KR20120014288A - Ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

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Abstract

RFID 태그는, RFID 칩; 범프 인터페이스를 통해 상기 RFID 칩과 인터페이스되며, 상기 RFID 칩 상에 적층된 센서 칩; 및 상기 센서 칩 상에 적층되어 상기 센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 필터층을 포함한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID TAG}
본 발명은 RFID 태그에 관한 것이다.
RFID란 무선 신호를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위하여 식별 대상 사물에는 RFID 칩을 부착하고 무선 신호를 이용한 송수신을 통해 RFID 리더와 통신을 하는 비접촉실 자동 식별 방식을 제공하는 기술로서, 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있는 기술이다.
최근에 들어, RFID 칩은 물류 관리 시스템, 사용자 인증 시스템, 전자 화폐 시스템, 교통 시스템 등의 여러 가지 경우에 이용되고 있다.
예를 들어, 물류 관리 시스템에서는 배달 전표 또는 태그 대신에 데이터가 기록된 IC(Integrated Circuit) 태그를 이용하여 화물의 분류 또는 재고 관리 등이 행해지고 있다. 또한, 사용자 인증 시스템에서는 개인 정보 등을 기록한 IC 카드를 이용하여 입실 관리 등을 행하고 있다.
한편, RFID 태그가 온도에 민감한 물류를 취급할 경우 물류 이동 과정에서 각 체크포인트 상에서의 온도를 기록하여 온도 변화 상태를 추적하는 등, RFID 태그가 부착된 부위의 주변 상황을 감지하여야할 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 RFID 태그의 주변 상황을 감지하는 센서를 포함하는 RFID 태그를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그는, 범프 인터페이스를 통해 상기 RFID 칩과 인터페이스되며, 상기 RFID 칩 상에 적층된 센서 칩; 및 상기 센서 칩 상에 적층되어 상기 센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 필터 층을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID 태그는, RFID 칩; 제1센서 칩; 상기 제1센서 칩 상에 적층되어 상기 제1센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제1필터층; 상기 제1필터층 상에 적층되는 제2센서 칩; 상기 제2센서 칩 상에 적층되어 상기 제2센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제2필터층; 및 상기 RFID 칩과 상기 제1센서 칩 및 상기 제2센서 칩을 인터페이스 하기 위한 센서 인터페이스 버스를 포함한다.
상기 제1센서 칩은 상기 RFID 칩 상에 적층될 수 있다.
상기 센서 인터페이스 버스는 상기 제1센서 칩과 상기 제2센서 칩이 적층된 측벽을 따라 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, RFID 칩 상에 하나 이상의 센서 칩과 필터층이 교차로, 즉 인터리브(interleave) 방식으로 적층된다. 따라서 측정하는 센싱 소스의 종류, 크기 및 세기 등을 판별하여 분석하는데 있어서 고정밀 고효율의 분석 능력을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 RFID 태그의 구성도.
도 3은 도 2의 RFID 칩(210)의 일실시예 구성도.
도 4는 도 2의 센서 칩들(221~224)의 내부 구성도.
도 5는 도 2에서 RFID 칩(210)과 센서 칩들(221~224) 간의 데이터의 교환이 일어나는 구간을 나타낸 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그의 구성도이다.
도 1을 참조하면, RFID 태그는 RFID 칩(110), 범프 인터페이스(bump interface)(153, 154)를 통해 RFID 칩(110)과 인터페이스되며, RFID 칩(110) 상에 적층된 센서 칩(120), 센서 칩(120) 상에 적층되어 센서 칩(120)으로 유입되는 센싱 소스(sensing source)를 필터링(filtering)하는 필터층(130)을 포함한다. 그리고, 범프 인터페이스(151, 152)를 통해 RFID 칩(110)과 인터페이스되는 안테나(161, 162)를 적어도 하나 이상 포함한다.
센서 칩(120)이 센싱하는 센싱 소스는 복사(radiation), 이온화(ionization), 열전도(heat conduction), 진동(vibration) 중 어느 하나일 수 있으며, 자신이 센싱할 센싱 소스에 따라 센서 칩의 종류가 달라진다.
필터층(130)은 센서 칩(120) 상에 적층되어 센서 칩(120)으로 유입되는 센싱 소스의 종류 및 유입량을 필터링한다.
