스가 필요하다.
일 실시형태에서, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스 (TAG 디바이스) 가 기술된다. TAG 디바이스는 칩 상에 정의된 프로세서를 포함한다. TAG 디바이스는 또한 프로세서와 전기적으로 통신하도록 칩 상에 정의된 라디오를 포함한다. 라디오는 국제 주파수에서 동작하도록 정의된다. 라디오는 또한 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 오프되도록 정의된다. TAG 디바이스는 프로세서와 전기적으로 통신하도록 정의된 로케이션 결정 디바이스를 더 포함한다. 로케이션 결정 디바이스는 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 오프되도록 정의된다. 또한, TAG 디바이스는 프로세서, 라디오, 및 로케이션 결정 디바이스에 전력을 공급하도록 정의된 전원을 포함한다.
다른 실시형태에서, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스 (TAG 디바이스) 가 기술된다. TAG 디바이스는 칩 상에 정의된 프로세서를 포함한다. TAG 디바이스는 또한 프로세서와 전기적으로 통신하도록 칩 상에 정의된 라디오를 포함한다. 라디오는 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 표준에 따라 정의된다. TAG 디바이스는 프로세서와 전기적으로 통신하도록 정의된 GPS (global positioning system) 수신 디바이스를 더 포함한다. TAG 디바이스는 또한, 프로세서, 라디오, 및 GPS 수신 디바이스에 전력을 공급하도록 정의된 전원을 포함한다.
다른 실시형태에서, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스 (TAG 디바이스) 를 동작시키기 위한 방법이 기술된다. 이 방법은, 웨이크업 (wakeup) 신호의 발행까지 TAG 디바이스의 최소 전력 소모 상태를 유지하기 위한 동작을 포함한다. 방법은 또한, TAG 디바이스의 최소 전력 소모 상태 동안 모션 센서를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 움직임의 임계 레벨의 모션 센서에 의한 검출을 식별하기 위한 동작을 더 포함한다. 움직임의 임계 레벨을 식별하는 것에 응답하여, 방법은 TAG 디바이스의 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로 전이시키도록 웨이크업 신호를 발행하기 위한 동작을 포함한다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 본 발명을 예시의 방식으로 설명하는, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선주파수 추적 및 통신 디바이스 (TAG 디바이스) 를 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 1 의 TAG 디바이스의 개략도를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 TAG 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
이하의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 특정 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에서, 본 발명을 불필요하게 모호하지 않게 하기 위해 공지된 동작들을 상세히 설명하지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선주파수 (RF) 추적 및 통신 디바이스 (100) 를 나타내는 도면이다. 이하에서, RF 추적 및 통신 디바이스 (100) 는 TAG (100) 로 지칭된다. TAG (100) 는 칩 (101) 상에 정의된 프로세서 (103) 를 포함한다. TAG (100) 는 또한 칩 (101) 상에 정의된 라디오 (105) 를 포함한다. 라디오 (105) 는 국제 주파수에서 동작하고, 전력 소모를 효율적으로 관리하도록 정의된다. 일 실시형태에서, 라디오 (105) 는 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 호환 라디오 (105) 로서 정의된다. 라디오 (105) 는 프로세서 (103) 와 전기적으로 통신하도록 접속된다. IEEE 802.15.4 호환 라디오 (105) 의 구현은 국제적인 동작 및 안전한 통신, 및 효율적인 전력 관리를 제공한다.
TAG (100) 는 칩 (101) 의 프로세서 (103) 와 전기적으로 통신하도록 정의된 로케이션 결정 디바이스 (LDD; 111) 를 더 포함한다. 일 실시형태에서, LDD (111) 는 GPS (Global Positioning System) 로서 정의된다. 또한, TAG (100) 는 프로세서 (103), 라디오 (105), LDD (111), 및 도 2 에 관하여 후술되는 바와 같은 다른 전력이 공급되는 TAG (100) 컴포넌트들에 전력을 공급하도록 정의된 전원 (143) 을 포함한다. TAG (100) 는 최소의 유지로 장기 (long-term) 의 TAG (100) 전개를 가능하게 하도록 정의된 전력 관리 시스템을 구현한다. 일 실시형태에서, 전력 관리 시스템은 단일의 3 볼트 배터리, 예를 들어 3 볼트 D-셀 배터리를 이용하여 3 년의 전개 기간 동안 TAG (100) 동작을 가능하게 하도록 정의된다.
일 실시형태에서, TAG (100) 는 애셋 (asset) 의 움직임 및 상태와 연관된 안전한 추적 및 통신을 제공하기 위해, 선박 컨테이너와 같은 애셋에 부착될 수 있는 자족형 배터리 동작형 디바이스 (self-contained battery operated device) 로서 정의된다. 특정 실시형태에서, TAG (100) 는 애셋과 연관된 보안 애플리케이션을 제공/수행하도록 또한 구성될 수도 있다. 로컬 및 글로벌 통신 네트워크를 이용한 통신을 통해, 애셋이 운송 수단 (예를 들어, 선박, 트럭, 기차) 내에서 수송중인 동안, 그리고 터미널에 있는 동안 TAG (100) 는 그 할당된 애셋과 연관된 데이터를 통신할 수 있다.
다음 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, TAG (100) 는 세계 어디에서든 완전한 자동 로케이션 결정 및 애셋 위치 (경도 및 위도) 의 로깅 (logging) 을 제공한다. TAG (100) 일렉트로닉스는 로케이션 중간 지점, 보안 이벤트, 및 TAG (100) 내의 비휘발성 메모리의 상태와 연관된 데이터를 저장하기 위한 능력을 제공한다. TAG (100) 는 또한, 비휘발성 메모리 내의 데이터 저장의 분리 및 우선순위결정을 지원하도록 정의된다. TAG (100) 에 인터페이싱된 외부 디바이스에 의해 생성된 데이터를 포함하는, TAG (100) 동작과 연관된 교역 및/또는 보안 콘텐츠의 통신은 비휘발성 메모리 내에서 가상 및/또는 물리적으로 분리될 수 있다.
