KR101065335B1 - Ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID 태그에 사용되는 전압레벨에 따라 내부동작을 제어할 수 있는 RFID 태그를 제공한다. 이를 위해 본 발명은 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 이용하여 내부전압을 생성하는 전압 멀티플레이어; 상기 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 파워레벨 감지부; 메모리 블럭; 및 상기 파워레벨 감지신호에 응답하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 보조회로를 구비하는 RFID 태그를 제공한다.
Figure R1020090038470
RFID, 전압감지, RF전압, 메모리.

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID TAG}
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RFID 시스템의 태그(Tag)에 관련 것이다.
일반적으로 RFID 시스템은 판독·해독기능이 있는 RFID 리더(Reader)와 고유 태그정보를 내장하는 RFID 태그, 운용 소프트웨어 및 네트워크로 구성된다. RFID 리더는 RFID 태그를 인식하기 위한 RF 신호를 안테나를 통해 출력한다. RFID 태그는 RFID 리드로부터 송출하는 RF신호를 수신한다. RFID 태그는 수신된 신호에 응답하여 태그정보를 포함하는 응답신호를 RFID 리드로 전송한다. RFID 리더는 응답신호를 분석하여 RFID 태그의 태그정보를 판독할 수 있게 된다.
RFID 태그는 일반적으로 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성되며, 동작 전원을 공급받는 특성에 따라 수동형과 능동형으로 구분된다. 수동형 RFID 태그는 내부 전원이 없이 RFID 리더의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작한다. 능동형 RFID 태그는 RFID 태그용 전지를 내장하여 그 내장된 RFID 태그용 전지로부터 동작 전원을 공급받는다.
RFID 태그는 기본적으로 무선장치이기 때문에 내부에 사용하는 내부전압의 전압레벨이 안정적이지 않은 경우가 많다. 이 경우 내부에 각 블럭이 제대로 동작하지 않아 문제가 되고 있다.
본 발명은 RFID 태그에 사용되는 전압레벨에 따라 내부동작을 제어할 수 있는 RFID 태그를 제공한다.
본 발명은 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 이용하여 내부전압을 생성하는 전압 멀티플레이어; 상기 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 파워레벨 감지부; 메모리 블럭; 및 상기 파워레벨 감지신호에 응답하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 보조회로를 구비하는 RFID 태그를 제공한다.
또한, 본 발명은 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 파워레벨 감지부; 메모리 블럭; 상기 파워레벨 감지신호의 활성화시에 상기 RFID 블럭에서 제공되는 메모리 제어신호를 전달하기 위한 게이트부; 및 상기 게이트부로부터 전달되는 메모리 제어신호를 이용하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 제어부를 구비하는 RFID 태그를 제공한다.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 이용하여 내부전압을 생성하는 단계; 상기 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하는 단계; 및 상기 파워레벨 감지신호에 응답하여 메모리 블럭을 제어하는 단계를 포함하는 RFID 태그의 구동방법을 제공한다.
본 발명에 의해서, RFID 태그 내부에 사용되는 전압레벨이 적절하지 않을 때에는 내부 메모리 동작을 중시시켜, 메모리 내부의 데이터 소상을 방지한다. 따라서 RFID 태그의 동작상 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 바람지한 실시예에 따른 RFID 태그를 나타내는 블럭도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 RFID 태그는 안테나(55), 아날로그 블록(100), 디지털 블록(200), 및 메모리(300)를 구비한다. 안테나(55)는 RFID 리드 또는 라이트(미도시)로부터 제공되는 RF신호를 송신하여 아날로그 블럭(105)으로 전달한다. 아날로그 블록(105)은 전압 멀티플라이어(110), 모듈레이터(220), 디모듈레이터(130), 파워온 리셋부(140), 클럭 발생부(150), 및 파워레벨 감지부(160)를 구비한다.
전압 멀티플라이어(110)는 안테나(55)로부터 인가되는 RF신호의 주파수에 의해 생성되는 RFID 태그에서 사용하는 전압(RFV)을 생성한다. 모듈레이터(120)는 디지탈 블록(200)으로부터 인가되는 응답신호(RP)를 모듈레이팅하여 안테나(55)에 전송한다. 디모듈레이터(130)는 전압 멀티플라이어(110)에서 제공되는 내부전압(VDD) 과 안테나(55)로부터 인가되는 RF신호를 인가받아 동작 명령신호(CMD)를 검출하고, 명령신호(CMD)를 디지털 블록(200)에 출력한다.
