TWI300904B - Radio frequency identification and communication device - Google Patents

Radio frequency identification and communication device Download PDF

Info

Publication number
TWI300904B
TWI300904B TW094102582A TW94102582A TWI300904B TW I300904 B TWI300904 B TW I300904B TW 094102582 A TW094102582 A TW 094102582A TW 94102582 A TW94102582 A TW 94102582A TW I300904 B TWI300904 B TW I300904B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pulse width
controller
power
signal
received
Prior art date
Application number
TW094102582A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200530934A (en
Inventor
Wooi Gan Yeoh
Wee Liang Lien
Yeung Bun Choi
Kok Yin Tham
Yi Song Li
Sheng Xi Diao
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Agency Science Tech & Res
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd, Agency Science Tech & Res filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Publication of TW200530934A publication Critical patent/TW200530934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI300904B publication Critical patent/TWI300904B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive loop type
    • H04B5/48—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • G06K19/0707—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement being capable of collecting energy from external energy sources, e.g. thermocouples, vibration, electromagnetic radiation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • G06K19/0712—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement being capable of triggering distinct operating modes or functions dependent on the strength of an energy or interrogation field in the proximity of the record carrier
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H02J50/27—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves characterised by the type of receiving antennas, e.g. rectennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B5/72—
    • H04B5/77—
    • H04B5/79—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0287—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level changing the clock frequency of a controller in the equipment
    • H04W52/029—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level changing the clock frequency of a controller in the equipment reducing the clock frequency of the controller

Description

1300904 九、發明說明： ~ 【發明所屬之技術領域】 本發明總體上關係於通訊裝置。具體說係關於射頻（RF)識 別及通訊裝置。 【先前技術】 具體作成標_(Tag)、傳應器（Transponder)或卡片形式之無 接觸或RF識別及通訊裝置（RFID)係普遍地用在識別物件 (object)之眾多應用上。這些應用包括步哨控制（sentry ^ control)，門禁控制（access control)，存貨控制（inventory control)，家畜追蹤（live stock tracking)，車輛電傳（vehicle telemetry)等。 爲應用效率計，RFID裝置之小型化係所需要，因這種裝 置係典型地作成籤條掛在或附著在物件上以行物件之辨 識。裝置讀取器係藉探詢帶有有關物件之識別資訊來識別 RFID裝置，此項探詢動作係在RFID裝置與裝置讀取器之間 藉非接觸或以射頻爲基礎之通訊來進行。