Rfid标签数据保持验证及刷新的制作方法

专利名称：Rfid标签数据保持验证及刷新的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频标识(RFID)标签，并且尤其涉及RFID标签 中的数据保持和刷新。
背景技术：
射频标识(RFID)标签是可以附加到其存在要被检测和/或监视 的物品上的电子装置。可以由称作"读取器"的装置无线地检查和监视 RFID标签的存在，以及相应地标签所附加到其上的物品的存在。读 取器通常具有一根或多根天线，发射标签对其响应的射频信号。因为 读取器"询问"RFID标签，并且从标签接收响应于询问返回的信号， 所以读取器有时称为"读取器询问器"或简称为"询问器"。
随着RFID技术的成熟，标签与询问器之间的高效通信已经成为 供应链管理中的关键启动器，特别是在制造、装运及销售业中，以及 在建筑安全设施、保健设施、图书馆、机场、仓库等中。
每个标签通常存储唯一的标识号，并且可能存储另外的数据。标 签的标识号由读取器读取以唯一地识别标签。标识号可以存储在标签 的非易失存储器中。期望标签具有很长的存放寿命，存放寿命可以是 IO年或甚至更长。因而，对于使用寿命期间是唯一可识别的标签，在 非易失存储器中存储的标识号可能需要保持准确地存储在存储器中 IO年或更长。然而，即使非易失存储器在这样长的时间也可能丢失数 据。因而，某些标签如果存储在非易失存储器中很长的时间，则可能 丢失它们的标识号，并因而可能变得不能识别。
因而，所需要的是保证把诸如标识号之类的数据在很长的时间段 期间(如在标签的使用寿命期间)保持在标签中的改进方法。

发明内容
描述用来监视和刷新在射频标识(RFID)标签中存储的数据的 方法、系统及设备。检查用于标签的存储器中存储的数据的电压裕量 (margin)。如果电压裕量已经减小到不期望的电平，则刷新在标签 中存储的数据。
在本发明的例子中，描述用于在射频标识(RFID)标签的非易 失存储器中存储数据保持的方法和系统。确定在标签的非易失存储器 的存储器位置中是否存在期望的电压裕量。如果确定期望的电压裕量 不存在，则刷新在非易失存储器中存储的数据。
在其它方面，可检查非易失存储器的任何数量的一个或多个存储 器位置的期望电压裕量。
在另一方面，验证数据保持的命令由标签接收。因而，标签启动 期望电压裕量是否存在的判定。可替换地，标签在没有外部激励的情 况下可以启动期望电压裕量是否存在的判定。
在其它的方面，在非易失存储器中存储的数据能以各种方式刷 新。例如，标签可发射用于非易失存储器中存储的数据刷新的请求。 刷新数据被接收。接收的刷新数据由标签编程到非易失存储器中。在 可替换方面，标签可以读取在非易失存储器中存储的数据，并且可以 把读取数据用作刷新数据以重新编程非易失存储器。
在本发明的另一方面，描述一种射频标识(RFID)标签。标签 包括基片、基片上的天线、及布置在基片上的集成电路。集成电路包 括非易失存储器和裕量检查器。裕量检查器确定在非易失存储器的存 储器位置中是否存在期望电压裕量。
另一方面，集成电路可以包括刷新请求器，如果裕量检查器确定 期望电压裕量不存在，则刷新请求器发射用于刷新数据的请求以刷新 非易失存储器中存储的数据。
在本发明的另一方面，描述一种远程验证在射频标识(RFID) 标签中存储的数据的系统和方法。产生验证数据保持的命令。产生的 命令在第一发射信号中发射到标签。从标签接收应答所产生的命令的信号。如果应答信号包括来自标签的刷新请求，则产生刷新数据并且 在第二发射信号中发射到标签。
在本发明的另一方面，描述一种射频标识(RFID)读取器。读 取器包括验证器模块、发射器、接收器及刷新模块。验证器模块配置 为产生到标签的验证数据保持的命令。发射器配置为在笫一发射信号 中发射所产生的命令。接收器配置为从标签接收应答所产生的命令的 信号。刷新模块配置为，如果应答信号包括来自标签的刷新请求，则 产生刷新数据。发射器配置为在第二发射信号中把刷新数据发射到标 签。
这些和其它目的、优点及特征鉴于本发明的如下详细描述将变得 容易明白。注意，概括和摘要部分可能叙述一个或多个(但非全部) 由本发明人所想到的本发明的范例实施例。


包括于此且形成本申请的一部分的附图例示了本发明，并且与说
明书一起进一步解释本发明的原理并使本领域的技术人员能够实现
和使用本发明。
图1表示RFID读取器与范例RFID标签群通信的环境。
图2表示RFID读取器的接收器和发射器部分的方块图。
图3表示范例射频标识(RFID)标签的平面图。
图4表示是连续巻类型的标签的范例丝网的平面图。
图5表示标签的进一步范例细节。
图6A-6D表示在标签存储器的存储器位置的电压值。
图7表示用来从标签的存储器位置读取数据的范例电路。
图8A-8C表示在标签存储器的存储器位置的电压值，其中存储
器位置具有用来存储数据的单个比特的两个单元。
图9表示根据本发明实施例的一种标签验证和刷新系统。
图IO表示流程图，提供根椐本发明实施例在读取器中用来验证
和刷新标签数据的范例步骤。图ll表示流程图，提供根据本发明实施例在标签中用来验证和 刷新标签数据的范例步骤。
图12表示根据本发明实施例的一种范例存储器位置检查器。 图13表示根据本发明实施例与存储器位置有关的范例电压。 图14表示根据本发明实施例的范例的两单元存储器位置检查器。
图15表示根据本发明实施例与两单元存储器位置相关联的第一 和第二单元有关的范例电压。
图16表示根据本发明实施例的一种范例两单元存储器位置检查器。
图17表示流程图，提供根椐本发明实施例用来刷新在标签中的 数据的范例步骤。
现在参照附图将描述本发明。附图中类似附图标记指示相同或功 能类似的元件。另外，附图标记的最左位标识附图标记第一次出现的 附图。
具体实施方式
引言
这里描述用于RFID装置的方法、系统及设备。此外，描述用于 在标签中改进数据保持的方法、系统及设备。
标签中的存储器用来存储诸如唯一标识号之类的数据。随着时间 流逝，标签的存储器(包括在非易失存储器)中存储的数据可能丢失。 例如，标签可能具有10年或更长的使用寿命。如果标签的标识号从 标签存储器丢失，则标签不再是可识别的。因而，标签将不再能提供 识别它与其相关联的物品的功能。