파워온 리셋부(140)는 전압 멀티플라이어(110)의 내부전압(VDD)을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워온 리셋신호 (POR)를 디지털 블록(200)에 출력한다. 클럭 발생부(150)는 전압 멀티플라이어(110)의 내부전압(VDD)을 인가받아 디지털 블록(200)의 동작을 제어하기 위한 클럭신호(CLK1)를 생성하여 디지털 블록(200)에 공급한다.
파워레벨 감지부(160)는 전압 멀티플레이어(110)에서 제공하는 내부전압(VDD)의 전압레벨을 감지하고, 감지한 결과에 따른 파워감지신호(PLE)를 디지털 블럭(200)으로 출력한다.
디지털 블록(200)은 아날로그 블록(100)으로부터 내부전압(VDD), 파워 온 리셋신호(POR), 클럭신호(CLK1) 및 명령신호(CMD)를 인가받고, 아날로그 블록(100)의 모듈레이터(120)로 응답신호(RP)를 출력한다. 디지털 블록(200)은 어드레스신호(ADD), 입/출력데이터(I/O), 및 제어신호(CTR)를 메모리(30)에 출력한다. 메리(300)는 다수의 불휘발성 강유전체 메모리 셀을 포함한다. 특히, 디지털 블럭(160)은 파워레벨 감지부(160)으로부터 파워감지신호(PLE)를 입력받아 메모리 블럭(300)을 제어하기 위한 메모리 보조회로(210)를 구비한다.
도2는 도1의 파워레벨 감지부를 나타내는 회로도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 파워레벨 감지부(160)는 전압 감지부(161)와, 감지신호 출력부(162)를 포함한다. 전압 감지부(161)는 기준전압 제공부(161-1), 비교 전압 제공부(161_3), 및 전압 비교부(161_2)를 포함한다. 기준전압 제공부(161-1)는 저항과 모스트랜지스터를 이용하여 기준전압(R)을 제공한다. 비교전압 제공부(161_3)는 저항(mX,X)을 이용하여 비교전압(SN)을 제공한다. 비교전압은 비교전압 제공부(161_3)에 구비되는 저항의 저항값을 이용하여 조절한다. 전압 비교부(161_2)는 피모스 트랜지스터와 앤모스 트랜지스터를 구비한 차동증폭기 형태로 구성한다. 전압 비교부(161_2)에 구비되는 저항(R0,R1)은 전압 비교부(161_2)의 전류소모를 줄이기 위한 것이다. 기준전압 제공부(161-1)의 앤모스 트랜지스터는 내부전압(VDD)의 레벨이 문턱전압 이하에서는 턴오프 상태에 있고, 내부전압(VDD)의 레벨이 문턱전압 이상일 경우에는 모스 트랜지스터의 문턱전압이 기준전압(R)으로 된다.
감지신호 출력부(162)는 전압 비교부(161_2)에서 출력되는 신호를 입력받아 파워감지신호(PLE)를 출력할 수 있도록 인버터를 직렬 연결한 형태로 구성한다. 감지신호 출력부(162)는 전압 비교부(161_2)에서 출력되는 신호를 증폭하는 역할도 한다. 감지신호 출력부(162)의 첫번째 인버터에 있는 저항은 첫번째 인버터의 동작시 전류소모를 줄이기 위해 구비된 것이다.
전압 비교부(161_2)에서는 기준전압(R)이 비교전압(SN)보다 높다면 하이레벨의 신호를 출력하고, 이 때 감지신호 출력부(162)는 로우레벨의 비활성화된 파워감지신호(PLE)를 출력한다. 만약 기준전압(R)이 비교전압(SN)보다 낮다면 전압 비교부(161_2)에서는 로우레벨의 신호를 출력하고, 이때 감지신호 출력부(162)는 하이레벨의 활성화된 파워감지신호(PLE)를 출력한다.
도3과 도4는 도2에 파워레벨 감지부의 동작을 나타내는 회로도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 내부전압(VDD)의 레벨이 일정한 레벨 이상이 되면, 파워감지신호(PLE)가 하이레벨로 활성화된다. 비교전압(SN)의 증가 기울기는 비교전압 제공부(161_3)에 구비되는 저항(mX,X)의 저항값의 비에 따라 정해진다. 기준전압 제공부(161-1)에서 제공하는 기준전압(R)은 모스 트랜지스터의 문턱전압을 이용하고 있기 때문에 내부전압(VDD)의 레벨이 증가하더라도 일정한 값을 유지한다.
