(57)【要約】ＲＦＩＤアーキテクチャについて説明する。リーダのネットワーク内に配置することができるリーダにより、ＲＦＩＤタグに対してインタロゲーションが行われる。リーダはシンボルをタグに伝送する。各タグはデータの１つまたは複数のビットを表すシンボルでインタロゲーションに応答する。ＲＦＩＤタグは、アンテナパッド、レシーバ、状態マシーン、チャージポンプ、およびモジュレータを含む。レシーバは、アンテナパッドに結合されている。レシーバはアンテナパッドからシンボルを受信し、受信した信号を出力する。状態マシーンは、受信した信号とストアオペレーティング状態から応答シンボルを判定するように構成されている。モジュレータは、アンテナパッドに結合されている。モジュレータは、受信したシンボルを応答シンボルとともにbackscatter変調するように構成されている。モジュレータは、backscatter変調されたシンボルをアンテナパッドに出力するように構成されている。チャージポンプは、受信した高周波信号を実質的な直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であり、前記ＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態をリーダを使用してコントロールする方法であって、前記オペレーティング状態が複数の可能な状態から選択される方法において、
（ａ）前記オペレーティング状態が現在状態の場合に、前記リーダからシンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信したシンボルと前記現在状態に基づいて前記オペレーティング状態の新しい状態を決定するステップと、
（ｃ）前記現在状態から前記決定された新しい状態に前記オペレーティング状態を遷移させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、ステップ（ｃ）は、
前記オペレーティング状態を、ステップ（ａ）以外のステップにおいて、前記リーダからシンボルを受信せずに、前記現在状態から前記決定された新しい状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２において、さらに、
（ｄ）ステップ（ａ）〜（ｃ）を繰り返すことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、ステップ（ａ）は、
前記受信したシンボルがデータ「０」、データ「１」、またはデータ「ＮＵＬＬ」であることを判定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１において、ステップ（ｃ）は、
前記タグデバイスから前記リーダにシンボルを伝送するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５において、前記リーダに伝送された前記シンボルは、ＩＤ番号の１ビットを含み、
前記伝送するステップは、前記ＩＤ番号の前記ビットを伝送するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１において、さらに、
（ｄ）前記リーダが汎用リードインタロゲーションを実行するか、特定リードインタロゲーションを実行するかに関係なく、ステップ（ａ）〜（ｃ）を実行するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であって、前記ＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態をリーダを使用してコントロールする方法において、
前記リーダからシンボルを受信するステップと、
前記タグデバイスの前記オペレーティング状態について新しい状態を決定する決定ステップであって、
（ａ）前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が第１の状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記第１の状態のままにするステップと、
（ｂ）前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が第２の状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記第１の状態に遷移するステップと、
（ｃ）前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が第４の状態である場合に、前記オペレーティング状態を第３の状態に遷移するステップと、
（ｄ）前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が第５の状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記第１の状態に遷移するステップと
を含む決定ステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８において、前記第１の状態は、コマンド状態であり、
ステップ（ａ）は、
前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が前記コマンド状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記コマンド状態のままにするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８において、前記第１の状態は、コマンド状態であり、
前記第２の状態は、重ね合わせ状態であり、
ステップ（ｂ）は、
前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が前記重ね合わせ状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記コマンド状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８において、前記第３の状態は、ドーマント状態であり、
前記第４の状態は、ツリートラバーサル状態であり、
ステップ（ｃ）は、
前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が前記ツリートラバーサル状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記ドーマント状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８において、前記第１の状態は、コマンド状態であり、
前記第５の状態は、ミュート状態であり、
ステップ（ｄ）は、
前記シンボルを受信したときにオペレーティング状態が前記ミュート状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記コマンド状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８において、前記受信したシンボルは、「ＮＵＬＬ」シンボルであり、前記受信するステップは、
前記リーダから「ＮＵＬＬ」シンボルを受信するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であって、リーダから前記ＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態をコントロールする方法において、
前記リーダからシンボルを受信する受信ステップと、
前記タグデバイスの前記オペレーティング状態について新しい状態を決定する決定ステップであって、
（ａ）前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が第１の状態である場合に、
（１）前記受信したシンボルの値が第１のデータ値である場合に、前記オペレーティング状態を第４の状態に遷移し、
（２）前記受信したシンボルの前記値が第２のデータ値である場合に、前記オペレーティング状態を第２の状態に遷移するステップを実行するステップと、
（ｃ）前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が前記第２の状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記第２の状態のままにするステップと、
（ｄ）前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が前記第４の状態である場合に、
（３）前記受信したシンボルが現在のタグＩＤビットと一致する場合に、前記オペレーティング状態を前記第４の状態のままにし、
（４）前記受信したシンボルが前記現在のタグＩＤビットと一致しない場合に、前記オペレーティング状態を第５の状態に遷移するステップを実行するステップと、
（ｅ）前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が前記第５の状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記第５の状態のままにするステップと
を含む決定ステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４において、前記第１の状態は、コマンド状態であり、
前記第４の状態は、ツリートラバーサル状態であり、
ステップ（ａ）（１）は、
前記受信したシンボルの値が第１のデータ値である場合に、前記オペレーティング状態をツリートラバーサル状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４において、前記第１の状態は、コマンド状態であり、
前記第２の状態は、重ね合わせ状態であり、
ステップ（ａ）（２）は、
前記受信したシンボルの前記値が第２のデータ値である場合に、前記オペレーティング状態を重ね合わせ状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４において、前記第２の状態は、重ね合わせ状態であり、
ステップ（ｃ）は、
前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が前記重ね合わせ状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記重ね合わせ状態のままにするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４において、前記第４の状態は、ツリートラバーサル状態であり、
ステップ（ｄ）（３）は、
前記受信したシンボルが現在のタグＩＤビットと一致する場合に、前記オペレーティング状態を前記ツリートラバーサル状態のままにするステップを含むことを特徴とする方法、
【請求項１９】
請求項１４において、前記第４の状態は、ツリートラバーサル状態であり、
前記第５の状態は、ミュート状態であり、
ステップ（ｄ）（３）は、
前記受信したシンボルが前記現在のタグＩＤビットと一致しない場合に、前記オペレーティング状態をミュート状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１４において、前記第５の状態は、ミュート状態であり、
ステップ（ｅ）は、
前記受信ステップで前記シンボルを受信したときに、前記オペレーティング状態が前記ミュート状態である場合に、前記オペレーティング状態を前記ミュート状態のままにするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１４において、前記第１のデータ値は、「０」シンボルであり、
前記第４の状態は、ツリートラバーサル状態であり、
ステップ（１）は、
（１）前記受信したシンボルの値が「０」シンボルである場合に、前記オペレーティング状態を前記ツリートラバーサル状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１４において、前記第２のデータ値は、「１」シンボルであり、
前記第２の状態は、重ね合わせ状態であり、
ステップ（２）は、
（２）前記受信したシンボルの値が「１」シンボルである場合に、前記オペレーティング状態を前記重ね合わせ状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であり、バイナリトラバーサルを使用してリーダと通信する方法であって、前記タグデバイスがビットパターンをストアしている方法において、
（ａ）前記ビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｂ）前記リーダからシンボルを受信するステップと、
（ｃ）前記現在のシンボルを前記リーダに伝送するステップと、
（ｄ）前記リーダから次のシンボルを受信するステップと、
（ｅ）前記受信した次のシンボルのデータ値が前記伝送された現在のシンボルのデータ値に等しくない場合に、ステップ（ｈ）に進むステップと、
（ｆ）前記受信した次のシンボルの前記データ値が前記伝送された現在のシンボルのデータ値に等しい場合、前記ビットパターンの次のビットを前記現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｇ）ステップ（ｃ）に戻るステップと、
（ｈ）前記バイナリトラバーサルを終了するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３において、ステップ（ｆ）は、
（１）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されたかどうかを判定するステップと、
（２）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されていないと判定したとき、
前記受信した次のシンボルのデータ値が前記伝送された現在のシンボルのデータ値に等しい場合に、前記ビットパターンの次のビットを前記現在のシンボルとして指定するステップを実行するステップと、
（３）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されたと判定した場合に、前記バイナリトラバーサルを終了するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４において、ステップ（３）は、
前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されたと判定した場合に、前記タグデバイスのオペレーティング状態をツリートラバーサル状態からドーマント状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２３において、ステップ（ｈ）は、
前記タグデバイスのオペレーティング状態をツリートラバーサル状態からミュート状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２３において、前記ビットパターンはタグＩＤ番号であり、
ステップ（ａ）は、
（ａ）前記タグＩＤ番号の第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であり、リーダによるインタロゲーションに応答する方法であって、前記ビットパターンがＩＤ番号部分を含む方法において、
（ａ）前記ビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｂ）前記リーダから第１のシンボルを受信するステップと、
（ｃ）前記現在のシンボルを前記リーダに伝送するステップと、
（ｄ）前記リーダから次のシンボルを受信するステップと、
（ｅ）前記受信した次のシンボルが「ＮＵＬＬ」シンボルの場合、インタロゲーションを終了するステップと、
（ｆ）前記受信した次のシンボルのデータ値が前記伝送された現在のシンボルのデータ値に等しくない場合に、前記インタロゲーションを終了するステップと、
（ｇ）前記受信した次のシンボルのデータ値が前記伝送された現在のシンボルのデータ値に等しい場合、前記ビットパターンの次のビットを前記現在のシンボルとして指定するステップを実行するステップと、
（ｈ）ステップ（ｃ）に戻るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８において、ステップ（ｇ）は、
（１）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されたかどうかを判定するステップと、
（２）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されていないと判定した場合に、ステップ（ｃ）に戻るステップと、
（３）前記ビットパターンの全てのビットが前記リーダに伝送されたと判定した場合に、前記オペレーティング状態を前記第１の状態に遷移するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２８において、前記ビットパターンは、センサデータ部分を含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２８において、前記インタロゲーションは、特定リードインタロゲーションであることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２８において、前記インタロゲーションは、汎用リードインタロゲーションであることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２８において、さらに、
（ｉ）ステップ（ｂ）で前記第１のシンボルを受信した後に前記オペレーティング状態をツリートラバーサル状態に遷移するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
ビットパターンをストアする手段と、
リーダによるインタロゲーションに応答する手段であって、バイナリトラバーサルアルゴリズムを使用して、前記リーダから受信したシンボルを前記ビットパターンの一部と比較する手段を備え、前記リーダから受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」シンボルの場合に、前記インタロゲーションが含まれる手段と、
データを前記リーダに伝送する手段と
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項３５】
タグデバイス群内の特定のＲＦＩＤタグデバイスを識別する方法において、
前記ＲＦＩＤタグデバイスは、ユニークなタグＩＤビットパターンと第２のビットパターンをストアし、
（ａ）ホストシステムから目的のタグＩＤビットパターンを受信するステップと、
（ｂ）前記目的のタグＩＤビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｃ）前記現在のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｄ）前記目的のタグＩＤビットパターン内に次のビットが存在するかどうかを判定するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）で前記次のビットが存在していないと判定された場合に、ステップ（ｇ）に進むステップと、
（ｆ）ステップ（ｄ）で前記次のビットが存在していると判定された場合に、前記次のビットを前記現在のシンボルとして指定し、ステップ（ｃ）に戻るステップと、
（ｇ）前記タグデバイス群からシンボルを受信するステップと、
（ｈ）前記受信したシンボルの論理値をアキュムレータ内にビットパターンの１ビットとしてストアするステップと、
（ｉ）ステップ（ｈ）でストアされた前記ビットが前記アキュムレータ内の前記ビットパターンの最後のビットかどうかを判定するステップと、
（ｊ）ステップ（ｉ）で、ステップ（ｈ）でストアした前記ビットが前記最後のビットであると判定された場合、ステップ（ｌ）に進むステップと、
（ｋ）ステップ（ｉ）で、ステップ（ｈ）でストアした前記ビットが前記最後のビットでないと判定された場合、ステップ（ｈ）で前記現在のシンボルとしてストアされている前記ビットを伝送し、ステップ（ｇ）に戻るステップと、
（ｌ）予想されるビットパターンを前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンと比較するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５において、ステップ（１）は、
（１）前記予想されるビットパターンが前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンと同一のである場合に、前記特定のタグが識別されたことを示すステップと、
（２）前記予想されるビットパターンが前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンと同一のでない場合に、前記特定のタグが識別されていないことを示すステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
ＲＦＩＤリーダにおける方法であって、タグデバイス群内の複数のタグデバイスへのインタロゲーションを行う方法において、
（ａ）アキュムレータにストアされているビットパターンを初期化するステップと、
（ｂ）カウンタ値を初期化するステップと、
（ｃ）第１のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｄ）前記複数のタグから少なくとも１つのシンボルを受信したかどうかを判定するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）で、少なくとも１つのシンボルを受信していないと判定された場合、ステップ（ｌ）に進むステップと、
（ｆ）前記受信した少なくとも１つのシンボルに対応する論理値を前記アキュムレータ内に前記ビットパターンの１ビットとしてストアするステップと、
（ｇ）前記カウンタ値をインクリメントするステップと、
（ｈ）前記カウンタ値が所定の限界値に等しい場合、ステップ（ｌ）に進むステップと、
（ｉ）ステップ（ｄ）で受信すると判定された前記少なくとも１つのシンボルに基づいて次のシンボルを決定するステップと、
（ｊ）前記次のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｋ）ステップ（ｄ）に進むステップと、
（ｌ）前記ビットパターンをホストシステムに伝送するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３７において、さらに、
（ｍ）前記ビットパターンがステップ（ｌ）において空でなければ、ステップ（ａ）〜（ｌ）を繰り返すステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３７において、前記少なくとも１つのシンボルは、可能なシンボルのセットに含まれ、
前記可能なシンボルのセットは、データ「０」およびデータ「１」を含み、
ステップ（ｄ）は、
前記可能なシンボルのセットに含まれる前記少なくとも１つのシンボルを前記複数のタグから受信したかどうかを判定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３７において、前記第１のシンボルは、データ「ＮＵＬＬ」であり、
ステップ（ｃ）は、
前記データ「ＮＵＬＬ」を前記複数のタグに伝送するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項３７において、ステップ（ｉ）で決定された前記次のシンボルは、データ「０」またはデータ「１」であり、
本方法は、前記データ「０」またはデータ「１」を前記複数のタグに伝送するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
ＲＦＩＤリーダの方法であって、複数のタグデバイスへのインタロゲーションを行う方法において、
（ａ）ホストシステムからＩＤ番号を受信するステップと、
（ｂ）前記ＩＤ番号の前記第１のビットを現在のビットとして指定するステップと、
（ｃ）第１のシンボルを前記複数のタグデバイスに伝送するステップと、
（ｄ）前記現在のビットから次のシンボルを判定するステップと、
（ｅ）前記次のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｆ）前記ＩＤ番号に次のビットが存在するかどうかを判定するステップと、
（ｇ）ステップ（ｆ）で、前記次のビットが存在していないと判定された場合、ステップ（ｊ）に進むステップと、
（ｈ）前記ＩＤ番号の前記次のビットを前記現在のビットとして指定するステップと、
（ｉ）ステップ（ｄ）に進むステップと、
（ｊ）前記複数のタグからシンボルのセットの中の少なくとも１つのシンボルを受信したかどうかを判定するステップと、
（ｋ）ステップ（ｉ）で、少なくとも１つのシンボルを受信していなかったと判定された場合、前記ＩＤ番号が存在していないことを前記ホストシステムに通知するステップと、
（ｌ）ステップ（ｉ）で、少なくとも１つのシンボルを受信したと判定された場合、前記ＩＤ番号が存在していることを前記ホストシステムに通知するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４３】
ＲＦＩＤリーダにおける方法であって、複数のタグデバイスへのインタロゲーションを行う方法において、
（ａ）ホストシステムからＩＤ番号を受信するステップと、
（ｂ）前記ＩＤ番号の前記第１のビットを現在のビットとして指定するステップと、
（ｃ）第１のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｄ）前記現在のビットから次のシンボルを判定するステップと、
（ｅ）前記次のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｆ）前記ＩＤ番号に次のビットが存在するかどうかを判定するステップと、
（ｇ）ステップ（ｆ）で、前記次のビットが存在していないと判定された場合、ステップ（ｊ）に進むステップと、
（ｈ）前記次のビットを前記現在のビットとして指定するステップと、
（ｉ）ステップ（ｄ）に進むステップと、
（ｊ）アキュムレータにストアされているビットパターンを初期化するステップと、
（ｋ）カウンタ値を初期化するステップと、
（ｌ）前記複数のタグからシンボルのセットの中の少なくとも１つのシンボルを受信したかどうかを判定するステップと、
（ｍ）ステップ（ｌ）で、少なくとも１つのシンボルを受信していないと判定された場合、ステップ（ｔ）に進むステップと、
（ｎ）前記受信した少なくとも１つのシンボルに対応する論理値を前記アキュムレータ内に前記ビットパターンの１ビットとしてストアするステップと、
（ｏ）前記カウンタ値をインクリメントするステップと、
（ｐ）前記カウンタ値が所定の限界値に等しい場合、ステップ（ｔ）に進むステップと、
（ｑ）ステップ（ｌ）で受信すると判定された前記少なくとも１つのシンボルに基づいて次のシンボルを決定するステップと、
（ｒ）前記次のシンボルを前記複数のタグに伝送するステップと、
（ｓ）ステップ（ｌ）に進むステップと、
（ｔ）前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンが予想されるビットパターンと等しいか判定するステップと、
（ｕ）ステップ（ｔ）で、前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンが前記予想されるビットパターンに等しいと判定された場合、前記ＩＤ番号が存在していることを前記ホストシステムに通知するステップと、
