JP4685926B2 - 改良型トランスポンダ - Google Patents

Description

この発明は、切替えタイムフレーム内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能である、トランスポンダ向け集積回路に関する。

この発明はさらに、切替えタイムフレーム内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能である、集積回路を備えるトランスポンダに関する。

この発明はまた、切替えタイムフレーム内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能である、トランスポンダの初期化方法に関する。

この文書では、トランスポンダは、トランシーバの通信範囲内にいる場合、このトランシーバと通信するように構成される、電子装置を意味すると理解される。この状況において、トランシーバの通信範囲は、トランスポンダへのエネルギー供給及び／又はトランスポンダの起動、並びに／若しくはトランスポンダへのデータ転送のために、トランシーバによって供給される交流電磁場を意味すると理解される。

ＲＦＩＤタグのような良く知られたトランスポンダは、アンテナと随意の筐体材料を備えるチップ、つまり集積回路（ＩＣ）として通常形成される。このアンテナは、受信及び送信される電波のための物理的インターフェースである。アンテナの構造は、トランスポンダ自身及び動作する周波数に依存して変化する。低周波アンテナはよくワイヤコイルで作られ、一方、高周波アンテナは通常、エッチングされたコイルで作られ、又は伝導性インクによりプリントされる。アプリケーションに依存し、トランスポンダはガラス又はエポキシ筐体を有することができ、又トランスポンダは、ラベル、カードなどでも良い。原則として、トランスポンダはパッシブ形、バッテリー補助形、又はアクティブ形とすることができる。

トランスポンダがパッシブの場合、トランスポンダは、例えばＲＦＩＤタグ向けの読取り／書込みユニットのような、「リーダ」とも呼ばれる、トランシーバにより送信される信号から全ての電力を取得する。トランスポンダは、この電波を使いデータを運び、またこの電波を電力に変換することができる。これは、パッシブトランスポンダは、トランシーバの通信範囲内にいる場合のみ、給電されることを意味する。

対照的に、アクティブトランスポンダは自身の電力源を有し、パッシブタグより長い通信範囲と大きな記憶容量を有することができる。このトランスポンダは、いわゆる「エアインターフェース」を使って、トランシーバと通信する。これはトランシーバとトランスポンダとの間のワイヤレス通信用の規格であり、キャリア周波数、ビットデータレート、符号化方法、及び必要とされるかもしれない他の任意パラメータを含む。例えば、ＩＳＯ１８０００はアイテムマネジメント（物品管理）用のエアインターフェース標準である。

トランスポンダとトランシーバとの間の通信は種々の方法で行うことができる。従来の一部のＲＦＩＤトランスポンダは、ＲＴＦモード（Ｒｅａｄｅｒ Ｔａｌｋ Ｆｉｒｓｔ Ｍｏｄｅ）、又はＴＴＦモード（Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ Ｔａｌｋ Ｆｉｒｓｔ Ｍｏｄｅ）で動作するように設計されている。

ＴＴＦモードで動作するトランスポンダは、トランシーバの存在を検知したとき、識別子（ＩＤ）を送信することにより、トランシーバに自身の存在を報知する。パッシブトランスポンダの場合、トランスポンダは電力を取得次第、通信を行う。言い換えると、トランシーバの通信範囲に進入したときトランスポンダは起動するという事実により、パッシブトランスポンダは検知される。

アクティブトランスポンダは常に通信することができる。ＴＴＦモードでは、従ってアクティブトランスポンダは、トランシーバによって起動のために問い合わせを受ける必要なく、自身の電力で起動することができる。

ＲＴＦモードでは、トランスポンダは、トランシーバからリクエストを受信するまで、単に待機する。これは、トランスポンダが起動可能であっても、リクエストを受信するまでトランスポンダは通信しないことを意味する。ＲＴＦモードでは、トランシーバにより、データをトランスポンダに書込み、又はトランスポンダから読出すことができる。

単にＴＴＦモードで動作するトランスポンダは、読出し／書込みモードに切替えできないため、この種類のトランスポンダは、トランスポンダへのダイレクトオフラインデータストレージのような、追加の機能を有しない。この欠点を克服するため、トランシーバにより供給される切替えコマンドによってＴＴＦモードからＲＴＦモードに切替えできるトランスポンダが導入されている。このような「切替え可能」トランスポンダは、先行技術として、「ＰＣＦ７９３０」（フィリップス社製トランスポンダ）という名称で知られている。ＰＣＦ７９３０トランスポンダを用いる先行技術の通信システムを、以下に説明する。

図1は先行技術による通信システムのブロック回路図であり、図２は先行技術によるトランスポンダ−トランシーバ間通信のフローチャートである。

図1において、この通信システムはＰＣＦ７９３０タイプのトランスポンダ１´を備える。トランスポンダ１´は共振回路２及び集積回路（ＩＣ）１a’を備える。２つの機能部がトランスポンダ１´のＩＣ １a’上に組み込まれる。第１の機能部は、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）３である。第２の機能部は、電力供給、クロック回復及びデータ処理用の非接触インターフェース（ＣＩＦ）４´である。

トランスポンダ１´は、トランシーバ５により、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替えることができる。トランシーバ５は、データ符号器６及びデータ復号器７並びに変調器８及び復調器９をデータ送信用に備える。トランシーバ５は所定の周波数、例えば１２５ｋＨｚでＲＦ電磁場を生成する。トランシーバ５はクロック信号ｃと、トランスポンダ１´から受信した出力データｄとをコンピュータ１０に供給し、コンピュータ１０からの入力データｄ´を受信するように構成される。

図２は、初期設定により起動時にＴＴＦモードであるトランスポンダ１´を示す。このＴＴＦモードは、トランスポンダ１´がトランシーバ５の磁場を検知した場合に起動される。トランスポンダ１´が起動された又はトランシーバ５の通信範囲に進入した時点は、図２中のＢＥＧで示される。時間ｔが増加する方向は図２の矢印によって示される。起動後、トランスポンダ１´は、ＴＴＦタイムフレームＴＦ１内に、トランシーバ５に対して、複数のデータブロック、例えばＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、を周期的に送信する。最後のデータブロックＢＬ３が送信された場合、再び最初のデータブロックＢＬ１の送信が始まる前に、データ送信のない、短い切替えタイムフレームＴＦ２が与えられる。この切替えタイムフレームＴＦ２では、トランスポンダ１´は、トランシーバ５により与えられる切替えパルスによって、ＲＴＦモードへと切替えることができる。この切替えパルスは切替えコマンドでも良い。ＲＴＦモードでは、データをトランスポンダ１´のＥＥＰＲＯＭへ書き込むことができる。

トランシーバ５は、切替えタイムフレームＴＦ２中にはデータを受信しないという事実から、切替えタイムフレームＴＦ２を識別する。切替えタイムフレームＴＦ２中に切替えパルスが与えられない場合、トランスポンダ１´はＴＴＦモードにとどまり、トランシーバ５へのデータ送信を継続する。

前述した実施例の欠点は、トランスポンダの初期化に長い時間がかかる点にある。トランスポンダの初期化とは、トランスポンダをさらに利用するために必要な初期条件、例えばトランスポンダの初期プログラミング、若しくはメモリアクセス用パスワードの設定又は活性化などの初期条件を設定することを意味する。初期化は、通常、トランスポンダＩＤ等のような、さらなる利用に必要な、初期データをトランスポンダに格納することにより行われる。トランスポンダは初期設定によりＴＴＦモードであるため、トランスポンダに初期データが格納可能になる前に、切替えタイムフレームを待たなくてはならない。

製造者又は小売業者が何百万ものトランスポンダの初期化を意図する状況では、切替えウィンドウに対する追加の待ち時間は、かなりのコスト要因となる。

この発明の目的は、前述した欠点を取り除く、段落「０００１」で述べた種類の集積回路、段落「０００２」で述べた種類のトランスポンダ、及び段落「０００３」で述べた種類の方法を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明による集積回路は特有の機能を有し、次のように特徴付けられる。すなわち、

トランスポンダ用集積回路であって、
前記集積回路は、切替えタイムフレーム内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能であり、
前記切替えタイムフレームの位置は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームに関して変更可能であることを特徴とする、トランスポンダ用集積回路である。

上記目的を達成するため、この発明によるトランスポンダは特有の機能を有し、次のように特徴付けられる。すなわち、

この発明による集積回路を備えるトランスポンダである。

上記目的を達成するため、この発明による方法は特有の機能を有し、次のように特徴付けられる。すなわち、

トランスポンダを初期化する方法であって、
前記トランスポンダは、切替えタイムフレーム内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能であり、
初期データを前記トランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、前記トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、前記切替えタイムフレームの位置を前記ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームに関して変更することを特徴とする、トランスポンダを初期化する方法である。

この発明の特有の機能は、トランスポンダの初期化に必要な時間が大幅に減少されるという利点を創出する。さらに、トランスポンダの初期化に要する時間の減少が、製造コストの低下に貢献するという利点も実現される。

この発明の一実施形態では、切替えタイムフレームの位置は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置と、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置との間で、変更可能である。切替えタイムフレームの位置を、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置と、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置との間で変更することにより、初期データをトランスポンダに書き込んだ後、及び／又は初期条件を設定した後に、切替えタイムフレームの位置を、使用の要件に従って容易に変更することができる。

この発明の好適な実施形態では、切替えタイムフレームの位置は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置から、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置へと変更可能であり、初期データをトランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、切替えタイムフレームの位置を、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置から、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置へと変更するのが有利であり、切替えフレームの初期位置は、集積回路の初期化前、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置とする。これは、集積回路が非常に迅速に初期化され、また、トランシーバの通信範囲に進入後、非常に迅速にトランシーバに識別されるという利点を創出する。

しかしながら、切替えタイムフレームの位置が、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置から、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置へと変更可能な場合は、特に有利なことがわかっており、初期データをトランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、切替えタイムフレームの位置を、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置から、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置へと変更するのが有利である。これは、初期化後、集積回路が、トランシーバの通信範囲に進入後すぐに、データを集積回路に書き込むことができるモードへと切替え可能になるという利点を創出する。

この発明の上記及び他の形態は、ここから示す実施形態から明らかであり、実施形態を参照することにより明瞭となる。

この発明は、以下に、図示される実施態様を参照しながら更に詳しく説明されるが、これに限定されるものではない。

図は概略図であり、正確な縮尺で描画しておらず、異なる図中の同一の参照符号は、対応する要素を示す。当業者にとって、この発明の代替的ではあるが等価な実施形態が、その真の発明概念から外れることなく、可能であることは自明であり、この発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定される。

図３において、トランスポンダ１は、ＥＥＰＲＯＭ３と、電力供給、クロック回復及びデータ処理用非接触インターフェース（ＣＩＦ）とを有する、ＩＣ １aを備える。さらに、トランスポンダ１は共振回路２を備える。このＩＣ １aは、切替えタイムフレームＴＦ２内で、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能である。

従来技術のトランスポンダ１´と対照的に、切替えタイムフレームＴＦ２の位置は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１に関して、変更可能である。切替えタイムフレームＴＦ２の位置は、従って、ＴＴＦモードＴＦ１に割り当てられたタイムフレームの前の位置と、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１の後の位置との間で、変更可能である。

この発明の好適な実施形態では、図４に示すように、トランスポンダ１の初期化が行われる前、切替えタイムフレームＴＦ２の初期位置は、時間的に、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１の前に現れる。時間ｔが増加する方向は図４中の矢印によって示され、一方、トランスポンダ１´が起動した時点はＢＥＧにより示される。

これは、トランスポンダ１を非常に迅速に設定できるという利点を有する。なぜなら、トランスポンダ１の初期化に用いられるトランシーバ５は、ＴＴＦモードが中断されるまで待つ必要がないからである。この初期化のために、ＣＩＦのデータメモリ内に「初期化ビット」を設定することができる。初期化完了後に、「初期化ビット」は削除される。

この発明の好適な実施形態によると、初期データをトランスポンダ１に書き込んだ後に、切替えタイムフレームＴＦ２は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの前の位置（図４）から、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームの後の位置（図５）へと切替えられる。これは、タイムスロットＴＦ２をタイムスロットＴＦ１の後に変更する、前述の「初期化ビット」を削除することで実現できる。これは、トランスポンダ１の初期化が完了した後、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１は、時間的にトランスポンダ１の切替えタイムフレームＴＦ２の前に現れることを意味する。これは、トランスポンダ１を非常に迅速に識別できるという利点を有する。なぜなら、トランシーバ５の通信範囲に進入したとき、その侵入が共振回路２の出力信号によってＣＩＦ４で検知され、トランシーバ５により供給される可能性のある切替え信号を待つ必要がないためである。この段落で述べたこの発明の実施形態では、トランシーバ５の通信範囲に進入した際のタイムフレームＴＦ１、ＴＦ２の時間的な出現順は、ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ１、ＴＦ２、・・・である。データブロックＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３は、原則として、同一（ＢＬ１＝ＢＬ２＝ＢＬ３）又は異なるデータを含んでもよい点に留意されたい。同一の物理データブロックを複数回連続して送信することもまた可能である。

トランスポンダ１の初期化完了後、トランシーバ５との通信用動作スケジュールは、従来技術によるトランスポンダ１´の場合と同一である。

しかしながら、この発明の他の実施形態では、切替えタイムフレームＴＦ２を、タイムフレームＴＦ１の後の初期位置から、タイムフレームＴＦ１の前の位置に変更することができる。これは、ＩＣ １aとトランスポンダ１は、トランシーバ５の通信範囲に進入した際に切替えタイムフレームＴＦ２が最初に現れるモードへと、切替え可能であることを意味する。この段落で述べたこの発明の実施形態では、トランシーバ５の通信範囲に進入した際のタイムフレームＴＦ１、ＴＦ２の時間的な出現順は、ＴＦ２、ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ１、・・・である。

この発明の他の実施形態では、切替えタイムフレームＴＦ２の位置は、タイムフレームＴＦ１前の位置とタイムフレームＴＦ１後の位置との間で、いつでも、切替え可能である。これは、切替えタイムフレームＴＦ２は、ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１の後又は前の位置からＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１の前又は後の位置へ切替え可能であることを意味する。切替えタイムフレームＴＦ２とＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームＴＦ１の時間的出現順は、このように、使用アプリケーションの要件に従い変更することができる。

切替えタイムフレームＴＦ２の時間的位置を変更する機能は、例えば好適なプログラム又は配線により、ＩＣ １aに組み込まれる。切替えタイムフレームＴＦ２は、トランシーバ５の通信範囲内にいる場合に、若しくは、例えばトランシーバ５の通信範囲への進入回数又は黙示的に最初の書込み動作時などの所定の条件に従って、自動的にトランスポンダ１に送信されるコマンドによって、変更可能である。

上記の実施形態は単なる例示であって本発明を限定するものでなく、当業者は、添付の特許請求の範囲で特定される本発明の範囲から外れることなく、多くの代替的実施形態を設計可能であることに留意されたい。特許請求の範囲では、括弧中の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解してはならない。動詞の「Ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える、含む）」とその活用形は、請求項又は明細書全体に記載された以外の要素又はステップの存在を排除しない。単数形による要素の記述は、この要素の複数形を排除せず、その逆も同様である。複数手段を列挙する装置の請求項において、この手段のいくつかは、同一のハードウェアにより実施できる。また、ある手段が互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用できない、ということを示していない。

先行技術による通信システムのブロック回路図を示す。 先行技術による、トランスポンダとトランシーバとの間の通信フローチャートを示す。 この発明によるトランスポンダを示す。 初期化前の、この発明によるトランスポンダの内部状態のタイミング図を示す。 初期化完了後の、この発明によるトランスポンダの内部状態のタイミング図を示す。

Claims (9)

1. トランスポンダ用集積回路であって、
   前記集積回路は、切替えタイムフレーム内で、トランシーバにより与えられる切替えパルスによって、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能であり、
   前記ＲＴＦモードにおいて前記集積回路の初期化を行うことができ、
   前記切替えタイムフレームの位置は、前記ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームに関して変更可能であり、
   前記切替えタイムフレームの初期位置は、前記集積回路の初期化前、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前であることを特徴とする、トランスポンダ用集積回路。
2. 前記切替えタイムフレームの位置は、
   前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置と、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置との間で変更可能である、請求項１記載の集積回路。
3. 前記切替えタイムフレームの位置は、
   前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置から、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置へと変更可能である、請求項１記載の集積回路。
4. 前記切替えタイムフレームの位置は、
   前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置から、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置へと変更可能である、請求項１記載の集積回路。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の集積回路を備えるトランスポンダ。
6. トランスポンダを初期化する方法であって、
   前記トランスポンダは、切替えタイムフレーム内で、トランシーバにより与えられる切替えパルスによって、ＴＴＦモードとＲＴＦモードとの間で切替え可能であり、
   前記ＲＴＦモードにおいて前記トランスポンダの初期化を行うことができ、
   初期データを前記トランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、前記トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、前記切替えタイムフレームの位置を、前記ＴＴＦモードに割り当てられたタイムフレームに関して変更し、
   前記切替えタイムフレームの初期位置は、前記トランスポンダの初期化前、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前であることを特徴とする、トランスポンダを初期化する方法。
7. 前記切替えタイムフレームの位置を、
   初期データを前記トランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、前記トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置と、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置との間で変更する、請求項６記載の方法。
8. 前記切替えタイムフレームを、
   初期データを前記トランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、前記トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置から前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置へと変更する、請求項６記載の方法。
9. 前記切替えタイムフレームを、
   初期データを前記トランスポンダに書き込んだ後、及び／又は、前記トランスポンダのさらなる利用に必要な初期条件を設定した後に、前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの後の位置から前記ＴＴＦモードに割り当てられた前記タイムフレームの前の位置へと変更する、請求項６記載の方法。

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