爲了達成RFID裝 鲁置之最佳之小型化，被動元件（passive device)係比具有內部 電源之主動元件（active device)佳。 被動元件從做爲單射（one-off)或刹那（instant)用途之裝置 讀取器傳送之RF信號產生電力。因爲這樣產生之電力，功 率有限且不能被貯存起來做爲後續用途，因此這種被動元件 之設計重要的係著重在達成低功率之內部運作。 爲達成低功率之內部運作，被動元件（passive device)係典 型地需要被供以一些不同之工作電源，這些不同電源供給不 1300904 同之電壓位準給這些裝置內之不同電路塊。這些被動元件也 ~ 是典型地需要被供以不同電路塊動作所需之不同時脈頻 率。對被動元件之總體要求係包括設置讀取/寫入記億體及 能與裝置讀取器通訊之能力。 若干傳統之提案係著重在RFID裝置，但未提及在RFID裝 置內低功率運作所需之不同工作電源及時脈頻率兩者。 於Naguleswaran氏獲得之美國專利第6，104,290號上揭示 一種在 Transponder(Transmitter and Responder)(傳應器）上使 肇用兩組振動器之非接觸或識別及通訊系統。 傳應器在傳送資料給裝置讀取器期間係以較高之速度動 作而在其它運作期間其動作速度則較低，這樣做係旨在執行 節省電力之動作。但是此項提議因需設置兩組振盪器，故有 導致增大裝置之尺寸及增加裝置成本之缺點。 於Yang氏等獲得之美國專利第6,211，786號上揭示之用在 低頻無電池之RFID標籤之電路，及Vega氏等獲得之美國專 利第6,147,605號上揭示之靜電RFID裝置之電路兩者皆著重 鲁在各個RFID裝置內執行用於節省電力之多重供給電源及多 重時脈頻率之動作。 因此需要具有不同工作電源及時脈頻率俾執行節省功率 動作之低功率，被動RFID元件。 【發明內容】 依本發明之一個型態，揭示一種能與裝置讀取器通訊之射 頻識別及通訊裝置，其包括一組接收來自及傳送至裝置讀取 器之RF信號並從裝置讀取器所產生之RF信號抽出電力之 1300904 RF前端，一組用於接收來自及傳送至rf前端之資料之控制 ~ 器及用於接收來自及傳送至控制器至之資料之記憶體。記憶 體可被控制器讀取及寫入並能分別使用不同之第一及第二 電源以執行讀取及寫入動作，此第一及第二電源具有不同之 電壓位準。 本發明之另外目的及優點將於下文敘述，部分可從敘述之 內容獲得清楚，或可由實施本發明而得知。 本發明之目的及優點可藉下文具體說明之措施及組合而 Φ達成及獲得。 【實施方式】 附圖係構成本說明書之一部份，其示出本發明之良好實施 例並與上文之一般性敘述及下文對良好實施例之詳細敘述 一起用來說明本發明之原理。· 本發明之實施例係敘述於下文，其述及對一種具有用於執 行節省電力動作之不同工作電源及時脈頻率之低功率，被動 RFID裝置之需求。 ® 本發明之實施例之低功率，被動RFID裝置100係參照第 1圖至第5圖敘述於下文，RFID 100係爲典型地與RFID裝置 讀取器一起使用俾形成RFID系統之許多RFID裝置之例示之 一。這種RFID系統係典型地執行以辨識爲基礎之應用，其 係首先藉探詢以識別近接之RFID裝置，這是一種包括rfid 讀取器廣播一個探詢信號及接收從帶有與物件有關之識別 資料之被探詢之RFID裝置及其它資料之回應信號（Response Signal)之過程。 1300904 下文將參照第1圖說明RFID裝置100之整體架構，第1 圖係爲表不RFID裝置1〇〇電路塊之方塊圖。每個電路塊在 內部係構組成與其它被動低功率運轉之電路塊面對面設置 俾便於最佳小型化RFID裝置100。接著，RFID可具體作成 爲熟練此項技術者熟知之晶片，籤標，或卡片。實施例使用 之頻率範圍係300MHZ至3GHZ。 於RFID裝置100上，天線102接收被RFID裝置讀取器（未 圖不）所產生及廣播之探詢或下鏈（Downlink)信號，此信號接 著被送至電力產生塊（P〇 wer Ge ner ati ο η B1 〇 c ks) 1 04，1 06，1 0 8 俾從探詢或下鏈之信號中之載波，例如2.45 GHZ載波，產生 所需之工作電力（Operating Power)。電力產生塊104，106， 108包含整流器104，調整器106，及電容器組108。 於被動元件如RFID裝置100上，這些電力產生塊對它們 之主裝置（Host device)之可運作性而言係重要的，因所產生 之工作電力係供給至RFID裝置100內之所有其它電路塊。 電壓之位準係與RFID裝置100和裝置讀取器間之距離成正 β 比，因此如果距離很短時會產生很高的電壓而損毀RFID裝 置100之一些電路塊。整流器104係提供整流後之電壓，而 調整器1 06則維持整流後之電壓低於安全工作上限値俾產生 之工作電壓Vdd係典型地保持低（〜IV)進而減少在RFID裝置 100內之電力消耗。電容器組108係臨時或短期貯存藉自工 作電壓Vdd分接引出（Tapping)所產生之電壓。工作電壓Vdd 係用來供電給所有之電路塊，但需藉較高工作電壓電源工作 之記憶體110則除外。 1300904 直流·直流（DC-DC)轉換器112係接於電力產生塊104， ~ 106，108之輸出側俾接收工作電壓Vdd並從該工作電壓Vdd 產生記憶體11 0用之較高工作電壓電源俾執行記憶體動作。 DC-DC轉換器112輸出較高電壓Vdd-h以執行讀取及寫入動 作，其係藉程式運作使電壓位準成爲工作電壓Vdd之兩倍或 三倍。相同的理由，邏輯翻譯器1 14也接於DC-DC轉換器 112並作爲RFID裝置100內之其它數位電路塊與記憶體110 間之邏輯位準之橋接用之接面。邏輯翻譯器11 4在進行讀取 # 期間係將記憶體110收到之邏輯位準自Vdd-h(例如，Vdd-h = 2 XVdd)轉換爲Vdd，而在進行寫入動作期間將傳到記憶體110 之資料從Vdd轉換爲Vdd-h(例如，Vdd-h = 3xVdd)。藉此容許 其它電路塊藉最低可用之工作電源，亦即Vdd，而非最高之 工作電壓，運作俾減少RFID裝置100之整體功率消耗。 數據機116係接至天線102以解調（Demodulating)包含進來 之 RF載波和下鏈（Downlink)資料之下鏈信號，以下稱 data2bb，及調變（Modulating)該進來之RF載波和上鏈資料， 鲁以下稱爲data2rf，而成上鏈（Uplink)信號。