问题。例如，根据实施例，检查在标签的存储器位置中存储的数据的 电压裕量。如果电压裕量已经下降到不期望的量，则可刷新在标签中 存储的数据。这样一种电压裕量检查可按期望的频率进行，以确认在标签存储器中存储的数据不会丢失。这种数据验证和刷新技术可用来 保证标签把相关数据存储得与所需要的一样长久。
本说明书公开包括本发明的特征的一个或多个实施例。公开的实 施例仅举例说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发 明由附属的权利要求书限定。
说明书对"一个实施例"、"实施例"、"举例实施例"等等的参考指 示所描述的实施例可以包括具体特征、结构或特性，但每个实施例可 能不必包括具体特征、结构或特性。况且，这样的短语不必指同一实 施例。而且，当描述与实施例有关的具体特征、结构或特性时，不管 是否明确指出，在其它实施例中实现这样的特征、结构、或特性是在
本领域的技术人员的知识范围内。
此外，应该理解，这里4吏用的空间描述(例如，"上方"、"下面"、 "上"、"下"、"顶部"、"底部"、"垂直"、"水平，，等等)仅为了说明目 的，并且这里描述结构的实际实施在空间方面能以任何方位或方式布
置。同样，"0，，或"1，，的具体比特值(和代表性的电压值)用在这里提
供的说明性例子中，以代表仅为了说明目的的数据。这里描述的数据 可由比特值(和由替换电压值)代表，并且这里描述的实施例配置为 对比特值(和任何代表性的电压值)操作，如本领域的技术人员所能 理解的那样。
范例RFID系统实施例
详细描述本发明的实施例之前，描述可以实施本发明的范例 RFID通信环境是有益的。图1表明RFID标签读取器104与RFID 标签102的范例群120通信的环境100。如图1所示，标签群120包 括七个标签102a-102g。群120可以包括任何数量的标签102。
环境100包括任何数量的一个或多个读取器104。例如，环境100 包括第一读取器104a和第二读取器104b。读取器10"和/或l(Mb可 以被外部应用程序请求以寻址标签群120。可替换地，读取器10"和 /或读取器104b可以具有内部逻辑部分以启动通信，或者可以具有读 取器104的操作人员用来启动通信的触发机构。读取器104a和104b也可以在读取器网络中彼此通信。
如图1所示，读取器104a把具有载频的询问信号110a发射到标 签群120。读取器104b把具有载频的询问信号110b发射到标签群120。 读取器104a和104b通常在为这种类型的RF通信分配的一个或多个 频带中操作。例如，联邦通信委员会(FCC)为某些RFID用途已经 定义902-928 MHz和2400-2483.5 MHz的频带。
各种类型的标签102可以存在于标签群120中，这些标签把一个 或多个回复信号112发射到询问读取器104，包括通过根据时基模式 或频率交替反射和吸收信号110的部分。用来交替吸收和反射信号110 的这种技术这里称作反向散射调制(backscatter modulation )。读取 器104a和104b从回复信号112接收并得到数据，如响应标签102的 标识号。这里描述的实施例中，读取器根据任何适当通信协议，包括 Class 0、 Class 1、 EPC Gen 2、其它二进制遍历协议和时隙aloha协 议、这里其它地方提到的任何其它协议、以及将来通信协议，能够与 标签102通信。
图2表示范例RFID读取器104的接收器和发射器部分220的方 块图。读取器104包括一4艮或多4艮天线202、 RF前端204、解调器/ 译码器206、调制器/編码器208及网络接口 216。读取器104的这些 元件可以包括用来完成它们的功能的軟件、硬件、和/或固件、或其任 何組合。
读取器104具有至少一根天线202用来与标签102和/或其它读 取器104通信。RF前端204可以包括一个或多个天线匹配元件、放 大器、滤波器、回波-消除单元、向下变换器、和/或向上变换器。RF 前端204通过天线202接收标签回复信号，并且把回复信号向下变换 (如有必要)到适合进一步信号处理的频率范围。此外，RF前端2(M 从调制器/编码器208接收调制编码询问信号，并且向上变换(如有必 要)询问信号，及把询问信号传输到天线202以发射。
天线202可以是对本领域的技术人员已知的任何类型的读取器 天线。对适于读取器104的范例天线的描述，参考提交于2005年11月3日的标题为"Low Return Loss Rugged RFID Antenna (低返回损 失坚固RFID天线)，，当前在审的美国申请No.11/265，143。
解调器/译码器206联接到RF前端204的输出，从RF前端204 接收调制标签回复信号。解调器/译码器206解调标签回复信号。例如， 标签回复信号可以包括根据FMO或Miller编码格式编码的反向散射 数据。解调器/译码器206输出译码数据信号214。译码数据信号214 在读取器104中可以进一步处理。额外地或替换地，译码数据信号214 可以传输到后续计算机系统以便进一步处理。
调制器/编码器208联接到RF前端204的输入上并且接收询问请 求210。调制器/编码器208把询问请求210编码成诸如FM0或Miller 编码格式之一之类的信号格式，调制编码信号，以及把调制的编码询 问信号输出到RF前端204。
实施例中，读取器104包括网络接口 216，以把读取器104与通 信网络218相接。当存在时，网络接口 216用来把询问请求210提供 给读取器104,询问请求210可以从联接到通信网络218的远程服务 器接收。此外，网络接口 216用来把译码数据信号214从读取器l(H 传输到联接到通信网络218的远程服务器。在实施例中，网络接口 216 实现与通信网络218的有线和/或无线连接。例如，网络接口 216可以 实现无线局域网(WLAN )链接(包括IEEE 802.11 WLAN标准链接)、 蓝牙链接、和/或其它类型的无线通信链接。通信网络218可以是局域 网(LAN)、广域网(WAN)(例如，互联网)和/或个人区域网(PAN)。