또한, 일 실시형태에서, TAG (100) 의 무선 통신 시스템은 3 킬로미터 (km) 까지의 범위에서 네트워크 게이트웨이와의 네트워크 액세스를 검출 및 협상하도록 정의된다. TAG (100) 프로세서 (103) 는 TAG (100) 의 시리얼 넘버를 안전하게 인증하고, TAG (100) 와 무선 네트워크 내의 판독기 디바이스 사이의 암호화된 양방향 통신을 제공하며, 네트워크 게이트웨이의 범위에 있을 때 네트워크 접속성을 유지하기 위해 필요한 모든 기능들을 수행하도록 정의된다.
또한, TAG (100) 는 추가의 센서 및/또는 통신 동작 모드를 추가하기 위해 사용자 (정부 및 교역) 에게 확장 능력을 제공하도록 정의된다. 이동 중인 애셋에 대한 안전화에 추가하여, TAG (100) 는 또한 핸드헬드 판독기 디바이스 및 네트워크 게이트웨이 판독기 디바이스에서의 이용을 위해 정의된다. 헨드헬드 또는 네트워크 게이트웨이 판독기 디바이스에 배치될 때, TAG (100) 는 라디오 및 GPS 표지의 이중 기능을 제공한다. 또한, TAG (100) 는 TAG (100) 와 네트워크 판독기 디바이스 사이의 데이터 통신을 안전하게 하고 관리하기 위해, 그리고 TAG (100) 에 대한 액세스를 제어하기 위해 독점 통신 프로토콜을 구현하도록 정의된다.
일 실시형태에서, TAG (100) 의 각종 컴포넌트들은 인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 각종 컴포넌트들 간의 요구된 전기적 접속이 인쇄 회로 기판 내에 정의된 도전성 트레이스들을 통해 이루어진다. 일 예시적인 실시형태에서, TAG (100) 의 인쇄 회로 기판은 저 비용이고, 단단하고, 4 개의 층인 0.062" FR-4 유전체 섬유유리 기판이다. 그러나, 다른 실시형태에서, 다른 유형의 인쇄 회로 기판 또는 유사한 기능의 어셈블리들이 각종 TAG (100) 컴포넌트의 지지 및 상호접속을 위한 플랫폼으로서 이용될 수도 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 칩 (101) 은 텍사스 인스트루먼트 (Texas Instruments) 사에서 제조된 모델 CC2430-64 칩으로서 정의되고, LDD (111) 는 SiRF 사에서 제조된 모델 GSC3f/LP 단일 칩 ASIC 로서 구현된다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 1 의 TAG (100) 의 개략도를 나타내는 도면이다. 각종 예시적인 실시형태에서, 프로세서 (103) 및 라디오 (105) 양자 모두를 포함하는 칩 (101) 은 다른 것들도 많지만 특히 다음의 칩들 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다:
텍사스 인스트루먼트 사에서 제조된 모델 CC2430 칩,
텍사스 인스트루먼트 사에서 제조된 모델 CC2431 칩,
텍사스 인스트루먼트 사에서 제조된 모델 CC2420 칩,
프리스케일 (Freescale) 사에서 제조된 모델 MC 13211 칩,
프리스케일 사에서 제조된 모델 MC 13212 칩, 또는
프리스케일 사에서 제조된 모델 MC 13213 칩.
전술된 칩 (101) 각각의 실시형태에서, 라디오 (105) 는 2.4 GHz (gigaHertz) 의 주파수에서 동작하는 IEEE 802.15.4 호환 라디오로서 정의된다. 라디오 (105) 가 TAG (100) 동작 및 전개 요건을 만족시키기에 충분한 전력 관리 능력을 제공하고 국제 주파수에서 동작하도록 정의되는 한, 칩 (101) 의 유형은 다른 실시형태에서 변할 수도 있다. 또한, 프로세서 (103) 가 TAG (100) 의 메인 프로세서로서 기능하고 칩 (101) 내에 구현된 라디오 (105) 를 통한 통신을 가능하게 하는 한, 칩 (101) 의 유형은 다른 실시형태에서 변할 수도 있다. 또한, 칩 (101) 은 TAG (100) 동작과 연관된 데이터의 저장을 위해 프로세서 (103) 에 의해 액세스 가능하게 판독 및 기록되는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 와 같은 메모리 (104) 를 포함한다.
TAG (100) 는 또한 라디오 (105) 의 통신 범위를 증가시키도록 전력 증폭기 (107) 및 저잡음 증폭기 (LNA; 137) 를 포함한다. 라디오 (105) 는 화살표 (171) 로 나타난 바와 같이 수신/송신 (RX/TX) 스위치 (139) 를 통해 RF 신호를 수신 및 송신하도록 접속된다. 라디오 (105) 에 대한 송신 경로는 화살표 (171) 로 나타난 바와 같이 라디오 (105) 로부터 스위치 (139) 로, 그 다음에 화살표 (179) 로 나타난 바와 같이 스위치 (139) 로부터 전력 증폭기 (107) 로, 그 다음에 화살표 (183) 로 나타난 바와 같이 전력 증폭기 (107) 로부터 다른 RX/TX 스위치 (141) 로, 그 다음에 화살표 (185) 로 나타난 바와 같이 RX/TX 스위치 (141) 로부터 무선 안테나 (109) 로 연장된다.
라디오 (105) 에 대한 수신 경로는 화살표 (185) 로 나타난 바와 같이 무선 안테나 (109) 로부터 RX/TX 스위치 (141) 로, 그 다음에 화살표 (181) 로 나타난 바와 같이 RX/TX 스위치 (141) 로부터 LNA (137) 로, 그 다음에 화살표 (177) 로 나타난 바와 같이 LNA (137) 로부터 RX/TX 스위치 (139) 로, 그 다음에 화살표 (171) 로 나타난 바와 같이 RX/TX 스위치 (139) 로부터 라디오 (105) 로 연장된다. RX/TX 스위치들 (139 및 141) 은, 송신 및 수신 동작을 각각 수행할 때 라디오 (105) 에 대한 송신 및 수신 경로가 서로 고립될 수 있도록 협력적으로 동작하도록 정의된다. 다시 말하면, RX/TX 스위치들 (139 및 141) 은 송신 동안 전력 증폭기 (107) 를 통해, 그리고 수신 동안 전력 증폭기 (107) 주위로 RF 신호를 라우팅하도록 동작될 수 있다. 따라서, RF 전력 증폭기 (107) 는 라디오 (105) 의 RF 입력으로부터 고립될 수 있다.