良好地使用之通 訊協定包括上鏈及下鏈通訊用之OOK/ASK調變及曼徹斯特 編碼（Manchester Coding)，而上鏈通訊係藉逆分散 (Backscattering)技術調變進來之rf載波和爲data2rf，而達 成前述逆分散技術係有關藉改變阻抗以將進來之載波予以 反射。 數位塊1 18執行RFID裝置100之電力管理，並控制邏輯 切換俾減少RFID裝置1〇〇之瞬間電力消耗。在數位塊i 18 -10- 1300904 上之電力管理模組（未圖示）僅供給在動作之每一階段上需要 ‘ 運作之電路塊之電力。數位塊11 8也執行及/或處理抗碰撞 邏輯，指令控制及探詢曼徹斯特編碼-解碼及記憶體控制邏 輯。 數位塊118係接至DC-DC轉換器112俾藉控制信號nR_W 控制DC-DC轉換器112之ΟΝ/OFF切換及較高電壓Vdd-h之 電壓位準。 數位塊118另接至數據機116俾處理各個data2bb及 鲁 data2rf之下鏈及上鏈，並藉控制信號cont_mod控制數據機 116之ΟΝ/OFF切換及用於讀回及寫入記憶體110之信息之 邏輯翻譯器114。數位塊118另接至時脈產生器122俾藉控 制信號Cont_clk，控制具有不同頻率之不同時脈信號之產生。 在RFID裝置100上之另外電路塊包括在廣範圍之電壓供 給條件下產生數位塊118及時脈產生器122之重設脈衝 (Reset Pulses)之 Power-On-Reset(供電重設）電路 120，及產生 數位塊1 18及時脈產生器122用之偏倚電流（bias current)(nA) ® 之低電力電流參考電路124。RFID裝置100另含有時脈產生 器122，此時脈產生器122係爲產生分別用於數位塊118， 透過邏輯翻譯器114授受資料之記憶體1 10，及DC-DC轉換 器112之MHz時脈fi、f2及f3之可程式（Programmable)低功 率震盪器。在與RFID裝置讀取器通訊期間，當RFID裝置 100在進行讀取動作時，RFID裝置100係存取記憶體11〇， 供給相同之時脈頻率到數位塊118及DC-DC轉換器112，亦 即fch，但記憶體1 10無需時脈信號，亦即f2 = h，在進行記 1300904 憶體寫入動作期間，相同之時脈頻率係供給至數位塊11 2及 記憶體110，亦即f2 = fi，而fi之分數（例如1/4)之時脈頻率係 供給至DC-DC轉換器112，亦即fcfM。 藉這樣的設計，在時脈信號產生器1 22內另需要一個震盪 器以產生f ^而其它之時脈信號頻率係依存於h，結果，在不 同情況期間，如對記憶體1 10執行讀寫動作，可供給不同時 脈信號頻率至各種電路塊。 藉可程式DC-DC轉換器112及邏輯翻譯器114，RFID裝置 • 1 〇〇能減少電力消耗，同時能在不同之工作電源電壓下運作 之各種電路塊之間確保適當之邏輯位準。藉可程式時脈信號 產生器122，RFID裝置100能減少電力消耗及部品數且同時 滿足RFID裝置100內不同電路塊之不同時脈信號要求。 如第2圖所示，RFID裝置100內之RF前端包含三個主要 構件，亦即整流器104、調解器204及調變器208。調解器 204及調變器208形成數據機116,而整流器104係作爲整流 用裝置202而運作，其係作爲虛擬電池俾藉整流下鏈之信號 ® 而提供電力給RFID裝置100。調解器204偵測〇〇K之被調 變之下鏈信號之包絡（Envelope)後送到基頻電路塊，如數位 塊1 1 8處理。調變器208藉使用逆分散方法（Backscattering Method)調變上鏈CW波。 使用傳統之倍壓器（Voltage Doubler)作爲整流用裝置202 之整流器核心，其包含二極體0:及D2其中Di之陰極係接至 D2之陽極俾形成倍壓器以作爲整流用裝置202之整流器核 心。 -12- 1300904 下鏈信號（Downlink Signal)係經接在Di及D2間之接點上 ‘ 電容器Cx而供給至整流用裝置202,另在整流器核心之輸出 上接有旁通電容器（Bypass-capacitoO C!以平滑輸出電壓後 作爲工作電壓Vdd。 調解器204之結構係作爲二極體D3之陽極接至Di及D2間 之接點，藉此使調解器204引接（tap)出下鏈信號以行解調， 藉適宜地選擇接到D3之陰極之電阻器R2及電容器C2，R2及 C2係並聯，以選擇調解器204之時間常數俾過濾進來之RF # 載波，但追蹤以00K爲基礎之下鏈信號之包絡。R2可被汲 取（Drain)在D3與R2和C2間之接點之電流之電流源（未圖示） 所取代。 在停頓時間（Idling Time)時電流源係被切離俾節省電源被 汲取。 依本實施例，所有之二極體皆用M0S元件構組成。 調解後之基頻信號另藉具有內建之滯後作用之低頻比較 器（Low-frequency Comparator)206 而被轉換成二進位（Binary) _位準。 比較器206之一個輸入端子係接至能藉電阻分壓器產生之 參考電壓ref(例如，ref = Vdd/2)，比較器206之另一輸入端子 係接至D3之陰極。在比較器206之輸出端子可獲得二進位 編碼信號以作爲資料信號data2bb。 調變器208包含電阻器L及開關Sw，在上鏈信號內要傳 送給RFID裝置讀取器之data2rf係經此開關SW而被傳遞， 開關Sw係與Ri串接，而Ri之另一端係接至D3之陰極，藉 -13- 1300904 在Ri上額外之DC負載之ΟΝ/OFF切換而達成逆分散之作用。 ^ 離晶片（OFF-CHIP)印刷雙極天線（Dipole Antenna)102係被 設計及使用來匹配RF前端之合成輸入阻抗（Composite Input Impedance) ° 下面將参照％ 3A圖’第3B圖，第4A圖及第4B圖敘述 在數塊118內執行之曼徹斯特解碼方法。 現今有許多傳統之曼徹斯特解碼方法。一些傳統之解碼方 法牽涉到使用時脈信號回復電路俾同步輸入資料及時序。藉 Φ 曼徹斯特解碼方法，以下簡稱爲解碼方法，無需時脈回復電 路或信號緣偵測措施，資料即可被解碼。 解碼方法包括兩段程序（Two-stage Process)，亦即，如第 3A及第3B圖所示，第一段是脈衝寬同步及第二段是資料解 碼，第3A及第3B圖係爲描繪編碼資料之例子之時序圖，而 第4A及第4B圖係分別爲例示執行第一段及第二段程序之流 程圖。 於第一段上，偵測出編碼資料內之同步位元俾提供低脈衝 •及高脈衝寬度之參考。於第二段上，這些參考則被用來解碼 在編碼資料內之資料位元俾得出解碼資料，以下簡稱 Data[0".(DataSize-l)]。