在另外的实施例中，用来启动询问请求的替换机构可以存在于读 取器104中。例如，读取器104可以包括手指-触发机构、键盘、图形 用户接口 (GUI)和/或声音激励机构，通过它们，读取器104的用户 可以交互以通过读取器104启动询问。
本发明可应用于任何类型的RFID标签。图3表示范例射频标识 (RFID)标签102的平面图。标签102包括基片302、天线304及集 成电路(IC) 306。天线304形成在基片302的表面。天线304可以 包括任何数量的一根或多根分离天线。IC 306包括一个或多个集成电路芯片/模片，并且可包括其它电子电路。IC 306附到基片302上，并 且联接到天线3(M。 IC 306可以在凹下和/或非凹下位置中附到基片 302上。IC 306控制标签102的操作，并且使用天线304把信号发射 到RFID读取器并从其接收信号。标签102可能额外包括另外的元件， 包括阻抗匹配网络和/或其它电路。本发明可应用于标签102，并且可 应用于其它类型的标签，包括表面波声学(SAW)型标签。
诸如标签102之类的RFID标签的批量生产通常是在印刷丝网基 系统上完成。例如，这样一种系统中，把标签组装在基片丝网中，所 述基片丝网可以是基片薄片、基片的连续巻、或基片的其它组。比如， 图4表示是连续巻类型的范例丝网400的平面图。如图4所示，丝网 400可以在箭头410和420指示的方向进一步延伸。丝网400包括多 个标签102a-p。在图4的例子中，在丝网400中的多个标签102a-p 排列在多个行和列。本发明可应用于标签的任何数量的行和列，并且 可应用于标签的其它排列。
图5表示标签102的范例详细方块图。如图5所示，标签102 的集成电路306(在图5指示为IC模片)包括存储器502，存储器502 可以是例如非易失存储器。存储器502存储数据，包括标识号504。 标识号504通常是用于标签102的唯一标识符(至少在局部环境)。 比如，当标签102由读取器询问(例如，接收在图l中表示的询问信 号110 )时，标签102可以用标识号504应答以标识自身。标识号504 可以由计算机系统用来把标签102与其具体关联对象/物品相关联。
存储器502可以以各种方式配置为存储数据，包括具有用来存储 数据的特定比特的一个或多个单元。例如，图6A-6C表示在存储器 502的存储器位置600中的电压值，其中存储器位置600用来存储数 据的单个比特。任何时间在存储器位置600中存储的数据的比特能够 是"0，，数据值或"1，，数据值。存储器位置600具有电压上限604和电压 下限606。电压620是在电压上下限604和606之间某处的中等电平 电压，通常靠近中心电压值。
图6A表示在未编程状态下的存储器位置600。例如，图6A可以代表在标签102制造之后、使用数据(例如标签102的标识号的数 据)编程之前的存储器位置600。因而，如图6A所示，未编程存储 器位置600存储电压602，电压602通常在电压上限604之下并且接 近存储器位置600的电压下限606。
图6B表示在编程状态下的存储器位置600。例如，图6B表示在 使用高电压608 (它可以代表例如标签102的标识号504的"l，，比特) 编程之后的存储器位置600。电压608比图6A的未编程电压602接 近电压上限604。图6C表示在另一种编程状态下的存储器位置600。 例如，图6C表示在使用低电压电平610 (它可以代表例如标签102 的标识号504的"O"比特)编程之后的存储器位置600。电压610接近 电压下限606。
与要求定期刷新的动态随机存取存储器(DRAM)相反，非易失 存储器常常假定永久保持在内部存储的数据而不用刷新。因为这个， 非易失存储器没有内装刷新能力。然而，随着很长时间，非易失存储 器可遭受数据损失。这样的数据损失可归因于电压608从其在图6B 中那样的编程值漂移到其在图6A中那样的未编程值。
例如，图6D表示编程高电压已经从图6B的电平向图6A的未编 程电平漂移的存储器位置600。如图6D所示，漂移电压612是比图 6B的编程电压608小的电压值。这样的电压漂移可能在长时间后发 生在非易失存储器中。由于漂移，可能变得比图6B更难分辨图6D中 在存储器位置600存储的高电压比特数据值。以类似方式，从低编程 电压的电压漂移(例如，图6C的电压610)可使得更难分辨所存储 的低电压比特数据值。
已知用来确定在存储器位置存储的比特值的各种电路构造。图7 表示范例的比特值检测电路700。电路700用来确定高或低比特值是 否存储在存储器位置600。比特值检测电路700包括比较器702。比 较器702接收中等电平电压620和存储器位置600中当前存储的电压 704作为输入。比较器702把中等电平电压620与电压704相比较， 以确定高或低比特数椐值是否存储在存储器位置6OO中。如果电压704比中等电平电压6M高，则比较器702的输出706指示高比特值存储 在存储器位置600。如果电压704比中等电平电压620低，则比较器 702的输出706指示低比特值存储在存储器位置600。
如果高电压608初始编程到存储器位置600中，并且存储电压随 着时间向电压下限606漂移，则比较器702难以确定高数据比特存储 在存储器位置600中。最后，电压704可能漂移得接近中等电平电压 620，并且甚至低于中等电平电压620，从而比较器702不再检测到在 存储器位置600中存储的高电平电压，而是代之以错误地检测到未确 定电压或低电压。因而，初始编程到存储器位置600中指示存储高比 特值的高电压丢失。
类似数据损失问题对其它存储器构造也可能发生。例如，图 8A-8C表示在存储器502的存储器位置800的电压值，其中存储器位 置800具有两个单元用来存储数据的单个比特。在任何时间在存储器 位置800中存储的数据的比特能够是"0"数据值或"1"数据值。图8A 表示具有第一单元802和第二单元804的存储器位置800。对于第一 和第二单元802和804,电压上限和下限806和810也表示在图8A。 第一单元802和804是差值存储单元，因为如果第一比特值存储在存 储器位置800中(例如，"O，，数据值)，则第一单元802将存储高电 压，而第二单元804将存储低电压。如果第二比特值存储在存储器位 置800中(例如，"l"数据值)，则第一单元802将存储低电压，而 第二单元804将存储高电压。