일 실시형태에서, RX/TX 스위치들 (139 및 141) 각각은 히타이트 (Hittite) 사에서 제조된 모델 HMC174MS8 스위치로서 정의된다. 그러나, 제어 신호에 따라 송신 채널과 수신 채널 사이에서 전송될 수 있는 한, 다른 실시형태에서 RX/TX 스위치들 (139 및 141) 각각은 다른 유형의 RF 스위치로서 정의될 수 있다. 또한, 일 실시형태에서, 전력 증폭기 (107) 는 히타이트 사에서 제조된 모델 HMC414MS8 2.4 GHz 전력 증폭기로서 정의된다. 그러나, 제어 신호에 따라 긴-범위의 통신을 위한 RF 신호를 프로세싱할 수 있고 전력 관리가 가능한 한, 다른 실시형태에서 전력 증폭기 (107) 는 다른 유형의 증폭기로서 정의될 수 있다. 또한, 일 실시형태에서, 전력 증폭기 (107) 및 RX/TX 스위치들 (139 및 141) 은 예시의 방식으로 텍사스 인스트루먼트 사에서 제조된 모델 CC2591 디바이스와 같은 단일의 디바이스 내로 결합될 수 있다.
TAG (100) 에는 또한, RX/TX 스위치들 (139 및 141) 의 협력 동작을 명령하고 전력 증폭기 (107) 및 LNA (137) 의 전력 제어를 명령하도록 정의된 RX/TX 제어 회로 (189) 가 구비된다. RX/TX 제어 회로 (189) 는 화살표 (191) 로 나타난 바와 같이 칩 (101) 으로부터 RX/TX 제어 신호를 수신한다. RX/TX 제어 신호에 응답하여, RX/TX 제어 회로 (189) 는, 칩 (101) 으로부터 수신된 RX/TX 제어 신호에 의해 명령된 바와 같이 송신 경로 또는 수신 경로 중 어느 하나를 따라 연속성이 확립되도록 화살표들 (193 및 195) 각각에 의해 나타난 바와 같이 각각의 제어 신호를 RX/TX 스위치들 (139 및 141) 로 송신한다. 또한, RX/TX 제어 신호에 응답하여, RX/TX 제어 회로 (189) 는 화살표 (201) 로 나타난 바와 같이 전력 제어 신호를 전력 증폭기 (107) 로 송신한다. 이 전력 제어 신호는, RF 송신 경로가 이용될 때 파워 업 (power up) 하고 RF 송신 경로가 휴지 (idle) 될 때 파워 다운 (power down) 하도록 전력 증폭기에 명령한다.
일 실시형태에서, LDD (111) 는 프로세서 (113) 및 RAM 과 같은 메모리 (115) 를 포함하고, 여기서 메모리 (115) 는 LDD (111) 동작과 연관된 데이터의 저장을 위해 프로세서 (113) 에 의해 액세스 가능하게 판독 및 기록된다. 일 실시형태에서, LDD (111) 및 칩 (101) 은 칩 (101) 의 프로세서 (103) 가 LDD (111) 의 프로세서 (113) 와 통신하여 LDD (111) 의 프로그래밍을 가능하게 할 수 있도록 화살표 (161) 로 나타난 바와 같이 함께 인터페이싱된다. 각종 실시형태에서, LDD (111) 와 칩 (101) 간의 인터페이스는 시리얼 포트 (예컨대, USB (universal serial bus)), TAG (100) 인쇄 회로 기판 상의 도전성 트레이스, 또는 디지털 신호의 운반에 적합한 기본적으로 임의의 다른 유형의 인터페이스를 이용하여 구현될 수도 있다.
또한, 일 실시형태에서, LDD (111) 의 핀은 저 전력의 동작 모드, 즉 슬립 모드 (sleep mode) 로부터 LDD (111) 의 웨이크업을 가능하게 하도록 외부 인터럽트 핀으로서의 이용을 위해 정의된다. 예를 들어, 칩 (101) 은 화살표 (165) 로 나타난 바와 같이 칩 (101) 으로부터 LDD (111) 로 웨이크업 신호의 통신을 가능하게 하도록 LDD (111) 의 외부 인터럽트 핀에 접속될 수 있다. LDD (111) 는 또한, 화살표 (163) 로 나타난 바와 같이 LDD (111) 로부터 칩 (101) 으로 데이터의 통신을 가능하게 하도록 칩 (101) 에 접속된다.
LDD (111) 는 또한 화살표 (157) 로 나타난 바와 같이 RF 신호를 수신하도록 정의된다. LDD (111) 에 의해 수신된 RF 신호는 화살표 (159) 로 나타난 바와 같이 LDD 안테나 (121) 로부터 저잡음 증폭기 (LNA; 117) 로 송신된다. 그 다음에, RF 신호는 화살표 (155) 로 나타난 바와 같이 LNA (117) 로부터 신호 필터 (119) 로 송신된다. 그 다음에, RF 신호는 화살표 (157) 로 나타난 바와 같이 필터 (119) 로부터 LDD (111) 로 송신된다.
또한, 일 실시형태에서, LDD (111) 는 온보드 (onboard) 플래시 메모리 (115) 및 ARM 프로세서 코어 (113) 를 포함하는 단일 칩 ASIC 로서 정의된다. 예를 들어, 각종 실시형태에서, LDD (111) 는 다른 것들도 많지만 그 중에서도 특히 다음 유형의 GPS 수신기들 중에서 어느 하나로서 구현될 수 있다:
SiRF 사에서 제조된 모델 GSC3f/LP GPS 수신기,
SiRF 사에서 제조된 모델 GSC2f/LP GPS 수신기,
SiRF 사에서 제조된 모델 GSC3e/LP GPS 수신기,
네메릭스 (Nemerix) 사에서 제조된 모델 NX3 GPS 수신기, 또는
네메릭스 사에서 제조된 모델 NJ030A GPS 수신기.