（ｖ）ステップ（ｔ）で、前記アキュムレータにストアされている前記ビットパターンが前記予想されるビットパターンに等しくないと判定された場合、前記ＩＤ番号が存在していないことを前記ホストシステムに通知するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４４】
タグデバイス群にインタロゲーションを行う方法において、
（ａ）ビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｂ）前記現在のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｃ）信号を受信するステップと、
（ｄ）前記タグ群から伝送されたシンボルが前記受信された信号内に存在するかどうかを判定するステップと、
（ｅ）前記タグ群から伝送された前記シンボルが前記受信された信号内に存在しない場合、ステップ（ｇ）に進むステップと、
（ｆ）前記タグ群から伝送された前記シンボルが前記受信された信号内に存在する場合に、
前記タグ群から伝送された前記シンボルの論理値をビットとしてレジスタにストアし、
前記タグ群から伝送された前記シンボルの前記論理値を前記現在のシンボルとして指定し、
ステップ（ｂ）に戻るステップと、
（ｇ）前記レジスタにビットがストアされていない場合、オペレーションを終了するステップと、
（ｈ）前記レジスタに１つまたは複数のビットがストアされている場合、ＮＵＬＬシンボルを伝送し、レジスタをクリアし、ステップ（ａ）に戻るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４５】
ＲＦＩＤタグデバイスにおける方法であり、リーダによるインタロゲーションに応答する方法であって、前記タグデバイスがビットパターンをストアする方法において、
（ａ）前記ビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｂ）前記リーダからシンボルを受信するステップと、
（ｃ）前記受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」シンボルの場合、インタロゲーションを終了するステップと、
（ｄ）前記受信したシンボルのデータ値が前記現在のシンボルのデータ値に等しくない場合に、ステップ（ｆ）に進むステップと、
（ｅ）前記受信したシンボルのデータ値が前記現在のシンボルのデータ値に等しい場合、前記現在のシンボルを前記リーダに伝送するステップと、
（ｆ）前記ビットパターンの次のビットを前記現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｇ）ステップ（ｂ）に戻るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４６】
リーダにおける方法であり、ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行う方法であって、前記ＲＦＩＤタグデバイスにビットパターンをストアし、前記ビットパターンがＩＤ番号部分を含む方法において、
（ａ）カウンタにストアされている値を初期化するステップと、
（ｂ）レジスタを初期化するステップと、
（ｃ）第１のデータ値を表す第１のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｄ）前記第１のシンボルへの少なくとも１つの応答を前記タグ群から受信したかどうかを判定するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）で前記少なくとも１つの応答が受信されると判定された場合、前記第１のシンボルへの少なくとも１つの応答を受信したことが前記レジスタ内のビット位置で示され、前記ビット位置は前記カウンタにストアされている値に等しい、ステップと、
（ｆ）ステップ（ｅ）の前記ビット位置が前記レジスタ内の最後のビット位置の場合、ステップ（ｇ）〜（ｉ）をスキップするステップと、
（ｇ）前記カウンタにストアされている前記値をインクリメントするステップと、
（ｈ）前記第１のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｉ）ステップ（ｄ）に戻るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４６において、さらに、
（ｊ）信号を伝送して前記タグ群を初期化するステップと、
（ｋ）前記カウンタにストアされている前記値を初期化するステップと、
（ｌ）第２のレジスタを初期化するステップと、
（ｍ）第２のデータ値を表す第２のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｎ）前記第２のシンボルへの少なくとも１つの応答を前記タグ群から受信したかどうかを判定するステップと、
（ｏ）ステップ（ｄ）で前記少なくとも１つの応答が受信されると判定された場合、前記第２のシンボルへの前記少なくとも１つの応答を受信したことが前記第２のレジスタ内のビット位置で示され、前記ビット位置は前記カウンタにストアされている前記値に等しい、ステップと、
（ｐ）ステップ（ｏ）の前記ビット位置が前記第２のレジスタ内の最後のビット位置の場合、ステップ（ｑ）〜（ｓ）をスキップするステップと、
（ｑ）前記カウンタにストアされている前記値をインクリメントするステップと、
（ｒ）前記第２のシンボルを前記タグデバイス群に伝送するステップと、
（ｓ）ステップ（ｄ）に戻るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７において、前記第１のレジスタのビット長は、前記ビットパターンの長さに等しく、
前記第２のレジストのビット長は、前記ビットパターンの長さに等しく、
本方法は、さらに、
（ｔ）前記第１のレジストを前記第２のレジスタと比較するステップと、
（ｕ）ステップ（ｔ）の前記比較から、前記タグデバイス群内のタグデバイスを識別するために必要な減らしたビット数を判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４９】
ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行うリーダであって、前記タグデバイス群内の各ＲＦＩＤタグデバイスはＩＤビットパターンをストアし、前記ストアされているＩＤビットパターンは前記ＲＦＩＤタグデバイス群内の全てのＲＦＩＤタグデバイスについて同一の論理値を有する少なくとも１つの共通ビット位置を含むリーダにおいて、
ビットパターンマスクをストアする手段であって、前記ストアされているビットパターンマスクのビット長が前記ストアされているＩＤビットパターンの前記ビット長に等しく、前記ストアされているビットパターンマスクが前記少なくとも１つの共通ビット位置を示す手段と、
第１のビットを第１のシンボルとして前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する手段であって、前記第１のビットが前記ストアされているＩＤビットパターンの前記ビット長内の第１のビット位置に対応する手段と、
前記ＲＦＩＤタグデバイス群から少なくとも１つのシンボルを受信する手段と、
前記ビットパターンマスクに関して前記ＲＦＩＤタグデバイス群から受信した前記少なくとも１つのシンボルを分析する手段と、
前記次のビットをシンボルとして前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する手段と
を備えたことを特徴とするリーダ。
【請求項５０】
ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行うリーダであって、前記ＲＦＩＤタグデバイスにビットパターンをストアし、前記ビットパターンがＩＤ番号部分を含むリーダにおいて、
値がストアされるカウンタと、
レジスタと、
第１の論理値を表す第１のシンボルを前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する手段と、
前記第１のシンボルへの少なくとも１つの応答が前記ＲＦＩＤタグデバイス群から受信されたかどうかを判定する手段であって、前記少なくとも１つの応答が受信されると判定された場合、前記第１のシンボルへの少なくとも１つの応答を受信したことが前記レジスタ内のビット位置で示され、前記ビット位置が前記カウンタにストアされている前記値に等しい手段と、
前記カウンタにストアされている前記値をインクリメントする手段と
を備えたことを特徴とするリーダ。
【請求項５１】
リーダにおける方法であり、ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行う方法であって、前記ＲＦＩＤタグデバイス群内の各ＲＦＩＤタグデバイスはＩＤビットパターンをストアし、前記ストアされているＩＤビットパターンが前記ＲＦＩＤタグデバイス群内の全てのＲＦＩＤタグデバイスについて同一の論理値を有する少なくとも１つの共通ビット位置を含むリーダにおいて、
（ａ）ビットパターンマスクをストアするステップであって、前記ストアされているビットパターンマスクのビット長が前記ストアされているＩＤビットパターンの前記ビット長に等しく、前記ストアされているビットパターンマスクが前記少なくとも１つの共通ビット位置を示すステップと、
（ｂ）第１のビットを第１のシンボルとして前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送するステップであって、前記第１のビットが前記ストアされているＩＤビットパターンの前記ビット長内の第１のビット位置に対応するステップと、
（ｃ）前記ＲＦＩＤタグデバイス群から少なくとも１つのシンボルを受信するステップと、
（ｄ）次のビット位置が前記ストアされているＩＤビットパターンの前記ビット長に存在しない場合、ステップ（ｅ）〜（ｆ）をスキップするステップと、
（ｅ）前記マスクが前記次のビット位置を共通ビット位置として示すかどうかを判定するステップと、
（ｆ）ステップ（ｅ）で、前記マスクが前記次のビット位置を共通ビット位置として示さないと判定した場合に、
（１）前記次のビットをシンボルとして前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送し、
（２）ステップ（ｃ）に戻るステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項５１において、さらに、
（ａ１）ステップ（ａ）の前に、重ね合わせ分析を実行して前記ビットパターンマスクを生成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５２において、さらに、
（ａ１）ステップ（ａ）の前に、前記ＲＦＩＤタグデバイス群に関係する情報を分析して前記ビットパターンマスクを生成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
リーダにおける方法であり、ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行う方法であって、各ＲＦＩＤタグデバイスに等しいビット長のＩＤ番号をストアする方法において、
（ａ）前記ＲＦＩＤタグデバイス群の全てのＲＦＩＤタグデバイスの前記ＩＤ番号のビットの共通部分セットである第１のビットパターンを受信するステップと、
（ｂ）カウンタ値を、前記ＩＤ番号のビット長から、ステップ（ａ）で受信した前記第１のビットパターンの前記長さを減算して得られた値に初期化するステップと、
（ｃ）アキュムレータ内の第２のビットパターンを初期化するステップと、
（ｄ）第１のシンボルを複数のＲＦＩＤタグデバイスに伝送するステップと、
（ｅ）前記複数のＲＦＩＤタグデバイスからシンボルのセットの中の少なくとも１つのシンボルを受信したかどうかを判定するステップと、
（ｆ）ステップ（ｅ）で、少なくとも１つのシンボルを受信していないと判定された場合、ステップ（ｍ）に進むステップと、
（ｇ）前記受信した少なくとも１つのシンボルに対応する論理値を前記アキュムレータ内に前記第２のビットパターンの１ビットとしてストアするステップと、
（ｈ）前記カウンタ値をデクリメントするステップと、
（ｉ）前記カウンタ値が０に等しい場合、ステップ（ｍ）に進むステップと、
（ｊ）ステップ（ｅ）で受信すると判定された前記少なくとも１つのシンボルに基づいて次のシンボルを決定するステップと、
（ｋ）前記次のシンボルを前記複数のＲＦＩＤタグデバイスに伝送するステップと、
（ｌ）ステップ（ｅ）に進むステップと、
（ｍ）前記第１のビットパターンと前記第２のビットパターンを組み合わせて第３のビットパターンを形成するステップと、
（ｎ）前記第３のビットパターンをホストシステムに伝送するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５４において、ステップ（ａ）は、
前記リーダ内の前記第１のビットパターンを計算するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５４において、前記ビットパターンは、前記ホストシステム内で計算され、
ステップ（ａ）は、前記ホストシステムから前記第１のビットパターンを受信するステップを備えた
ことを特徴とする方法。
【請求項５７】
請求項５４において、ステップ（ｍ）は、前記第１のビットパターンを前記第２のビットパターンに付加して前記第３のビットパターンを形成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５８】
ＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行って第１のＲＦＩＤタグデバイスおよび第２のＲＦＩＤタグデバイスが存在することを判定する方法であって、前記第１のＲＦＩＤタグデバイスが第１のビット長Ｎの第１のタグＩＤビットパターンをストアし、前記第２のＲＦＩＤタグデバイスが第２のビット長Ｍの第２のタグＩＤビットパターンをストアする方法において、
（ａ）前記第１のＩＤビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｂ）前記現在のシンボルを前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送するステップと、
（ｃ）前記ＲＦＩＤタグデバイス群から少なくとも１つのシンボルを受信するステップと、
（ｄ）前記受信したシンボルの論理値をレジスタ内にビットとしてストアするステップと、
（ｅ）前記レジスタがＮビットをストアするように前記第１のＩＤビットパターンの追加ビットごとにステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項５９】
請求項５８において、前記ストアされたＮビットは、前記第１のタグＩＤビットパターンに等しいことを特徴とする方法。
【請求項６０】
請求項５８において、さらに、
（ｆ）前記ストアされているＮビットをホストシステムに供給するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項５８において、さらに、
（ａ１）ステップ（ａ）の前に、ホストシステムから前記第１のＩＤビットパターンを受信するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項５８において、さらに、
（ｆ）「ＮＵＬＬ」シンボルを前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送するステップと、
（ｇ）前記レジスタを初期化するステップと、
（ｈ）前記第２のＩＤビットパターンの第１のビットを前記現在のシンボルとして指定するステップと、
（ｉ）前記現在のシンボルを前記ＲＦＩＤタグデバイス群に伝送するステップと、
（ｊ）前記ＲＦＩＤタグデバイス群から少なくとも１つのシンボルを受信するステップと、
（ｋ）前記受信したシンボルの論理値をレジスタ内にビットとしてストアするステップと、
（ｌ）前記レジスタがＭビットをストアするように前記第２の識別パターンの追加ビットごとにステップ（ｈ）〜（ｋ）を繰り返すステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６２において、前記ストアされたＭビットは、前記第２のタグＩＤビットパターンに等しいことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６２において、さらに、
（ｍ）前記ストアされているＭビットをホストシステムに供給するステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６２において、さらに、
（ｈ１）ステップ（ｈ）の前に、ホストシステムから前記第２のＩＤビットパターンを受信するステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項６６】
第１のアンテナパッドと、
第２のアンテナパッドと、
前記第１のアンテナパッドに結合されている第１のモジュレータであって、応答シンボルとともに前記第１のアンテナパッドから受信した第１のシンボルをbackscatter変調するように構成された第１のモジュレータであり、前記backscatter変調された第１のシンボルを前記第１のアンテナパッドに出力するように構成されている第１のモジュレータと、
前記第２のアンテナパッドに結合されている第２のモジュレータであって、前記応答シンボルとともに前記第２のアンテナパッドから受信した第２のシンボルをbackscatter変調するように構成された第２のモジュレータであり、前記backscatter変調された第２のシンボルを前記第２のアンテナパッドに出力するように構成されている第２のモジュレータと
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤ ＩＣ。
【請求項６７】
請求項６６において、さらに、前記第１のアンテナパッドに結合されている第１のレシーバであって、前記第１のアンテナパッドから前記第１のシンボルを受信する前記第１のレシーバであり、第１の受信した信号を出力する第１のレシーバと、
前記第２のアンテナパッドに結合されている第２のレシーバであって、前記第２のアンテナパッドから前記第２のシンボルを受信する前記第２のレシーバであり、第２の受信した信号を出力する第２のレシーバと
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項６８】
請求項６７において、さらに、前記第１の受信した信号と前記第２の受信した信号を受信し、前記応答シンボルを生成するように構成されている状態マシーンを備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項６９】
請求項６８において、さらに、タグＩＤ番号をストアするデータプログラミングユニットを備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７０】
請求項６９において、前記状態マシーンは、前記ストアされているタグＩＤ番号をリードするように構成され、
前記状態マシーンは、前記第１の受信した信号、前記第２の受信した信号、および前記リードタグＩＤ番号のビットを使用して前記応答シンボルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７１】
アンテナパッドと、
前記アンテナパッドに結合されているモジュレータであって、応答シンボルとともに前記アンテナパッドから受信したシンボルをbackscatter変調するように構成されたモジュレータであり、前記backscatter変調されたシンボルを前記アンテナパッドに出力するように構成されているモジュレータと
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７２】
請求項７１において、さらに、前記アンテナパッドに結合されているレシーバであって、前記レシーバは前記アンテナパッドから前記シンボルを受信するレシーバであり、受信した信号を出力するレシーバを備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７３】
請求項７２において、さらに、前記受信した信号を受信し、前記応答シンボルを生成するように構成されている状態マシーンを備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７４】
請求項７３において、さらに、タグＩＤ番号をストアするデータプログラミングユニットを備えたことを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７５】
請求項７４において、前記状態マシーンは、前記ストアされているタグＩＤ番号をリードするように構成されるとともに、前記受信した信号および前記リードタグＩＤ番号のビットを使用して前記応答シンボルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤ  ＩＣ。
【請求項７６】
第１のアンテナと、
第２のアンテナと、
前記第１のアンテナに結合されている第１のレシーバであって、前記第１のアンテナから第１のシンボルを受信するように構成され、第１の受信した信号を発生するように構成されている第１のレシーバと、
前記第１のアンテナに結合されている第１のモジュレータであって、前記第１のモジュレータは応答シンボルとともに前記受信した第１のシンボルをbackscatter変調するように構成され、前記backscatter変調された第１のシンボルは前記第１のアンテナに出力される第１のモジュレータと、
前記第２のアンテナに結合されている第２のレシーバであって、前記第２のレシーバは前記第２のアンテナから第２のシンボルを受信するように構成され、前記第２のレシーバは第２の受信した信号を発生するように構成されている第２のレシーバと、
前記第２のアンテナに結合されている第２のモジュレータであって、前記第２のモジュレータは前記応答シンボルとともに前記受信した第２のシンボルをbackscatter変調するように構成され、前記backscatter変調された第２のシンボルは前記第２のアンテナに出力される第２のモジュレータと、
前記データプログラミングユニットおよび前記第１および前記第２のレシーバに結合されている状態マシーンと
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項７７】
請求項７６において、前記状態マシーンは、前記第１のレシーバから前記第１の受信した信号を受信し、前記第２のレシーバから前記第２の受信した信号を受信するように構成されるとともに、前記応答シンボルを発生することを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項７８】
請求項７７において、さらに、タグＩＤ番号をストアするデータプログラミングユニットを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項７９】
請求項７８において、前記状態マシーンは、前記ストアされているタグＩＤ番号をリードするように構成されるとともに、前記受信した信号および前記リードタグＩＤ番号のビットを使用して前記応答シンボルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項８０】
アンテナと、
前記アンテナに結合されているレシーバであって、前記レシーバは前記アンテナからシンボルを受信するように構成されるとともに、受信した信号を発生するように構成されているレシーバと、
前記アンテナに結合されているモジュレータであって、応答シンボルとともに前記受信したシンボルをbackscatter変調するように構成されたモジュレータであり、前記backscatter変調されたシンボルは前記アンテナに出力されるモジュレータと、
前記データプログラミングユニットおよび前記レシーバに結合されている状態マシーンと
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項８１】
請求項８０において、前記状態マシーンは、前記レシーバから前記受信した信号を受信するように構成されるとともに、前記応答シンボルを発生することを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項８２】
請求項８１において、さらに、タグＩＤ番号をストアするデータプログラミングユニットを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項８３】
請求項８２において、前記状態マシーンは、前記ストアされているタグＩＤ番号をリードするように構成されるとともに、前記受信した信号および前記リードタグＩＤ番号のビットを使用して前記応答シンボルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項８４】
高周波信号を受信できる入力を備える基板と、
前記入力に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号を実質的な直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されている第１のチャージポンプと、
ビットパターンをストアする手段と、
前記入力に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号からデータをリカバーすることができるデータリカバリ回路と、
前記入力に結合され、前記基板上に配置され、前記入力のインピーダンスを修正することができ、コントロール信号に応答するbackscatterスイッチと、
前記基板上に配置され、前記データリカバリ回路により復元された前記データに応答し、前記データへの応答として前記backscatterスイッチに対し前記コントロール信号を発生する状態マシーンと、
前記ビットパターン内のビットをリーダから受信したシンボルと比較するバイナリトラバーサルアルゴリズムを使用して前記リーダと通信する手段と
を備え
前記第１のチャージポンプからの前記ＤＣ電圧は、前記データリカバリ回路、前記backscatterスイッチ、および前記状態マシーンのうちの少なくとも１つにパワーを供給する
ことを特徴とするＩＤタグ。
【請求項８５】
請求項８４において、前記通信する手段は、受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」シンボルの場合に、前記バイナリトラバーサルアルゴリズムを終了する手段を含むことを特徴とするタグ。
【請求項８６】
ＲＦＩＤタグデバイスの入力信号で発振器周波数のキャリブレーションを行う方法であって、
（ａ）前記入力信号でキャリブレーション波形サイクルを受け取るステップと、
（ｂ）前記受け取ったキャリブレーション波形の長さ分の間に発生するクロック信号のサイクルごとにカウントワードをインクリメントするステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の正常終了後、前記カウントワードに基づいて前記発振器周波数を調整するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項８７】
請求項８６において、ステップ（ｃ）は、
（１）前記発振器周波数をコントロールワードに基づくようにするステップと、
（２）前記コントロールワードの１ビットを、前記カウントワードに基づいて調整するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８８】
請求項８７において、さらに、
（ｄ）前記カウントワードをクリアするステップと、