第一单元802存储第一单元电压808，并且第二单元804存储第 二单元电压812。图8A表示在未编程状态下的存储器位置800。如图 8A所示，未编程的第一和第二单元电压808和812是靠近在电压上 限和下限806和810之间的中心电压的电压。
图8B表示在范例编程状态下的存储器位置800。因为第一和第 二单元802和804互补，第一单元802的第一单元电压808在靠近电 压上限806的较高电压电平，并且第二单元804的第二单元电压812 在靠近电压下限810的较低电压电平。例如，这些相对电压可以代表在存储器位置800中存储的"0"数据值(或"l"数据值)。
如以上描述的那样，在非易失存储器中存储的数据随着时间变长
可能漂移。例如，图8C表示第一和第二单元电压810和812已经从 图8B的它们的编程电平向图8A的它们的未编程电平漂移的存储器位 置800。因而，与图8B相比，更难分辨(例如，使用比较器)在图 8C中的存储器位置800中存储的具体比特数据值。 一旦第一和第二 单元电压810和812临界地漂移得接近图8A的它们的未编程电平， 在存储器位置800中存储的数据就将是不确定的，并因而数据丢失。
如下面进一步描述的那样，根据本发明的实施例，检查在标签中 存储的数据，并且如果需要，则数据被刷新。下面进一步详细地描述 本发明的实施例。这样的实施例可以在以上描述的环境、读取器、及 标签中；和/或在替换环境和替换RFID装置中实施。
范例的存储器验证和刷新实施例
这里描述标签存储器验证和刷新实施例。这些实施例可在使用标 签的任何地方实施。例如，实施例可在商业或工业环境实施，如仓库、
工厂、商行、或商店中；和在军事或其它非商业环境中。
图9表示根据本发明实施例的一种标签验证和刷新系统900。如 图900所示，系统900包括标签102和读取器104。在实施例中，读 取器104与标签102通信以启动在标签102中的存储器验证、以及如 果需要则把刷新数据提供给标签102。图9的标签102和读取器104 的进一步举例描述、和系统900的操作描述提供在如下部分。 范例的读取器实施例
如图9所示，读取器104包括验证器模块902。验证器模块902 包括验证命令904和刷新模块906 。验证器模块902联接到数据库908 ， 数据库908在图9中表示成在读取器104外部，但可以替换地在读取 器104内部。
验证器模块902配置为与标签(如标签102 )通信(如以上描述 的那样，使用读取器104的接收器/发射器功能)，以验证是否为标签 要求数据刷新。在实施例中，如果要求数据刷新，则验证器模块902把刷新数据提供给标签。验证器模块902可以包括完成其功能需要的 任何硬件、软件、固件、或其任何组合。
图10表示根据验证器模块902提供用来验证和刷新标签数据的 范例步骤的流程图1000。其它结构和操作实施例对本领域的技术人员 基于如下讨论将是显而易见的。图10表示的步骤不必按表示的顺序 发生。
流程图1000从步骤1002开始。在步骤1002，产生命令以验证 数据保持。例如，命令是图9显示的验证命令904，命令可以存储在 验证模块902中。验证命令904可以按任何方式构造，并且按照这里 其它地方所提到的或本领域的技术人员已知的任何RFID通信协议构 造。例如，验证命令904可以按照EPC Gen 2 RFID协议格式化。在 这样一个实施例中，验证命令904可以是CUSTOM命令。此外，验 证命令904可以配置为指向单个标签，或指向一组标签，甚至包括读 取器104的通信范围内的所有标签。
在实施例中，验证命令904可以包括一个或多个参数。例如，验 证命令904可以包括电压阈值参数。电压阈值参数可以用在目标标签 中以指示期望的电压裕量保持在存储器位置。可替换地，验证命令卯4 不包括参数，并且仅指令一个或多个标签进行存储器验证。
在步骤1004，产生的命令在第一发射信号中发射到标签。例如， 第一发射信号是在图9表示的第一发射信号914。验证命令卯4的产 生和发射可以由读取器104的用户(例如，通过按钮或触发器)、读 取器104内部机构、与读取器104通信的外部计算机系统、或其它机 构启动。
在步骤1006，从标签接收响应于所产生的命令的信号。例如， 接收信号是从图9的标签102接收的应答信号916。
在步骤1008，如果应答信号包括来自标签的刷新请求，则刷新 数据产生，并且在第二发射信号中发射到标签。例如，在验证器模块 902中分析应答信号916得到标签102请求的刷新指示(例如，数据 串、等等)。如果刷新请求被指示，则刷新模块906产生(例如，格式化)要发射到标签102的包括刷新数据的信号。例如，刷新数据可 以包括标签102的标识号。数据库908可以存储与标签102有关的数 据。因而，如果需要，刷新模块906与数椐库908通信(无线或有线 方式)，以得到刷新数据。刷新模块906从数据库908得到必需的数 据(如果需要)，并且把数据格式化成要发射到标签102的数据串。 数据串在第二发射信号中发射到标签102，在图9表示为第二发射信 号918。标签102接收第二发射信号918，并且按需要使用刷新数据 刷新其存储数据。
注意，尽管未显示在图9或者指示在图IO的流程图1000，但在 用接收的刷新数据刷新其存储器之后，标签102可以把确认信号发射 到读取器104，以指示其存储器被成功刷新。可替换地，标签102可 以把指示刷新不成功、和/或指示刷新数据应该重新发射、和/或另外 和/或替换数据应该由读取器104发射到标签102的信号发射到读取器 104。
注意，在替换实施例中，第一发射信号914可以包含刷新数据以 及验证命令904。标签102如果确定要求刷新，则使用刷新数据。因 而，在这样一个实施例中，可能不要求步骤1006和/或步骤1008。