DataSize値係反映在解碼資料內之資料位元之數目，在這 些位元中之前四個位元在例中係用作爲同步位元。 在第一段上，其流程係示於第4A圖上並以處理data2bb 內之資料流之順序之步驟402爲開頭，當在步驟404上偵測 出在data2bb內之編碼資料從1改變爲0時，被初始化爲0 -14- 1300904 之計數器Cnti:則在下一步驟406上遞昇。接著，在步驟408 ♦ 上比較計數器計數値Cntr和整數値2，如果不匹配時計數器 計數値Cntr則在步驟410上與整數値4比較。如果在步驟 4 1 0上有匹配時則結束第一段之處理而開始第二段，如果不 •匹配時流程則返回步驟404。 例中在步驟410上係使用整數値4，這是因同步位元之數 目係設定在4。另外，在步驟408上係使用整數値2，這是 因爲欲要偵測第二同步位元之低脈衝及高脈衝寬俾提供參 ϋ考之故。 如果在步驟408上有匹配時流程則進入步驟412，在該步 驟上，如第3Α圖所示，對RFID裝置100之系統或內部時脈 測定第二同步位元之低脈衝寬A。在下個步驟414上檢查該 被測定之脈衝寬是否在含有最大値之Max Width(最大寬上） 事先定義之延長時間（E X t e n d e d T i m e)內持續保持低，如果是 肯定時則認定此被測定之信號是訛誤（Corrupted)而於步驟 416被捨棄，接著流程返回步驟402，於該步驟上處理在 Φ data2bb內之下一輪之資料流。 如果在步驟4 1 4上檢查之結果是否定時，亦即測定之脈衝 寬在該延長之時間內不持續保持低時流程則進入步驟4 1 8， 在步驟418上若偵測出data2bb之編碼資料從0變1，如第 3B圖所示，時則在下步驟420上對RFID裝置100之時脈信 號偵測第二同步位元之高脈衝寬B。接著，在步驟422上檢 查此測定，如果測定之脈衝寬在M a X w i d t h內事先定義之延 長時間內持續保持高時則在步驟424上被捨棄，然後流程返 -15- 1300904 將”0”分配給目前之編碼資料位元，及在步驟474上設定採 樣模式爲局採樣。接著，在步驟4 6 8上計數器遞增，流程繼 續進行。 如果在步驟45 8上沒有匹配時則在步驟476上測定目前之 低脈衝寬D，此低脈衝寬D包含目前編碼資料位元之低脈衝 寬，其係從目前之編碼資料位元之高到低轉變開始到次一個 低到高轉變結束。此測定値D接著在步驟478上與（A + (A/2)) 比較，如果D大於（A + (A/2))時則在步驟480上分配，，0，，給目 Φ 前之編碼資料位元，如第3A及第3B圖所示。然後，在下一 步驟482上，將採樣模式設定爲高採樣，隨後在步驟468上 遞增§十數。接著’在步驟470上對在Max Width內之各個 最大値測試測定値，當測定値大於各個最大値時則於步驟 472上被捨棄，然後流程即返回到步驟402以處理data2bb 內下一輪之資料流。如果測定値不大於各個最大値時流程則 返回步驟456。 在步驟478上，如果D不大於（A + (A/2))時則在步驟484上 ® 分配”1”給目前之編碼資料並在步驟486上設定採樣模式爲 低採樣。爾後則持續執行在步驟468上計數器遞增之流程。 在解碼方法第二段上，藉前向推論技術（F 〇 r w a r d D e d u c t i ο η Technique)執行解碼處理，因該技術係包括測定以目前之編 碼資料位元之轉變爲開頭之低脈衝寬或高脈衝寬兩者之 一，故至少係測定目前編碼之資位元之位元間隔之下半部 (S e c ο n d - h a 1 f)，並利用在第一段上測定之低及高脈衝寬兩者 之參考以決定下一個編碼資料位元値。 -17- 1300904 下面將參照第5圖詳述DC-DC轉換器1 12，其係提供一種 防止在RFID裝置100內產生暫態電流突沖（Transient Current Surge)之方法’重要的是被動元件如rFID裝置100，應能執 行低功率之動作，如果RFID裝置100內之電流塊消耗大的 動態電流，即使整體之平均電流消耗低也是不能接受。當電 流塊被關上電源之際需要大的突沖電流用來充電這些電路 塊內之內部節點，故通常會產生消耗大的動態電流之情形。 於電力管理之槪念上，在實際運作中通常係對電路塊進行 # 電線之ΟΝ/OFF俾節省電力，這可能會因大的電源電壓突降 (Dip)而造成裝置誤動作。 DC-DC轉換器112包含電流箝制（Current Clamping)電路 5 02及充電泵（Charge Pump)電路504。電流箝制電路502係 設置在整流器104之輸出和充電泵電路504之間以接受被整 流後之電壓（Vdd)。電流箝制電路502係用來在充電泵電路 504動作期間控制電流之流動。 如第5圖所示，電流箝制電路502採用各自之輸出端接在 ® 一起之兩只 PMOS開關，一只 PMOS係導通時高電阻 (Ron)506，另一只PMOS係導通時低電阻（Ron)508。此兩開 關係受邏輯模組5 1 0之控制，而依指令進行切換。當不存取 記憶體110時這兩個開關係截斷（Turned Off)。 邏輯模組510執行切換俾當電流箝制電路502開始動作時 只有High-Ron PMOS 5 06導通。藉此限制能從整流器104汲 取之電流量。在邏輯模組5 1 0上有一只內部計數器（未圖 示），當High-Ron PMOS 5 06導通後其即開始計數時脈，俟計 -18- Ί300904 數32個時脈週期後High-Ron PM〇S 506即導通俾使裝置正 常動作（E〇C = 1)。 RFID裝置100有很多優點，連同RF前端具有下列優點： (i) RF前端係利用低成本標準之CMOS製程作成，與基頻電 ~ 路之主流技術相容並能在單矽晶片上全部積體形成。在 傳統之提案上，RF前端係由高性能之外部斯苛基 (Schottky)二極體構成，而基頻電路係利用CMOS製程作 成。雖然Schottky二極體提供最佳之RF性能，但這些元 • 件無法用標準之CMOS製程製成。混和方法會造成結構 體積增大及成本高，這則抵銷了 RFID技術之附加價値並 妨礙了 RFID大量佈置。 (Π)藉消除外部構件及關聯之組裝費用降低成本及形狀因素 (Form Factor) ° (iii)獲得更可靠之性能：因爲（1)IC技術比離散之元件 (Discrete Device)提供較好之元件匹配。（2)避免重要之RF 部件組裝偏差。 β(ίν)具有形成晶片上天線之能力以形成整體rfid方案。 連同電流箝制電路502，具有下列之優點： (i) 電流箝制容許對RFID內之相關模組執行適當之電力管理 而不會產生再送電時之高突沖電流。 (ii) 所需之額外電路少，主要爲兩個開關及一些正反器（於目 前之技術言係屬少量之數位運作）° (iii) 在正常運作（純粹是數位運作）期間’邏輯塊無消耗電流’ 故無額外之電力浪費。 -19 - •1300904 (iv)當不使用時作爲完全自充電泵切離電源之額外電路。 以前述方式揭示了具有用於執行省電運轉之不同工作 電壓電源及時脈頻率。雖然只揭示本發明之若干實施 例，但熟悉此項技藝者在閱讀本說明書之內容後將明白 可對其作許多改變及/或變更而不逾越本發明之範圍及精 神。例如，曼徹斯特解碼方法（Manchester Decoding Scheme) 可適用於進來資料之責務週期（Duty Cycle)之全部範圍。 另外，在電流箝制電路上，數位計數器之計數値係依實 施方式之不同而變化。只要能達成使強的電晶體，亦即 Low-Ron PM0S遲延導通，則可同許多其它方式來執行數 位邏輯。 【圖式簡單說明】 第1圖係爲本發明實施例之RFID裝置之方塊圖； 第2圖係爲第1圖之RFID裝置上之RF前端塊之示意圖； 第3A及第3B圖係爲表示利用在第1圖之RFID裝置內之 數位塊上執丫了之則向推g命方法執行兩段解碼處理所得出之 解碼資料之程序圖； 第4A及第4B圖係爲第3A及第3B圖之解碼處理之一個 執行方式之流程圖； 第5圖係爲第1圖之RFID裝置內之DC-DC轉換器之電路 圖。 【主要元件符號說明】 102 天線 104 整流器
-20- Ί300904 106 整流器/限制器 108 電容器組 110 非揮發性記憶體 112 直流-直流轉換器 114 邏輯翻譯器 116 數據機 118 數位塊 120 供電重設 122 時脈產生器 124 參考電流 -21-

Claims (1)

  1. 、i300904 |^ί^| 第94102 5 82號「射頻識別及通訊裝置」專利案 ’ (2008年3月21修正） 十、申請專利範圍： 1.一種能與裝置讀取器（device reader)通訊之射頻識別及 通訊裝置，其包括： 一射頻前端，其能接收來自及傳送裝置讀取器之射頻 信號並從接收之射頻信號分離電力及資料； 一控制器，其係接收來自射頻前射頻處理器之資料， φ 量測所接收之射頻信號的同步位元之低脈衝寬” A”及高 脈衝寬” B” ，量測所接收之射頻信號的已編碼資料位元 之低脈衝寬” D”及高脈衝寬” C” ，且藉由使用所測得之 脈衝寬” C”及” D”來對已編碼之資料位元進行解碼，並 傳送解碼結果至射頻前端；以及 一記憶體，其係接收來自控制器及傳送至控制器之資 料，並能被控制器讀取及寫入及在進行讀取及寫入期間能 分別利用第一及第二電源電壓動作，該第一及第二電源電 B 壓具有不同之電壓位準。 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中射頻前端將自接收之 射頻信號分離之電力送到提供第一及第二電源電壓之電 源轉換器。 3 .如申請專利範圍第2項之裝置，其中電源轉換器包括提供 第一及第二電壓之充電泵。 4 .如申請專利範圍第3項之裝置，其中電源轉換器包括用於 限制從射頻前端流至充電泵之電流之電流箝制器。 J300904 5 ·如申請專利範圍第4項之裝置，其中當記憶體不在進行讀 取及寫入動作時電流箝制器可被控制來切斷從射頻前端 流到充電泵之電流。 6 ·如申請專利範圍第3項之裝置，其中充電泵可被控制來提 供第一及第二電源電壓。 7.如申請專利範圍第1項之裝置，其中第二電源電壓之電壓 供給位準係大於第一電源電壓之電壓供給位準。 8 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中另包括邏輯翻譯器以 將可被控制器讀取及寫入之資料翻譯成分別從記憶體接 收及傳送到記憶體之邏輯位準之資料。 9 ·如申請專利範圍第8項之裝置，其中邏輯翻譯器可利用第 一及第二電源電壓動作。 1 0 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中射頻前端包括： 一整流器，其係從接收之射頻信號分離電力； 一解調器，其偵測出接收之射頻信號之包絡 (envelop);及 一調變器，其係響應接收之射頻信號，調變被控制器 所產生之基頻信號俾傳送至裝置讀取器。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之裝置，其中整流器係利用M0S 元件作成。 1 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中控制器利用前向推 論技術執行解碼處理。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之裝置，其中控制器藉利用計數 來測定脈衝寬以識別一參考之低脈衝寬及一參考之高脈 1300904 ’ 衝寬。 * 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之裝置，其中控制器藉測定脈衝 寬以識別目前計數中之低脈衝寬及高脈衝寬之一。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中控制器藉比較已識 別之低脈衝寬及高脈衝寬之一與參考之低脈衝寬及參考 之高脈衝寬俾決定下一次計數之“ Γ或“ 0” 。 1 6 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中另包括可程式化的 時脈產生器以提供多數之時脈頻率。 # 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之裝置，其中記憶體可被控制器 讀取及寫入，並在進行讀取及寫入動作期間能分別利用時 脈產生器所提供之多數時脈頻率之第一及第二時脈頻率 而動作，該第一及第二時脈頻率係不相同。
    毳1300904 4件》月V(日修正替換I 4/5
    第4B圖
TW094102582A 2004-01-30 2005-01-28 Radio frequency identification and communication device TWI300904B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG200400496-6A SG143030A1 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Radio frequency identification and communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200530934A TW200530934A (en) 2005-09-16