（ｅ）前記コントロールをワードの前記ビット数以下の回数だけステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８９】
請求項８８において、ステップ（ｃ）（２）は、
（Ａ）ステップ（ｃ）（２）を繰り返すごとに前記コントロールワードの異なるビットを調整するステップであって、前記コントロールワードの前記ビットが前記カウントワードの少なくとも１ビットに応じて調整されるステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項９０】
請求項８９において、ステップ（ｃ）（２）は、さらに、
前記カウントワードの前記少なくとも１ビットが第１の状態に等しい場合に、前記コントロールワードの前記ビットをセットするステップと、
前記カウントワードの前記少なくとも１ビットが第２の状態に等しい場合に、前記コントロールワードの前記ビットをリセットするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項９１】
請求項８６において、さらに、
（ｄ）前記入力信号の各キャリブレーション波形サイクルの後に入力信号上の分離サイクルを続けるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９２】
請求項８６において、さらに、
（ｄ）前記発振器周波数から前記クロック信号を発生するステップであって、前記クロック信号の前記周波数が前記発振器周波数を１以上の整数値で割った値に等しいステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９３】
ＲＦＩＤタグデバイスの入力信号で発振器周波数のキャリブレーションを行うア方法であって、
（ａ）前記入力信号でキャリブレーション波形サイクルを受け取るステップと、
（ｂ）前記受け取ったキャリブレーション波形の長さ分の間に発生する前記発振器周波数のサイクルごとにカウントワードをインクリメントするステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）の正常終了後、前記カウントワードに基づいて前記発振器周波数を調整するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項９４】
請求項９３において、ステップ（ｃ）は、
（１）前記発振器周波数をコントロールワードに基づくようにするステップと、
（２）前記コントロールワードの１ビットを、前記カウントワードに基づいて調整するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９５】
請求項９４において、さらに、
（ｄ）前記カウントワードをクリアするステップと、
（ｅ）前記コントロールをワードの前記ビット数以下の回数だけステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項９６】
ＲＦＩＤタグデバイスの入力信号で発振器周波数のキャリブレーションを行うシステムであって、
コントロールワードを受け取り、前記コントロールワードに基づく発振器周波数を生成するアジャスタブル発振器と、
前記発振器周波数および前記入力信号を受信し、前記発振器周波数のサイクルごとにカウントワードをインクリメントし、前記入力信号で複数のキャリブレーション波形サイクルのそれぞれを受け取った後クリアされるカウンタと、
前記カウントワードの少なくとも１ビットを受け取り、前記カウントワードの前記少なくとも１ビットが第１の論理値に等しい場合に、前記カウントワードの前記受け取った少なくとも１ビットに応じて前記複数のキャリブレーション波形サイクルの前記それぞれを受け取った後に前記コントロールワードの異なるビットを修正する状態マシーンと
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項９７】
請求項９６において、前記アジャスタブル発振器は、ＲＣ発振器であることを特徴とするシステム。
【請求項９８】
請求項９６において、前記コントロールワードのビットは、より細かな量で前記発振器周波数を逐次に調整するようなオーダで修正されることを特徴とするシステム。
【請求項９９】
請求項９６において、さらに、前記発振器周波数を整数値で除算し、クロック信号を出力する分周器を備え、
前記カウンタは、前記発振器信号の前記分周したバージョンを前記発振器信号として受信することを特徴とするシステム。
【請求項１００】
請求項９６において、さらに、前記コントロールワードをストアするレジスタを備えたことを特徴とするシステム。
【請求項１０１】
請求項１００において、前記レジスタおよび状態マシーンは、逐次近似レジスタを形成することを特徴とするシステム。
【請求項１０２】
リーダネットワークのリーダからＲＦＩＤタグデバイスにキャリブレーション信号を伝送して前記ＲＦＩＤタグデバイスの発振器周波数を調整する方法であって、
（ａ）キャリブレーション波形サイクルを伝送するステップと、
（ｂ）分離波形サイクルを伝送するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）および（ｂ）を複数回繰り返すステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１０３】
請求項１０２において、前記ＲＦＩＤタグデバイスを使用し、
前記発振器周波数は、コントロールワードにより決定され、
ステップ（ｃ）は、前記コントロールをワードの前記ビット数以下の回数だけステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップ
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１０４】
ＲＦＩＤタグデバイスの発振器周波数をコントロールするシステムにおいて、
発振器周波数を出力するＲＣ（registor-capacitor）発振器であって、周波数調整バンクを含むＲＣ発振器を備え、
前記周波数調整バンクは、非切り換え可能な要素と、少なくとも１つの切り換え可能な要素とを含み、
前記周波数調整バンクは、コントロールワードを受け取り、それぞれの前記少なくとも１つの切り換え可能要素は、前記コントロールワードの対応するビットを受け取り、
前記少なくとも１つの切り換え可能要素は、それぞれ、前記対応するビットが第１の状態に等しい場合に、前記コントロールワードの前記対応するビットによりアクティブにされ、
前記切り換え不可能な要素と前記少なくとも１つの切り換え可能な要素からなるアクティブにされている切り換え可能な要素の組み合せたものは、前記発振器周波数に影響を及ぼす
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０５】
請求項１０４において、さらに、前記発振器信号と入力信号を受信するロジックブロックを備え、前記入力信号で複数のキャリブレーション波形サイクルを受け取り、
前記ロジックブロックは、前記複数のキャリブレーション波形サイクルに従って前記コントロール信号を修正する
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０６】
請求項１０５において、前記ロジックブロックは、
前記発振器周波数のサイクルごとにカウントワードをインクリメントし、前記入力信号で複数のキャリブレーション波形サイクルのそれぞれを受け取った後クリアされるカウンタと、
前記カウントワードの少なくとも１ビットを受け取り、前記カウントワードの前記少なくとも１ビットが第１の状態に等しい場合に、前記カウントワードの前記受け取った少なくとも１ビットに応じて前記複数のキャリブレーション波形サイクルの前記それぞれが正常終了した後に前記コントロールワードの異なるビットを修正する状態マシーンと
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項１０７】
請求項１０６において、さらに、前記コントロールワードをストアするレジスタを備えたことを特徴とするシステム。
【請求項１０８】
請求項１０７において、前記レジスタおよび状態マシーンは、逐次近似レジスタを形成することを特徴とするシステム。
【請求項１０９】
ＲＦＩＤタグデバイスで使用する複数の周波数を発生するシステムであって、
発振器周波数を発生し、発振器信号で前記発振器周波数を出力する発振器と、
前記発振器信号を受信する少なくとも１つの分周器とを備え、
前記少なくとも１つの分周器は、それぞれ、前記発振器周波数の分周されたバージョンを発生することを特徴とするシステム。
【請求項１１０】
請求項１０９において、前記少なくとも１つの分周器は、
前記発振器周波数信号を受信し、前記発振器周波数を第１の係数で除算して得られた値に等しい第１のクロック周波数を発生し、第１のクロック信号で前記第１のクロック周波数を出力する第１の分周器と、
前記発振器周波数信号を受信し、前記発振器周波数を第２の係数で除算して得られた値に等しい第２のクロック周波数を発生し、第２のクロック信号で前記第２のクロック周波数を出力する第２の分周器と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１１１】
請求項１０９において、前記少なくとも１つの分周器は、
前記発振器周波数信号を受信し、前記発振器周波数を第１の係数で除算して得られた値に等しい第１のクロック周波数を発生し、第１のクロック信号で前記第１のクロック周波数を出力する第１の分周器と、
前記第１のクロック信号を受信し、前記発振器周波数を第２の係数で除算して得られた値に等しい第２のクロック周波数を発生し、第２のクロック信号で前記第２のクロック周波数を出力する第２の分周器と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１１２】
アンテナと、
前記アンテナに結合され、前記アンテナからシンボルを受信するように構成されているレシーバと、
前記アンテナに結合されているモジュレータと
を備え、
前記モジュレータは、応答値を受け取るように構成され、また前記応答値により複数の周波数のうちの１つを選択して選択された周波数信号とするように構成され、
前記モジュレータは、前記選択された周波数信号に従って前記受信されたシンボルをbackscatter変調して、backscatter変調シンボルを生成するように構成され、
前記アンテナは、前記backscatter変調シンボルを伝送するように構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１３】
請求項１１２において、前記モジュレータは、前記選択された周波数信号に従って前記受信されたシンボルをＡＭ変調して、前記backscatter変調シンボルを生成するように構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１４】
請求項１１２において、前記アンテナは、ＲＦキャリア信号を受信するように構成され、
前記レシーバは、前記受信したＲＦキャリア信号を復調して前記受信したシンボルにするように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１５】
請求項１１２において、前記モジュレータは、前記応答値が第１の所定の値である場合に、前記選択した周波数信号の第１の周波数を選択するように構成され、また前記応答値が第２の所定の値である場合に、前記選択した周波数信号の第２の周波数を選択するように構成され、
前記伝送されたbackscatter変調シンボルは、前記モジュレータが前記第１の周波数を選択したときの第１のbackscatter変調シンボルであり、
前記伝送されたbackscatter変調シンボルは、前記モジュレータが前記第２の周波数を選択したときの第２のbackscatter変調シンボルであることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１６】
請求項１１２において、前記受信したシンボルでは、論理ロー部分の後に論理ハイ部分が続き、
前記モジュレータは、前記選択した周波数信号に従って前記受信したシンボルの前記論理ハイ部分を変調し、前記backscatter変調シンボルを生成するように構成されていることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１７】
請求項１１２において、前記モジュレータは、スイッチを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１８】
請求項１１７において、前記スイッチはれ、単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチであることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１１９】
請求項１１７において、前記スイッチは、前記選択された周波数信号に従って前記アンテナのリターンロスを変えることにより前記受信されたシンボルを変調するように構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２０】
請求項１１９において、前記スイッチは、スイッチがオフのときのアンテナのＲＦ電圧レベルに等しくない、スイッチがオンのときの電圧レベルにアンテナを結合することにより前記アンテナのリターンロスを変えるように構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２１】
請求項１１２において、さらに、前記受信したシンボルを受け取り、第１の所定の値および第２の所定の値の一方である前記応答値を生成する状態マシーンを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２２】
請求項１２１において、さらに、タグＩＤ番号をストアするように構成されているデータプログラミングユニットを備え、
前記状態マシーンは、前記データプログラミングユニットに結合されていることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２３】
請求項１１２において、さらに、発振器周波数を発生するように構成されている発振器を備え、
前記複数の周波数のそれぞれが前記発振器周波数から生成されることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２４】
請求項１２３において、前記発振器周波数は、１ＭＨｚよりも高いことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２５】
請求項１１２において、さらに、前記複数の周波数のそれぞれに対応する発振器を備え、
前記複数の周波数のそれぞれが前記対応する発振器により生成されることを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２６】
請求項１１２において、さらに、発振器周波数を発生するように構成されている発振器と、
それぞれ前記発振器周波数を受け取るように構成されている複数の分周器と
を備え、
前記複数の周波数は、それぞれ前記複数の分周器のうちのそれぞれ１つにより出力される
ことを特徴とするＲＦＩＤタグデバイス。
【請求項１２７】
ＲＦＩＤタグデバイスと通信するリーダにおいて、
データシンボルで変調された無線周波キャリア信号を伝送するトランスミッタと、
前記伝送されたデータシンボルに関係する少なくとも１つのbackscatterシンボルを受信するレシーバと、
前記少なくとも１つのbackscatterシンボルの少なくとも１つのbackscatterシンボルを判定する論理モジュールと
を備え、
前記論理モジュールは、前記少なくとも１つのbackscatter周波数が第１の周波数を含むときに前記少なくとも１つのbackscatterシンボルが第１のデータ値を表すと判定し、前記少なくとも１つのbackscatter周波数が第２の周波数を含むと判定されたときに前記少なくとも１つのbackscatterシンボルが第２のデータ値を表すと判定することを特徴とするリーダ。
【請求項１２８】
請求項１２７において、前記第１のデータ値は、「０」ビットであり、前記第２のデータ値は、「１」ビットであることを特徴とするリーダ。
【請求項１２９】
請求項１２７において、前記第１の周波数は、２．５ＭＨｚに等しく、前記第２の周波数は、３．７５ＭＨｚに等しいことを特徴とするリーダ。
【請求項１３０】
ＲＦＩＤＲＦＩＤタグデバイスのデータシンボルを定義する方法において、
（ａ）入力信号で第１のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｂ）前記受け取った第１のキャリブレーションパルスの長さをストア済み第１の長さとしてストアするステップと、
（ｃ）前記入力信号で第２のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｄ）前記受け取った第２のキャリブレーションパルスの長さをストア済み第２の長さとしてストアするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３１】
請求項１３０において、さらに、
（ｅ）前記入力信号で、長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを受信するステップと、
（ｆ）前記パルス部分の長さが前記ストア済み第１の長さよりも大きい場合、第１のフラグをセットするステップと、
（ｇ）前記パルス部分の長さが前記ストア済み第２の長さよりも大きい場合、第２のフラグをセットするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３２】
請求項１３１において、さらに、
（ｈ）ステップ（ｆ）で前記第１のフラグがセットされていない場合に、前記データシンボルが第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｉ）ステップ（ｆ）で前記第１のフラグがセットされ、ステップ（ｇ）で前記第２のフラグがセットされている場合、前記データシンボルが第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｊ）ステップ（ｆ）で前記第１のフラグがセットされ、ステップ（ｇ）で前記第２のフラグがセットされている場合、前記データシンボルが第３のデータ値であると判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３３】
請求項１３２において、さらに、
（ｋ）前記第１のデータ値を０ビットとして定義するステップと、
（ｌ）前記第２のデータ値を１ビットとして定義するステップと、
（ｍ）前記第３のデータ値をＮｕｌｌビットとして定義するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３４】
請求項１３０において、さらに、
（ｅ）前記入力信号で、長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを受信するステップと、
（ｆ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さよりも小さい場合、前記データシンボルは第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｇ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さよりも大きく、前記ストア済み第２の長さよりも小さい場合、前記データシンボルは第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｈ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第２の長さよりも大きい場合、前記データシンボルは第３のデータ値であると判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３５】
請求項１３０において、さらに、
（ｅ）前記入力信号で第３のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｆ）前記受け取った第３のキャリブレーションパルスの長さをストア済み第３の長さとしてストアするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３６】
請求項１３５において、さらに、
（ｇ）前記入力信号で、長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを受信するステップと、
（ｈ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さよりも小さい場合、前記データシンボルは第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｉ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さよりも大きく、前記ストア済み第２の長さよりも小さい場合、前記データシンボルは第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｊ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第２の長さよりも大きく、前記ストア済み第３の長さよりも小さい場合、前記データシンボルは第３のデータ値であると判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３７】
請求項１３６において、さらに、
（ｋ）前記第１のデータ値を０ビットとして定義するステップと、
（ｌ）前記第２のデータ値を１ビットとして定義するステップと、
（ｍ）前記第３のデータ値をＮｕｌｌビットとして定義するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３８】
請求項１３５において、さらに、
（ｇ）前記入力信号で、長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを受信するステップと、
（ｈ）前記パルス部分の長さが前記ストア済み第１の長さよりも大きい場合、第１のフラグをセットするステップと、
（ｉ）前記パルス部分の長さが前記ストア済み第２の長さよりも大きい場合、第２のフラグをセットするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３９】
請求項１３８において、さらに、
（ｊ）ステップ（ｈ）で前記第１のフラグがセットされていない場合に、前記データシンボルが第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｋ）ステップ（ｈ）で前記第１のフラグがセットされ、ステップ（ｉ）で前記第２のフラグがセットされている場合、前記データシンボルが第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｌ）ステップ（ｈ）で前記第１のフラグがセットされ、ステップ（ｉ）で前記第２のフラグがセットされている場合、前記データシンボルが第３のデータ値であると判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４０】
請求項１３９において、さらに、
（ｍ）前記第１のデータ値を０ビットとして定義するステップと、
（ｎ）前記第２のデータ値を１ビットとして定義するステップと、
（ｏ）前記第３のデータ値をＮｕｌｌビットとして定義するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４１】
請求項１３５において、さらに、
（ｇ）マスタリセットイベント信号を受信するステップと、
（ｈ）前記入力信号に同期して第４のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｉ）前記受け取った第４のキャリブレーションパルスの長さを前記ストア済み第１の長さとしてストアするステップと、
（ｊ）前記入力信号に同期して第５のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｋ）前記受け取った第５のキャリブレーションパルスの長さを前記ストア済み第２の長さとしてストアするステップと、
（ｌ）前記入力信号に同期して第６のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｍ）前記受け取った第６のキャリブレーションパルスの長さを前記ストア済み第３の長さとしてストアするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４２】
請求項１４１において、さらに、
（ｎ）前記入力信号に同期して、長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを受信するステップと、
（ｏ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さ未満である場合、前記データシンボルが第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｐ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第１の長さを超え、前記ストア済み第２の長さ未満である場合、前記データシンボルが第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｑ）前記パルス部分の前記長さが前記ストア済み第２の長さを超え、前記ストア済み第３の長さ未満である場合、前記データシンボルが第３のデータ値であると判定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４３】
請求項１４２において、前記第１のキャリブレーションパルスの長さは、前記第４のキャリブレーションパルスの長さに等しくないことを特徴とする方法。
【請求項１４４】
請求項１４２において、前記第２のキャリブレーションパルスの長さは、前記第５のキャリブレーションパルスの長さに等しくないことを特徴とする方法。
【請求項１４５】
請求項１４２において、前記第３のキャリブレーションパルスの長さは、前記第６のキャリブレーションパルスの長さに等しくないことを特徴とする方法。
【請求項１４６】
請求項１３５において、さらに、
（ｇ）長さを有するパルス部分を含むデータシンボルを、前記入力信号に同期して受信するステップと、
（ｈ）前記受信したデータシンボルに応答してbackscatterシンボルを伝送するステップと
を備え、
前記backscatterシンボルは、前記入力信号の前記パルス部分の後に開始し、
前記backscatterシンボルは、前記受信したデータシンボルの前記パルス部分の開始後前記ストア済み第３の長さに実質的に等しい時間に終了する
ことを特徴とする方法。
【請求項１４７】
請求項１４６において、さらに、
（ｉ）マスタリセットイベント信号を受信するステップと、
（ｊ）前記入力信号に同期して第４のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｋ）前記受信した第４のキャリブレーションパルスの長さを、前記ストア済み第１の長さとしてストアするステップと、
（ｌ）前記入力信号に同期して第５のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｍ）前記受け取った第５のキャリブレーションパルスの長さを前記ストア済み第２の長さとしてストアするステップと、