LNA (117) 및 신호 필터 (119) 는 LDD 안테나 (121) 로부터 수신된 RF 신호를 증폭 및 클린 (clean) 하도록 제공된다. 일 실시형태에서, LNA (117) 는 18 dBi 저잡음 증폭기와 같은 L-대역 디바이스로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태에서 LNA (117) 는 NEC 사에서 제조된 모델 UPC8211TK 증폭기로서 구현될 수 있다. 다른 실시형태에서, LNA (117) 는 인피니온 (Infineon) 사에서 제조된 모델 BGA615L7 증폭기로서 구현될 수 있다. 또한, LNA (117) 는 화살표 (153) 로 나타난 바와 같이 LDD (111) 로부터 제어 신호를 수신하기 위한 제어 입력을 갖도록 정의된다. 대응하여, LNA (117) 는 LDD (111) 로부터 수신된 제어 신호에 따라 이해 및 동작하도록 정의된다. LDD (111) 가 SiRF 사의 모델 GSC3f/LP GPS 수신기로서 구현되는 실시형태에서, GSC3f/LP 칩 상의 GPI04 핀은 LNA (117) 전력을 제어하여, 이에 의해 LNA (117) 가 제어 알고리즘에 따라 파워 다운 및 파워 업될 수 있도록 하는데 이용될 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 필터 (119) 는 SAW (Surface Acoustic Wave) 필터와 같은 L-대역 디바이스로서 정의된다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 신호 필터 (119) 는 EPCOS Inc 사에서 제조된 모델 B39162B3520U410 SAW 필터로서 구현된다. 전술된 바와 같이, 신호 필터 (119) 의 출력은 화살표 (157) 로 나타난 바와 같이 LDD (111) 의 RF 입력에 접속된다. 일 실시형태에서, TAG (100) 의 인쇄 회로 기판 상의 50 옴 마이크로-스트립 트레이스가 신호 필터 (119) 의 출력을 LDD (111) 의 RF 입력에 접속하는데 이용된다. 또한, 일 실시형태에서, 신호 필터 (119) 는 1575 MHz 에서의 RF 신호를 LDD (111) 의 RF 입력으로 패스하도록 튜닝된다.
TAG (100) 는 또한 TAG (100) 의 LDD (111) 및 칩 (101) 에 대한 각종 외부 디바이스의 전기적 접속을 가능하게 하도록 정의된 데이터 인터페이스 (123) 를 포함한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 칩 (101) 은 데이터 인터페이스 (123) 의 각 핀들에 전기적으로 접속되는 다수의 재구성 가능한 범용 인터페이스들을 포함한다. 따라서, 본 실시형태에서, 외부 디바이스 (예컨대, 교역 및/또는 보안 애플리케이션용 센서) 는 화살표 (169) 로 나타난 바와 같이 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 칩 (101) 과 통신하도록 전기적으로 접속될 수 있다. LDD (111) 는 또한, 화살표 (167) 로 나타난 바와 같이 외부 엔티티와 LDD (111) 사이의 전기적 통신을 가능하게 하도록 데이터 인터페이스 (123) 에 접속된다. 예를 들어, 외부 엔티티는 LDD (111) 를 프로그래밍하도록 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 LDD (111) 에 접속될 수도 있다. 데이터 인터페이스 (123) 는 각종 실시형태에서 상이한 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 데이터 인터페이스 (123) 는 외부 디바이스가 접속될 수도 있는 다수의 핀들을 포함하는 일련의 인터페이스로서 정의된다. 다른 예로, 데이터 인터페이스는 여럿 중에서 USB 인터페이스로서 정의될 수도 있다.
TAG (100) 는 또한 화살표 (175) 로 나타난 바와 같이 칩 (101) 의 프로세서 (103) 에 접속된 확장 메모리 (135) 를 포함한다. 확장 메모리 (135) 는 데이터 저장 및 검색을 위해 프로세서 (103) 에 의해 액세스될 수 있는 비-휘발성 메모리로서 정의된다. 일 실시형태에서, 확장 메모리 (135) 는 플래시 메모리와 같은 고체 상태 비-휘발성 메모리로서 정의된다. 확장 메모리 (135) 는 세그먼트화된 비-휘발성 저장장치를 제공하도록 정의될 수 있고, 프로세서 (103) 상에서 실행된 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 일 실시형태에서, 확장 메모리 (135) 내의 개별의 메모리 블록들은 보안 애플리케이션 또는 교역 애플리케이션 중 어느 하나에 의해 전용된 이용을 위해 할당될 수 있다. 일 실시형태에서, 확장 메모리 (135) 는 ST 마이크로일렉트로닉스 (ST Microelectronics) 사에서 제조된 모델 M25P10-A 플래시 메모리이다. 다른 실시형태에서, 확장 메모리 (135) 는 뉴모닉스 (Numonyx) 사에서 제조된 모델 M25PE20 플래시 메모리이다. 다른 실시형태에서, 확장 메모리 (135) 가 프로세서 (103) 와 동작가능하게 인터페이스될 수 있는 한, 많은 다른 상이한 유형의 확장 메모리 (135) 가 이용될 수도 있다.