范例的标签实施例
如图9所示，标签102包括IC 306和天线304。 IC 306包括存 储器502、裕量检查器910、及刷新请求器912。存储器502表示成包 括标识号504，尽管存储器502可包括额外和/或替换数据。
裕量检查器910配置为检查存储器502，以确定是否要求数据刷 新。裕量检查器910可以周期性地、或事件触发时(如接收来自读取 器104的验证命令904时)检查存储器502。如果接收到验证命令904, 并且要求数据刷新，刷新请求器912产生要发射到读取器104的刷新 请求。裕量检查器910和刷新请求器912可以包括完成它们的功能需 要的任何硬件、软件、固件、或其任何组合。图11表示提供在标签 中用来检查存储器位置和刷新标签数据的范例步骤的流程图1100。其 它结构和操作实施例对本领域的技术人员基于如下讨论将是显而易见的。
流程图1100从步骤1102开始。在步骤1102,接收验证数据保 持的命令。例如，标签102的天线304在第一发射信号914中从读取 器104接收验证命令904。标签102可以包括解调器和译码器逻辑部 分，从第一发射信号914恢复验证命令904。标签RF通信体系结构 的范例描述在标题为"Radio Frequency Identification Architecture (射频标识体系结构)"的美国专利No.6，989，750中描述。标签102 可以根据这里提到的或已知的任何通信协议通信。
在步骤1104，确定期望电压裕量在存储器位置中是否存在。例 如，验证命令904的接收使裕量检查器910验证在存储器502的一个 或多个存储器位置中存储的数据是否需要刷新。在实施例中，裕量检 查器910通过检查在一个或多个存储器位置中的电压裕量而完成这种 验证。例如，对于特定存储器位置，裕量检查器910确定在存储器位 置中存储的电压是高于(用于存储的高电压)还是低于(用于存储的 低电压)期望电压电平，以及因而是否具有足够的电压裕量。对于存 储的高电压，如果存储电压已经漂移得低于期望电压电平，或者对于 存储的低电压，如果存储电压已经漂移得高于期望电压电平，则足够 的电压裕量不存在，因而需要刷新。裕量检查器910可配置为按各种 方式验证在存储器502中存储的数据，下面进一步表明这些方式的几 个例子。
在图11的步骤1106，如果确定期望的电压裕量不存在，则刷新 在存储器中存储的数据。例如，如果图9的裕量检查器910确定在存
储器502的一个或多个存储器位置600中不存在期望的电压裕量，则 刷新请求器912可以产生要发射到读取器104的刷新数据请求。例如， 标签102可以发射应答信号916,包括刷新数据请求。刷新数据请求 可以仅指示要求对刷新数据的缺省请求(例如，标识号)，或者可以 包括对特定数据、数据部分等的详细请求。 一旦刷新数据由标签102 接收，就把刷新数据编程到存储器中。 标签存储器验证实施例如下描述关于各种范例标签存储器用来进行步骤1104的范例过 程、系统及装置实施例。这些例子为说明目的而提供，并且不是限制 性的。这里描述的例子可能适于任何类型的标签存储器装置，包括具 有单个单元存储器位置、两单元存储器位置、和/或其它存储器位置类 型的存储器装置。在实施例中，存在单个裕量检查器910以与存储器 502的一个或多个存储器位置相接口。例如，单个裕量检查器910使 用多路调制器或其它逻辑部分/机构与多个存储器位置相接口 。可替换 地，可以存在多个裕量检查器910，各自与一个或多个存储器位置相 接口的。可存在任何数量的裕量检查器910,从而可检查存储器502 的任何数量的一个或多个比特，如特定实施所期望的那样。
例如，图12表示根据本发明实施例在IC 306中实施的范例裕量 检查器910。裕量检查器910用来检查诸如存储器位置600之类的存 储器位置的内容，以确定是否存在可接受的电压裕量。在图12的实 施例中，裕量检查器910配置为检查在存储器位置600中先前存储的 高电压(指示"r，位)是否已经漂移得低于可接受电压裕量。如果高 电压已经漂移得低于可接受电压裕量，则在存储器位置600中存储的 高电压需要刷新。
在图12的实施例中，裕量检查器910包括比较器1202和逻辑部 分1204。比较器1202接收在存储器位置600中当前存储的电压704 和阈值电压1206。比较器1202把电压704与阈值电压1206相比较， 以确定是否存在足够的电压裕量。比较器1202输出电压裕量指示符 信号1210 (例如，"0，，或"1")。电压裕量指示符信号1210指示电压 704是否大于阈值电压1206。
注意在实施例中，阈值电压1206是在IC 306中永久存储的值。 在另一个实施例中，阄值电压1206是可以作为验证命令904的参数 接收的值，因而可以是可变的，如由读取器104确定。
逻辑部分1204是可选的。例如，逻辑部分1204可以存在，此时， 当高电压存储在存储器位置600中时用来检查存储器位置600的第一 裕量检查器910存在，并且当低电压存储在存储器位置600中时用来检查存储器位置600的第二裕量检查器910存在。逻辑部分1204接 收电压裕量指示符信号1210和使能信号1208。使能信号1208使逻辑 部分12(M能够处理电压裕量指示符信号1210。例如，当"l，，比特值先 前存储在存储器位置600中时，使能信号1208启动逻辑部分1204。 如果"O"值先前存储在存储器位置600中，则不启动逻辑部分1204， 并且第二裕量检查器(在图12未显示)可以在存储器位置600上操 作。第二裕量检查器可以以与裕量检查器910相似的方式配置为，检 查在存储器位置600中先前存储的低电压(指示"O，，)位是否已经漂 移得高于可接受电压裕量。如果启动逻辑部分1204，则逻辑部分1204 处理电压裕量指示符信号1210，并且输出刷新指示符信号1212 (例 如，"0"或"1")，刷新指示符信号1212指示存储器位置600是否需 要刷新。