도4를 참조하여 살펴보면, 내부전압(VDD)의 값이 일정한 레벨 이상인 경우에는 파워감지신호(PLE)가 하이레벨가 하이레벨로 유지되고 있고, 내부전압(VDD)의 값이 일정한 레벨이하인 경우에는 파워감지신호(PLE)가 로우레벨을 유지하고 있다.도4에서 제한라인(VL)은 내부전압(VDD)의 전압레벨이 아래로 떨어졌을 때 감지하는 레벨이며, 이는 상황에 봐서 적절한 값으로 정할 수 있다. 이 값은 파워레벨 감지부의 내부동작시 비교전압의 레벨을 조정함으로서 가능한다.
도5는 도1에 도시된 메모리 보조회로의 내부를 나타내는 블럭도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 메모리 보조회로(210)는 2개의 낸드게이트(ND1,ND2)를 구비하고 있는 게이트부(211)와, 메모리 제어부(212)를 구비한다.
게이트부(211)의 낸드게이트(ND1)는 메모리 블럭(300)의 리드제어신호(REC)와 파워감지신호(PLE)를 논리곱한 출력신호를 메모리 제어부(212)로 출력한다. 만약 파워감지신호(PLE)가 로우레벨이면 리드제어신호(REC)에 무관하게 메모리 제어부(212)의 동작은 비활성화 되게 된다.
게이트부(211)의 낸드게이트(ND2)는 메모리 블럭(300)의 라이트 제어신호(WEC)와 파워감지신호(PLE)를 논리곱한 출력신호를 메모리 제어부(212)로 출력한다. 만약 파워감지신호(PLE)가 로우레벨이면 라이트 제어신호(WEC)에 무관하게 메모리 제어부(212)의 동작은 비활성화 되게 된다.
파워감지신호(PLE)가 하이레벨인 구간에서는 리드 제어신호(REC)와 라이트 제어신호(WEC)가 모두 게이트부(211)를 통과하여 메모리 제어부(212)로 전달되고, 메모리 블럭(300)은 메모리 제어부(212)의 제어를 받아 리드하거나 라이트 동작을 수행한다.
따라서 파워감지신호(PLE)는 내부전압(VDD)이 일정한 레벨이상일 경우에만 활성화되고, 그 활성화된 구간동안에만 메모리 제어부(212)가 메모리 블럭(300)을 제어하게 된다. 따라서 메모리 블럭은 RFID 태그의 내부전압(VDD)의 레벨이 일정한 레벨이상인 경우에만 동작을 수행하고 있기 때문에, 내부전압(VDD)의 전압레벨이 작기 때문에 발생하는 데이터의 손실을 줄일 수 있다.
특히, 메모리 블럭이 비휘발성 메모리인 경우에는 동작시 전원전압의 전압레벨이 낮게 되면, 데이터가 리드 또는 라이트 동작시 데이터가 손실될 우려가 매우크다. 그러나, 본 발명에 의해서 RFID 태그는 내부전압(VDD)의 레벨이 일정한 레벨이상인 경우에만 메모리 블럭이 동작을 수행하기 때문에, 데이터가 손실될 우려가 매우 적다. 강유전체 메모리 장치는 리드동작과 라이트 동작시 같은 셀 재저장 조건이 형성되기 때문에, 특히 데이터가 손실될 우려가 있었다. 이를 본 발명에 의한 RFID 태그는 해결할 수 있는 것이다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으 나, 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 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도1은 본 발명의 바람지한 실시예에 따른 RFID 태그를 나타내는 블럭도.
도2는 도1의 파워레벨 감지부를 나타내는 회로도.
도3과 도4는 도2에 파워레벨 감지부의 동작을 나타내는 회로도.
도5는 도1에 도시된 메모리 보조회로의 내부를 나타내는 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 아날로그 블럭 200: 디지털블럭
300: 메모리 블럭.

Claims (19)

  1. 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 이용하여 내부전압을 생성하는 전압 멀티플레이어;
    상기 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 파워레벨 감지부;
    상기 RF 신호와 상기 내부전압을 인가받아 메모리 제어신호를 생성하기 위한 디모듈레이터;
    상기 내부전압을 구동전원으로 사용하는 메모리 블럭; 및
    상기 파워레벨 감지신호 및 상기 메모리 제어신호에 응답하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 보조회로
    를 구비하는 RFID 태그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파워레벨 감지부는
    일정한 레벨을 유지하기 위한 기준전압을 생성하는 기준전압 제공부;
    상기 내부전압에 비례하는 비교전압을 생성하는 비교전압 제공부; 및
    상기 기준전압과 상기 비교전압을 비교하여 상기 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 전압 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파워레벨 감지부는
    상기 비교전압 제공부의 출력신호를 증폭하여 상기 파워레벨 감지신호로 출력하기 위한 감지신호 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  4. 제 2 항에 있어서,
    기준전압 제공부는 모스 트랜지스터의 문턱전압을 이용하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준전압 제공부는
    상기 내부전압에 연결된 저항; 및
    상기 저항과 접지전압 공급단에 연결되며, 일측의 신호를 게이트로 입력받는 모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교전압 제공부는
    직렬연결된 2개의 저항을 구비하며, 구비된 저항의 저항값의 비가 상기 비교전압의 증가 기울기를 결정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 비교부는 차동증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리 보조회로는
    상기 파워레벨 감지신호의 활성화시에 상기 디모듈레이터에서 제공되는 메모리 제어신호를 전달하기 위한 게이트부; 및
    상기 게이트부로부터 전달되는 메모리 제어신호를 이용하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 게이트부는
    상기 파워레벨 감지신호와 상기 디모듈레이터에서 제공되는 상기 메모리 제어신호 중 리드 제어신호를 입력받아 상기 메모리 블럭으로 출력하는 제1 낸드게이트; 및
    상기 파워레벨 감지신호와 상기 디모듈레이터에서 제공되는 상기 메모리 제어신호 중 라이트 제어신호를 입력받아 상기 메모리 블럭으로 출력하는 제2 낸드게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나로부터 제공되는 아날로그 신호를 이용하여 전원신호와 클럭신호를 생성하기 위한 아날로그 블럭; 및
    상기 아날로그 블럭에서 제공하는 전원신호와 클럭신호를 입력받아 디지털 동작을 수행하는 디지털 블럭을 더 구비하고, 상기 디지털 블럭에 상기 메모리 보조회로가 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 아날로그 블럭은
    상기 디지털 블럭에서 제공되는 응답신호를 입력받아 모듈레이팅하는 모듈레이터;
    상기 전원신호를 인가받아 파워온 리셋신호를 상기 디지털 블럭으로 제공하는 파워온 리셋부; 및
    상기 전원신호를 인가받아 클럭신호를 생성하여 상기 디지털 블럭으로 제공하는 클럭발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  12. 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 파워레벨 감지부;
    상기 내부전압을 구동전원으로 사용하는 메모리 블럭;
    상기 파워레벨 감지신호의 활성화시에 메모리 제어신호를 전달하기 위한 게이트부; 및
    상기 게이트부로부터 전달되는 메모리 제어신호를 이용하여 상기 메모리 블럭을 제어하는 메모리 제어부를 구비하는 RFID 태그.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 파워레벨 감지부는
    일정한 레벨을 유지하기 위한 기준전압을 생성하는 기준전압 제공부;
    상기 내부전압에 비례하는 비교전압을 생성하는 비교전압 제공부; 및
    상기 기준전압과 상기 비교전압을 비교하여 상기 파워레벨 감지신호를 생성하기 위한 전압 비교부를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 파워레벨 감지부는
    상기 비교전압 제공부의 출력신호를 증폭하여 상기 파워레벨 감지신호로 출력하기 위한 감지신호 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  15. 제 13 항에 있어서,
    기준전압 제공부는 모스 트랜지스터의 문턱전압을 이용하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준전압 제공부는
    상기 내부전압에 연결된 저항; 및
    상기 저항과 접지전압 공급단에 연결되며, 일측의 신호를 게이트로 입력받는 모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 비교전압 제공부는
    직렬연결된 2개의 저항을 구비하며, 구비된 저항의 저항값의 비가 상기 비교전압의 증가 기울기를 결정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  18. 안테나를 통해 입력되는 RF 신호를 이용하여 내부전압을 생성하는 단계;
    상기 내부전압의 전압레벨을 감지한 파워레벨 감지신호를 생성하는 단계; 및
    상기 파워레벨 감지신호에 응답하여 메모리 블럭 - 상기 내부전압을 구동전원으로 사용함 - 을 제어하는 단계
    를 포함하는 RFID 태그의 구동방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 파워레벨 감지신호를 생성하는 단계는
    일정한 레벨을 유지하기 위한 기준전압을 생성하는 단계;
    상기 내부전압에 비례하는 비교전압을 생성하는 단계;
    상기 기준전압과 상기 비교전압을 비교하여 상기 파워레벨 감지신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 구동방법.
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