TAG (100) 는 화살표 (173) 로 나타난 바와 같이 칩 (101), 즉 프로세서 (103) 와 전기적으로 통신하는 모션 센서 (133) 를 포함한다. 모션 센서 (133) 는 TAG (100) 의 물리적 움직임을 검출하고, 이에 의해 TAG (100) 가 부착되는 애셋의 물리적 움직임을 검출하도록 정의된다. 프로세서 (103) 는 모션 센서 (133) 로부터 모션 검출 신호를 수신하고, 수신된 모션 검출 신호에 기초하여 TAG (100) 에 대해 적합한 동작 모드를 결정하도록 정의된다. 많은 상이한 유형의 모션 세션들 (133) 이 각종 실시형태에서 이용될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 모션 센서 (133) 는 여럿 유형들 중에서 가속도계, 자이로 (gyro), 수은 스위치, 마이크로-진자 (micro-pendulum) 로서 정의될 수도 있다. 또한, 일 실시형태에서, TAG (100) 에는 칩 (101) 과 전기적으로 통신하는 다수의 모션 센서 (133) 가 구비될 수도 있다. 다수의 모션 센서 (133) 의 이용은 센싱 기술/자극에서의 다양성 및/또는 리던던시를 제공하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 모션 센서 (133) 는 아날로그 디바이스 (Analog Devices) 사에서 제조된 모델 ADXL330 모션 센서이다. 다른 예시적 실시형태에서, 모션 센서는 아날로그 디바이스 사에서 제조된 ADXL311 가속도계이다. 또 다른 실시형태에서, 모션 센서 (133) 는 아날로그 디바이스 사에서 제조된 모델 ADXRS50 자이로이다.
TAG (100) 는 또한, 전원 (143) 에 접속된 전압 조절기 (187) 를 포함한다. 전압 조절기 (187) 는 전원 (143) 이 배터리로서 구현될 때 최소의 전력 드롭아웃 (dropout) 을 제공하도록 정의된다. 전압 조절기 (187) 는 또한 TAG (100) 의 전력공급된 컴포넌트에 최적화된 전압 제어 및 조절을 제공하도록 정의된다. 일 실시형태에서, LDD (111) 의 LNA 들 (117 및 137) 및 라디오 (105) 와의 RF 커플링 및 잡음을 최소화하도록, 용량성 필터가 전압 조절기 (187) 의 출력에 접속되어 TAG (100) 의 전력 플레인 (power plane) 과 접지 전위 사이의 튜닝된 바이패스 회로와 함께 작동한다.
또한, 일 실시형태에서, 라디오 (105) 및 LDD (111) 는, 느린 램핑 파워 업 (slow ramping power up) 동안 또는 전원 (143) (예를 들어, 배터리) 전압저하 (brown out) 동안 TAG (100) 개시를 동기화하고 부패한 메모리 (115/104) 를 실행하는 것을 방지하기 위해 전압 조절기 (187) 로부터 공통 리셋 및 전압저하 보호 신호를 수신하도록 접속된다. 일 예시적인 실시형태에서, 전압 조절기 (187) 는 텍사스 인스트루먼트사에서 제조된 모델 TPS77930 전압 조절기이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전압 조절기 (187) 는 텍사스 인스트루먼트 사에서 제조된 모델 TPS77901 전압 조절기이다. 전압 조절기가 TAG (100) 의 전력공급된 컴포넌트에 최적화된 전압 제어 및 조절을 제공하도록 정의되는 한, 상이한 유형의 전압 조절기 (187) 가 다른 실시형태에서 이용될 수도 있다.
최소의 유지로 장기 TAG (100) 전개를 가능하게 하기 위해, 칩 (101) 의 프로세서 (103) 는 TAG (100) 에 대한 전력 관리 프로그램을 실행하도록 동작된다. 전력 관리 프로그램은 TAG (100) 내의 각종 컴포넌트들, 특히 LDD (111) 및 라디오 (105) 에 대한 전력의 공급을 제어한다. TAG (100) 는 4 개의 주된 전력 상태를 갖는다:
1) LDD (111) 오프 및 라디오 (105) 오프,
2) LDD (111) 오프 및 라디오 (105) 온,
3) LDD (111) 온 및 라디오 (105) 오프, 그리고
4) LDD (111) 온 및 라디오 (105) 온.
전력 관리 프로그램은, TAG (100) 의 정규 동작 상태가 LDD (111) 및 라디오 (105) 양자 모두가 파워 오프되는 슬립 모드에 있도록 정의된다. 전력 관리 프로그램은 이벤트, 예컨대 모니터링된 상태, 외부 자극, 및 사전-프로그래밍된 설정들에 응답하여 LDD (111) 및/또는 라디오 (105) 상에 전력을 공급하도록 정의된다. 예를 들어, 모션 센서 (133) 에 의해 검출되고 프로세서 (103) 로 통신되는 움직임 이벤트 또는 움직임 임시 기록은 LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두로 하여금 슬립 모드로부터 파워 업되게 하도록 이벤트로서 이용될 수도 있다. 다른 예로, 사전-프로그래밍된 스케줄은 슬립 모드로부터 LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두의 파워 업을 트리거 (trigger) 하는데 이용될 수도 있다. 또한, 통신 요청, 외부 센서 데이터, 지오로케이션 (geolocation), 또는 이들의 조합의 수신과 같은 다른 이벤트가 슬립 모드로부터 LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두를 파워 업하기 위한 트리거로서 기능할 수도 있다.
전력 관리 프로그램은 또한 임의의 요청되거나 요구된 동작들의 완료 다음에 가능한 한 빨리 TAG (100) 컴포넌트를 파워 다운하도록 정의된다. 수행되는 동작에 따라, 전력 관리 프로그램은 LDD (111) 또는 라디오 (105) 중 어느 하나가 파워 다운되면서 나머지는 계속하여 동작하도록 명령할 수도 있다. 또는, 동작 조건은 전력 관리 프로그램이 LDD (111) 및 라디오 (105) 양자 모두를 동시에 전력 다운하는 것을 허용한다. 전술된 바와 같이, 일 실시형태에서, 전력 관리 시스템은 단일의 3 볼트 배터리, 예컨대 3 볼트 D-셀 배터리 상에서 3 년 동안 TAG (100) 동작을 가능하게 하도록 정의된다.