（ｎ）前記入力信号に同期して第６のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｏ）前記受け取った第６のキャリブレーションパルスの長さを前記ストア済み第３の長さとしてストアするステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１４８】
請求項１４７において、さらに、
（ｐ）前記入力信号に同期して第２のパルス部分を含む第２のデータシンボルを受信するステップであって、前記パルス部分が第２の長さを持ち、前記第２の長さが前記第１のデータシンボルの長さに等しくないステップと、
（ｑ）前記受信したデータシンボルに応答して第２のbackscatterシンボルを伝送するステップと
を備え、
前記第２のbackscatterシンボルは、前記入力信号の前記第２のパルス部分の後に開始し、
前記第２のbackscatterシンボルは、前記受信した第２のデータシンボルの開始後、ステップ（ｏ）で前記ストア済み第３の長さの時間に終了する
ことを特徴とする方法。
【請求項１４９】
請求項１４８において、前記第１のパルス部分は、第１の反転されたパルス部分であり、
第２のパルス部分は、第２の反転されたパルス部分であり、
ステップ（ｐ）は、
前記入力信号に同期して前記第２の反転されたパルス部分を含む前記第２のデータシンボルを受信するステップであって、前記第２のパルス部分が前記第２の長さを持ち、前記第２の長さが前記第１のデータシンボルの長さに等しくないステップを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１５０】
請求項１４６において、前記パルス部分は、反転されたパルス部分であり、
ステップ（ｇ）は、前記入力信号に同期して前記反転されたパルス部分を含む前記データシンボルを受信するステップを備えた
ことを特徴とする方法。
【請求項１５１】
ＲＦＩＤタグデバイスのデータ信号シンボルを定義する方法において、
（ａ）第１のキャリブレーション信号を受信するステップと、
（ｂ）前記第１のキャリブレーション信号の物理的特性を検出するステップと、
（ｃ）前記受け取った第１のキャリブレーション信号の前記検出された物理的特性をストア済み第１の特性としてストアするステップと、
（ｄ）第２のキャリブレーションパルスを受信するステップと、
（ｄ）前記受け取ったキャリブレーション信号の物理的特性を検出するステップと、
（ｅ）前記受け取った第２のキャリブレーション信号の前記検出された物理的特性をストア済み第２の特性としてストアするステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５２】
請求項１５１において、さらに、
（ｆ）物理的特性をもつデータシンボルを受け取るステップと、
（ｇ）前記受け取ったデータシンボルの前記物理的特性が前記ストア済み第１の特性と所定の関係にある場合、前記データシンボルは第１のデータ値であると判定するステップと、
（ｈ）前記受け取ったデータシンボルの前記物理的特性が前記ストア済み第２の特性と所定の関係にある場合、前記データシンボルは第２のデータ値であると判定するステップと、
（ｉ）ステップ（ｇ）で前記受け取ったデータシンボルの前記物理的特性が前記ストア済み第１の特性と前記所定の関係になく、またステップ（ｈ）で前記ストア済み第２の特性と前記所定の関係にない場合、前記データシンボルは第３のデータ値であると判定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５３】
高周波信号を受信できるチャージポンプ入力端子と、
前記チャージポンプ入力端子に並列に接続され複数の段であって、それぞれが前記チャージポンプ入力端子と中央ノードとの間に第１のキャパシタを接続しており、第１のダイオードではアノードが前記中央ノードに結合され、カソードが第２のノードに結合され、第２のダイオードではアノードが前段の前記第２のノードに結合され、カソードは前記中央ノードに結合され、第２のキャパシタは前記第２のノードとグラウンドの間に結合され、第３のダイオードではアノードが前記中央ノードに接続され、カソードはグラウンドに結合されている複数の段と、
前記複数の段の最終段の前記第２のノードに結合されているチャージポンプ出力端子と
を備えたことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５４】
請求項１５３において、前記第１のダイオードは、第１の閾値電圧ＶＴＨ１が設定されており、前記第２のダイオードは、第２の閾値電圧ＶＴＨ２が設定されており、前記第３のダイオードは、第３の閾値電圧ＶＴＨ３が設定されており、前記第３の閾値電圧は、前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧の少なくとも一方よりも高いことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５５】
請求項１５４において、前記第３の閾値電圧は、前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧の両方よりも高いことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５６】
請求項１５４において、前記中央ノードの電圧が前記第３の閾値電圧を超えた場合に、前記第３のノードにより前記中央ノードから電荷を取り除くことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５７】
請求項１５３において、前記高周波信号の振幅が閾値を超えた場合に、前記第３のダイオードが導通し、前記中央ノードから電荷を取り除くことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５８】
請求項１５７において、前記取り除かれた電荷をグラウンドに分流することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１５９】
請求項１５３において、前記高周波信号は、ＲＦ(radio frequence)信号であることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６０】
請求項１５３において、前記高周波信号からの前記電荷は、前記高周波信号の第１の半サイクルのときに前記複数の段で蓄積され、前記高周波信号の第２の半サイクルのときに前記複数の段の第ｎ段から前記複数の段の第（ｎ＋１）段に渡され、前記第（ｎ＋１）段は前記第ｎ段よりも前記チャージポンプ出力端子に近くなることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６１】
請求項１６０において、前記蓄積された電荷は、前記複数の段を通って前記チャージポンプ出力端子に移動するときに増加することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６２】
請求項１６０において、前記蓄積された電荷は、閾値レベルを超えた場合に、前記第３のダイオードにより制限され、前記第３のダイオードは、前記蓄積された電荷が前記閾値レベルを超えた場合に、前記蓄積された電荷の一部をグラウンドに分流するように構成されていることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６３】
請求項１５３において、前記第１のダイオードは、前記高周波信号の第１の半サイクルのときに導通して、前記中央ノード上に蓄積された電荷を前記第２のノードに移動することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６４】
請求項１６３において、前記移動された電荷は、前記第２のノードに接続されている前記第２のキャパシタに蓄積されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６５】
請求項１６４において、前記第２のダイオードは、前記高周波信号の第２の半サイクルのときに導通して、前記複数の段の第ｎ段の中の前記第２のキャパシタから電荷を前記複数の段の第（ｎ＋１）段の中の前記中央ノードに移動することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６６】
請求項１５３において、前記段の少なくとも１つの前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードのうちの少なくとも１つは、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）ダイオードとして構成されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６７】
請求項１６６において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードは、ＣＭＯＳプロセスを使用してインプリメントされることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６８】
請求項１６６において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードのボディーおよびゲートは、一緒に接続されていることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１６９】
請求項１６８において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードのソースおよびドレインのうちの１つは、前記ゲートと前記ボディーに接続されていることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７０】
請求項１６６において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードは、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードの閾値電圧を下げる手段を備えたことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７１】
請求項１７０において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードの閾値電圧を下げる前記手段は、前記ＭＯＳＦＥＴダイオード内の空乏領域を減らす手段を含むことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７２】
請求項１５３において、前記第３のダイオードは、前記中央ノードとグラウンドとの間に接続された、複数のスタックされたＭＯＳＦＥＴダイオードを含むことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７３】
請求項１７２において、前記複数のスタックされたＭＯＳＦＥＴデバイスは、前記複数のスタックＭＯＳＦＥＴデバイス内の単一のＭＯＳＦＥＴデバイスよりも高い組み合わされた閾値電圧を有することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７４】
請求項１７３において、前記複数のスタックされたＭＯＳＦＥＴデバイスの前記組み合わされた閾値電圧は、前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードのそれぞれの閾値電圧よりも高いことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７５】
請求項１５３において、前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードは、それぞれ第１のＭＯＳＦＥＴダイオードおよび第２のＭＯＳＦＥＴダイオードを使用してインプリメントされることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７６】
請求項１７５において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのボディーおよびゲートは、一緒に接続され、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードは、一緒に接続されていることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７７】
請求項１７５において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのドレインは、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの前記ゲートに接続され、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのドレインは、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードの前記ゲートに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７８】
請求項１７５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、隣接する前段の前記第２のノードに接続され、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記中央ノードに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１７９】
請求項１７５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記複数の段のうちの少なくとも１つの前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力で順方向バイアスがかけられることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８０】
請求項１７９において、第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第２のノードに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８１】
請求項１５３において、前記第２のダイオードは、前記第１のダイオードの出力により順方向バイアスがかけられることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８２】
請求項１６６において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードのソースおよびドレインのうちの一方に接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８３】
請求項１８２において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードのボディーは、グラウンドに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８４】
請求項１７１において、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードの閾値電圧を下げる手段は、前記ＭＯＳＦＥＴダイオード内の空乏領域を動的に減らす手段を含むことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８５】
高周波信号を受信できるチャージポンプ入力端子と、
前記チャージポンプを入力に並列に接続されている複数の段であって、それぞれの段が、
前記チャージポンプ入力端子と中心ノードと間に結合される第１のキャパシタと、
前記中央ノードと第２のノードとの間に接続される第１のＭＯＳＦＥＴダイオード、前記中央ノードに結合される前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートおよびドレイン、および前記第２のノードに結合される前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのソースと、
隣接する前段の前記第２のノードと前記中央ノードの間に接続される第２のＭＯＳＦＥＴダイオードと、隣接する前段の前記第２のノードに結合される前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのドレインと、前記中央ノードに結合される前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのソースと、
前記第２のノードとグラウンドの間に結合される第２のキャパシタと、
ドレインが前記中央ノードに接続されソースがグラウンドに接続されるＭＯＳＦＥＴデバイスを備える段と、
前記複数の段の最終段の前記第２のノードに結合されているチャージポンプ出力端子と
を備えたことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８６】
請求項１８５において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードは、第１の閾値電圧ＶＴＨ１が設定されており、前記第２のダイオードは、第２の閾値電圧ＶＴＨ２が設定されており、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスは、第３の閾値電圧ＶＴＨ３が設定されており、前記第３の閾値電圧は、前記第１の閾値電圧および前記第２の閾値電圧の少なくとも一方よりも高いことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８７】
請求項１８６において、前記第３の閾値電圧は、前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧の両方よりも高いことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８８】
請求項１８６において、前記中央ノードの電圧が前記第３の閾値電圧を超える場合に、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスにより前記中央ノードから電荷を取り除くことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１８９】
請求項１８６において、前記高周波信号の振幅が閾値を超えた場合に、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスが導通し、前記中央ノードから電荷を取り除くことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９０】
請求項１８９において、前記取り除かれた電荷をグラウンドに分流することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９１】
請求項１８５において、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスは、複数のスタックされたＭＯＳＦＥＴデバイス内の１つであり、前記スタックされたＭＯＳＦＥＴデバイスは単一ＭＯＳＦＥＴデバイスよりも高く組み合わされた閾値電圧を有することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９２】
請求項１８５において、前記高周波信号からの前記電荷は、前記高周波信号の第１の半サイクルのときに前記複数の段で蓄積され、前記高周波信号の第２の半サイクルのときに前記複数の段の第ｎ段から前記複数の段の第（ｎ＋１）段に渡され、前記第（ｎ＋１）段は前記第ｎ段よりも前記チャージポンプ出力に近くなることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９３】
請求項１９２において、前記蓄積された電荷は、前記複数の段を通って前記チャージポンプ出力に移動するときに増加することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９４】
請求項１９３において、前記蓄積された電荷は、前記蓄積電荷が閾値レベルを超えた場合に、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスにより制限され、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスは、前記蓄積された電荷が前記閾値レベルを超えた場合に、前記蓄積された電荷の一部をグラウンドに分流するように構成されていることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９５】
請求項１９１において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードは、前記高周波信号の第１の半サイクルのときに導通して、前記中央ノード上に蓄積された電荷を前記第２のノードに移動することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９６】
請求項１９５において、前記移動された電荷は、前記第２のノードに接続されている前記第２のキャパシタに蓄積されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９７】
請求項１９６において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードは、前記高周波信号の第２の半サイクルのときに導通して、前記複数の段の第ｎ段の中の前記第２のノードから電荷を前記複数の段の第（ｎ＋１）段の中の前記中央ノードに移動することを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９８】
請求項１８５において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのボディーは、前記ＭＯＳＦＥＴダイオードの前記ゲートに結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項１９９】
請求項１８５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのボディーは、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートに結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２００】
請求項１８５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの前記ドレインに結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０１】
請求項１８５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力により順方向バイアスがかけられることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０２】
請求項２０１において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第２のノードに結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０３】
請求項１８５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのソースに結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０４】
請求項１８５において、前記第１のＭＯＳＦＥＴダイオードと、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードと、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスとは、ＣＭＯＳプロセスを使用してインプリメントされることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０５】
請求項１８５において、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートは、前記第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのドレインに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０６】
請求項１８５において、前記複数の段の最終段の中の前記ＭＯＳＦＥＴデバイスのゲートは、前記チャージポンプ出力端子に結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０７】
請求項１８５において、前記複数の段の初段の中の前記ＭＯＳＦＥＴデバイスのゲートは、前記複数の段の第２段の中の前記ＭＯＳＦＥＴデバイスの対応するゲートに結合され、前記ＭＯＳＦＥＴデバイスの前記ゲートの両方が前記チャージポンプ出力端子に結合されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０８】
高周波信号を受信できるチャージポンプ入力端子と、
前記チャージポンプ入力端子と前記第１の段の中央ノードとの間に接続された第１のキャパシタ、アノードが前記中央ノードに結合され、カソードが第２のノードに結合されている第１のダイオード、アノードがグラウンドに結合され、カソードが前記中央ノードに結合されている第２のダイオード、前記第２のノードとグラウンドとの間に接続されている第２のキャパシタ、アノードが前記中央ノードに接続され、カソードがグラウンドに結合されている第３のダイオードを備える第１の段と、
前記チャージポンプ入力端子と前記第２の段の中央ノードとの間に接続された第３のキャパシタ、アノードが前記第２の段の前記中央ノードに結合され、カソードが前記第２の段の第２のノードに結合されている第４のダイオード、アノードが前記第１の段の前記第２のノードに結合され、カソードが前記第２の段の前記中央ノードに結合されている第５のダイオード、前記第２の段の前記第２のノードとグラウンドとの間に接続されている第４のキャパシタ、アノードが前記第２の段の前記中央ノードに接続され、カソードがグラウンドに結合されている第６のダイオードを備える第２の段と、
前記第２の段の前記第２のノードに結合されているチャージポンプ出力端子と、
を備えたことを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２０９】
請求項２０８において、前記第２の段は、前記第２の段に直列接続され、前記チャージポンプ入力端子に並列接続される複数の段のうちの１つであることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２１０】
請求項２０８において、前記複数の段の初段内で、前記第２のダイオードのゲートのアノードは、直接グラウンドに接続されることを特徴とするチャージポンプ。
【請求項２１１】
ＩＤタグのアナログフロントエンドにおいて、
高周波信号を受信できる入力端子を有する基板と、
前記入力端子に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号を実質的直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されている第１のチャージポンプと、