TWI300904B true TWI300904B (en) 2008-09-11

Family

ID=34825342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094102582A TWI300904B (en) 2004-01-30 2005-01-28 Radio frequency identification and communication device

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20070013486A1 (zh)
EP (1) EP1709748A4 (zh)
JP (1) JP2007518339A (zh)
KR (1) KR100803225B1 (zh)
CN (1) CN101015135A (zh)
SG (1) SG143030A1 (zh)
TW (1) TWI300904B (zh)
WO (1) WO2005074157A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI712958B (zh) * 2015-04-10 2020-12-11 瑞士商艾姆微體電子 馬林公司 用於可從不同電源採集電力之被動式射頻識別裝置的協定管理方法

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4873868B2 (ja) * 2005-02-09 2012-02-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 パッシブ型ｒｆｉｄ用の半導体装置、ｉｃタグ、ｉｃタグの制御方法及び通信方法
US7689195B2 (en) * 2005-02-22 2010-03-30 Broadcom Corporation Multi-protocol radio frequency identification transponder tranceiver
US8391375B2 (en) * 2006-05-05 2013-03-05 University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education Wireless autonomous device data transmission
CN1968129B (zh) * 2006-08-31 2012-08-08 华为技术有限公司 一种设备配置的方法、系统及待配置设备
TWI481195B (zh) * 2006-10-31 2015-04-11 半導體能源研究所股份有限公司 振盪器電路及包含該振盪器電路的半導體裝置
KR100853189B1 (ko) * 2006-12-08 2008-08-20 한국전자통신연구원 태그 수명 연장을 위한 저전력 무선 인식 태그 및 그 방법
JP5361176B2 (ja) * 2006-12-13 2013-12-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
DE102007009838A1 (de) * 2007-02-28 2008-09-04 Infineon Technologies Austria Ag Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit
US8002193B2 (en) * 2007-03-12 2011-08-23 Visa U.S.A. Inc. Payment card dynamically receiving power from external source
US8031054B2 (en) * 2007-03-27 2011-10-04 Round Rock Research, Llc Multi-antenna element systems and related methods
US8284825B2 (en) * 2008-06-06 2012-10-09 Maxim Integrated Products, Inc. Blind channel quality estimator
KR101247436B1 (ko) * 2008-08-26 2013-03-25 퀄컴 인코포레이티드 동시 무선 전력 송신 및 근접장 통신
JP5319469B2 (ja) * 2008-10-03 2013-10-16 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｒｆｉｄタグ
TWI385581B (zh) * 2008-10-27 2013-02-11 Univ Nat Taiwan Science Tech 被動式標籤及射頻識別系統
US8477879B2 (en) * 2009-12-23 2013-07-02 Texas Instruments Incorporated System and method for bi-phase modulation decoding
KR101218280B1 (ko) * 2010-07-13 2013-01-03 에스케이하이닉스 주식회사 Ｒｆｉｄ 장치
CN102779259B (zh) * 2011-05-12 2015-08-19 国民技术股份有限公司 一种通讯模式自适应方法、模块及非接触ic卡
US9070062B2 (en) 2011-07-11 2015-06-30 Square, Inc. Streamlined apparatus and methods for RFID communication
JP5644810B2 (ja) * 2011-09-26 2014-12-24 株式会社デンソー 信号および電力の伝送装置
US9495567B2 (en) * 2013-12-30 2016-11-15 Verily Life Sciences Llc Use of a tag and reader antenna for a simulated theremin effect