图13表明与存储器位置600有关的电压值，以表明图12的裕量 检查器910的范例操作。如以上描述的那样，当前例子中，代表"l" 数据比特的高电压电平被原始存储在存储器位置600中。然而，如图 13所示，在存储器位置600中存储的电压704 (代表"l，，数据比特) 随着时间向下漂移。事实上，在图13，电压704已经漂移得低于阈值 电压1206。因而，这个例子中，比较器1202输出指示不足的电压裕 量存在的电压裕量指示符信号1210。即使数据"l"在当前时间仍然能 从存储器位置600读取(例如，使用图7的电路700 ),电压704也 已经下降到存储器位置600应该刷新以增大电压裕量的电平，从而电 压704不会进一步下降，并且使存储器位置600成为未编程的。
当前例子中，因为"l"数据比特被原始存储在存储器位置600， 图12的使能信号1208使逻辑部分1204能够处理电压裕量指示符信 号1210。逻辑部分1204处理电压裕量指示符信号1210，并且输出刷 新指示符信号1212,刷新指示符信号1212指示存储器位置600需要 刷新，因为指示了不足的电压裕量。
注意，以类似方式，图12的裕量检查器910可以配置为检查在 存储器位置600中先前存储的低电压(指示是否是，，O，，比特)是否已经漂移得高于可接受电压阈值。然而，为了简明，这里只详细描述用
于裕量检查器910的高电压检查器配置。然而，本领域的技术人员从
这里的教导会理解如何把裕量检查器910修改(或第二裕量检查器910 可能存在)为低电压检查器配置。这样的配置在本发明的范围和精神 内。
如以上描述的那样，裕量检查器910的实施例可用来检查具有两 个单元的存储器位置，如图8的两单元存储器位置800。裕量检查器 910可配置为以各种方式与两个单元相接口 。
例如，图14表示裕量检查器910的实施例，用于接收存储器位 置800的第一单元802的第一单元电压808和第二单元804的第二单 元电压812。如图14所示，裕量检查器910包括减法器1402、比较 器1404及逻辑部分1406。裕量检查器910的操作如下图15所述，图 15表示在第一和第二单元802和804中存储的电压。在此描述中，第 一单元802的第一单元电压808在靠近电压上限806的较高电压电平， 并且第二单元804的第二单元电压812在靠近电压下限810的较低电 压电平。例如，这些相对电压可以代表在存储器位置800中存储的"O" 数据值(或"l"数据值)。
如图15所示，第一单元电压808正随着时间漂移得更低，并且 第二单元电压812正随着时间漂移得更高。在某一时刻，如果留下未 检查，则第一和第二单元电压808和812将漂移，直到丢失在存储器 位置800中存储的数据。
减法器1402接收第一和第二单元电压808和812。减法器1402 从第一单元电压812减去第二单元电压808，并且输出单元差值电压 1408。单元差值电压1408指示在图15中。单元差值电压1408是第 一和第二单元电压808和812之间的电压差。
比较器1404接收单元差值电压1408和差值阈值电压1410。差 值阈值电压1410可以通过从单元802和804的期望高电压阈值减去 单元802和804的期望低电压阈值而确定。差值阈值电压1410的例 子表示在图15中，为了说明而显示在范例的期望高和低电压阈值1502和1504之间。比较器1404把单元差值电压1408和差值阈值电压1410 相比较，并且输出电压裕量指示符信号1412 (例如，"l"或"O,，)。如 果单元差值电压1408不大于差值阈值电压1410，则电压裕量指示符 信号1412指示第一和第二单元802和804需要刷新。因而，差值阈 值电压1410用来保持第一单元电压808与第二单元电压812之间足 够的差值电压裕量。
注意，在实施例中差值阈值电压1410是永久存储在IC 306中的 值。在另一实施例中，差值阈值电压1410是可以作为验证命令904 的参数接收的值，并因而可以是可变的，如由读取器104确定。
在图15的例子中，差值阈值电压1410大于单元差值电压1408。 因而，比较器1404输出指示第一和第二单元802和804需要刷新的 电压裕量指示符信号1412。如果差值阈值电压1410小于单元差值电 压1408,那么足够的电压裕量仍然存在，第一和第二单元802和804 不需要刷新。
注意，即使可从存储器位置800读取有效数据，单元802和804 也需要刷新。例如，图15表示有效数据差值阈值电压1506。只要单 元差值电压1408大于有效数据差值阈值电压1506 (即使它小于差值 阈值电压1410)，有效数据也可从存储器位置800读取。然而，在图 15的例子中，因为已经确定在存储器位置800中不存在足够的电压裕 量，所以存储器位置800的数据值仍然需要刷新。
逻辑部分1406是可选的。例如，当数据"l"值存储在存储器位置 800中时用来检查存储器位置800的第一裕量检查器910存在、并且 当数据"O"值存储在存储器位置800中时用来检查存储器位置800的 第二裕量检查器910存在时，逻辑部分1406可以存在。逻辑部分l406 接收电压裕量指示符信号1412和使能信号1414。使能信号1414使逻 辑部分1406能够处理电压裕量指示符信号1412。例如，当"l"比特值 先前存储在存储器位置800中时，使能信号1414使能逻辑部分1406。 如果"O"值先前存储在存储器位置800中，则不使能逻辑部分1406， 并且第二裕量检查器(在图14未显示)可以对存储器位置800操作。第二裕量检查器可以配置为检查用于存储器位置600中先前存储的数 据"O"值的单元差值电压1408是否不再具有可接受的差值电压裕量。 如果使能逻辑部分1406，逻辑部分1406处理电压裕量指示符信号 1412，并且输出刷新指示符信号1416 (例如，"1"或"0")，该刷新指 示符信号1416指示存储器位置600是否需要刷新。
本领域的技术人员将理解，可替换地，第一单元802可以存储低 电压并且第二单元804可以存储高电压，一起代表用于存储器位置800 的"l"数据值(或"O"数据值)，并且可以对应地构造图14的裕量检 查器910。例如，这样一个实施例中，差值阈值电压1410可以具有与 以上例子相反的极性，或者减法器1402可代之以从第二单元电压812 减去第一单元电压808。