前記入力端子に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号からデータをリカバーできる第２のチャージポンプと
を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１２】
請求項２１１において、前記第１のチャージポンプからの前記ＤＣ電圧は、前記第２のチャージポンプの電源を供給することができることを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１３】
請求項２１１において、さらに、前記基板上に配置され、前記入力端子に結合されているbackscatterスイッチを備え、
前記backscatterスイッチは、前記backscatterスイッチによって受信された変調信号に応答して前記高周波信号を反射するように構成されている
ことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１４】
請求項２１３において、前記ＤＣ電圧は、前記backscatterスイッチの電源を供給することができることを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１５】
請求項２１１において、さらに、前記基板上に配置され、前記高周波信号からリカバーされた前記データを受信するように構成されている状態マシーンを備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１６】
請求項２１５において、前記ＤＣ電圧は、前記状態マシーンをオペレートさせるため電源を供給することができることを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１７】
請求項２１１において、前記第１のチャージポンプおよび第２のチャージポンプは、前記高周波信号で同時にオペレートすることができることを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１８】
請求項２１１において、前記第１のチャージポンプは、前記ＤＣ電圧の振幅に対して前記第１のチャージポンプの効率を下げる手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２１９】
請求項２１８において、前記チャージポンプの効率を下げる手段は、前記ＤＣ電圧の閾値振幅に基づく閾値電圧が設定される少なくとも１つのダイオードを備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２２０】
請求項２１８において、前記第１のチャージポンプの効率を下げる手段は、前記ＤＣ電圧の前記閾値振幅に基づく閾値電圧が設定されるＭＯＳＦＥＴデバイスを備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２２１】
請求項２１８において、効率を下げる前記手段は、前記第１のチャージポンプから電荷を導通してグラウンドに逃がし、前記ＤＣ電圧の前記閾値振幅に応答する手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２２２】
請求項２１８において、前記第１のチャージポンプの効率を下げる手段は、前記入力のミスマッチングを発生するための手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２２３】
ＩＤタグであって、
高周波信号を受信できる入力端子を有する基板と、
前記入力端子に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号を実質的な直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されている第１のチャージポンプと、
前記入力に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号からデータをリカバーすることができる第２のチャージポンプを備えるデータリカバリ回路と、
前記入力に結合され、前記基板上に配置され、前記入力のインピーダンスを修正することができ、コントロール信号に応答するbackscatterスイッチと、
前記基板上に配置され、前記データリカバリ回路によりリカバーされた前記データに応答し、前記データに応答して前記backscatterスイッチに対し前記コントロール信号を発生する状態マシーンと
を備え、
前記ＤＣ電圧は、前記データリカバリ回路と、前記backscatterスイッチと、前記状態マシーンのうちの少なくとも１つに電源を供給することができる前記第１のチャージポンプからのものであることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２４】
請求項２２３において、前記第１のチャージポンプは、前記ＤＣ電圧の振幅を制限する手段を備えたことを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２５】
請求項２２４において、制限するための前記手段は、前記ＤＣ電圧の振幅が閾値を超えたときに前記第１のチャージポンプから電荷を導通してグラウンドに逃がす手段を備えたことを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２６】
請求項２２３において、前記基板は、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）プロセスを使用してインプリメントされることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２７】
請求項２２３において、前記ＤＣ電圧は、前記データリカバリ回路と、前記backscatterスイッチと、前記状態マシーンとにそれぞれ電源を供給することができることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２８】
請求項２２３において、さらに、前記入力端子に結合されているアンテナを備えたことを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２２９】
請求項２２８において、前記アンテナは、前記基板の外部にあることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２３０】
請求項２２８において、前記アンテナは、前記基板上に配置されることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２３１】
高周波信号を受信できる入力端子を有する基板と、
前記入力端子に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号を実質的な直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されているチャージポンプと
を備え、
前記チャージポンプは、前記ＤＣ電圧の振幅を制限する手段を有することを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３２】
請求項２３１において、前記制限する手段は、前記ＤＣ電圧の振幅が閾値を超えたときに前記チャージポンプから電荷を導通してグラウンドに逃がす手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３３】
請求項２３１において、前記制限する手段は、前記ＤＣ電圧の振幅に対して前記チャージポンプの効率を下げる手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３４】
請求項２３３において、前記チャージポンプの効率を下げる手段は、前記ＤＣ電圧の閾値振幅に基づく閾値電圧が設定される少なくとも１つのダイオードを備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３５】
請求項２３４において、前記第１のダイオードは、前記ＤＣ電圧の前記閾値振幅に基づく閾値電圧が設定されるＭＯＳＦＥＴデバイスを含むたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３６】
高周波信号を受信できる入力端子を有する基板と、
前記入力端子に結合され、前記基板上に配置され、前記高周波信号からデータを取り出すように構成されているチャージポンプと、
前記データから基準信号を発生する手段と
を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３７】
請求項２３６において、さらに、前記データ内のデータ遷移を検出するため、前記基準信号と前記データを比較する手段を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【請求項２３８】
請求項２３６において、前記発生する手段は、前記チャージポンプの出力端子に結合されているピーク検出器回路であって、データ信号から前記基準信号を生成するように構成されているピーク検出器回路を備えたことを特徴とするアナログフロントエンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般にＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品関連およびサービス関連業界では、多数の有用な品目（ｉｔｅｍｓ）を使用し、および／または販売する必要がある。このような業界においては、特定範囲内にある品目をモニタできるのが都合がよい。たとえば、特定の店舗内においては、在庫品が棚にあるのか、店舗内にあるのかを判定できるのが望ましい。
【０００３】
ＲＦＩＤ「タグ」として知られているデバイスを、モニタされる品目にそれぞれ取り付けることができる。タグの有無、すなわちタグが取り付けられている品目の有無を、「リーダ」として知られているデバイスによりチェックし、モニタすることができる。リーダは、１回または複数回のワイヤードまたはワイヤレスによるインタロゲーションにより、タグが取り付けられた品目の有無および場所をモニタすることができる。典型的には、それぞれのタグは、リーダが特定のタグおよび品目を識別するために使用するユニークなＩＤ番号を有する。
【０００４】
現在利用可能なタグおよびリーダには多くの不都合な点がある。例えば、現在利用可能なタグは価格が比較的高い。多数の品目をモニタする必要上、品目をトラッキングするため、多数のタグが必要になる場合がある。したがって、各タグのコストをできるだけ低く抑える必要がある。さらに、現在利用可能なタグはパワー消費が大きい。個々のタグがバッテリを内蔵するため、現在利用可能なタグの給電方式では、効率が悪く、また高価である。また、このような効率の悪い給電方式であれば、リーダがタグとワイヤレスで通信する範囲が狭くなる。さらに、現在利用可能なリーダおよびタグでは、効率の悪いインタロゲーションプロトコルを使用している。これらプロトコルの効率の悪いため、多数のタグに対する問い合わせレート（rate）が低下する。
【０００５】
したがって、必要なものは、安価で小型、かつパワーを低減できるタグである。さらに、必要なのは、長距離でもオペレートし、多数のタグへのインタロゲーションをより高いレートで実行できるより効率的なタグインタロゲーション技法である。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６００２３４４号明細書
【非特許文献１】
Physics of Semiconductor Devices", S. [M.] Sze, published by J. Wiley and Sons, 1981, pages 438-445
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、リーダまたはリーダのネットワークが、同様に分類されているタグに関してＲＦＩＤ業界で現在達成可能なものを超えるデータ転送速度、距離、および信頼性でタグに対するインタロゲーションおよび／またはパワー供給を行えるＲＦＩＤアーキテクチャを対象とする。本発明は、さらに、現在利用可能な同様に分類されているタグよりも安いコストで生産できるＲＦＩＤタグも対象とする。これらの特徴は、統一設計アプローチの結果であり、より高いデータ転送速度の達成と通信距離の延長は、タグの低コスト化の実現と相関関係がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
特に、本発明のタグは、低コストである、消費パワーが少ないという利点がある。消費パワーを低減することにより、リーダとタグとの間の到達可能通信距離を長くできる。コストの削減と消費パワーの低減との関係は、少なくとも一部は、電子デバイスの消費パワーは直接（１）デバイス内のトランジスタ個数と（２）デバイスの回路のオペレート周波数に比例するという原理に基づいている。本発明のタグは、バイナリトラバーサル通信プロトコル（binary traversal communications protocols）のような、ロジック処理を減らす必要のある効率のよいアルゴリズムに従ってオペレートする。ロジック処理を減らすことで、使用トランジスタ数の削減が進む。さらに、使用するトランジスタが少なければ、消費パワーも少なくなり、回路サイズも縮小する。回路サイズが縮小すれば、回路のホストとなる１つまたは複数のチップを生産するコストも下がるが、例えば、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）などがある。
【０００９】
本発明では、消費パワーの低減を利用して、リーダとタグが通信できる範囲を広げる。本発明のタグは、チャージポンプ回路とエネルギー貯蔵キャパシタを組み込み、リーダから受け取ったＲＦエネルギーをオペレート電圧および電流に変換することができる。この変換は、リーダから、現在存在しているタグで可能な距離を超えて実行される。本発明では、タグの消費パワー要件を低減することにより、リーダから受信したＲＦエネルギー程度の大きさでは従来設計のタグへのパワー供給に不充分な、互いに遠距離にあるタグとリーダとの間の通信が可能になる。
【００１０】
本発明により高速なデータ転送速度が実現されているが、これはアルゴリズムの簡素化の結果である。慣用のアルゴリズムでは、あまり効率的ではない非常に複雑なアルゴリズムでＲＦＩＤタグにインタロゲーションを行っている。さらに、従来のアルゴリズムを使用すると、多くの場合、２つまたはそれ以上のＲＦ伝送の衝突が発生する。衝突が発生すると、その衝突を解決するためにさらにＲＦ伝送が必要になる。衝突の解決には、データを伝達しなくても時間がかかり、アルゴリズムの複雑さ、回路設計の複雑さ、およびトランジスタ点数が否応なく増える。対照的に、本発明では、単純で、効率の良いアルゴリズム、例えば、バイナリトラバーサルプロトコルを採用しており、衝突のない環境においてタグ群に対しインタロゲーションを行うことができる。
【００１１】
この衝突のない環境は、複数のシンボル値を相互に干渉したり、破壊したりせずに同時に伝送できる一組の通信シンボルに基づいている。
【００１２】
これらの簡素化されたアルゴリズムでは、複雑な回路および大きな処理能力を必要としない。したがって、これらの効率的なアルゴリズムを使用すると、データ転送速度向上を進めるだけでなく、トランジスタ点数を減らし、タグのコストを削減し、消費パワーを低減することができる（リーダとタグとの間で通信できる距離も延ばせる）。
【００１３】
ＲＦＩＤタグデバイス群に対しインタロゲーションを行うためにリーダで使用する各種のバイナリプロトコルアルゴリズムについて説明する。さらに、リーダのインタロゲーションに応答するためにタグで使用する各種のバイナリプロトコルアルゴリズムについても説明する。
【００１４】
リーダを使用してＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態をコントロールするためのＲＦＩＤタグデバイスの方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態を複数の可能な状態から選択する。オペレーティング状態が現在状態の場合に、リーダから第１のシンボルを受信する。オペレーティング状態の新しい状態は、受信した第１のシンボルと現在状態に基づいて決定される。このオペレーティング状態は、現在状態から決定された新しい状態に遷移する。
【００１５】
本発明の一態様では、オペレーティング状態は、受信した第１のシンボル以外のシンボルをリーダから受信せずに現在状態から決定された新しい状態に遷移する。
【００１６】
リーダを使用してＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態をコントロールするためのＲＦＩＤタグデバイスの方法、システム、および装置について説明する。リーダからシンボルを受信する。ＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態は、ステップ（ａ）〜（ｄ）により決定される。ステップ（ａ）で、オペレーティング状態は、シンボルを受信したときに第１の状態である場合に、第１の状態のままとすることができる。ステップ（ｂ）で、オペレーティング状態は、シンボルを受信したときに第２の状態である場合に、第１の状態に遷移する。ステップ（ｃ）で、オペレーティング状態は、シンボルを受信したときに第４の状態である場合に、第３の状態に遷移する。ステップ（ｄ）で、オペレーティング状態は、シンボルを受信したときに第５の状態である場合に、第１の状態に遷移する。
【００１７】
第１、第２、第３、および第４の状態は、ここで説明しているＲＦＩＤタグデバイスのオペレーティング状態を表すように定義することができる。第１の態様では、第１の状態は、コマンド状態である。第２の態様では、第２の状態は、重ね合わせ状態である。第３の態様では、第３の状態は、ドーマント状態である。第４の態様では、第４の状態は、ツリートラバーサル状態（tree traversal state）である。第５の態様では、第５の状態は、ミュート状態である。
【００１８】
バイナリトラバーサルを使用してリーダと通信するＲＦＩＤタグデバイスの方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスにはビットパターンがストアされる。後述のステップ（ａ）〜（ｇ）がＲＦＩＤタグデバイスによって実行される。（ａ）ビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定する。（ｂ）リーダからシンボルを受信する。（ｃ）現在のシンボルをリーダに伝送する。（ｄ）リーダから次のシンボルを受信する。（ｅ）受信した次のシンボルのデータ値が伝送された現在のシンボルのデータ値に等しくない場合、バイナリトラバーサルが終了する。（ｆ）受信した次のシンボルのデータ値が伝送された現在のシンボルのデータ値に等しい場合、ビットパターンの次のビットを現在のシンボルとして指定する。（ｇ）ステップ（ｃ）に戻る。
【００１９】
ＲＦＩＤタグデバイス群の中の特定のＲＦＩＤタグデバイスを識別する方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスには、ユニークなタグＩＤビットパターンおよび第２のビットパターンがストアされる。後述のステップ（ａ）〜（ｌ）がリーダによって実行される。（ａ）ホストシステムから目的のタグＩＤビットパターンを受信する。（ｂ）目的のタグＩＤビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定する。（ｃ）現在のシンボルをＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する。（ｄ）目的のタグＩＤビットパターン内に次のビットが存在するかどうかが判定される。（ｅ）ステップ（ｄ）で次のビットが存在していないと判定された場合に、ステップ（ｇ）に進む。（ｆ）ステップ（ｄ）で次のビットが存在していると判定された場合は、次のビットを現在のシンボルとして指定し、ステップ（ｃ）に戻る。（ｇ）ＲＦＩＤタグデバイス群からシンボルを受信する。（ｈ）受信したシンボルの論理値が、アキュムレータ内にビットパターンの一ビットとしてストアされる。（ｉ）ステップ（ｈ）でストアされたビットがアキュムレータ内のビットパターンの最後のビットかどうかが判定される。（ｊ）ステップ（ｉ）で、ステップ（ｈ）でストアしたビットが最後のビットであると判定された場合は、ステップ（ｌ）に進む。（ｋ）ステップ（ｉ）で、ステップ（ｈ）でストアしたビットが最後のビットでないと判定された場合は、ステップ（ｈ）で現在のシンボルとしてストアされているビットを伝送し、ステップ（ｇ）に戻る。（ｌ）予想されるビットパターンをアキュムレータにストアされているビットパターンと比較する。
【００２０】
ＲＦＩＤタグデバイス群の中の複数のＲＦＩＤタグデバイスの一般的なリードを実行するためのリーダの方法、システム、および装置について説明する。後述のステップ（ａ）〜（ｌ）がリーダによって実行される。（ａ）アキュムレータにストアされているビットパターンを初期化する。（ｂ）カウンタ値を初期化する。第１のシンボルを複数のタグに伝送する。（ｄ）複数のタグから少なくとも１つのシンボルを受信したかどうかを判定する。（ｅ）ステップ（ｄ）で少なくとも１つのシンボルを受信していないと判定された場合に、ステップ（ｌ）に進む。（ｆ）受信した少なくとも１つのシンボルに対応する論理値をアキュムレータ内にビットパターンの一ビットとしてストアする。（ｇ）カウンタ値をインクリメントする。（ｈ）カウンタ値が所定の限界値に等しい場合、ステップ（ｌ）に進む。（ｉ）ステップ（ｄ）で受信すると判定された少なくとも１つのシンボルに基づいて次のシンボルを決定する。（ｊ）次のシンボルを複数のタグに伝送する。（ｋ）ステップ（ｄ）に進む。（ｌ）ビットパターンをホストシステムに伝送する。
【００２１】
重ね合わせるプロトコルによりリーダによるインタロゲーションに応答するＲＦＩＤタグデバイスの方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスにはビットパターンがストアされる。後述のステップ（ａ）〜（ｇ）がＲＦＩＤタグデバイスによって実行される。（ａ）ビットパターンの第１のビットを現在のシンボルとして指定する。（ｂ）リーダからシンボルを受信する。（ｃ）受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」シンボルの場合、インタロゲーションを終了する。（ｄ）受信したシンボルのデータ値が現在のシンボルのデータ値に等しくない場合、ステップ（ｆ）に進む。（ｅ）受信したシンボルのデータ値が現在のシンボルのデータ値に等しい場合、現在のシンボルをリーダに伝送する。（ｆ）ビットパターンの次のビットを現在のシンボルとして指定する。（ｇ）ステップ（ｂ）に戻る。
【００２２】
重ね合わせプロトコルによりＲＦＩＤタグデバイス群にインタロゲーションを行うリーダの方法について説明する。各ＲＦＩＤタグデバイスにはビットパターンがストアされる。ビットパターンには、ＩＤ番号部分が含まれる。ステップ（ａ）〜（ｉ）がリーダによって次のように実行される。（ａ）カウンタにストアされている値を初期化する。（ｂ）レジスタを初期化する。（ｃ）第１のシンボルをＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する。第１のシンボルは、第１のデータ値を表す。（ｄ）第１のシンボルへの少なくとも１つの応答をタグ群から受信したかどうかを判定する。（ｅ）ステップ（ｄ）で少なくとも１つ応答が受信されると判定された場合、第１のシンボルへのが少なくとも１つの応答を受信したことがレジスタ内のビット位置により示される。ビット位置は、カウンタ内にストアされている値に等しい。（ｆ）ステップ（ｅ）でビット位置がレジスタ内の最後のビット位置の場合、ステップ（ｇ）〜（ｉ）をスキップする。（ｇ）カウンタにストアされている値をインクリメントする。（ｈ）第１のシンボルをＲＦＩＤタグデバイス群に伝送する。（ｉ）ステップ（ｄ）に戻る。本発明の他の態様では、第２のデータ値を表す第２のシンボルについて（ａ）〜（ｉ）のステップを実行することができる。例えば、第１のデータ値は「０」ビット、第２のデータ値は「１」ビットである。
【００２３】
本発明の他の態様では、異なるＩＤ番号ビット長を有するタグ群内のタグへのインタロゲーションが、ここで説明したバイナリプロトコルアルゴリズムに従ってリーダにより実行できる。さらに、タグ群内のタグへのインタロゲーションを、ここで説明したバイナリプロトコルアルゴリズムに従って、ＩＤ番号部分を使用し、リーダにより実行できる。本発明のさらに他の態様では、ＩＤ番号部分、センサデータ部分、および／または他のビットパターンを含むビットパターンをタグに含めることできる。ここで説明しているバイナリプロトコルアルゴリズムにより、リーダはタグにインタロゲーションを実行し、ビットパターンを判定することができる。タグ側は、ビットパターンをビットごとにリーダに伝送することによりインタロゲーションに応答することができるが、これは、異なるビットパターン部分に関係するＲＦＩＤタグデバイスに特別なコマンドを伝送せずに、同一のバイナリプロトコルアルゴリズムによりＩＤ番号部分、センサ部分、およびその他の部分を伝送するステップを含む。
【００２４】
ＲＦＩＤ  ＩＣ（integrated ciruit）の方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤ  ＩＣは、ＲＦＩＤタグデバイス内にインプリメントされる。本発明の一態様では、ＲＦＩＤ  ＩＣはアンテナから信号を受信するように構成されている。ＲＦＩＤ  ＩＣは、アンテナパッド、レシーバ、状態マシーン、およびモジュレータを備える。レシーバは、アンテナパッドに結合されている。レシーバはアンテナパッドからシンボルを受信し、受信した信号を出力する。状態マシーンは、受信した信号とストアオペレーティング状態から応答シンボルを判定するように構成されている。モジュレータは、アンテナパッドに結合されている。モジュレータは、受信したシンボルを応答シンボルとともにbackscatter変調するように構成されている。モジュレータは、backscatter変調されたシンボルをアンテナパッドに出力するように構成されている。
【００２５】
本発明のＲＦＩＤ  ＩＣの他の態様では、ＲＦＩＤ  ＩＣは、リーダからシンボルを受信するように構成されている複数のアンテナから信号を受信するように構成されている。ＲＦＩＤ  ＩＣは、第１のアンテナパッド、第２のアンテナパッド、第１のレシーバ、第２のレシーバ、第１のモジュレータ、第２のモジュレータ、および状態マシーンを備える。第１のレシーバは、第１のアンテナパッドに結合されている。第１のレシーバは第１のアンテナパッドから第１のシンボルを受信し、第１の受信した信号を出力する。第２のレシーバは、第２のアンテナパッドに結合されている。第２のレシーバは第２のアンテナパッドから第２のシンボルを受信し、第２の受信した信号を出力する。状態マシーンは、第１の受信した信号と第２の受信した信号を受信し、応答シンボルを生成するように構成されている。第１のモジュレータは、第１のアンテナパッドに結合されている。第１のモジュレータは、第１のアンテナパッドから受信した第１のシンボルを応答シンボルとともにbackscatter変調するように構成されている。第１のモジュレータは、backscatter変調された第１のシンボルを第１のアンテナパッドに出力するように構成されている。第２のモジュレータは、第２のアンテナパッドに結合されている。第２のモジュレータは、第２のアンテナパッドから受信した第２のシンボルを応答シンボルとともにbackscatter変調するように構成されている。第２のモジュレータは、backscatter変調された第２のシンボルを第２のアンテナパッドに出力するように構成されている。