전력 관리 프로그램을 지원하기 위해, TAG (100) 는 4 개의 별개의 수정 발진기 (crystal oscillator) 를 이용한다. 구체적으로, 도 2 를 참조하면, 칩 (101) 은 화살표 (149) 로 나타난 바와 같이 칩 (101) 에 대한 기본 동작 클록을 제공하기 위해 32 MHz (megaHertz) 의 발진기 (125) 를 이용한다. 칩 (101) 은 또한 화살표 (151) 로 나타난 바와 같이 슬립 동작 모드로부터 칩 (101) 의 웨이크업을 위한 실시간 클록을 제공하도록 32 kHz (kiloHertz) 발진기 (127) 를 이용한다. LDD (111) 는 화살표 (147) 로 나타난 바와 같이 LDD (111) 에 대한 기본 동작 클록을 제공하도록 24 MHz 발진기 (129) 를 이용한다. 또한, LDD (111) 는 화살표 (145) 로 나타난 바와 같이 슬립 동작 모드로부터 LDD (111) 의 웨이크업을 위한 실시간 클록을 제공하도록 32 kHz 발진기 (131) 를 이용한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 칩 (101) 및 LDD (111) 에 필요한 클록을 제공하기 위해 다른 발진기 장치들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, LDD (111) 및 칩 (101) 의 동작 요건에 따라 상이한 주파수의 수정 발진기가 사용될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스, 즉, TAG (100) 를 동작시키는 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다. 도 3 의 방법은 전력 관리 프로그램이 TAG (100) 내에서 구현될 수 방법의 예를 나타낸다. 이 방법은, 프로세서 (103) 에 의한 웨이크업 신호의 발행까지 TAG (100) 의 최소 전력 소모 상태를 유지하기 위한 동작 (301) 을 포함한다. 전술된 바와 같이, LDD (111) 및 라디오 (105) 양자 모두가 파워오프 될 때 TAG (100) 의 최소 전력 소모 상태가 존재한다.
방법은 또한, 최소 전력 소모 상태 동안 모션 센서 (133) 를 동작시키기 위한 동작 (303) 을 포함한다. 방법은 움직임의 임계 레벨의 모션 센서 (133) 에 의한 검출을 식별하기 위한 동작 (305) 을 더 포함한다. 모션 센서 (133) 가 TAG (100) 내에 전개되기 때문에, 모션 센서 (133) 에 의해 검출된 움직임의 임계 레벨은 TAG (100) 및 TAG (100) 가 부착되는 애셋의 움직임에 대응한다.
일 실시형태에서, 움직임의 임계 레벨은 적어도 특정된 크기의 단일의 모션 검출 신호로서 정의된다. 이 실시형태에서, 프로세서 (103) 는 모션 센서 (133) 로부터 모션 검출 신호를 수신하고, 수신된 모션 검출 신호가 메모리 (104) 내에 저장되는 특정된 크기를 초과하는지 여부를 결정하도록 정의된다. 다른 실시형태에서, 움직임의 임계 레벨은 도달된 적어도 하나의 특정된 크기를 갖는 모션 검출 신호들의 적분으로서 정의된다. 이 실시형태에서, 모션 검출 신호가 수신되고 소정 기간 동안 프로세서 (103) 에 의해 저장된다. 프로세서 (103) 는 그 기간 동안 수신된 모션 검출 신호들의 적분, 즉 총합이 메모리 (104) 내에 저장된 특정된 크기에 도달했는지 또는 이 크기를 초과하는지 아닌지 여부를 결정한다. 또한, 전술된 바와 같은 움직임의 임계 레벨에 관한 2 개의 실시형태들이 조합된 방식으로 구현될 수도 있다.
움직임의 임계 레벨이 도달 또는 초과되었는지를 식별하는 것에 응답하여, 방법은 TAG (100) 의 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로의 전이를 위해 웨이크업 신호를 발행하기 위한 동작 (307) 을 포함한다. 웨이크업 신호는 움직임의 임계 레벨이 도달 또는 초과되었는지에 대한 프로세서 (103) 의 인지에 따라 프로세서 (103) 에 의해 생성된다. 프로세서 (103) 는 움직임의 임계 레벨에 도달할 때 수행될 동작 시퀀스에 따라 LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두로 웨이크업 신호를 송신하도록 동작될 수 있다. 방법은 또한, TAG (100) 에 의해 특정된 동작 또는 특정된 휴지 기간 중 어느 하나의 완료 시에 TAG (100) 가 정규 동작 전력 소모 상태로부터 최소 전력 소모 상태로 다시 전이되는 동작 (309) 을 포함한다.
다시 동작 (301) 을 참조하면, 방법은 최소 전력 소모 상태 동안 RF 통신 신호가 수신되는 동작 (311) 으로 진행될 수도 있다. RF 통신 신호를 수신하는 것에 응답하여, 방법은 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로 TAG (100) 를 전이시키기 위해 웨이크업 신호를 발행하기 위한 동작 (307) 으로 진행한다. 다시, 웨이크업 신호가 프로세서 (103) 에 의해 생성되고, 수신된 RF 통신 신호의 내용에 따라 라디오 (105), LDD (111), 또는 양자 모두를 파워업하도록 명령할 수도 있다.
또한, 다시 동작 (301) 을 참조하면, 방법은 웨이크업 스케줄에 대한 실시간 클록을 모니터링하기 위한 동작 (313) 으로 진행될 수도 있다. 일 실시형태에서, TAG (100) 가 최소 전력 소모 상태에 있는 동안 웨이크업 스케줄에 대한 실시간 클록의 모니터링이 프로세서 (103) 에 의해 수행된다. 웨이크업 스케줄에서 특정된 웨이크업 시간에 도달할 때, 방법은 동작 307 로 진행하여 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로 TAG (100) 를 전이시키도록 웨이크업 신호를 발행한다.
다시 동작 (301) 을 참조하면, 방법은 최소 전력 소모 상태 동안 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 신호를 수신하기 위한 동작 (315) 으로 진행될 수도 있다. 일 실시형태에서, 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 수신된 신호는 데이터 인터페이스 (123) 에 접속된 외부 디바이스에 의해 생성된 데이터 신호일 수도 있다. 예를 들어, 센서는 데이터 인터페이스 (123) 에 접속될 수도 있고, LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두를 파워 업시키기 위해 웨이크업 신호를 생성하도록 프로세서 (103) 를 트리거하는 모니터링된 알람 또는 상태를 나타내는 데이터 신호를 송신할 수도 있다. 예를 들어, 데이터 신호는 푸시 버튼 신호, 침입 알람 신호, 화학/생물학적 약품 검출 신호, 온도 신호, 습도 신호, 또는 센싱 디바이스에 의해 생성될 수도 있는 기본적으로 임의의 다른 유형의 신호일 수도 있다.