TWI549415B (zh) * 2014-01-07 2016-09-11 國立交通大學 電流整流裝置、多階整流器、當由ａｃ輸入電壓驅動時允許有利於單向流動之電流的閘極增壓整流器與方法
CN103872797B (zh) * 2014-03-24 2016-06-01 北京工业大学 一种无源Wi-Fi提示贴
US20150325069A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Key Systems, Inc. Security asset management system, method, and receptacle therefor
US20150356846A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 Key Systems, Inc. Security asset management system, method, and fob retention arrangement therefor
JP6512224B2 (ja) 2014-07-28 2019-05-15 日本電気株式会社 移動無線通信システム
US10002266B1 (en) 2014-08-08 2018-06-19 Impinj, Inc. RFID tag clock frequency reduction during tuning
CN104331733A (zh) * 2014-10-31 2015-02-04 中国科学院上海高等研究院 一种超高频rfid标签及其抗干扰方法
WO2016107976A1 (en) * 2014-12-30 2016-07-07 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Passive wireless sensing with identification
CN106911425A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 华大半导体有限公司 一种rfid标签解码的方法和装置
CN105654014B (zh) * 2015-12-30 2018-02-02 广州中大微电子有限公司 一种可兼容高低速信号解调的射频信号解调电路
US10430783B2 (en) 2016-10-03 2019-10-01 Square, Inc. Transmit phase detection circuit
USD812130S1 (en) 2016-10-28 2018-03-06 Square, Inc. Electronic device
CN114844530A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 上海复旦微电子集团股份有限公司 无源nfc接口和无源nfc设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228976B1 (zh) * 1971-05-31 1977-07-29
US3760269A (en) * 1972-07-31 1973-09-18 Gte Automatic Electric Lab Inc Multi-frequency tone detector
US4392172A (en) * 1981-10-19 1983-07-05 General Electric Company Reactive snubber for inductive load clamp diodes
JPS60171475A (ja) * 1984-02-15 1985-09-04 アイデンティフィケ−ション・デバイセス・インコ−ポレ−テッド 識別システム
US5276775A (en) * 1990-12-07 1994-01-04 Texas Instruments Inc. System and method for building knowledge-based applications
JPH05122108A (ja) * 1991-10-29 1993-05-18 Omron Corp データキヤリア
US5382952A (en) * 1992-01-22 1995-01-17 Indala Corporation Transponder for proximity identification system
US5555524A (en) * 1995-02-13 1996-09-10 Standard Microsystems Corporation Semi-synchronous dual port FIFO
KR19980081575A (ko) * 1997-04-21 1998-11-25 윤종용 외부 입력 전압의 레벨 조정이 가능한 스마트카드
SG67419A1 (en) * 1997-09-19 1999-09-21 For Wireless Communications Na A contactless identification and communication system and method of operating the same
US5945920A (en) * 1997-12-10 1999-08-31 Atmel Corporation Minimum voltage radio frequency indentification
US6515919B1 (en) * 1998-08-10 2003-02-04 Applied Wireless Identifications Group, Inc. Radio frequency powered voltage pump for programming EEPROM
US6147605A (en) * 1998-09-11 2000-11-14 Motorola, Inc. Method and apparatus for an optimized circuit for an electrostatic radio frequency identification tag