RFID 칩(110)은 범프 인터페이스(153, 154)를 통해 센서 칩(120)이 센싱한 정보를 수신해, 내부의 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 정보를 안테나(161, 162)를 통해 RFID 태그 외부의 수신기로 전달한다.
도 1에서는 2개의 안테나(161, 162)가 각각 범프 인터페이스(151, 152)를 통해 RFID 칩(110)과 인터페이스되는 예를 도시하였지만, 이는 예시일 뿐이며 RFID 칩(110)이 사용하는 주파수의 종류 및 개수에 따라 안테나(161, 162)의 개수는 얼마든지 달라질 수 있다. 또한, 도 1에서는 RFID 칩(110)이 2개의 범프 인터페이스(153, 154)를 통해 센서 칩(120)과 인터페이스되는 예를 도시하였지만, 하나 또는 둘 이상의 범프 인터페이스(151, 152)를 통해 센서 칩(120)과 인터페이스 될 수 있음은 당연하다.
상기와 같은 구성을 통해, RFID 태그는 센서 칩(120)이 센싱한 RFID 태그의 주변 정보를 RFID 태그 외부의 수신기(RFID 리더)에 효과적으로 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 RFID 태그의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, RFID 태그는 RFID 칩(210); RFID 칩 상에 적층된 제1센서 칩(221); 제1센서 칩(221) 상에 적층되어 제1센서 칩(221)으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제1필터층(231); 제1필터층(231) 상에 적층되는 제2센서 칩(222); 제2센서 칩(222) 상에 적층되어 제2센서 칩(222)으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제2필터층(232); 및 RFID 칩(210)과 제1센서 칩(221) 및 제2센서 칩(222)을 인터페이스 하기 위한 인터페이스 버스(253, 254)를 포함한다. 그리고, 제1센서 칩(221)과 제2센서 칩(222) 이외에 제3 내지 제N센서 칩(223~224) 및 제3 내지 제N센서칩(223~224)으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하기 위한 제3 내지 제N필터층(233~234)이 포함될 수 있다. 그리고, 범프 인터페이스(251, 252)를 통해 RFID 칩(210)과 인터페이스되는 안테나(261, 262)를 적어도 하나 이상 포함한다.
센서 칩들(221~224)이 센싱하는 센싱 소스는 복사(radiation), 이온화(ionization), 열전도(heat conduction), 진동(vibration) 중 어느 하나일 수 있으며, 자신이 센싱할 센싱 소스에 따라 센서 칩의 종류가 달라진다. 센서 칩들(221~224)은 서로 다른 센싱 소스를 센싱하는 칩일수 있다. 또한, 센서 칩들(221~224) 중 일부가 동일한 종류의 칩일 수도 있다.
필터 층들(231~234)은 각각의 센서 칩(221~224) 상에 적층되어 자신에 대응되는 센서 칩(221~224)으로 유입되는 센싱 소스의 종류 및 유입량을 필터링한다.
센서 칩들(221~224)과 RFID 칩(210) 간에는 인터페이스 버스(253, 254)를 통해 인터페이스되는데, RFID 칩(210)은 인터페이스 버스(253, 254)를 통해 센서 칩들(221~224)이 센싱한 정보를 수신해, 내부의 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 정보를 안테나를 통해 RFID 태그 외부의 수신기(RFID 리더)로 전달한다. 인터페이스 버스(253, 254)는 도면과 같이 센서 칩들(221~224)이 적층된 측벽을 따라 형성될 수 있다.
인터페이스 버스(253, 254)는 도 1의 범프 인터페이스(153, 154)와 동일한 역할을 수행하는데, 도 2에서는 복수의 센서 칩들(221~224)과 RFID 칩(210)이 인터페이스되므로, 여기서는 이를 인터페이스 버스라고 명명하였다.
도 2에서는 2개의 인터페이스 버스(253, 254)를 통해 센서 칩들(221~224)과 RFID 칩(210)이 인터페이스되는 예를 도시하였지만, 하나 또는 둘 이상의 인터페이스 버스를 통해 센서 칩들(221~224)과 RFID 칩(210)이 인터페이스될 수 있음은 당연하다. 또한, 도 2에서는 2개의 안테나(261, 262)가 각각 범프 인터페이스(251, 252)를 통해 RFID 칩(210)과 인터페이스되는 예를 도시하였지만, 이는 예시일 뿐이며 RFID 칩(210)이 사용하는 주파수의 종류 및 개수에 따라 안테나의 개수는 얼마든지 달라질 수 있다.