또한, 사용자는 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스를 데이터 인터페이스 (123) 에 접속하여 LDD (111) 또는 프로세서 (103) 와 통신할 수도 있다. 일 실시형태에서, 데이터 인터페이스 (123) 에 대한 컴퓨팅 디바이스의 접속은 프로세서 (103) 로 하여금 LDD (111) 및 라디오 (105) 중 어느 하나 또는 양자 모두를 파워 업하도록 웨이크업 신호를 생성하게 할 것이다. 동작 (315) 에서 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 신호를 수신하는 것에 응답하여, 방법은 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로 TAG (100) 를 전이시키도록 웨이크업 신호를 발행하기 위한 동작 (307) 으로 진행될 수도 있다. 다시, 동작 (307) 에서, 웨이크업 신호가 프로세서 (103) 에 의해 생성되고, 데이터 인터페이스 (123) 를 통해 수신된 신호의 유형에 따라 라디오 (105), LDD (111), 또는 양자 모두를 파워업 하도록 명령할 수도 있다.
유도성 루프가 TAG (100) 안에 통합되어, TAG (100) 의 각종 RF 부분들 간의 RF 임피던스 매칭을 제공한다. 일 실시형태에서, 유도성 루프는 파장 트레이스 상에서 0.5 nH (nanoHertz) 의 반응성 로드를 제공하도록 튜닝된다. 일 실시형태에서, 라디오 (105) 로부터 출력된 RF 출력과 RX/TX 스위치 (139) 간의 임피던스 매치는 50 옴이다. 또한, RF 전력 증폭기 (107) 는 RX/TX 스위치 (141) 와 용량성 커플링된다. 또한, 일 실시형태에서, 라디오 (105) 로부터 전원 (143) 의 디커플링을 제공하도록 칩 (101) 의 전력 핀들과 TAG (100) 의 접지 전위 사이에는 8 개의 고 주파수 세라믹 캐패시터들이 묶인다.
일 실시형태에서, 칩 (101) 의 전력 플레인은 RF 쵸크 및 용량성 필터를 통해 LDD (111) 전력 플레인과 DC 커플링되는 스플릿 독립형 내부 전력 플레인으로서 정의된다. 이 실시형태에서, 라디오 (105) 내의 위상 록 루프 회로 (phase lock loop circuit) 로부터의 잡음은 칩 (101) 의 내부 전력 플레인을 통해 LDD (111) 의 전력 플레인에 커플링되지 않을 것이다. 이 방식으로, 라디오 (105) 의 동작과 연관된 무선 고조파 (radio harmonics) 는 라디오 (105) 및 LDD (111) 양자 모두의 동시적 동작 동안 LDD (111) 와의 상당한 커플링이 방지되고, 이에 의해 LDD (111) 감도를 유지한다.
임피던스 매칭 회로는 또한, 실질적인 신호 손실 없이 LDD (111) 에 의해 RF 신호가 수신될 수 있는 것을 확보하도록 제공된다. 보다 구체적으로, LDD (111) 에 대한 RF 입력은 TAG (100) 회로 기판의 유전체 특성을 위해 튜닝된 임피던스 매칭 회로를 이용한다. 일 실시형태에서, LDD 안테나 (121) 로부터 LNA (117) 로의 접속은 100 pf (picofarad) 캐패시터를 이용한 LNA (117) 에서 RF 입력으로부터 DC 고립되고, 50 옴으로 임피던스 매칭된다. 또한, 일 실시형태에서, LNA (117) 의 출력은 50 옴으로 임피던스 매칭된다.
본 발명은 몇몇 실시형태에 관하여 설명되었으나, 앞선 상세한 설명을 읽고 도면을 연구할 때 당업자는 각종 변경, 추가, 치환, 및 그 등가물을 실현할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 이러한 변경, 추가, 치환, 및 등가물 모두를 포함하도록 의도된다.