【００２６】
ＲＦＩＤタグデバイスで使用する複数の周波数を発生させるための方法、システム、および装置について説明する。発振器が発振器周波数を生成し、発振器周波数を発振器信号で出力する。１つまたは複数の分周器で発振器信号を受信する。１つまたは複数の分周器のそれぞれにより、分周された発振器周波数が生成される。
【００２７】
リーダは、リモートで、ＲＦＩＤタグデバイスの発振器周波数をキャリブレーションする。リーダからＲＦＩＤタグデバイスにキャリブレーション信号を伝送してＲＦＩＤタグデバイスの発振器周波数を調整する方法について説明する。ステップ（ａ）で、キャリブレーション波形サイクルが伝送される。ステップ（ｂ）で、分離波形サイクルが伝送される。ステップ（ａ）および（ｂ）は、何回も繰り返される。
【００２８】
ＲＦＩＤタグデバイス内の入力信号に同期して発振器周波数をキャリブレーションするための方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスは、後述の１回またはそれ以上のキャリブレーション反復を実行する。入力信号に同期してキャリブレーション波形サイクルを受け取る。受け取ったキャリブレーション波形の長さ分の間に発生する発振器周波数のサイクルごとにカウントワードをインクリメントする。キャリブレーションサイクル波形の受信正常終了後のカウントワードに基づいて発振器周波数が調整される。発振器周波数の調整は、本発明に係る種々の方法で実行できる。本発明の一態様では、発振器周波数はコントロールワードに基づいている。コントロールワードの１ビットは、カウントワードに基づいて調整される。
【００２９】
これらの発振器キャリブレーション反復を何回も繰り返すことにより、発振器周波数を徐々に改善することができる。例えば、発振器キャリブレーション操作をコントロールワードのビット数以下に相当する回数だけ繰り返して、発振器周波数をより精密に調整することができる。
【００３０】
種々のシステムおよび装置を使用して、これらの操作に従って発振器周波数をキャリブレーションすることができる。例えば、アジャスタブル発振器は、コントロールワードを受け取り、そのコントロールワードに基づく発振器周波数を生成する。カウンタがその発振器周波数と入力信号を受信する。カウンタは、発振器周波数のサイクルごとにカウントワードをインクリメントする。カウンタは、入力信号に同期して複数のキャリブレーション波形サイクルを受け取るごとにクリアされる。状態マシーンが、カウントワードの少なくとも１つのビットを受け取る。状態マシーンは、カウントワードの受け取った少なくとも１つのビットが第１の論理値に等しい場合に、カウントワードの受け取った少なくとも１つのビットに応じて、複数のキャリブレーション波形サイクル受け取るごとにコントロールワードの別のビットを修正する。レジスタを使用してコントロールワードをストアすることができる。レジスタおよび状態マシーンは、逐次近似レジスタを形成することができる。
【００３１】
ＲＦＩＤタグデバイスの方法、システム、および装置について説明する。ＲＦＩＤタグデバイスは、レシーバ、モジュレータ、およびアンテナを備える。レシーバは、アンテナに結合されている。レシーバは、アンテナからシンボルを受信するように構成されている。モジュレータは、アンテナに結合されている。モジュレータは応答値を受け取る。モジュレータは、応答値に応じた複数の周波数のうちの１つを選択された周波数信号となるように選択する。モジュレータは、選択された周波数信号に従って受信されたシンボルをbackscatter変調して、backscatter変調シンボルを生成する。backscatter変調シンボルは、アンテナから伝送される。
【００３２】
本発明の一態様では、モジュレータは、選択された周波数信号に従って受信されたシンボルをＡＭ変調して、backscatter変調シンボルを生成する。
【００３３】
本発明の他の態様では、モジュレータは、応答値が第１の所定の値の場合に、選択された周波数信号について第１の周波数を選択する。モジュレータは、応答値が第２の所定の値の場合に、選択された周波数信号について第２の周波数を選択する。伝送されたbackscatter変調シンボルは、モジュレータが第１の周波数を選択したときの第１のbackscatter変調シンボルである。伝送されたbackscatter変調シンボルは、モジュレータが第２の周波数を選択したときの第２のbackscatter変調シンボルである。
【００３４】
本発明の他の態様では、シンボルは、論理ロー部分の後に論理ハイ部分が続いている。モジュレータは、選択された周波数信号に従って受信されたシンボルの論理ハイ部分を変調して、backscatter変調シンボルを生成する。
【００３５】
ＲＦＩＤタグデバイスでデータ信号シンボルを定義する方法、システム、および装置について説明する。入力信号に同期して第１のキャリブレーションパルスを受信する。受け取った第１のキャリブレーションパルスの長さは、ストア済み第１の長さとしてストアされる。入力信号に同期して第２のキャリブレーションパルスを受信する。受け取った第２のキャリブレーションパルスの長さは、ストア済み第２の長さとしてストアされる。
【００３６】
本発明により、データシンボルが検出される。入力信号に同期して、パルス部分を有するデータシンボルを受け取る。パルス部分は長さを有する。パルス部分の長さがストア済み第１の長さよりも小さい場合、データシンボルは第１のデータ値であると判定される。パルス部分の長さがストア済み第１の長さよりも大きく、ストア済み第２の長さよりも小さい場合、データシンボルは第２のデータ値であると判定される。パルス部分の長さがストア済み第２の長さよりも大きい場合、データシンボルは第３のデータ値であると判定される。
【００３７】
本発明の他の態様では、ＲＦＩＤタグデバイス内のデータシンボルをさらに定義することができる。入力信号に同期して第３のキャリブレーションパルスを受信する。受け取った第３のキャリブレーションパルスの長さは、ストア済み第３の長さとしてストアされる。
【００３８】
本発明のこの他の態様により、データシンボルが検出される。入力信号に同期してパルス部分を有するデータシンボルを受け取る。パルス部分は長さを有する。パルス部分の長さがストア済み第１の長さよりも小さい場合、データシンボルは第１のデータ値であると判定される。パルス部分の長さがストア済み第１の長さよりも大きく、ストア済み第２の長さよりも小さい場合、データシンボルは第２のデータ値であると判定される。パルス部分の長さがストア済み第２の長さよりも大きく、ストア済み第３の長さよりも小さい場合、データシンボルは第３のデータ値であると判定される。
【００３９】
第１、第２、および第３のデータ値は、種々のデータ値を表すように定義することができる。本発明の一実施例では、第１のデータ値は０ビットとして定義され、第２のデータ値は１ビットとして定義され、第３のデータ値はＮｕｌｌビットとして定義される。
【００４０】
本発明はさらに、高周波信号を実質的直流（ＤＣ）信号に変換することができるチャージポンプも対象とする。チャージポンプは、高周波信号を受信することができる入力と、チャージポンプに結合されている複数の並列段を備える。並列段はそれぞれ、チャージポンプ入力端子と並列段内の中心ノードと間を結合する第１のキャパシタを備える。第１のダイオードでは、アノードが中心ノードに結合され、カソードが並列段内の第２のノードに結合されている。第２のダイオードでは、アノードが前段の第２のノードに結合され、カソードは並列段内の中心ノードに結合されるが、ただし、第１段では、アノードは直接グラウンドに結合されている。第２のキャパシタは、第２のノードとグラウンドの間に結合されている。第３のダイオードでは、アノードが中心ノードに結合され、カソードがグラウンドに結合されている。チャージポンプ出力端子が、複数の段のうちの最終段内の第２のノードに結合されている。
【００４１】
オペレート中、高周波信号からの電荷がその高周波信号の第１の半サイクルの間に複数の段に蓄積され、高周波信号の第２の半サイクルの間に複数の段のうちの第ｎ段から複数の段のうちの第ｎ＋１段に渡され、第ｎ＋１段は第ｎ段よりもチャージポンプに近くなる。蓄積される電荷は複数の段を通ってチャージポンプ出力端子に移動する間に大きくなり、電源として利用できる充分に安定したＤＣ出力電圧を発生する。本発明の実施形態においては、チャージポンプはＲＦＩＤタグ用の電源となる。
【００４２】
第１のダイオードは第１の閾値電圧ＶＴＨ１を持ち、第２のダイオードは第２の閾値電圧ＶＴＨ２を持ち、第３のダイオードは第３の閾値電圧ＶＴＨ３を有する。第３の閾値電圧は、第１の閾値電圧と第２の閾値電圧のうちの少なくとも一方よりも高い。一実施形態においては、第３の閾値電圧は、第１の閾値電圧と第２の閾値電圧の両方よりも高い。第３のダイオードは、中心ノードの電圧が第３のダイオードの閾値電圧を超えた場合に、中心ノードから電荷を伝えて逃がすことによりチャージポンプの効率を下げるオペレートをする。
【００４３】
第１のダイオードおよび第２のダイオードは、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）ダイオードを使用してキャリブレーションを行うことができる。ＭＯＳＦＥＴダイオードの本体とゲートを一緒に結合して、ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧を動的に下げることができ、これにより、ＭＯＳＦＥＴダイオードは低パワー環境で導通させることができる。さらに、第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートに第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力で順方向バイアスをかけることができる。例えば、第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートを第２のノードに結合することができるが、これは第１のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力である。
【００４４】
第３のダイオードは、中心ノードとグラウンドとの間に結合されている複数の積み重ねられたＭＯＳＦＥＴデバイスを含む。この複数の積み重ねられたＭＯＳＦＥＴデバイスでは、結合された閾値電圧は複数の積み重ねられたＭＯＳＦＥＴデバイス内の単一ＭＯＳＦＥＴデバイスの閾値電圧よりも大きい。
【００４５】
一実施形態においては、それぞれの段はチャージポンプ入力端子と中心ノードと間で結合される第１のキャパシタを備える。第１のＭＯＳＦＥＴダイオードは、中心ノードと第２のノードの間に結合されている。第１のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートとドレインは、中心ノードに結合され、第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのソースは、第２のノードに結合される。第２のＭＯＳＦＥＴダイオードは、隣接する前段の第２のノードと中心ノードの間に結合されている。第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのドレインは、隣接する前段の第２のノードに結合され、第２のＭＯＳＦＥＴダイオードのソースは中心ノードに結合されている。第２のキャパシタは、第２のノードとグラウンドの間に結合されている。ＭＯＳＦＥＴデバイスでは、ドレインが中心ノードに結合され、ソースがグラウンドに結合される。チャージポンプ出力端子が、複数の段のうちの最終段内の第２のノードに結合されている。
【００４６】
一実施形態においては、チャージポンプは、第１段と第２段を備える。第１段は、チャージポンプ入力端子と第１段の中心ノードと間に結合された第１のキャパシタを備える。第１のダイオードでは、アノードが中心ノードに結合され、カソードが第１段の第２のノードに結合されている。第２のダイオードでは、アノードがグラウンドに結合され、カソードが中心ノードに結合されている。第２のキャパシタは、第２のノードとグラウンドの間に結合されている。第３のダイオードでは、アノードが中心ノードに結合され、カソードがグラウンドに結合されている。チャージポンプの第２段は、チャージポンプ入力端子と第２段の中心ノードと間に結合された第３のキャパシタを備える。第４のダイオードでは、アノードが第２段の中心ノードに結合され、カソードが第２段の第２のノードに結合されている。第５のダイオードでは、アノードが第１段の第２ノードに結合され、カソードは前記第２段の中心ノードに結合されている。第４のキャパシタは、第２段の第２のノードとグラウンドの間に結合されている。第６のダイオードでは、アノードが第２段の中心ノードに結合され、カソードがグラウンドに結合されている。チャージポンプ出力端子は、第２段の第２のノードに結合されている。
【００４７】
本発明はさらに、ＲＦ識別システムでオペレートできるＩＤタグも対象とする。ＲＦ  ＩＤシステムを使用して、ＩＤタグ取り付けられている品目をモニタし、トラッキングすることができる。例えば、小売店環境では、ＲＦ  ＩＤシステムは、小売店環境内に置かれている在庫品目の有無を判定できることが望ましい。
【００４８】
一実施形態においては、ＩＤタグは、高周波信号を受信できる入力を備える基板を備える。例えば、高周波信号は、ＲＦ（radio frequency）ＩＤシステムの一部として発生するＲＦ信号とすることもできる。第１のチャージポンプが入力に結合され、前記基板上に配置されている。第１のチャージポンプは、高周波信号を実質的な直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成されている。データリカバリ回路が入力に結合され、基板上に配置され、そこで、データリカバリ回路は高周波信号からデータをリカバーすることができる。backscatterスイッチが入力に結合され、基板上に配置され、そこで、backscatterスイッチは入力のインピーダンスを修正することができ、コントロール信号に応答する。状態マシーンが基板上に配置され、データリカバリ回路により復元されたデータに応答し、そこで、状態マシーンは、そのデータへの応答としてbackscatterスイッチ用のコントロール信号を発生することができる。第１のチャージポンプからのＤＣ電圧で、データリカバリ回路、backscatterスイッチ、および状態マシーンのうちの少なくとも１つに電源を供給することができる。
【００４９】
データリカバリ回路は、入力に結合され、基板上に配置された第２のチャージポンプを備え、その第２の電荷ポンプは高周波信号からデータを取り出すように構成されている。ピーク検出器回路が第２のチャージポンプの出力に結合されており、ピーク検出器回路は、データ信号から基準信号を生成するように構成されている。コンパレータが基準信号をデータと比較し、データ内のデータ遷移を検出する。第１のチャージポンプおよび第２のチャージポンプは、高周波信号で同時にオペレートすることができる。つまり、第１のチャージポンプは高周波信号からＩＤタグ用の供給電圧を発生し、第２のチャージポンプはそれと同時に、高周波信号からデータを取り出す。
【００５０】
第１のチャージポンプは、ＤＣ電圧の振幅を制限する手段を備える。例えば、第１のチャージポンプは、閾値電圧がＤＣ電圧の振幅閾値に基づくＭＯＳＦＥＴダイオードを備えることができる。第１のチャージポンプの効率は、ＤＣ電圧の振幅が閾値電圧を超えてＭＯＳＦＥＴデバイスが導通し、電荷をグラウンドに分流すると低下する。一実施形態においては、第１のチャージポンプの効率は、高周波信号を受信する入力の不整合により低下する。
【００５１】
付属の図面を参照して本発明について説明する。図面では、類似の参照番号は一般に、同一の、機能的に類似している、および／または構造上類似している要素を示す。要素が最初に示される図面は、図の参照番号の一番左の数字で指示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
１．本発明のアーキテクチャに関する実施形態
【００５３】
１．１  タグインタロゲーション環境
本発明を詳細に説明する前に、本発明をインプリメントできる環境例について説明する。本発明は、ＲＦＩＤアプリケーションで特に有用である。図１は、ＲＦＩＤタグリーダネットワーク１０４が、本発明に従って、ＲＦＩＤタグ群１２０と通信する環境を示す。図１に示したように、タグ群１２０は、第１のタグ１０２ａ、第２のタグ１０２ｂ、第３のタグ１０２ｃ、第４のタグ１０２ｄ、第５のタグ１０２ｅ、第６のタグ１０２ｆ、および第７のタグ１０２ｇを含む。これら７つのタグ１０２は、本例においては、タグ群１２０内に示してある。本発明の実施形態においては、タグ群１２０は、１つまたは複数のタグ１０２を備えることができる。幾つかの実施形態においては、非常に多くのタグ１０２、例えば、数百、数千、さらに多くのタグをタグ群１２０に含めることができる。
【００５４】
図１に図示したように、１つまたは複数のインタロゲーション信号１１０が、リーダネットワーク１０４からタグ群１２０に伝送される。１つまたは複数の応答信号１１２がＲＦＩＤタグ１０２からリーダネットワーク１０４に伝送される。例えば、図１に図示したように、第１のタグ１０２ａは第１の応答信号１１２ａを、第２のタグ１０２ｂは第２の応答信号１１２ｂを、第３のタグ１０２ｃは第３の応答信号１１２ｃを、第４のタグ１０２ｄは第４の応答信号１１２ｄを、第５のタグ１０２ｅは第５の応答信号１１２ｅを、第６のタグ１０２ｆは第６の応答信号１１２ｆを、第７のタグ１０２ｇは第７の応答信号１１２ｇを伝送する。
【００５５】
本発明によれば、１つまたは複数のインタロゲーションプロトコルに基づいて、リーダネットワーク１０４とタグ１０２との間で、信号１１０および１１２が交換される。プロトコル例として、後述のバイナリトラバーサルプロトコルがある。このバイナリトラバーサルプロトコルは、ここで説明しているように本発明の他の特徴と組み合わせて、タグ１０２によって伝送された信号間の衝突を効率よく回避し、通信帯域幅を節約し、インタロゲーション時間を短縮することができる。ただし、他のインタロゲーションプロトコルも使用できる。他のプロトコルの例は、特許文献１に説明されている。
【００５６】
信号１１０および１１２は、ＲＦ（radio frequency）伝送のようなワイヤレス信号である。タグ１０２は、信号１１０を受信した後、信号１１０の部分を、時間ベースのパターンに従って、交互に反射吸収することより、応答信号１１２を出力することができる。この時間ベースのパターンは、リーダネットワーク１０４への伝送に関して指定されている情報に従って、決定される。信号１１０を交互に吸収反射するこのような手法は、backscatter変調という。タグ１０２においては、種々のアプローチを採用して、backscatter変調を行うことができる。このようなアプローチにおいては、タグ１０２は、オンボードの受信回路、例えば１つまたは複数のアンテナおよび／またはその他の接続されている電子コンポーネントのインピーダンス特性を変化させている。
【００５７】
タグ１０２は、それぞれＩＤ番号を有する。ある実施形態においては、タグ１０２は、それぞれ一意のＩＤ番号を有する。しかし、他の実施形態においては、複数のタグ１０２が同一のＩＤ番号をシェアするか、またはその一部をシェアすることができる。タグ１０２との上述の通信においては、リーダネットワーク１０４は、信号１１２に応答して、タグ１０２からＩＤ番号を受信する。このような通信のために採用されたプロトコルに応じて、タグ１０２からＩＤ番号を取り出すには、何回も繰り返して信号を交換する必要がある場合がある。言い換えると、単一のＩＤ番号を受信するのに、リーダネットワーク１０４が複数の信号１１０を伝送する必要がある。それに対応する方法では、タグ１０２は、応答が適正であれば、信号１１０を受信する度に、信号１１２で応答する。
【００５８】
あるいはまた、あるいはＩＤ番号に加えて、リーダネットワーク１０４は他の情報をタグ１０２に伝送することもできる。例えば、リーダネットワーク１０４は、１つまたは複数のタグ１０２に１単位の情報をストアしておき、後で取り出すことができる。タグ１０２の設計によって、情報のストアおよび取り出しを、揮発にも不揮発にもできる。
【００５９】
リーダネットワーク１０４は、さらに、タグ１０２の含むセンサにより生成される情報を取得することもできる。リーダネットワーク１０４に供給されるこのセンサ情報には、例えば、タグ１０２のオペレーション環境に関する情報を含めることができる。
【００６０】
種々のセンサをタグ１０２と組み合わせることができる。センサの例としては、メタンのような爆発性のある薬品かまたはプリカーソル化学物質に関連する化学薬品の有無を検出するガスセンサと、周囲温度を示す情報を発生する温度センサと、タグの移動および振動を示す情報を発生する加速度計と、光の有無を検出する光センサと、タグの受ける種々の機械的圧力を検出する圧力センサと、タグの破壊や物品からタグを取り外す操作を検出する改ざんセンサと、電磁場センサと、放射線センサと、生化学的センサとがある。ただし、このようなセンサに限定されるものではない。実際、当業者にとって顕著であるが、タグ１０２は他の種類のセンサを含むこともできる。
【００６１】
タグ１０２は、それぞれ、種々の物品に取り付けることができるように、インプリメントされている。例えば、タグ１０２は、旅客手荷物、小売り在庫、倉庫在庫、乗用車その他の物に取り付けることができる。次に、タグのインプリメント例を、図１０を参照して説明する。
【００６２】
したがって、リーダネットワーク１０４は、本例におけるプロトコルを使用して、１回または複数回のインタロゲーションにより、タグが取り付けられている物品の有無および場所をモニタすることができる。
【００６３】
図２は、本発明の一実施形態に係るリーダアーキテクチャ２００の例であり、リーダネットワーク１０４とタグ１０２との間の通信を行うリーダアーキテクチャ２００を示す。リーダアーキテクチャ２００は、ユーザアプリケーションドメイン２３０と、リーダネットワーク１０４と、１つまたは複数のタグ１０２とを備える。これらのコンポーネントについて、次に詳細に述べる。本発明が、タグ１０２と通信する単一のリーダに適用可能であり、同様に、ネットワーク結合された複数のリーダに適用可能である、ことに留意されたい。このネットワークは、図２に図示したリーダネットワーク１０４のようなネットワークである。「リーダネットワーク１０４」ということが多いが、本発明は、特定のアプリケーションに応じて単一および複数のネットワーク結合されたリーダを含む任意の数のリーダに適用可能である。
【００６４】
リーダネットワーク１０４は、高レベルで、ユーザアプリケーションドメイン２３０から１つまたは複数のタグ１０２に関する要求を受け取る。リーダネットワーク１０４は、プロトコルを２１４に従って、それらの要求に関して１つまたは複数のタグ１０２と通信する。換言すると、リーダネットワーク１０４は、１つまたは複数の要求１１０をタグ１０２に伝送し、タグ１０２はプロトコル２１４を使用して１つまたは複数の応答１１２をリーダネットワーク１１０に伝送することにより、応答する。プロトコル２１４は、典型的には、バイナリトラバーサルプロトコルのうちの１つである。これについての詳細は後述する。
【００６５】
ユーザアプリケーションドメイン２３０は、１つまたは複数のユーザアプリケーションのうちの任意の数のユーザアプリケーションを含めることができる。例えば、ユーザアプリケーションドメイン２３０のユーザアプリケーションは、パーソナルコンピュータ、サーバー、ハンドヘルドプロセシング装置、携帯電話、およびその他のワイヤードまたはワイヤレスネットワークアクセス可能デバイスのようなホストシステムを含むことができる。図２の実施形態においては、ユーザアプリケーションドメイン２３０は、ＷＡＮ（wide area network）アプリケーション２０２ａ（リモート）と、ローカルアプリケーション２０２ｂ（ローカル）を含む。ＷＡＮと、ローカルアプリケーション２０２ａおよび２０２ｂとは、それぞれ、リーダネットワーク１０４を使用して１つまたは複数のタグ１０２にアクセスするユーザアプリケーションを含む。
【００６６】
１つまたは複数のネットワークのうちの任意の数のネットワーク上のユーザアプリケーションが、リーダネットワーク１０４と通信することができる。これらネットワークは、業界標準形式および／または非標準ネットワークとすることができる。図２において、アプリケーション２０２ａおよび２０２ｂは、それぞれ、ＷＡＮ  ２０３ａと、ＬＡＮ（local area network）２０３ｂにそれぞれ結合されている。図２の実施形態においては、ＷＡＮ  ２０３ａとＬＡＮ  ２０３ｂとが相互に結合されているが、他の実施形態においては、分離されている。図２に図示した実施形態においては、ＬＡＮ  ２０３ｂは、アプリケーション２０２ａおよび２０２ｂの両方から、リーダネットワーク１０４への物理的接続を処理する。
【００６７】
リーダネットワーク１０４は、１つまたは複数のセンサインタフェースモジュール（ＳＩＭ）と、リモートアクセスセンサモジュール（ＲＡＳＭ）ドメイン２４０とを備える。図２の実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、第１および第２のＳＩＭ  ２０４ａおよび２０４ｂを備える。ＲＡＳＭドメイン２４０は、１つまたは複数のＲＡＳＭ  ２０６を備える。
【００６８】
リーダネットワーク１０４内の１つまたは複数のＳＩＭのうちの任意の数のＳＩＭを使用して、外部ネットワークを、リーダネットワーク１０４に接続することができる。したがって、それぞれのＳＩＭは、ネットワークを結合するためのアプリケーションハードウェアおよび／またはソフトウェアインタフェースを備える。図２に図示したように、第１のＳＩＭ  ２０４ａは、ＬＡＮ  ２０３ｂをリーダネットワーク１０４に結合する。
【００６９】
ＳＩＭ  ２０４は、それぞれ、１つまたは複数のＲＡＳＭネットワークコネクションにより、リーダネットワーク１０４内の１つまたは複数のＲＡＳＭ２０６に接続される。ＲＡＳＭ  ２０６はリーダであるが、ＲＡＳＭネットワークコネクションとのインタフェースに応じて、それぞれハードウェアおよび／またはソフトウェアを備える。図２に図示したが、第１のＲＡＳＭネットワーク２０５ａは、ＳＩＭ  ２０４ａを「ｎ」個のＲＡＳＭ  ２０６に結合し、ネットワーク２０５ｂはＳＩＭ  ２０４ａを「ｍ」個のＲＡＳＭ  ２０６に結合する。このようなネットワークは、ネットワーク２０５ｂのようにデータのみを搬送するか、またはネットワーク２０５ａのようにデータとパワーを搬送することができる。１つまたは複数の配線ブロック、例えば、配線ブロック２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｄ、２４４ｅ、および２４４ｆを使用して、ネットワーク２０５ａおよび２０５ｂから各ＲＡＳＭへ接続ポイントを提供することができる。配線ブロック２４４は、業界標準配線ブロックまたは非標準タイプのいずれかである。配線ブロック２４２として図示されている修正された配線ブロックを使用して、ネットワーク２０５ａおよび２０５ｂのうちの１つまたは複数の電線またはケーブルに、パワーを供給することができる。１つまたは複数の電源、例えば電源２４６、２４８、２５０、および２５２により、電源がＲＡＳＭ  ２０６に供給されている。電源２４６、２４８、２５０、および２５２は同一のデバイスであってもよいし、なくてもよい。
【００７０】