图16表示用来检查具有两个单元的存储器位置的裕量检查器 910的另一个实施例。图16的裕量检查器910的操作如下结合图15 表示的电压所描述。如图16所示，裕量检查器910包括高裕量检查 器1602和低裕量检查器1604。高裕量检查器1602接收第一单元802 的第一单元电压808，并且第二裕量检查器1604接收第二单元804的 第二单元电压812。高裕量检查器1602用来检查第一单元电压808的 电压裕量，并且低裕量检查器1604用来检查第二单元电压812的电 压裕量。
如图16所示，高裕量检查器1602包括接收第一阈值电压1502 的第一比较器1608，第一阈值电压1502的例子表示在图15。高裕量 检查器1602把第一单元电压808与第一阈值电压1502相比较。如果 第一单元电压808大于第一阈值电压1502，那么适当的高电压裕量保 持在第一单元802中。第一比较器1608输出高电压裕量指示符信号 1620 (例如，"l"或"O，，)，其指示第一单元电压808是否大于第一阈 值电压1502。
低裕量检查器1604包括接收第二阈值电压1504的第二比较器 1612。低裕量检查器1604把第二单元电压812与第二阈值电压1504 相比较，第二阈值电压1504的例子表示在图15。如果第二单元电压812大于第二阈值电压1504，那么适当的低电压裕量保持在第二单元 804中。第二比较器1612输出低电压裕量指示符信号1624(例如，"1" 或"0")，其指示第二单元电压812是否低于笫二阈值电压1504。
例如，如图15所示，第一单元802的第一单元电压808在靠近 电压上限806的较高电压电平，并且第二单元804的第二单元电压812 在靠近电压下限810的较低电压电平。如图15所示，第一单元电压 808正在随着时间漂移得更低，并且第二单元电压812正在随着时间 漂移得更高。在某一时间，如果放任其而未检查，则第一和第二单元 电压808和812将漂移，直到丢失在存储器位置800中存储的数据。
第一比较器1608比较第一阈值电压1502和第一单元电压808。 在图15的例子中，第一阈值电压1502大于第一单元电压808。因而， 比较器1608输出高电压裕量指示符信号1620,其指示需要第一单元 802的刷新。同样，第二比较器1612比较第二阈值电压1504和第二 单元电压812。在图15的例子中，第二阈值电压1504小于第二单元 电压812。因而，比较器1612输出低电压裕量指示符信号1624，其 指示需要第二单元804的刷新。
注意，在实施例中，第一和第二阈值电压1502和15(M是永久存 储在IC 306中的值。在另一个实施例中，第一和第二阈值电压"02 和1504可以作为验证命令904的参数被接收，因而可以是可变的， 如由读取器104确定。
处理高和低电压裕量指示符信号1620和1624的逻辑部分是可选 的。例如，当数据"l"值存储在存储器位置800中时用来检查存储器 位置800的第一裕量检查器910存在，并且当数据"O"值存储在存储 器位置800中时用来检查存储器位置800的第二裕量检查器910存在 时，这个逻辑部分可以存在。范例的逻辑部分表示在图16，包括第一 逻辑部分1614、第二逻辑部分1616及第三逻辑部分1618。
笫一逻辑部分1614接收高电压裕量指示符信号1620和使能信号 1622。第二逻辑部分1616接收低电压裕量指示符信号1624和使能信 号1622。使能信号1622使第一逻辑部分1614能够处理高电压裕量指示符信号1620并且使第二逻辑部分1616能够处理低电压裕量指示符 信号1624。例如，当"l"比特值先前存储在存储器位置800中时，使 能信号1622使能第一和第二逻辑部分1614和1616。如果"0，，值先前 存储在存储器位置800中，则不使能第一和第二逻辑部分1614和 1616，并且第二裕量检查器(在图16未显示)可以对存储器位置800 操作。第二裕量检查器可以配置为检查在存储器位置600中先前存储 的数据"O"值是否不再具有可接受的差值电压裕量。
如杲使能第一和第二逻辑部分1614和1616，第一逻辑部分1614 处理高电压裕量指示符信号1620，并输出第一刷新指示符信号1626 (例如，"1"或"0"),第一刷新指示符信号1626指示第一单元802 是否需要刷新。第二逻辑部分1614处理低电压裕量指示符信号1624， 并输出第二刷新指示符信号1628 (例如，"1"或"0")，第二刷新指示 符信号1628指示第二单元804是否需要刷新。
第三逻辑部分1618接收第一和第二刷新指示符信号1626和 1628，并输出存储器位置800是否需要刷新的指示。例如，如果第一 和第二刷新指示符信号1626和1628的任一个或两个都指示它们的相 应单元需要刷新，则第三逻辑部分1618输出指示存储器位置800(即， 单元802和804两者)需要刷新的刷新指示符信号1630。
替换实施例中，第一单元802基于第一刷新指示符信号1626被 刷新，并且第二单元804基于第二刷新指示符信号1628被刷新。在 其它方面，在实施例中，在某些情形下，第一和第二单元802和804 之一可被刷新，而另一个单元不被刷新。
本领域的技术人员将理解，替换地，第一单元802可以存储低电 压并且第二单元804可以存储高电压， 一起代表用于存储器位置800 的"l"数据值(或"O，，数据值)，并且可以对应地构造图16的裕量检 查器910。例如，这样的实施例中，第一和第二阈值电压1502和1504 的极性可以交换。
标签存储器刷新实施例
图11的步骤1106可以以任何方式实施。例如，图17表示流程图1700，提供在标签中用来进行图11的步骤1106的范例步骤。其它 结构和操作实施例对本领域的技术人员基于如下讨论将是显而易见 的。
流程图1700从步骤1702开始。在步骤1702，发射用于刷新在 存储器中存储的数据的请求。例如，如图9所示，标签102把应答信 号916发射到读取器104。应答信号916提供请求刷新数据的指示。
在步骤1704，接收刷新数据。例如，如图9所示，标签102从 读取器104接收第二发射信号918。第二发射信号918包括刷新数据。