도 2에 따른 RFID 태그는, 복수개의 센서 칩(221~224)과 복수개의 필터층(231~234)을 인터리브(interleave) 방식으로 적층함으로써, 센싱하는 센싱 소스의 종류, 크기 및 세기 등을 판별하여 분석하는데 있어서 고 정밀 및 고 효율의 분석 능력을 제공할 수 있게 된다.
도 3은 도 2의 RFID 칩(210)의 일실시예 구성도이다.
도 3을 참조하면, RFID 칩(210)은 크게 아날로그부(310), 연산처리부(320), 메모리부(330) 및 센서 인터페이스 유닛(340)을 포함한다.
안테나 포트(ANT PORT)에는 안테나가 연결되어 RFID리더로부터 송신된 무선신호를 수신하여 아날로그부(310)의 복조부(313)로 전송하고, 변조부(312)에서 복조된 무선 신호를 RFID 리더로 송신하게 된다.
전압증폭부(311)는 안테나 포트(ANT PORT)를 통해 수신된 무선신호를 정류 및 증폭하여 전원전압(VDD)을 생성한다. 전원전압(VDD)은 RFID 칩(210) 내부의 각 회로에 공급되어 회로를 구동한다.
복조부(313)는 안테나 포트를 통해 수신된 무선신호를 복조하여 명령신호(CMD)를 생성하고, 명령신호(CMD)를 연산처리부(320)로 출력한다.
명령신호(CMD)는 연산처리부(320)와 메모리부(330)의 내부 회로 동작을 제어하기 위한 신호이다.
클럭발생부(315)는 연산처리부(320)와 메모리부(330)의 내부 회로 동작을 동기화시키기 위한 클럭(CLK)을 생성한다.
파워 온 리셋부(314)는 전압증폭부(311)에서 생성된 전원전압(VDD)을 감지하여 리셋동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋 신호(POR)를 생성하여 연산처리부(320)로 출력한다.
파워 온 리셋 신호(POR)는 전원전압(VDD)이 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하는 동안 전원전압(VDD)과 같이 상승하다가, 전원전압(VDD)이 하이 레벨로 공급되는 순간 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이하여 RFID 칩(210) 내부의 연산처리부(320) 및 메모리부(330)를 리셋시키는 신호를 의미한다.
연산처리부(320)는 전압증폭부(311)로부터 전원전압(VDD)을 공급받고, 파워 온 리셋 신호(POR), 클럭(CLK) 및 명령신호(CMD)를 연산 처리하여 메모리부(330)에 입/출력 데이터 I/O를 리드/라이트하기 위한 제어신호(CTR)를 생성한다. 그리고 명령신호(CMD)에 대응하는 응답 신호(RP)를 생성하여, 변조부(312)로 출력한다.
연산처리부(320)는 어드레스(ADD), 입/출력 데이터(I/O), 제어신호(CTR), 칩 인에이블 신호(CE), 라이트 인에이블 신호(WE) 및 출력 인에이블 신호(OE)를 메모리부(300)에 출력한다.
센서 인터페이스 유닛(340)은 센서 인터페이스 버스(253, 254)를 통해 센서 칩들(221~224)과 통신하여 센서 칩들(221~224)로부터 전달된 데이터(즉, 센싱한 결과)를 연산처리부(320)에 전달한다.
메모리부(330)는 하나 이상의 메모리 셀을 포함한다.
어드레스(ADD)는 입/출력 데이터(I/O)를 어떤 메모리 셀에 저장할 것인가를 나타내는 신호, 즉 메모리 셀의 위치 정보를 포함하는 신호이다.
제어 신호(CTR)는 메모리 셀에 입/출력 데이터(I/O)를 리드/라이트하는 동작을 제어하는데 사용되는 하나 이상의 신호를 의미한다.
칩 인에이블 신호(CE)는 메모리부(300)의 동작을 활성화하는 신호를 의미한다.
라이트 인에이블 신호(WE)는 메모리 셀에 데이터를 라이트할 때 라이트 동작을 활성화하는 신호를 의미한다.
출력 인에이블 신호(OE)는 메모리 셀에 저장된 데이터를 리드할 때, 리드된 데이터의 출력 동작을 활성화하는 신호를 의미한다.
메모리부(330)는 휘발성 또는 불휘발성 메모리 소자가 사용될 수 있다.