TW424210B (en) * 1999-04-30 2001-03-01 Holtek Semiconductor Inc Battery-free circuit device for RF identification marking
JP2002150250A (ja) * 2000-11-16 2002-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非接触ｉｃカード用ｉｃチップ
DE10127423B4 (de) * 2001-06-06 2005-10-06 Infineon Technologies Ag Elektronische Schaltung mit Energiesteuerung
JP3929761B2 (ja) * 2001-11-27 2007-06-13 シャープ株式会社 半導体装置の動作制御方法、半導体装置動作制御プログラム、半導体装置動作制御プログラムを記録した記録媒体、半導体装置、およびｉｃカード
US6812841B2 (en) * 2002-01-23 2004-11-02 Intermec Ip Corp. Passive RFID tag that retains state after temporary loss of power
US6970089B2 (en) * 2002-07-03 2005-11-29 Battelle Memorial Institute K1-53 Full-spectrum passive communication system and method
JP2005122108A (ja) * 2003-09-22 2005-05-12 Sharp Corp 液晶表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI712958B (zh) * 2015-04-10 2020-12-11 瑞士商艾姆微體電子 馬林公司 用於可從不同電源採集電力之被動式射頻識別裝置的協定管理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070013486A1 (en) 2007-01-18
KR20060130627A (ko) 2006-12-19
JP2007518339A (ja) 2007-07-05
SG143030A1 (en) 2008-06-27
KR100803225B1 (ko) 2008-02-14
WO2005074157A1 (en) 2005-08-11
EP1709748A1 (en) 2006-10-11
CN101015135A (zh) 2007-08-08
EP1709748A4 (en) 2009-09-02
TW200530934A (en) 2005-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI300904B (en) Radio frequency identification and communication device
JP5155642B2 (ja) Ｉｄタグ
US8258958B2 (en) Dual antenna RFID tag
US9886658B1 (en) Impedance-change mitigation in RFID tags
US8138893B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US6848620B2 (en) Semiconductor integrated circuit
US8325042B1 (en) RFID tags with differential demodulators
US10885417B1 (en) Impedance-change mitigation in RFID tags
US20020108066A1 (en) Information processing apparatus and card-type information processing device
WO2009127157A1 (zh) 具有射频识别功能的sim卡芯片
KR20050033955A (ko) 무선주파수 식별 태그가 결합된 이동 단말 회로 및 그이동 단말기에서의 무선 식별 방법
WO2009127158A1 (zh) 用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器
JP3531477B2 (ja) 非接触カードの通信方法及び該通信に用いる集積回路
US9000835B1 (en) Hot RF rectifiers for RFID applications
JP2011022923A (ja) 非接触ｉｃカード及び無線システム
CN108183731A (zh) 一种超高频无源rfid数字基带的低功耗架构系统
US20200272799A1 (en) Reception circuit and near field communication (nfc) card including same
JPH11510597A (ja) トランスポンダのための無線周波数インターフェイス装置
EP1527411B1 (en) Transponder with two supply voltages
Yeoh et al. A CMOS 2.45-GHz radio frequency identification tag IC with read/write memory
US7138699B2 (en) Semiconductor integrated circuit and noncontact information medium
Najafi et al. A dual mode EPC Gen 2 UHF RFID transponder in 0.18 μm CMOS
CN102103679B (zh) 自适应场强变化的a/b模式检测电路
Chen et al. Design and analysis of a low power passive UHF RFID transponder IC
KR100762257B1 (ko) 태그 칩을 위한 태리 길이 판독장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees