專利名稱：讀取狀態(tài)保持電路及讀取狀態(tài)保持方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于無線射頻辨識的讀取狀態(tài)保持電 路。還涉及一種讀取狀態(tài)保持方法。
背景技術(shù)：
無線射頻辨識(Radio Frequency Identification, RFID) 系統(tǒng)是利用無線電波來傳送辨識數(shù)據(jù)，讓管理者能以無線的 方式管理貨品。無線辨識系統(tǒng)系由多個無線射頻辨識標簽 (Radio Frequency Identification tag, 后文簡稱 RFID 標簽)與讀取器所組成。無線射頻辨識系統(tǒng)應(yīng)用于貨品的管 理上時，每個貨品都會具有一個RFID標簽并儲存對應(yīng)的辨 識數(shù)據(jù)，例如貨品的產(chǎn)品名稱、貨源或進貨日期等等數(shù)據(jù)。 而如何在這么多RFID標簽中，搜尋到使用者欲找尋的辨識 數(shù)據(jù)或列出辨識范圍內(nèi)所有的貨品清單是RFID系統(tǒng)上常見 的操作。
在多個RFID標簽中，當讀取器讀取其中一個RFID巻標 所儲存的辨識數(shù)據(jù)時，經(jīng)辨識不是使用者欲找尋的特定辨識 數(shù)據(jù)或讀取出此貨品的辨識數(shù)據(jù)時，讀取器便發(fā)出指令 (instruction)命令此RFID標簽設(shè)定為「已被讀取過狀態(tài)J。 所以在一定時間內(nèi)，此RFID標簽再次接收到讀取器所發(fā)出 的射頻能量時，便會響應(yīng)讀取器自己已經(jīng)被讀取過了，或者
在預(yù)定期間內(nèi)不對讀取器作任何回應(yīng)。以此方式便可以逐次
減少需要被讀取的RFID標簽的數(shù)量，直到搜尋所需的特定 辨識數(shù)據(jù)或列出所有的貨品清單為止。然而，在讀取器持續(xù) 讀取其它未被讀取過的RFID標簽的過程中，已被讀取過的
rfid標簽所設(shè)定的r已被讀取過狀態(tài)」若無法保持住時，
便會產(chǎn)生重復(fù)讀取的情況，進而造成搜尋效率降低。嚴重時， 即搜尋的時間太長的情況下，將造成大量的被讀取過的 RFID標簽所設(shè)定的f已被讀取過狀態(tài)j無法保持住而導致 不斷地重復(fù)讀取，或更進而導致無法搜尋到所需的特定辨識 數(shù)據(jù)。
因此，如何在讀取器搜尋的時間內(nèi)，確保RFID標簽的 r已被讀取過狀態(tài)」能夠保持住乃是目前RFID領(lǐng)域需要探 討的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種讀取狀態(tài)保持電路,它能 夠確保RFID標簽的「已被讀取過狀態(tài)j在讀取器搜尋的時間 內(nèi)一直有效，進而提高搜尋效率。本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題是 提供一種讀取狀態(tài)保持方法，它同樣可以能夠確保RFID標簽的 「已被讀取過狀態(tài)j在讀取器搜尋的時間內(nèi)一直有效，進而提高 搜尋效率。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種讀取狀態(tài)保持電 路，用于無線射頻辨識中，該讀取狀態(tài)保持電路包括 一電 荷儲存單元； 一充電電路，耦接于該電荷儲存單元，用以對
該電荷儲存單元充電；一感應(yīng)電路，耦接于該電荷儲存單元， 用以感測該電荷儲存單元的一電壓位準；以及一狀態(tài)指示 器，耦接于該感應(yīng)電路，用以輸出一指示訊號，以響應(yīng)于該 電壓位準。
另外，本發(fā)明還提供了一種讀取狀態(tài)保持方法，它包括 主張一已讀取的訊號；升高該已讀取訊號的位準；以及利用 一 NMOS晶體管對一電容充電，以響應(yīng)于升高位準的已讀取 訊號的位準。
因為本發(fā)明的讀取狀態(tài)保持電路，可于讀取器在讀取眾多 RFID標簽的過程中，即射頻訊號在ON/OFF變化的周期內(nèi)，
經(jīng)由本發(fā)明的讀取狀態(tài)保持電路，使電荷儲存單元于射頻訊 號OFF時，有效保持住其讀取狀態(tài)，使電壓位準不會低于預(yù) 設(shè)電壓位準VX，當射頻訊號ON時可以重新設(shè)定狀態(tài)指示器
的狀態(tài)并重新對電荷儲存單元充電。如此，避免了搜尋的時 間太長的情況下，造成大量的被讀取過的RFID標簽所設(shè)定
的r已被讀取過狀態(tài)」無法保持住，而導致不斷地重復(fù)讀取
的問題，或?qū)е聼o法搜尋到所需的特定辨識數(shù)據(jù)的情況。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖l是一種無線射頻辨識系統(tǒng)的示意圖。 圖2是讀取狀態(tài)保持電路的電路圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持電路的方塊圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持電路的電 路圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的倍壓器的電路圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持方法的流程圖。
主要組件符號說明
100:無線射頻辨識系統(tǒng)
102:無線射頻辨識標簽
104:讀取器
106:芯片
108:天線
110:控制電路
112:非揮發(fā)性內(nèi)存
202:PM0S晶體管
204:
300:讀取狀態(tài)保持電路
301:電荷儲存單元
302:充電電路
304:感應(yīng)電路
306:正反器
312:倍壓器
314:NMOS晶體管
400:讀取狀態(tài)保持電路401:電容
406:正反器
412:倍壓器
414、 420、 422:晶體管
424:或非門
502、 504:反相器
506:電容
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種讀取狀態(tài)保持電路可以在讀取器對無 線射頻辨識標簽操作的過程中，例如搜尋或列出貨品清單 時，確保無線射頻辨識標簽的"已被讀取過狀態(tài)"可以被保 持住。如此一來可以提高讀取器于搜尋過程中辨識特定數(shù)據(jù) 或列出貨品清單的效率。
請參照圖1，其是一種無線射頻辨識系統(tǒng)的示意圖。無 線射頻辨識系統(tǒng)100包括無線射頻辨識標簽(Radio Frequency Identification tag,后文簡稱RFID標簽)102、 讀取器(reader) 104與控制讀取器104或?qū)ψx取器104的數(shù) 據(jù)做處理的系統(tǒng)(未繪示于第1圖中)。此RFID巻標102包 括芯片106及天線108。天線108用以接收讀取器104所發(fā) 出的無線射頻訊號RF。芯片106包括控制電路110與非揮 發(fā)性內(nèi)存112?？刂齐娐稩IO與天線108電連接，其用以執(zhí) 行RFID標簽102的相關(guān)操作，例如對非揮發(fā)性內(nèi)存112執(zhí) 行存取動作或是設(shè)定RFID標簽102的狀態(tài)。非揮發(fā)性內(nèi)存 112用以儲存辨識數(shù)據(jù)ID,例如閃存。
有關(guān)于在搜尋RFID標簽102過程中，控制電路110應(yīng) 該實施可以設(shè)定「已被讀取過狀態(tài)J的電路，以供讀取器 104發(fā)出指令命令此RFID巻標102設(shè)定為「已被讀取過狀 態(tài)J。第2圖顯示直覺地設(shè)計讀取狀態(tài)保持電路的電路圖， 包含PMOS晶體管及電容204，直覺地可利用PMOS晶體管202 對電容204充電以提供是否讀取的信息。但是，P型金氧半 導體202天生有漏電的缺憾，并不是一種理想的設(shè)計。
第3圖顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持電 路300方塊圖，包括電荷儲存單元301、充電電路302、感 應(yīng)電路304與正反器306。電荷儲存單元301例如為電容， 可由半導體組件實現(xiàn)。讀取狀態(tài)保持電路300可以實施于第 1圖的控制電路110中，用以當此RFID巻標102的辨識數(shù) 據(jù)ID被讀取過時，對電荷儲存單元301充電并輸出一指示 訊號IS至控制電路110中的相關(guān)下級電路，此指示訊號IS 用以指示辨識數(shù)據(jù)ID是否有被讀取過。此外，讀取狀態(tài)保 持電路300還用于當RFID標簽102接收到RF能量時，正確 地讀取電荷儲存單元301的電壓位準、并適時地對電荷儲存 單元202重新充電以確保「已被讀取過狀態(tài)」可以保持住。
當辨識數(shù)據(jù)ID被讀取過時，藉由設(shè)定訊號SET—IDF， 使得充電電路302對電荷儲存單元301充電，以使電荷儲存 單元301充電至某一電壓位準，例如+2.5伏特。感應(yīng)電路 304感測電荷儲存單元301所儲存的電壓位準以設(shè)定正反器 306的狀態(tài)，例如將正反器306的狀態(tài)設(shè)定為"1"或"0", 正反器306依據(jù)其狀態(tài)為"1"或"0"以據(jù)以輸出指示訊
號IS。舉例而言，當電荷儲存單元301所儲存的電壓位準 高于一預(yù)設(shè)電壓位準VX時，感應(yīng)電路304感測電荷儲存單 元202所儲存的電壓位準，以設(shè)定正反器306的狀態(tài)為"1" 以使正反器306輸出的指示訊號IS表示為"已被讀取過狀 態(tài)"。藉此控制電路110中的相關(guān)下級電路便可藉由指示訊 號IS得知RFID巻標102的辨識數(shù)據(jù)ID已經(jīng)被讀取器104 讀取過；更進一步，根據(jù)指示訊號IS可判斷電荷儲存單元 202是否需要由充電電路302予以重新充電。
進一步來說，讀取器104欲找尋的特定辨識數(shù)據(jù)或列 出辨識范圍內(nèi)所有的貨品清單時，藉由上述讀取狀態(tài)保持電 路300將可提高搜尋與列出貨品清單的效率。例如在多個 RFID標簽102(1)~ 102(N)應(yīng)用環(huán)境中，N系為正整數(shù)，當 讀取器104讀取第一個RFID標簽102(1)所儲存的辨識數(shù)據(jù) ID(1)后，經(jīng)辨識不是使用者欲找尋的特定辨識數(shù)據(jù)或讀取 出此貨品的辨識數(shù)據(jù)時，讀取器104便發(fā)出指令命令此第一 個RFID標簽102(1)設(shè)定為「已被讀取過狀態(tài)J，令充電電 路302對電荷儲存單元301充電以讓感應(yīng)電路304將正反器 306設(shè)定為狀態(tài)"1",代表「已被讀取過狀態(tài)」。之后，在 讀取器104在讀取其它RFID標簽102(2) 102(N)過程中， 第一個RFID標簽102(1)接收到讀取器104所發(fā)出的射頻能 量時，當電荷儲存單元301 (l)的電壓位準高于一預(yù)設(shè)電壓 位準VX時，感應(yīng)電路304(1)設(shè)定正反器306的狀態(tài) 為"1",可依據(jù)正反器306的狀態(tài)，令充電電路302重新 對電荷儲存單元202充電，以使電荷儲存單元301的電壓位 準重新提高至預(yù)設(shè)的電壓位準，例如+2.5伏特，以使r已 被讀取過狀態(tài)」能再次被保持住。
請再參考第3圖的讀取狀態(tài)保持電路300，可藉由主張 設(shè)定訊號SET一IDF,使得充電電路302對電荷儲存單元301 充電，較佳地，充電電路302包含倍壓器(voltage doubler)312以及N型金氧半導體(NMOS)晶體管314,電荷 儲存單元301例如為電容，可由半導體組件實現(xiàn)。利用NMOS 晶體管314對電荷儲存單元301充電，具有不易漏電的優(yōu)點， 對于沒有主動電源的RFID標簽相當有利；但是由于NMOS 晶體管314受制于柵極電壓，漏極-源極間存在電壓差，影 響對電荷儲存單元301的最終充電電壓。當電荷儲存單元 301的充電電壓低時，隨著時間流逝，便容易遺失其中儲存 的信息。于本實施例中，利用倍壓器312將設(shè)定訊號SET—IDF 的位準增倍，灌入NMOS晶體管314的柵極，令NMOS晶體管 314對電荷儲存單元301充電，可使電荷儲存單元301的充 電電壓盡量充高到V。D,充電完畢后，NM0S晶體管314的不 漏電特性又可以使電荷儲存單元301的電壓長久保持，甚至 高達2秒鐘以上。如此一來，即使RFID標簽設(shè)定了 「已被 讀取過狀態(tài)」后，讀取器可令RFID標簽進入睡眠狀態(tài)，在
RFiD標簽醒來后仍可正確地保有其r已被讀取過狀態(tài)j,而
不會錯亂，甚至導致搜尋失敗，在眾多RFID標簽的搜尋過 程中是十分有利的。
第4圖顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持電 路400的詳細電路圖，藉由設(shè)定訊號SET—IDF下達設(shè)定已讀
取狀態(tài)的命令，經(jīng)過倍壓器412將訊號SET—IDF的位準增高， 以拉高NMOS晶體管414的柵極的電壓，以對電容401充電， 以將已讀取狀態(tài)的儲存充電于電容401的X節(jié)點。RFID巻 標對讀取狀態(tài)保持電路400下達讀取目前讀取狀態(tài)的命令 時，透過讀取訊號READ—IDF下達讀取命令，使得感應(yīng)電路 感渕電容401的X節(jié)點的位準；于此實施例中，利用PMOS 晶體管420 、 NMOS晶體管422及或非門424感測X節(jié)點的 位準，訊號READ—IDF觸發(fā)正反器406以將感測結(jié)果設(shè)定輸 出指示訊號IS，以供RFID巻標其余電路之后續(xù)處理，應(yīng)注 意到，X節(jié)點耦接于NMOS晶體管422的柵極，以及NMOS晶 體管414的有效充電及不漏電的優(yōu)良特性，使得X節(jié)點所儲 存的電壓可以維持很久，而且只要感測電路中的或非門424 所接收的位準高于最低的操作電壓，「已讀取狀態(tài)j皆可正 確地保持且可被正確地輸出于指示訊號IS。另外，X節(jié)點可 以另外實施一放電清除狀態(tài)電路，以清除X節(jié)點所儲存的電 壓，于此不贅述。
第5圖顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的第4圖中讀取狀態(tài) 保持電路400的倍壓器412的詳細電路圖，倍壓器412接收 訊號SET一IDF，經(jīng)過兩個反相器502、 504以及電容506后， 便可產(chǎn)生倍壓的輸出，以控制第4圖中NMOS晶體管414進 行充電與否。
本發(fā)明上述實施例所揭露的讀取狀態(tài)保持電路，可于 讀取器在讀取眾多RFID標簽的過程中，即射頻訊號在 ON/OFF變化的周期內(nèi)，經(jīng)由本發(fā)明的讀取狀態(tài)保持電路，
使電荷儲存單元于射頻訊號OFF時，有效保持住其讀取狀 態(tài)，使電壓位準不會低于上述預(yù)設(shè)電壓位準VX，當射頻訊 號ON時可以重新設(shè)定正反器的狀態(tài)并重新對電荷儲存單元 充電。如此，避免了搜尋的時間太長的情況下，造成大量的 被讀取過的RFID標簽所設(shè)定的「已被讀取過狀態(tài)J無法保 持住，而導致不斷地重復(fù)讀取的問題，或?qū)е聼o法搜尋到所 需的特定辨識數(shù)據(jù)的情況。
第6圖顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的讀取狀態(tài)保持方法 的流程圖，流程從步驟600開始，進入步驟610,主張一已 讀取的訊號；步驟620，升高已讀取訊號的位準，例如可以 利用倍壓器加倍該已讀取訊號的位準；步驟630,利用NMOS 晶體管對一電容充電，以響應(yīng)于升高位準的已讀取訊號；步 驟640，感測電容所儲存的電壓位準；步驟650,根據(jù)感測 的電壓位準產(chǎn)生指示訊號，以指示是否已經(jīng)讀取的狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明揭示一種讀取狀態(tài)保持電路，可用 于無線射頻辨識中，讀取狀態(tài)保持電路包括電荷儲存單元、
充電電路、感應(yīng)電路及狀態(tài)指示器，充電電路耦接于電荷儲