ＲＡＳＭ  ２０６は、１つまたは複数のアンテナ２１０を介してタグ１０２と通信する。したがって、各ＲＡＳＭ  ２０６は、アンテナ２１０に結合されている１つまたは複数のトランスミッタおよびレシーバを備える。トランスミッタおよびレシーバは、種々のものがあるが、どれでもよい。アンテナ構成も各種のものを使用できる。一実施形態においては、ＲＡＳＭ  ２０６ａは、ネットワーク２０５ａに結合され、直接、最大４本のアンテナに接続される（例えば、図２に図示したアンテナ２１０ａ〜２１０ｄ）。他の実施形態においては、ＲＡＳＭはマルチプレクサに結合されており、そのマルチプレクサをコントロールする。例えば、図２に図示したが、ネットワーク２０５ｂに結合されているＲＡＳＭ  ２０６ａは、マルチプレクサ２０８に結合される。マルチプレクサを使用して、ＲＡＳＭ  ２０６ｂの単一アンテナポートに切り換えられるアンテナの本数を増やすことができる。図２に図示したが、マルチプレクサ２０８は、ＲＡＳＭ  ２０６ｂの単一アンテナポートを８本のアンテナに接続する（例えば、図２に図示したアンテナ２１１ａ〜２１１ｈ）。あるいはまた、ＲＡＳＭ  ２０６ｂは、最大３２本のアンテナに対応することができる。このような構成をとると、さらに３つのマルチプレクサ２０８をＲＡＳＭ２０６ｂのアンテナポートに接続する必要がある。ＲＡＳＭ  ２０６は、１つまたは複数のプロトコル２１４を使用して、ＲＦ（radio frequency）でＲＦＩＤタグ１０２と通信することができる。
【００７１】
さらに、一実施形態においては、それぞれのＲＡＳＭ  ２０６はここで説明しているbackscatter変調により変調されている１つまたは複数のタグ１０２から受信されたシンボルのデータ値を判定するロジック回路を備えている。例えば、このロジック回路により、受信されたbackscatterシンボルが、受信されたbackscatterシンボルのbackscatter周波数が第１の周波数を含むと判定された場合に、第１の論理値（つまり、「０」ビットまたは「１」ビット）を表すことを判定し、さらに受信したbackscatterシンボルのbackscatter周波数が第２の周波数を含むと判定された場合に、受信されたbackscatterシンボルが第２の論理値を表すことを判定することができる。他の実施形態においては、ロジックの機能を、リーダネットワーク１０４の他のコンポーネントに組み込むことができる。
【００７２】
リーダアーキテクチャ２００の目的は、妥当な価格のＲＦＩＤシステムを大量に商業市場に供給することである。一実施形態においては、このアーキテクチャによりバッチタイプのオペレーションがパフォームされる。バッチタイプのオペレーションでは、リーダネットワーク１０４が、品目レベルの資産を、所定の空間における入口点および出口点で、スキャンする。これにより、資産の履歴に関する情報が提供されるが、インタロゲーション時に実際の資産に関する確認済み情報（リアルタイム情報）は提供されない。本発明に従ってオペレートするデバイスは、業界がリアルタイムモードに変換するとき、コントロールされる空間が、リアルタイム情報を得るためのリーダネットワーク１０４／アンテナ２１０、２１１によりカバーされるように、設計されている。このような環境においては、所定の空間における入口点および出口点に、多数のＲＡＳＭ  ２０６／アンテナ２１０、２１１を存在させることができる。そこで、設計目標は、ＲＡＳＭ２０６レベルでできる限りコストを引き下げることである。本発明によれば、ＲＡＳＭ  ２０６レベルから１つまたは複数の機能を削除し、相対的に少ない数の１つまたは複数のＳＩＭ  ２０４に含める。ＳＩＭ  ２０４は、高いアーキテクチャレベルにあり、多数のＲＡＳＭのコストを償却することができる。
【００７３】
加えて、本発明に係るデバイスは、非常に高いアーキテクチャレベルで、それ以前のシステムおよびアプリケーションと互換性がなければならない。このため、これらのデバイスは、全ての用途に対して、１つのバージョンに標準化することができる。しかし、こうすると、情報をＯＳＩモデルレイヤの最上位レイヤに提示するため、機能、メモリ、処理能力などを追加する負担が、インプリメントにかかる。現在、業界は、リーダはＸＭＬプレゼンテーションレイヤ接続（項目２０３ｂ）を含み、実質的なバッファリングおよびフィルタ処理機能を備えたことを規定している。製品としての慣用のリーダには、このような機能が追加されようとしている。しかし、本発明のアプローチによれば、この機能をゲートデバイスＳＩＭ  ２０４に一度だけ追加していて、インプリメントにかかるコストが、リードポイント（read point）であるＲＡＳＭ  ２０６ごとに倍増しないようにしている。
【００７４】
したがって、本発明の実施形態においては、ＲＡＳＭ  ２０６は、ＲＦＩＤタグ１０２と通信するためデジタルネットワーク要求をＲＦ信号に変換することを担当している。コストをさらに削減するため、一実施形態においては、各ＲＡＳＭ  ２０６は、アンテナ２１０、２１１に対して最大４つまでの入出力ポートをハンドルするように構成されている。これら入出力ポートも「リードポイント」と呼ばれる。リードポイント当たりのコストは、単一のリードポイントであるデバイスのコストの約２５％までに削減される。他の実施形態においては、特定のアプリケーションおよびコストに応じて、アンテナ数を増減できる。
【００７５】
さらに、本発明の実施形態においては、ＳＩＭ  ２０４は、複数のＲＡＳＭに結合されており、これら複数のＲＡＳＭをコントロールする。例えば、単一のＳＩＭ  ２０４を５０個のＲＡＳＭ  ２０６に結合することができる。この結合は、ＳＩＭ  ２０４ａに結合されている複数のＲＡＳＭネットワーク２０５ａおよび２０５ｂを介して、行うことができる。ＳＩＭ  ２０４では、高水準プロトコル可視性レイヤ（high-level protocol visibility layer）をインプリメントし、妥当なバッファを追加し、所定のアプリケーションにとって望ましくない状態を除去するロジック回路をインプリメントする。ＳＩＭ  ２０６は、項目２０３ｂで図示されているように、業界標準ネットワーキング（例えば、Ethernet（登録商標）やＴＣＰ／ＩＰ）に結合され、ＸＭＬのようなネイティブレベルのローカルおよびリモートアプリケーションに接続されている。
【００７６】
１．２  ワイヤレスインタフェース（プロトコルドメイン）
１．２．１  リーダにより伝送される信号
一実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、信号１１０のような信号をＡＭ（amplitde modulation）変調信号として、タグ１０２に伝送する。例えば、伝送された信号は、ナローバンド（narrowband）のＡＭ信号とすることができる。このアプローチによれば、リーダネットワーク１０４は、伝送する情報の関数となっている特定の期間に搬伝送号の振幅を変化させる。他の実施形態においては、当業者であれば知っている他の変調方式をリーダネットワーク１０４で使用し、タグ１０２と通信することができる。
【００７７】
リーダネットワーク１０４は、この情報をシンボルセットからそれぞれ選択した１つまたは複数のシンボルの形で伝達する。図３、４、および５は、それぞれ、３つのシンボルを含むシンボルセット例のうちの１つのシンボルのプロットを示す。特に、図３は論理「０」を表すシンボル３０２のプロットを示し、図４は論理「１」を表すシンボル４０２のプロットを、図５は「ＮＵＬＬ」シンボルを表すシンボル５０２のプロットを示す。この「ＮＵＬＬ」シンボルは、あるキャリブレーションプロシージャ（calibration procedure）をパフォームする際して使用することができ、同様に、タグ１０２のオペレーション状態に影響を及ぼし、リセットすることができる。さらに、この「ＮＵＬＬ」シンボルの使用に関しては、次に詳細に説明する。
【００７８】
シンボル３０２、４０２、および５０２に対しては、それぞれ、リーダネットワーク１０４は、伝送されるキャリア信号（carrier signal）の振幅を、２つの値の間で変化させる。これら２つの値は、図３、図４、および図５に、ＳhighとＳlowとして示す。ＳhighとＳlowの間の振幅変化は、シンボル交換期間（symbol exchange period）、すなわちＴＳにおいて、生じる。図３、図４、および図５に示す例においては、ＴＳは１２．５μsecである。しかし、本発明の実施形態においては、ＴＳについて、他の値を使用しており、静的または動的に（つまりオンザフライ（on the fly）で）供給することができる。
【００７９】
各シンボル交換期間の開始時点は、クロック開始タイムＴＣＳで示す。クロック開始タイムは、リーダネットワーク１０４が搬伝送号の振幅をＳhighからＳlowに変化させる時点を示す（以下「立ち下がりエッジ」という。）。したがって、ＴＣＳは、搬伝送号振幅がＳlowのときの期間の開始時点を示す。この期間は、リーダネットワーク１０４がキャリア振幅をＳlowからＳhighに変化させたときに終了する（以下「立ち上がりエッジ」という。）。シンボル３０２、４０２、および５０２のシンボルセットに対して、リーダ１０４は、伝送されているシンボルに従って、この期間の持続時間を指定する。
【００８０】
例えば、図３は、論理「０」シンボル３０２を伝送するときに、リーダ１０４は、その搬伝送号振幅を、ＴＡという持続時間の間、Ｓlowに保持することを示している。しかし、論理「１」シンボル４０２を伝送するときには、図４は、リーダ１０４がキャリア振幅をＴＢの持続時間の間、Ｓlowに保持することを示している。図５は、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送するときに、リーダ１０４が、キャリア振幅をＴＣという持続時間の間、Ｓlowに保持することを示している。ＴＡ、ＴＢ、およびＴＣの値の例は、それぞれ、３．０μsec、６．０μsec、および９．５μsecである。しかし、他の値を使用しても、本発明の範囲を逸脱しないものとする。
【００８１】
本発明によれば、ＳhighおよびＳlowの種々の振幅レベルを使用できる。例えば、一実施形態においては、ＳlowはＳhighの７０％である。つまり、Ｓlowは、必ずしも、０Ｖ振幅の信号ではないが、他の振幅値を取ることもできる。であるから、Ｓlowのキャリア信号を伝送しているときの方が、０％Ｓlowをインプリメントした場合（つまり、厳密に言うと、オン／オフキーイング）よりも、より大きいＲＦエネルギーをタグに供給できる能力を、リーダネットワーク１０４に与えることができる。本発明は、ＳhighおよびＳlowを他の相対的なパーセンテージ（０％  Ｓlowインプリメンテーションを含む）にしたときにも、適用可能である。
【００８２】
タグ１０２は、リーダネットワーク１０４により伝送されたシンボルをデコードするため、種々のタイミングパラメータを採用している。図３、図４、および図５に図示したシンボルセットのデコードを支援するため、各タグ１０２は、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２という３つのタイミングパラメータ（タイミングポイントともいう）を採用している。タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２の例を図２６Ｂに示す。好ましい実施形態においては、データキャリブレーションというプロセスにおいて、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２がリーダネットワーク１０４によりタグ１０２に提供される。データキャリブレーションについては後述する。
【００８３】
Ｔ０およびＴ１は、異なるシンボル値を区別するために使用されているクロック開始タイム、すなわちＴＣＳの後の時点に、対応する。具体的には、Ｔ０は、論理「０」シンボル３０２と関連付けされた立ち上がりエッジの前の経過時間（つまり、ＴＡ）と、論理「１」シンボル４０２の立ち上がりエッジと関連付けされた経過時間（つまり、ＴＢ）との中点に、リーダネットワーク１０４により設定される。Ｔ１は、論理「１」シンボル４０２と関連付けされた立ち上がりエッジの前の経過時間（つまり、ＴＢ）と、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２の立ち上がりエッジの前の経過時間（つまり、ＴＣ）との中点に、リーダネットワーク１０４により設定される。一実施形態においては、Ｔ２は、タグ１０２が伝送を停止し、しかもリーダネットワーク１０４をリスン（listen）する状態に戻る必要がある時点に対応する。Ｔ２は、リーダから次のＴＣＳの少し前の時点に、リーダネットワーク１０４により設定するのが好ましい。
【００８４】
一実施形態においては、これら時間パラメータはキャリブレーションシーケンスにおいてリーダにより伝送することができるものであるが、タグ１０２は、これら時間パラメータを採用して、リーダネットワーク１０４から受信されたデータシンボルのアイデンティティ（identity）を、次の方法で判定する。まず、タグ１０２は、受信信号の立ち下がりエッジで、カウンタまたはタイマを初期化する。この初期化は、伝送されたシンボルのＴＣＳと一致する。次に、タグ１０２は、受信信号の立ち上がりエッジを検出するまで、時間の経過に従って、タイマをインクリメントする。受信信号の立ち上がりエッジが検出されると、タグ１０２は、タイマ値とタイミングポイントとを比較する。つまり、タグ１０２は、タイマがＴ０に達する前に立ち上がりエッジが発生したとき、論理「０」シンボル３０２を検出する。しかし、仮にタイマがＴ０に達したときか、又はそれ以降でＴ１に達する前に、立ち上がりエッジが発生した場合に、は、タグ１０２は、論理「１」シンボル４０２を検出する。あるいはまた、仮にＴ１に達したときか、又はそれ以降に立ち上がりエッジが発生した場合に、は、タグ１０２は、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を検出する。異なるタグ１０２間にタイミングのずれがあると、このアプローチ以外の厳密なタイミングスキームでは通信エラーを生じることになるが、このアプローチはこの異なるタグ１０２間のタイミングのずれに動的に対応する。
【００８５】
１．２．２  タグにより伝送される信号
上述したが、タグ１０２は、情報を、リーダネットワーク１０４に、backscatter変調信号の形で、伝送することができる。backscatter変調とは、リーダネットワーク１０４が伝送した信号の吸収および反射を交互に繰り返す技術をいう。これらbackscatter変調信号は、リーダネットワーク１０４により伝送された対応するシンボルに応答して、それぞれ伝送されるシンボルを搬送することができる。よって、各タグ１０２は、backscatterシンボルセットからそれぞれ選択された１つまたは複数のbackscatterシンボルを伝送することができる。backscatterシンボルセットの例については、図６、図７、図８、および図９を参照して説明する。このbackscatterシンボルセットは、backscatterエネルギーを副変調するための基準として、２つの周波数を使用する。一方の周波数は、論理「０」ビットを伝送するのに使用され、他方の周波数は、論理「１」ビットを伝送するのに使用される。他の実施形態においては、２つの異なる位相遅延か、２つの異なる信号振幅か、または２つの異なる期間に使用される単一の周波数もしくは位相遅延も、backscatter変調手法に従って、異なる論理ビット値を表すのに使用することができる、ことに留意されたい。
【００８６】
図６、図７、図８、および図９に図示したbackscatterシンボルセットは、図３、図４、および図５を参照して、上述のリーダ伝送シンボルセットで、オペレートする。具体的には、このbackscatterシンボルセットは、リーダにより伝送されたシンボルの後部分を変調するため、提供する。上述したように、これら後部分のマグニチュード（magnitude）は、Ｓhighである。
【００８７】
図６および図７は、変調されたbackscatterにおいて、タグ１０２から伝送された論理「０」ビットをそれぞれ表すbackscatterシンボルを示す。特に、図６は、リーダオリジネート（reader-originate）の論理「０」のシンボル３０２に対応するシンボルであって、タグ１０２から伝送された論理「０」のbackscatterシンボル６０２を示している。図７は、リーダオリジネートの論理「１」のシンボル４０２に対するシンボルであって、タグ１０２から伝送された論理「０」のbackscatterシンボル７０２を示している。これらのシンボルは、それぞれ、ある周波数で発生するパルスのシリーズを含む。図６および図７に図示したが、これらのbackscatterシンボル６０２および７０２のそれぞれに対するパルスは、シンボル交換期間ＴＳの終了まで続く。しかし、backscatterシンボル６０２および７０２は、それぞれ、異なるタイムから開始する。
【００８８】
このように開始タイムが異なるのは、図３および図４を参照して上述したが、リーダにより伝送された「０」および「１」シンボル３０２および４０２が、それぞれ、異なる立ち上がりエッジ時間を有するからである。つまり、リーダオリジネートの「０」シンボル３０２と関連付けされた立ち上がりエッジは、ＴＡで発生し（例えば、３μsec）、リーダオリジネートの「１」シンボル４０２と関連する立ち上がりエッジはＴＢで発生する（例えば、６μsec）。
【００８９】
図８および図９は、変調されたbackscatterにおいてタグ１０２から伝送された論理「１」ビットをそれぞれ表すシンボルを示す。特に、図８は、リーダオリジネートの論理「０」シンボル３０２に応答するタグ１０２からのbackscatter伝送論理「１」シンボル８０２を示している。それと対照的に、図９は、リーダオリジネートの論理「１」シンボル４０２に応答するタグ１０２からのbackscatter伝送論理「１」シンボル９０２を示している。backscatterシンボル８０２および９０２は、それぞれシンボル交換期間ＴＳの終了まで発生するパルスのシリーズを含む。これらのパルスは、図６および図７の論理「０」のbackscatterシンボル６０２および７０２に使用される周波数と異なる周波数で、繰り返される。
【００９０】
図６および図７では、周波数２．５ＭＨｚを使用して、論理「０」のシンボル６０２および７０２のbackscatter変調を行い、図８および図９では、周波数３．７５ＭＨｚを使用して、論理「１」のシンボル８０２および９０２のbackscatter変調を行う。これらの周波数は、説明のためのものであり、本発明は、backscatter変調に他の周波数を使用することもできる。
【００９１】
図８および図９に図示したbackscatterシンボル８０２および９０２は、それぞれ、異なるタイムに開始する。これらの異なる開始タイムは、図３および図４を参照して上述したリーダオリジネートの「０」および「１」シンボルと関連付けされた異なる立ち上がりエッジ時間（つまり、ＴＡとＴＢ）に起因する。
【００９２】
したがって、次の説明においては、バイナリトラバーサルにおいて、ビット、シグナル、又はシンボルについて、「０」および「１」をタグ１０２から伝送するというときは、上述したように、「０」および「１」のbackscatterシンボル６０２、７０２、８０２、および９０２を伝送することをいう、ことに留意されたい。さらに、次の説明においては、バイナリトラバーサルにおいて、ビット、シグナル、又はシンボルについて、「０」および「１」をリーダネットワーク１０４から伝送するというときは、上述したように、「０」および「１」のシンボル３０２および３０４を伝送することをいう。
【００９３】
本発明の好ましい実施形態においては、図５に図示したリーダ信号の「ＮＵＬＬ」シンボル５０２は、タグ１０２に起因してbackscatterがＳhigh状態になるように規定するものではない。他の実施形態においては、タグ１０２は、「ＮＵＬＬ」信号に応答して、backscatterを導入することができる。
【００９４】
リーダネットワーク１０４は、タグ１０２によってbackscatter変調されたビットまたはシンボルの値を、判定する。リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０のうちの１つまたは複数のタグ１０２により生成されたbackscatter変調のための信号であって受信された信号を、サンプリングする。好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、タイミングポイントＴＢＳで受信信号をサンプリングして、backscatter変調シンボルを受信したかどうかを判定する。図２６Ｂは、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、およびＴＳと、タイミングポイントＴＢＳとの相対的な間隔を示している。図２６Ｂに図示したが、タイミングポイントＴＢＳは、タイミングポイントＴＣとＴ２の間に位置させるのが好ましい。ＴＢＳは、受信シンボルのＴＣの後の位置であって、backscatter変調が既に開始されている位置に、位置させるべきであり、しかも、ＴＢＳの時間は、リーダネットワーク１０４のレシーバのうちの検出に必要なコンポーネントにより伝搬される時間である。ＴＢＳは、Ｔ２の前に位置させて、受信されたbackscatter変調シンボルが終了しないようにし、しかも、受信されたシンボルの長さは、できる限り短くして、タグ１０２のリードレート（read rate）を高める必要がある。
１．２．３  タイミングポイントの記憶
【００９５】
リーダネットワーク１０４は、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＳ、およびＴＢＳを作成しコーディネートする。タイミングポイントＴ０、Ｔ１、およびＴ２に対するタイミングポイントＴＡ、ＴＢ，ＴＣ、ＴＳ、およびＴＢＳが、図２６Ｂに示してある。上述したように、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＳ、およびＴＢＳは、本発明の種々のタイミング特性に関係するものである。タイミングポイントは、リーダネットワーク１０４とタグ１０２とで通信を行っているときに、一貫したタイミングが維持されるように記憶しておく。一実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、タイミングポイントを記憶し、そのうちの１つまたは複数のタイミングポイントを、タグ１０２に搬送する。これについては別のところで説明する。
【００９６】
好ましい実施形態においては、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、Ｔ２、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＳ、およびＴＢＳは、全て、動的であって、リーダネットワーク１０４とタグ１０２によりアジャスタブルであるが、これには、特定の環境を条件とする。
【００９７】
例えば、実施形態においては、リーダネットワーク１０４内の第１のリーダは、同一または異なるリーダネットワーク１０４内の第２のリーダであって、１つまたは複数の同一のタグ１０２と通信するため同一のローカリティ（locality）でオペレートする第２のリーダにより使用されるタイミング特性と異なるタイミング特性を使用することができる。
例えば、第１のリーダは、ＴＡ、ＴＢ、およびＴＣのうちの１つまたは複数の持続時間を長くすることにより、タグ１０２に、ノイジーな環境でシンボルをリードする時間をさらに与えることができる。逆に、第１のリーダは、ＴＡ、ＴＢ、およびＴＣのうちの１つまたは複数の持続時間を短くすることにより、第２のリーダに対して、多数のタグ１０２を高速にリードすることができる。第１のリーダネットワーク１０４によりパフォームされるバイナリトラバーサルが正常終了した後、第２のリーダは、タグ１０２のバイナリトラバーサルをパフォームする前に、１つまたは複数のＴＡ、ＴＢ、およびＴＣの持続時間を変更することができる。
さらに、実施形態においては、第１のリーダネットワーク１０４と通信するために使用される特定のタグ１０２のタイミング特性は、第２のリーダネットワーク１０４と通信するために使用されているタイミングと異なる場合がある。例えば、後述のプロセスにより、第１のリーダネットワーク１０４は、Ｔ０、Ｔ１、およびＴ２のうちの１つまたは複数の長い値を、タグ１０２に供給し、タグ１０２がノイジーな環境で長いシンボルをリードできるようにすることができる。逆に、第１のリーダネットワークは、Ｔ０、Ｔ１、およびＴ２のうち１つまたは複数に対して短い値を与えることにより、タグ１０２が短いシンボルをリードすることができ、したがってシンボルをより高速に受信するようにできる。第１のリーダネットワーク１０４により実行されるバイナリトラバーサルが正常終了した後、第２のリーダ１０４は、タグ１０２のバイナリトラバーサルを実行する前にＴ０、Ｔ１、およびＴ２のうち１つまたは複数の異なる値をタグ１０２に与えることができる。
【００９８】
他の実施形態においては、一度バイナリトラバーサルが開始されたが、まだ正常終了していないときは、リーダネットワーク１０４は、タイミングポイントＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＳ、およびＴＢＳのうち１つまたは複数を調整することができる。このような調整を必要に応じて行い、ノイジーなＲＦ環境と、その時点でリーダネットワーク１０４が抱える他の問題に対処することができる。リーダネットワーク１０４は、さらに、タイミングポイントＴ０、Ｔ１、およびＴ２のうち１つまたは複数に対する異なる値をタグ１０２に与えることにより、必要に応じて、バイナリトラバーサルの途中で、タグ１０２のタイミング特性を再構成することができる。
２．本発明に係るタグの実施形態
２．１  タグ構造の説明
２．１．１  構造の概要
図１０は、本発明の一実施形態に係るタグ１０２のブロック図である。タグ１０２は、ＩＣ（integrated circuit）１００２と、複数のパッド１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃ、および１００４ｄと、キャパシタ１００６と、オプションのバッテリ１００８と、第１のアンテナ１０１０ａと、第２のアンテナ１０１０ｂとを含む。これらのコンポーネントは、基板１００１上にマウントされるか、または形成される。これらのコンポーネントについて、次に詳述する。
【００９９】
パッド１００４は、ＩＣ１００２と、タグ１０２に関連する他のコンポーネントとを電気的に接続する。例えば、ＲＦパッド１００４ｂは、ＩＣ１００２と、第１のアンテナ１０１０ａとを接続する。同様に、ＲＦパッド１００４ｄは、ＩＣ１００２と、第２のアンテナ１０１０ｂとを接続する。
２．１．２  キャパシタ／バッテリ
【０１００】
外部電源パッド１００４ｃおよびグラウンドパッド１００４ａは、ＩＣ１００２に電圧を印加するため、接続される。図１０に図示したが、キャパシタ１００６はパッド１００４ｃと１００４ａとの間に結合される。キャパシタ１００６は、ＩＣ１００２内のパワーハーベスティング回路（power harvesting circuitry）を介して得られるオペレート電圧およびパワーを蓄積する。このパワーハーベスティング回路は、ＩＣ１００２がアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂを介して受信した低電圧発振ＲＦエネルギーを、それよりも高い電圧の直流電流（ＤＣ）信号に変換する。このようなパワーハーベスティング技術の詳細を次に説明する。
【０１０１】