100: TAG 101: 칩 103: 프로세서
105: 라디오 111: LDD 143; 전원

Claims (25)

  1. 칩 상에 정의된 프로세서;
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하도록 상기 칩 상에 정의된 라디오 (radio) 로서, 국제 주파수에서 동작하도록 정의되고, 상기 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 파워 오프되도록 정의되는, 상기 라디오;
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하도록 정의된 로케이션 결정 디바이스로서, 상기 프로세서에 의해 송신될 제어 신호에 따라 파워 온 및 파워 오프되도록 정의되는, 상기 로케이션 결정 디바이스; 및
    상기 프로세서, 상기 라디오, 및 상기 로케이션 결정 디바이스로 전력을 공급하도록 정의된 전원을 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라디오는 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 표준에 따라 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로케이션 결정 디바이스는 GPS (global positioning system) 수신 디바이스인, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    무선주파수 (RF) 신호들을 수신하도록 정의된 제 1 안테나;
    상기 제 1 안테나로부터 RF 신호들을 수신하도록 접속된 제 1 저잡음 증폭기; 및
    상기 제 1 저잡음 증폭기로부터 RF 신호들을 수신하도록 접속된 신호 필터를 더 포함하고,
    상기 신호 필터는 프로세싱된 RF 신호들을 상기 로케이션 결정 디바이스로 송신하도록 접속되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 저잡음 증폭기는 상기 로케이션 결정 디바이스로부터 전력 제어 신호를 수신하도록 접속되고, 상기 로케이션 결정 디바이스로부터 수신될 상기 전력 제어 신호에 따라 파워 온 및 파워 오프되도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 필터는 SAW (surface acoustic wave) 신호 필터인, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    무선주파수 (RF) 신호들을 수신 및 송신하도록 정의된 무선 안테나;
    상기 라디오로부터 상기 무선 안테나로 연장되도록 정의된 RF 신호 송신 경로;
    상기 무선 안테나로부터 상기 라디오로 연장되도록 정의된 RF 신호 수신 경로; 및
    상기 RF 신호 송신 경로 또는 상기 RF 신호 수신 경로 중 어느 하나를 소정 시간에 이네이블하도록 협력 방식으로 동작하도록 정의된 한 쌍의 RF 스위치들을 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 RF 신호 송신 경로에서 상기 한 쌍의 RF 스위치들 사이에 접속된 전력 증폭기; 및
    상기 RF 신호 수신 경로에서 상기 한 쌍의 RF 스위치들 사이에 접속된 저잡음 증폭기를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 RF 스위치들의 협력 동작을 명령하고 상기 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기의 전력 제어를 명령하도록 정의된 제어 회로를 더 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 프로세서로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 따라 상기 한 쌍의 RF 스위치들에 상기 RF 신호 송신 경로 또는 상기 RF 신호 수신 경로 중 어느 하나를 따른 연속성을 확립하도록 명령하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 칩이 정규 동작 모드에 있을 때 상기 칩으로 제 1 동작 클록 신호를 제공하도록 접속된 제 1 수정 발진기 (crystal oscillator);
    칩의 모든 동작 모드들 동안 상기 칩으로 제 1 실시간 클록 신호를 제공하도록 접속된 제 2 수정 발진기;
    상기 로케이션 결정 디바이스가 정규 동작 모드에 있을 때 상기 로케이션 결정 디바이스로 제 2 동작 클록 신호를 제공하도록 접속된 제 3 수정 발진기; 및
    로케이션 결정 디바이스의 모든 동작 모드들 동안 상기 로케이션 결정 디바이스로 제 2 실시간 클록 신호를 제공하도록 접속된 제 4 수정 발진기를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 수정 발진기는 32 MHz 클록 신호를 생성하도록 정의되고, 상기 제 3 수정 발진기는 24 MHz 클록 신호를 생성하도록 정의되며, 상기 제 2 및 제 4 수정 발진기 각각은 32 kHz 클록 신호를 생성하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서에 접속된 확장 메모리를 더 포함하고,
    상기 확장 메모리는 데이터 저장 및 검색을 위해 상기 프로세서에 의해 액세스 가능한 비휘발성 메모리로서 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원의 출력에 접속된 전압 조절기를 더 포함하고,
    상기 전압 조절기는 상기 프로세서, 라디오, 및 로케이션 결정 디바이스에 최적화된 전압 제어 및 조절을 제공하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 로케이션 결정 디바이스 및 칩에 대한 각종 외부 디바이스들의 전기적 접속을 가능하게 하도록 정의된 데이터 인터페이스를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 모션 센서를 더 포함하고,
    상기 모션 센서는 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 물리적 움직임을 검출하고 대응하는 모션 검출 신호들을 상기 프로세서로 송신하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  16. 칩 상에 정의된 프로세서;
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하도록 상기 칩 상에 정의된 라디오로서, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 표준을 따라 정의되는, 상기 라디오;
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하도록 정의된 GPS (global positioning system) 수신 디바이스; 및
    상기 프로세서, 상기 라디오, 및 상기 GPS 수신 디바이스로 전력을 공급하도록 정의된 전원을 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 라디오 및 GPS 수신 디바이스 각각은 상기 프로세서에 의해 송신될 각각의 제어 신호들에 따라 독립적으로 파워 온 및 파워 오프되도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세서와 전기적으로 통신하는 모션 센서를 더 포함하고,
    상기 모션 센서는 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 물리적 움직임을 검출하고 대응하는 모션 검출 신호들을 상기 프로세서로 송신하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 모션 센서로부터 모션 검출 신호들을 수신하고, 상기 수신된 모션 검출 신호들에 기초하여 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스에 대해 적합한 동작 모드를 결정하도록 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 모션 센서는 가속도계, 자이로 (gyro), 수은 스위치, 마이크로 진자 (pendulum), 또는 이들의 조합 중 어느 하나로서 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스.
  21. 웨이크업 신호의 발행까지 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 최소 전력 소모 상태를 유지하는 단계;
    상기 최소 전력 소모 상태 동안 모션 센서를 동작시키는 단계;
    움직임의 임계 레벨의 상기 모션 센서에 의한 검출을 식별하는 단계; 및
    상기 움직임의 임계 레벨의 상기 모션 센서에 의한 검출을 식별하는 단계에 응답하여, 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 상기 최소 전력 소모 상태로부터 정규 동작 전력 소모 상태로 전이시키도록 상기 웨이크업 신호를 발행하는 단계를 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스를 동작시키는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 움직임의 임계 레벨은 적어도 제 1 특정된 크기의 단일의 모션 검출 신호로서, 또는 적어도 제 2 특정된 크기에 도달한 모션 검출 신호들의 적분으로서, 또는 이들의 조합으로서 정의되는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스를 동작시키는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스에 의한 특정된 동작 또는 특정된 휴지 기간 중 어느 하나의 완료 시에 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 상기 정규 동작 전력 소모 상태로부터 상기 최소 전력 소모 상태로 전이시키는 단계를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스를 동작시키는 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 최소 전력 소모 상태 동안 무선주파수 (RF) 통신 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 RF 통신 신호를 수신하는 단계에 응답하여, 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 상기 최소 전력 소모 상태로부터 상기 정규 동작 전력 소모 상태로 전이시키도록 상기 웨이크업 신호를 발행하는 단계를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스를 동작시키는 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    웨이크업 스케줄에 대한 실시간 클록을 모니터링하는 단계; 및
    상기 웨이크업 스케줄에서 특정된 웨이크업 시간에 도달할 때, 상기 무선주파수 추적 및 통신 디바이스의 상기 최소 전력 소모 상태로부터 상기 정규 동작 전력 소모 상태로 전이시키도록 상기 웨이크업 신호를 발행하는 단계를 더 포함하는, 무선주파수 추적 및 통신 디바이스를 동작시키는 방법.
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