存單元，用以對電荷儲存單元充電；感應(yīng)電路耦接于電荷儲 存單元，用以感測電荷儲存單元所儲存的電壓位準；狀態(tài)指 示器耦接于感應(yīng)電路，用以輸出指示訊號，以響應(yīng)于感測的 電壓位準。電荷儲存單元可為電容，狀態(tài)指示器可為正反器。 讀取狀態(tài)保持電路可接收一讀取訊號，以觸發(fā)感應(yīng)電路以及 狀態(tài)指示器，以感測電荷儲存單元的電壓位準并產(chǎn)生指示訊 號；感應(yīng)電路可包含PMOS晶體管、NMOS晶體管及或非門，PMOS晶體管的漏極耦接于NMOS晶體管的漏極及該或非門， 而電荷儲存單元耦接于NMOS晶體管的柵極，以感測電荷儲
存單元所儲存的電壓位準。較佳地，讀取狀態(tài)保持電路與 RFID巻標整合實施于單一半導體芯片中。
權(quán)利要求
1. 一種讀取狀態(tài)保持電路，用于無線射頻辨識中，其特征在于，該讀取狀態(tài)保持電路包括一電荷儲存單元；一充電電路，耦接于該電荷儲存單元，用以對該電荷儲存單元充電；一感應(yīng)電路，耦接于該電荷儲存單元，用以感測該電荷儲存單元的一電壓位準；以及一狀態(tài)指示器，耦接于該感應(yīng)電路，用以輸出一指示訊號，以響應(yīng)于該電壓位準。
2. 如權(quán)利要求l所述的讀取狀態(tài)保持電路，其特征在 于，其中該狀態(tài)指示器系為一正反器。
3. 如權(quán)利要求l所述的讀取狀態(tài)保持電路，其特征在 于，其中該電荷儲存單元為一電容。
4. 如權(quán)利要求l所述的讀取狀態(tài)保持電路，其特征在 于，其中，該讀取狀態(tài)保持電路應(yīng)用于一無線射頻辨識標簽 中，該無線射頻辨識巻標依據(jù)該指示訊號響應(yīng)一讀取器是否 被讀取過。
5. 如權(quán)利要求l所述的讀取狀態(tài)保持電路，其特征在 于，其中該讀取狀態(tài)保持電路可接收一讀取訊號，以觸發(fā)該 感應(yīng)電路及該狀態(tài)指示器，以感測該電荷儲存單元的電壓位 準并產(chǎn)生該指示訊號。
6. 如權(quán)利要求l所述的讀取狀態(tài)保持電路，其特征在于，其中該充電電路包含 一倍壓器；以及一NMOS晶體管，耦接于該倍壓器，其中，該倍壓器接收一設(shè)定訊號并倍增該設(shè)定訊號的位 準，以控制該NMOS晶體管對該電荷儲存單元充電。
7. —種讀取狀態(tài)保持方法，其特征在于，它包括 主張一已讀取的訊號； 升高該已讀取訊號的位準；以及利用一 NMOS晶體管對一電容充電，以響應(yīng)于升高位準的已讀取訊號的位準。
8. 如權(quán)利要求7所述的讀取狀態(tài)保持方法，其特征在于，其中，該升高位準的步驟是利用一倍壓器加倍該已讀取 訊號的位準。
9. 如權(quán)利要求7所述的讀取狀態(tài)保持方法，其特征在于，更包含感測該電容所儲存的一電壓位準的步驟。
10. 如權(quán)利要求9所述的讀取狀態(tài)保持方法，其特征在于，更包含步驟根據(jù)該感測的電壓位準產(chǎn)生一指示訊號， 以指示一是否已經(jīng)讀取的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種讀取狀態(tài)保持電路及讀取狀態(tài)保持方法，讀取狀態(tài)保持電路包括電荷儲存單元、充電電路、感應(yīng)電路及狀態(tài)指示器，充電電路耦接于電荷儲存單元，用以對電荷儲存單元充電；感應(yīng)電路耦接于電荷儲存單元，用以感測電荷儲存單元所儲存的電壓位準；狀態(tài)指示器耦接于感應(yīng)電路，用以輸出指示訊號，以響應(yīng)于感測的電壓位準。讀取狀態(tài)保持方法包括主張一已讀取的訊號；升高該已讀取訊號的位準；以及利用一NMOS晶體管對一電容充電，以響應(yīng)于升高位準的已讀取訊號的位準。
文檔編號G06K7/00GK101206709SQ200610167570
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者史德立, 寧中和 申請人:晨星半導體股份有限公司