특히 메모리부(330)는 불휘발성 강유전체 메모리(FeRAM;Ferroelectric Random Access Memory)가 사용될 수 있다. FeRAM은 디램(DRAM;Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 갖는다. 또한, FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 가지고, 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 가진다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데이터가 지워지지 않는 장점이 있다.
도 1의 RFID 칩(110)도 도 3과 동일하게 구성될 수 있다.
도 4는 도 2의 센서 칩들(221~224)의 내부 구성도이다
각각의 센서 칩들(221)은 센싱 유닛과 센서 인터페이스 유닛을 포함하여 구성된다. 센싱 유닛의 종류는 센서 칩들이 어떠한 센싱소스를 센싱하는지에 따라 달라지며, 센서 인터페이스 유닛은 센싱 유닛이 감지한 결과를 센서 인터페이스 버스(253)를 통해 RFID 칩(210)으로 전달한다.
도 5는 도 2에서 RFID 칩(210)과 센서 칩들(221~224) 간의 데이터의 교환이 일어나는 구간을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, RFID 칩(210)과 센서 칩들(221~224)의 데이터 교환은 서로 다른 타이밍에 이루어진다. 센서 칩(221)과 RFID 칩(210)이 데이터를 교환하는 동안에는 다른 센서 칩(222~224)들과 RFID 칩(210) 사이의 데이터 교환이 이루어지지 않는다. 이러한 동작을 통해 센서 인터페이스 버스(253, 254) 상에서 데이터의 충돌을 방지한다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.
110: RFID 칩 120: 센서 칩
130: 필터층 151~154: 범프 인터페이스
161~162: 안테나 210: RFID 칩
221~224: 센서 칩 231~234: 필터층
251~252: 범프 인터페이스 253~254: 센서 인터페이스 버스
261~262: 안테나

Claims (12)

  1. RFID 칩;
    범프 인터페이스를 통해 상기 RFID 칩과 인터페이스되며, 상기 RFID 칩 상에 적층된 센서 칩; 및
    상기 센서 칩 상에 적층되어 상기 센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 필터층
    을 포함하는 RFID 태그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 RFID 태그는
    범프 인터페이스를 통해 상기 RFID 칩과 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 안테나
    를 더 포함하는 RFID 태그.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 칩은
    복사, 이온화, 열전도, 진동 중 어느 하나를 감지하는
    RFID 태그.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 RFID 칩은
    상기 센서 칩이 감지한 정보를 상기 안테나를 통해 외부 장치에 전달하는
    RDID 태그.
  5. RFID 칩;
    제1센서 칩;
    상기 제1센서 칩 상에 적층되어 상기 제1센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제1필터층;
    상기 제1필터층 상에 적층되는 제2센서 칩;
    상기 제2센서 칩 상에 적층되어 상기 제2센서 칩으로 유입되는 센싱 소스를 필터링하는 제2필터층; 및
    상기 RFID 칩과 상기 제1센서 칩 및 상기 제2센서 칩을 인터페이스 하기 위한 센서 인터페이스 버스
    를 포함하는 RFID 태그.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1센서 칩은
    상기 RFID 칩 상에 적층되는
    RFID 태그.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 센서 인터페이스 버스는
    상기 제1센서 칩과 상기 제2센서 칩이 적층된 측벽을 따라 형성되는
    RFID 태그.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 RFID 태그는
    범프 인터페이스를 통해 상기 RFID 칩과 인터페이스되는 적어도 하나 이상의 안테나를 더 포함하는 RFID 태그.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제1센서 칩 및 상기 제2센서 칩은
    복사, 이온화, 열전도, 진동 중 어느 하나를 감지하는
    RFID 태그.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 RFID 칩은
    상기 제1센서 칩 또는 상기 제2센서 칩이 감지한 정보를 상기 안테나를 통해 외부 장치에 전달하는
    RFID 태그.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 센서 인터페이스 버스를 통해 이루어지는 상기 RFID 칩과 상기 제1센서 칩과의 정보교환과 상기 RFID 칩과 상기 제2센서 칩과의 정보교환은 서로 다른 타이밍에 이루어지는
    RFID 태그.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 제1필터층 및 상기 제2필터층은
    자신이 대응되는 상기 센서 칩으로 유입되는 센싱 소스의 종류 및 유입량을 조절하는
    RFID 태그.
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