在步骤1706，接收的刷新数据被编程到存储器中。例如，刷新 数据被输入到存储器502以重写/刷新特定存储器位置，甚至包括存储 器502的全部。比如，如图12所示，用于存储器位置600的刷新数 据可以经数据输入1214由存储器位置600接收。如图14和16所示， 用于存储器位置800的刷新数据可以经第一和第二单元数据输入1418 和1420由存储器位置800接收。
注意在替换实施例中，刷新数据不从读取器104请求。相反，在 存储器位置中存储的数据被读取，并且循环返回存储器位置的数据输 入以刷新所述数据。例如，在图12的实施例中，电压704的数据值 经数据输入1214被输入回存储器位置600。在图14和16的实施例中， 第一和第二单元电压808和812的值经第一和第二单元数据输入H18 和1420输入回存储器位置800。因而，这样的实施例中，刷新数据可 以不必由读取器104提供。此外，这样的实施例中，可以不需要图9 的刷新请求器912。
结论
尽管以上已经描述了本发明的各种实施例，但应该理解，它们已 经仅通过例子和没有限制地呈现。对于本领域的技术人员显而易见的 是其中可进行形式和细节的各种变更，而不脱离本发明的精神和范 围。因而，本发明的广度和范围不应该由上述范例实施例的任一个限 制，而是应该仅按照如下权利要求书和其等效物来限定。
权利要求
1. 一种用于射频标识(RFID)标签的非易失存储器中存储的数据的保持的方法，包括在标签接收命令以验证数据保持；确定在标签的非易失存储器的存储器位置中是否存在期望的电压裕量；及如果确定所述期望的电压裕量不存在，刷新在非易失存储器中存储的数据。
2. 权利要求1所述的方法，其中所述命令由读取器根据EPC Gen 2通信协议发射，其中所述命令是CUSTOM命令，其中所述接收包 括在标签接收CUSTOM命令。
3. 权利要求1所述的方法，其中所述接收包括 接收阈值电压裕量参数。
4. 权利要求1所述的方法，其中所述确定包括 把所述存储器位置中存在的电压裕量与阈值电压裕量相比较。
5. 权利要求1所述的方法，其中所述存储器位置是具有第一单元 和第二单元的两单元存储器位置，其中所述两单元存储器位置存储一个比特数据，所述确定包括把第一单元存储的第一电压与第二单元存储的第二电压之差与阈值电压裕量相比较o
6. 权利要求1所迷的方法，在所述接收之前还包括 从第一读取器接收标识号，以及把接收的标识号编程到所述非易失存储器中。
7. 权利要求6所述的方法，其中所述接收包括 从第二读取器接收所述命令。
8. 权利要求1所述的方法，其中所述刷新包括 发射请求以刷新在非易失存储器中存储的数据；接收刷新数据；以及把接收的刷新数据编程到非易失存储器中。
9，一种射频标识(RFID)标签，包括 基片；基片上的天线；及安装到基片上的集成电路(IC)模片；其中IC模片包括非易失存储器和裕量检查器，其中裕量检查器 确定在非易失存储器的存储器位置中是否存在期望的电压裕量。
10. 权利要求9所述的RFID标签，其中裕量检查器响应于所接 收的验证数据保持的命令，确定是否存在所述期望的电压裕量。
11. 权利要求9所述的RFID标签，其中如果裕量检查器确定所 述期望的电压裕量不存在，则刷新在非易失存储器中存储的数据。
12. 权利要求9所述的RFID标签，还包括刷新请求器，如果裕量检查器确定所述期望的电压裕量不存在， 所述刷新请求器发射对刷新数据的请求以刷新在非易失存储器中存 储的数据。
13. 权利要求12所述的RFID标签，其中所述刷新数据在响应于 所发射的请求被接收之后，被编程到非易失存储器中。
14. 权利要求10所述的RFID标签，其中所述命令由读取器根据 EPC Gen 2通信协议发射，其中所述命令是CUSTOM命令。
15. 权利要求9所述的RFID标签，其中裕量检查器包括 比较器，把非易失存储器的存储器位置中存在的电压裕量与阈值电压裕量相比较。
16. 权利要求15所述的RFID标签，其中阈值电压裕量参数是在 验证数据保持的命令中被接收。
17. 权利要求15所述的RFID标签，其中存储器位置是具有第一 单元和第二单元的两单元存储器位置，其中两单元存储器位置存储一个比特数据。
18. 权利要求17所述的RFID标签，其中比较器把第一单元存储的第一电压与第二单元存储的第二电压之差与阈值电压裕量相比较。
19. 权利要求11所述的RFID标签，其中所述数据包括标识号。
20. —种射频标识(RFID)读取器，包括 验证器模块，配置为产生到标签的验证数据保持的命令； 发射器，配置为在第一发射信号中发射所产生的命令； 接收器，配置为从标签接收应答所产生的命令的信号；以及 刷新模块，配置为如果应答信号包括来自标签的刷新请求，则产生刷新数据；以及其中发射器被配置为在第二发射信号中把所迷刷新数据发射到标签。
21. —种远程验证在射频标识(RFID)标签中存储的数据的方法，包括产生验证数据保持的命令； 把所产生的命令在第 一发射信号中发射到标签； 从标签接收应答所产生的命令的信号；及 如果应答信号包括来自标签的刷新请求，则产生刷新数据并把刷 新数据在第二发射信号中发射到标签。
22. —种用于射频标识(RFID)标签的非易失存储器中存储的数 据的保持的方法，包括确定所述标签的非易失存储器的存储器位置中是否存在期望的 电压裕量；以及如果确定所述期望的电压裕量不存在，则刷新在非易失存储器中 存储的数据。
全文摘要
描述用来监视和刷新在射频标识(RFID)标签中存储的数据的方法、系统及设备。检查在标签的存储器中存储的数据的电压裕量。如果电压裕量已经减小到不期望的电平，则刷新在标签中存储的数据。
文档编号G11C7/00GK101443824SQ200780017067
公开日2009年5月27日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年3月16日
发明者乔纳森·法伊弗, 兰德尔·艾伦·德拉戈, 凯文·J·普维尔, 奥米达·罗尚-阿弗沙, 孙明浩, 白春辉, 西奥多·霍基 申请人:讯宝科技公司