オプションのバッテリ１００８その他の電源も、パッド１００４ｃと１００４ａの間に結合することができる。バッテリ１００８を使用すると、キャパシタ１００６はあってもなくてもよい。つまり、キャパシタ１００６はなくてもよいし、バッテリ１００８と並列（つまり、パッド１００４ｃと１００４ａの間に）に結合することもできる。バッテリ１００８を使用する場合に、は、バッテリ１００８は、そのパワーハーベスティング回路のオペレーションと無関係のオペレート電圧を、ＩＣ１００２に供給する。このパワーハーベスティング回路は、典型的には、使用可能なＲＦエネルギーのレベルに依存するＤＣ電圧および電流を発生する。したがって、タグ１０２とリーダネットワーク１０４との間の物理的距離が増大すると、パワーハーベスティング手法により得られるＤＣ電圧レベルは減少する。
【０１０２】
したがって、ＩＣ１００２がオペレートパワーをパワーハーベスティング技術にのみ依存する場合に、は、タグ１０２がリーダネットワーク１０４から充分なオペレート電圧をタグ１０２に供給するには、エネルギー不足の情報信号を受信することが可能になる。ただし、このような情報信号では、ＩＣ１００２の有する信号対ノイズ比（ＳＮＲ）は、ＩＣ１００２がオペレートした場合に、デコードできるだけのＳＮＲとすることができる。バッテリ１００８が採用された場合、バッテリ１００８はこのようなオペレート電圧を供給する。したがって、バッテリ１００８を使用すると、タグ１０２は、離れたところにあるリーダネットワーク１０４、及び／又は、厳しいＲＦ環境にあるリーダネットワーク１０４と、通信することができる。バッテリ１００８は、タグ基板１００１上に直接印刷することができるタイプを含めて、化学的成分およびフォームファクタが種々のタイプのものとすることができる。比較的安価で充電できないタイプのバッテリには、耐用期間があるから、それを過ぎると、タグ１０２に、充分なオペレートパワーを供給できなくなる。あるいはまた、小型の充電式バッテリは、厳しいＲＦ環境においても、タグ１０２のオペレートをサポートすることができる。充電式バッテリは、さらに、タグ１０２のパワーハーベスティング機能を駆動することができるＲＦ環境において充電することができる。実施形態においては、環境からエネルギーを得る他のソースとして、太陽電池と、振動を電圧に変換する圧電材料と、当業者に知られているその他のソースとがある。
【０１０３】
他の実施形態においては、図１１に図示したが、タグ１０２は、少なくとも１つのセンサ１１１１から情報を受信するのに使用されるコンポーネントを含むことができる。一実施形態においては、アナログ−デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）１１８０は、センサ１１１１からアナログセンサ信号を受信し、そのアナログセンサ信号をデジタル信号に変換する。センサ１１１１は、ＩＣ１００２に組み込むことも、また外付けにすることもできる。仮にセンサ１１１１がＩＣ１００２に外付けされている場合に、は、センサ１１１１は接続パッド１１０４ｄに接続されることになる。この接続パッド１１０４ｄは、図１１に図示したが、Ａ／Ｄ１１８０に結合されている。パワーバス１０５４はパワーをＡ／Ｄ１０８０に供給する。図１１に図示したが、単一のＲＦパッド、すなわちＲＦ１パッド１００４ｂは、アンテナ１０１０ａと結合するためのものであり、単一の接続パッド１１０４ｄは、センサ１１１１と結合するためのものである。他の実施形態においては、センサ１１１１および／または追加センサと結合するため、１つまたは複数の追加の接続パッドを存在させることができる。追加のアンテナパッドも存在させることができる。さらに、バッテリ１００８またはキャパシタ１００６は、存在している場合、ＩＣ１００２に組み込むことができ、したがって、グラウンドパッド１００４ａおよび電源パッド１００４ｃは、存在していなくてもよい。センサ１１１１がＩＣ１００２に組み込まれている場合、センサパッド１１０４ｄは存在しなくてもよい。本発明は、これらのアンテナとセンサ構成を任意に組み合せたものに適用することができる。
２．１．３  向きによる不感（Orientation Insensitivity）
【０１０４】
リーダネットワーク１０４から受信されたＲＦ信号の強度は、ＲＦ環境からエネルギーを集めるアンテナの設計によって異なる。現在のアンテナ設計理論および設計慣例によれば、受信されたエネルギーは、一部は、受信利得の関数であり、受信幅（ビーム幅）の関数として変化することが、分かっている。利得は、アンテナの指向性を広げると、受信する際の利得が減少するか、またはパワーが減少するという意味で、ビーム幅に反比例する。逆に、最大パワーを受信するように、利得が最大になるように、アンテナを調整すると、パワーは、伝送アンテナの特定の向きおいてしか獲得できなくなる。このため、適正でない向きではオペレート距離が大幅に減少するリーダアンテナに対して、タグアンテナは指向性を有するようになる。
【０１０５】
このような基本的な問題は、ＲＦＩＤ技術にあっては、長い間存在しており、解決策が望まれていた。そこで、業界の目標は、タグアンテナの向き（つまり、リーダアンテナに対するタグアンテナの方向）に対する感度を最小限に抑えるか、または感度を除いた上で、最大のリード距離（直接アンテナ利得に関係する）を維持する方法を決定することにある。現在利用可能なデバイスのリード範囲は妥当な範囲であるが、それもタグのある向きに限られている。このことは、ＲＦＩＤ製品を求めている市場の多数派にとって望ましいことではない。
【０１０６】
本発明の利点は、ＩＣ１００２が、複数のアンテナ入力をハンドルできるという点にある。例えば、図１０に図示した好ましい実施形態においては、第１および第２のアンテナパッド１００４ｂおよび１００４ｄは、それぞれ第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂに対応するものである。このようにしたので、標準的な指向性を有するマルチプルアンテナを、基板１００１上に配向させ、全ての向きに対する平均利得が、マルチプルアンテナでそれぞれ個別に高くなるようにできる。好ましい実施形態においては、アンテナ１０１０ａは、アンテナ１０１０ｂの最小利得と相関関係を有する方向で、最大利得が得られるように、配向してある。例えば、標準的なダイポール設計を使用した場合、同一の基板上のアンテナ１０１０ｂに対して、アンテナ１０１０ａは９０度の角度に（Ｚ軸は一定である）配向されることになる。
【０１０７】
マルチプルアンテナの入力をこのように構成すると、広帯域受信用のマルチプルアンテナを簡単にすることができることになる。また、同様の問題が、所定のアンテナ設計の周波数アジリティ（agility）が広くなるほど、利得、つまり単一アンテナにより集められるエネルギーが減少するという点にある。マルチプルアンテナをこれらアンテナ固有の周波数帯域用に設計できると、タグ１０２は、複雑な単一広帯域アンテナ設計が対応している以上の異なる周波数のそれぞれのパワーで、広帯域幅全体で機能することができる。ＲＦＩＤ製品は世界中でオペレート可能であることが望ましい。ライセンスフリー環境でオペレートする周波数帯域は、国ごとに異なる。そこで、複数の周波数帯域に適合できるようにマルチプルアンテナを設計できることは、本発明の利点である。
２．１．４  タグ基板
【０１０８】
ＩＣ１００２は、複数のＩＣチップにインプリメントすることができるが、単一チップにインプリメントするのが好ましい。ＩＣ１００２の１つまたは複数のチップは、ウェーハ加工プロセスにより作成された１つまたは複数のウェーハに、作成されている。ウェーハ加工プロセスの違いにより、チップ間にパフォーマンスの相違が生じる。例えば、チップのインダクタンスの整合をとるプロセスは、ウェーハ間、ロット間、およびダイス間の加工プロセスの違いの影響を受けることがある。
【０１０９】
ＩＣ１００２は、基板１００１にインプリメントされる。第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂは、基板１００１上に印刷される。一実施形態においては、基板１００１に使用される材料は、３〜５Ｍｉｌ  マイラー（登録商標）またはマイラーに似た材料である。マイラー関連材料を使用するのが好ましいが、それは、誘電特性が比較的低く、また印刷特性も優れているからである。アンテナ設計を印刷するために使用される導電性インクは、非常に高い温度で硬化させる。そのような高い温度では、標準的なポリマーだと急速に劣化するだけでなく、非常に不安定になる。
【０１１０】
アンテナ設計は、導電性インクを使って基板１００１に印刷される。一実施形態においては、導電性インクは、主に、銀微粒子を種々の結合剤および溶剤と混合する。例えば、現在Dupont Corporationにより生産されている結合剤および溶剤を使用することができる。導電性インクは銀粒子の量を変えることができ、所望の導電性レベルを実現することができる。アンテナを印刷した後、抵抗または「Ｑ」をアンテナ設計から求めることができる。その後、アンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂの表面と、第１および第２のアンテナパッド１００４ｂおよび１００４ｄとを整合させるマッチング回路を決定し、タグ１０２の実効リードレンジ（read range）を得る。他の実施形態においては、使用するアンテナ基板の種類およびメーカは問わない。例えば、エッチング、つまりコーティングまたは蒸着された基板から材料を除去することによりアンテナパターンを得るサブトラクティブプロセス（subtractive process）を使用できる。他の実施形態においては、アンテナ基板をいっさいなくして、アンテナを直接ＩＣに組み込むこともできる。
【０１１１】
導電性材料は、その性質上、酸化されやすく、そのため、酸化物材料が導電性材料の表面に形成される、ことに留意されたい。酸化物材料は、導電性でも非導電性でもよい。非導電性の酸化物は、ＲＦ（ＵＨＦ）性能にとって致命的であるから、アンテナを著しくデチューン（detune）することができる。したがって、好ましい実施形態においては、導電性の酸化物で酸化する傾向のある導電性材料を選択することができる。例えば、導電性材料としては、酸化すると非導電性になる傾向にある銅やアルミニウムではなく、銀、ニッケル、金、又は白金その他の貴金属を使用することができる。しかし、他の実施形態においては、導電性インクに対し、酸化すると非導電性になる傾向にある導電性材料であって上に掲げたような材料を含む任意の適当な材料を使用することができる。
２．１．５  ＩＣ
【０１１２】
図１０に図示したが、ＩＣ１００２は、データプログラミングユニット１０２０と、状態マシーン１０２４と、タイミングサブシステム１０２３と、ＲＦインタフェース部分１０２１とを備える。一実施形態においては、データプログラミングユニット１０２０は、タグＩＤ番号だけでなくその他のデータのような情報を永久的にストアする。あるいはまた、情報を一時的にストアすることもできる。データプログラミングユニット１０２０への情報のストアは、種々の手法を用いて実行できる。例えば、種々の種類のレーザプログラミング手法が用意されており、それらを使用することができる。集束イオンビーム（ＦＩＢ）手法も利用でき、本発明に適用することができる。これらの手法の例は、それぞれ、典型的には、ＩＣ１００２を生産しているときに、または生産してすぐに使用される。一実施形態においては、レーザプログラミング手法を使用して情報のビットをストアする冗長構造を利用して、単一セルプログラミングプロセスエラーの効果を低減することができる。同様に、他の実施形態においては、低パワー検出回路および／または可変ＩＤ長検出の終わりに対応できるように、「０」または「１」ビットの全てのケースでセルをプログラムする必要のある方法で、プログラミングビットのデュアルセルをインプリメントできる。ＩＣ１００２にＩＤ番号を永久的にストアする他の手法も、本発明の範囲内にある。
【０１１３】
状態マシーン１０２４は、ロジック回路、プロセッサ、および／またはＲＦＩＤタグ１０２のオペレーションをコントロールするその他のコンポーネントを備える。一実施形態においては、状態マシーン１０２４は、ロジックゲートのようなデジタル回路によりインプリメントされる。状態マシーン１０２４に関する詳細を、図１２Ａを参照して次に説明する。
【０１１４】
ＲＦインタフェース部１０２１は、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１１０ｂに結合され、リーダネットワーク１０４との双方向通信インタフェースを提供する。一実施形態においては、ＲＦインタフェース部１０２１は、デジタル情報シンボルをＲＦ信号に変調し、ＲＦ信号をデジタル情報シンボルに復調するコンポーネントを備える。さらに、ＲＦインタフェース部１０２１は、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂから受信された信号の広範囲にわたるＲＦパワーおよび電圧レベルを、使用可能な信号に変換するコンポーネントを備える。例えば、信号は、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂによる出力よりも実質的に高いレベルまたは低いレベルが設定されるトランジスタ使用可能な直流（ＤＣ）電圧信号の形態に変換することができる。
【０１１５】
図１０は、ＲＦインタフェース部１０２１が同一のコンポーネントの２つのセットを備えたことを示している。ＲＦインタフェース部１０２１は、第１および第２のレシーバ１０３０ａおよび１０３０ｂと、第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂと、第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂとを備える。これらのコンポーネントは、それぞれ、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂのそれぞれ１つに結合される。第１のレシーバ１０３０ａ、第１のチャージポンプ１０３２ａ、および第１のモジュレータ１０３４ａは、それぞれ、第１のアンテナ１０１０ａに結合される。第２のレシーバ１０３０ｂ、第２のチャージポンプ１０３２ｂ、および第２のモジュレータ１０３４ｂは、それぞれ、第２のアンテナ１０１０ｂに結合される。
【０１１６】
第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂは、オペレーティング電圧をＩＣ１００２に供給するようにオペレートをする。図１０に図示したが、第１のチャージポンプ１０３２ａは、第１のアンテナ１０１０ａから第１のＲＦ信号１０５０ａを受信する。第１のチャージポンプ１０３２ａは、第１のＲＦ信号１０５０ａを第１の直流電圧信号１０５２ａに変換する。同様に、第２のチャージポンプ１０３２ｂは、第２のアンテナ１０１０ｂから第２のＲＦ信号１０５０ｂを受信して、第２の直流電圧１０５２ｂを出力する。第１および第２の直流電圧信号１０５２ａおよび１０５２ｂは、ノード１０５３で、コンバインされる。ノード１０５３は、オペレーティング電圧信号／電源バス１０５４を出力し、ＩＣ１００２にパワーを供給する。図１０はオペレーティング電圧信号１０５４が状態マシーン１０２４にのみ伝送されることを示しているが、電源バス１０５４は、必要に応じて、ＩＣ１００２内にある他のコンポーネントのうちの１つまたは複数にパワーを供給するバスであるのが好ましい。
【０１１７】
第１および第２のレシーバ１０３０ａおよび１０３０ｂと第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂのインプリメントの詳細を次に説明する。
【０１１８】
第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、それぞれ、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂに結合される。一実施形態においては、第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、それぞれ、単極単投（ＳＰＳＴ）スイッチのようなスイッチを備える。このスイッチは、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂのそれぞれ１つのリターンロスを変える。リターンロスは、種々の方法で変更することができる。例えば、スイッチが「オン」状態の場合、それぞれアンテナのＲＦ電圧は、所定のパーセンテージ（例えば、３０パーセント）だけスイッチが「オフ」状態にあるときのアンテナのＲＦ電圧よりも低くなるように設定することができる。これは、当業者に周知の種々の方法により行うことができる。
【０１１９】
第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、それぞれ、クロック信号１０６４の周波数か、またはクロック信号１０６６の周波数で、対応するスイッチを駆動することができる。これらのクロック信号のいずれかによる変調で、それぞれのアンテナにより反射されるエネルギーの上側波帯および下側波帯が生成される。したがって、リーダネットワーク１０４から信号を受信すると、タグ１０２はリーダネットワーク１０４により伝送されない周波数のエネルギーをbackscatterする。この機能により、第１の周波数で論理「１」ビットを指定し、第２の周波数で論理「０」ビットを指定することができる。ＩＣ１００２は、周波数セクタ１０４０を備える。周波数セレクタ１０４０は、周波数信号１０４０で２つまたはそれ以上の可能な周波数を出力する。第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、周波数信号１０４０を受信する。周波数信号１０４０により、どの周波数で第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂがオペレートするかが決まる。
【０１２０】
図１０に図示したが、ＲＦインタフェース部１０２１には、モジュレータ、チャージポンプ、およびレシーバコンポーネントがそれぞれ２セットある。すなわち、第１および第２のモジュレータ１０２４ａおよび１０２４ｂと、第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂと、第１および第２のレシーバ１０３０ａおよび１０３０ｂとがある。これらのコンポーネントの１つまたは複数のセットおよび関連するアンテナがいくつあっても、本発明を適用できることに留意されたい。したがって、本発明では、単一のＲＦ信号を受信して処理することができ、また２つまたはそれ以上のＲＦ信号をいくつでも、同時に受信し、処理することができる。複数のＲＦ入力信号を受信することができるため、本明細書の別のところで説明しているように、応答するタグ１０２の向きに不感な本発明の独自の方法が容易になる。
【０１２１】
図１０に図示したが、第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂは、電源バス１０５４にパワーを出力する。一実施形態においては、電源バス１０５４が、ノード１０５３で２つのＤＣ電圧を受け取っても、そのＤＣ電圧はコンフリクトしない。その代わり、２つのＤＣ電圧のうちの高い方の電圧が優先し、より多くのパワーをキャパシタ１００６と、ＩＣ１００２内でパワーを必要とする他のコンポーネントとに供給する。
【０１２２】
第１のレシーバ１０３０ａは、第１の受信した信号１０５６ａを状態マシーン１０２４に出力し、第２のレシーバ１０３０は、第２の受信した信号１０５６ｂを状態マシーン１０２４に出力する。ＲＦインタフェース部１０２１がコンポーネントを２セットを備えるこのような実施形態においては、論理「ＯＲ」機能を、状態マシーン１０２４内の第１および第２の受信した信号１０５６ａおよび１０５６ｂに適用することができる。その結果、第１および第２のレシーバ１０３０ａおよび１０３０ｂのうちの一方のみが、データ受信していることを示すため、第１および第２の受信した信号１０５６ａおよび１０５６ｂのエッジを出力する必要がある。２つまたはそれ以上のエッジの検出により、重複して受信された情報が強められる。一実施形態においては、状態マシーン１０２４が、エッジを供給する第１および第２の受信した信号１０５６ａおよび１０５６ｂのうちの最初の信号を処理する。したがって、本発明では、同時に受信された複数の信号は、第１の信号が主要な信号とされ、論理「ＯＲ」演算が行われ、単一の信号にされる。
【０１２３】
状態マシーン１０２０は、データ処理ユニットバス１０７６上でデータ処理ユニット１０２０にアクセスし、論理「１」または「０」がタグ１０２により伝送するかどうかを決定する。具体的には、状態マシーン１０２０は、データ処理ユニット１０２０にストアされているＩＤ番号の１つまたは複数のビットにアクセスする。この１つまたは複数のアクセスされたビットにより、状態マシーン１０２０は、現在のバイナリトラバーサルの現在の部分で、リーダネットワーク１０４がこの特定のタグ１０２をアドレッシングするかどうか、応答があるとすれば、どのような応答が適正かを決定することができる。したがって、状態マシーン１０２４は、第１および第２のコントロール信号１０６０ａおよび１０６０ｂで、周波数選択信号を出力する。周波数選択信号は、「０」、「１」その他のbackscatterシンボルのうちのどれをタグ１０２から伝送するかを示す。第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、それぞれ、第１および第２のコントロール信号１０６０ａおよび１０６０ｂを受信する。図１０の実施形態においては、第１および第２のコントロール信号１０６０ａおよび１０６０ｂは、第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂに指令して、（１）クロック信号１０６４の周波数を使用してbackscatter変調を実行するか、または（２）クロック信号１０６６の周波数を使用してbackscatter変調を実行するか、または（３）何もしないかのいずれかのオペレーションをパフォームさせる。（１）および（２）については、第１および第２のモジュレータ１０３４ａおよび１０３４ｂは、選択された周波数でタンデム方式により変調することが好ましい。したがって、第１および第２のコントロール信号１０３４ａおよび１０３４ｂの周波数選択信号は、同一の物理信号とすることができる。そこで、好ましい実施形態においては、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂは、同一の周波数でbackscatterを実行する。
【０１２４】
タグ１０２の２アンテナ実施形態においては、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂのうちの一方を、リーダネットワーク１０４に対して、他方のアンテナよりも、パワーについてよい向きになるように配置することができる。このアンテナでは、典型的には、リーダネットワーク１０４のアンテナが検出するbackscatterエネルギーが多くなる。したがって、タグ１０２の有する配向のよいアンテナは、タグ１０２の他方のアンテナから伝送された信号より優先する信号を伝送するの典型的である。この原理は、タグ１０２のアンテナの数が２を超える場合に、も適用できる、ことに留意されたい。
【０１２５】
図１０に図示したが、タイミングサブシステム１０２３は、発振器１０２６と、逐次近似レジスタ（ＳＡＲ）１０２２と、カウンタ１０２８と、第１の分周器１０３６と、第２の分周器１０３８とを備える。発振器１０２６は、７．５ＭＨｚのようなマスタクロック周波数を有するマスタクロック信号１０６２を生成する。マスタクロック信号１０６２は、第１の分周器１０３６と第２の分周器１０３８により受信される。第１および第２の分周器１０３６および１０３８は、それぞれ、マスタクロック信号１０６２の周波数を分周し、第１および第２のクロック信号１０６６および１０６４をそれぞれ出力する。
【０１２６】
第１および第２のクロック信号１０６６および１０６４は、それぞれ、マスタクロック信号１０６２の周波数よりも低い周波数を有する。例えば、第１の分周器１０３６は、マスタクロック信号１０６２の周波数を１／２に分周する。したがって、第２のクロック信号１０６４の周波数は、マスタクロック信号を１０６２の周波数の１／２になる。第２の分周器１０３８は、マスタクロック信号１０６２の周波数を１／３に分周する。したがって、第１のクロック信号１０６６の周波数は、マスタクロック信号１０６２の周波数の１／３になる。したがって、マスタクロック信号１０６２の周波数が７．５ＭＨｚの場合、第２のクロック信号１０６４の周波数は３．７５ＭＨｚになり、第１のクロック信号１０６６の周波数は２．５ＭＨｚになる。
【０１２７】
クロック信号１０６４および１０６６が、ＩＣ１００２の種々のコンポーネントにより受信される。一実施形態においては、第１のクロック信号１０６６をＩＣ１００２のシステムクロック信号として使用する。第１のクロック信号１０６６は、周波数が低く、したがって、タグ１０２のコンポーネントで使用するパワーが低くなる。一実施形態においては、第１のクロック信号１０６６が、カウンタ１０２８により受信される。カウンタ１０２８は、第１のクロック信号１０６６の周波数に対応するレートで内部レジスタをインクリメントし、カウント値を生成する。図１０は、カウンタ１０２８を９ビットバイナリカウンタとして示している。しかし、カウンタ１０２８は、特定のアプリケーションによっては、ビット幅および構成が異なる。
【０１２８】
カウンタ１０２８のカウント値は、ある種の条件により、クリアされる。例えば、カウンタ１０２８は、データキャリブレーションプロシージャにおいて、クリアされる。データキャリブレーションプロシージャについては、次に、図２６〜２８Ｄを参照して詳細に説明する。
【０１２９】
発振器１０２６は、コントロールインタフェース１０７０によりＳＡＲ  １０２２に結合されている。逐次近似レジスタ１０２２は、コントロール信号を、インタフェース１０７０を介して発振器１０２６に伝送し、マスタクロック信号１０６２の周波数を調整し（つまり、キャリブレーションし）、したがって、第１のクロック信号１０６６の周波数を調整する。図１０は、８つの並列コントロール信号を有するコントロールインタフェース１０７０を示している。ただし、インタフェース１０７０では、１つまたは複数のコントロール信号のうちの任意の数のコントロール信号を使用できる。ＳＡＲ  １０２２および発振器１０２６のオペレーションについては、次に、図１８〜２５Ｃを参照して詳細に説明する。
２．２  タグ機能の説明
２．２．１  タグのオペレーション状態
タグ１０２は、種々のオペレーティング状態で存在しうる。これらのオペレーティング状態は、それぞれ、タグ１０２のオペレートのモードを示す。何らかのイベントが発生すると、タグ１０２は、一方のオペレーティング状態から他方のオペレーティング状態に遷移することができる。例えば、あるイベントが生じると、タグ１０２は、現在のオペレーティング状態、すなわち、当該イベントが発生した時点において、タグ１０２がオペレートしているオペレーティング状態から、新しいオペレーティング状態、すなわち、現在のオペーティング状態と当該イベントとを組み合わせた状態に、遷移する。一実施形態においては、これらのイベントは、２つのカテゴリ、すなわち、データイベントと時間ベースイベントとに分類することができる。データイベントは、リーダネットワーク１０４の伝送から、エッジ、例えばＳlowからＳhighへの遷移、あるいはＳhighからＳlowへの遷移を検出すると、これをトリガーとして発生する。時間ベースのイベントは、ある期間の経過、例えば、カウンタのオーバーフローによって示されるようなものから派生する。好ましい実施形態においては、データイベントが検出されると、タイマまたはカウンタがリセットされる（例えば、タイマまたはカウンタが０カウントを出力する）。時間ベースイベントは、特定の期間にデータイベントが何も発生しなかったことを示すイベントとみなすことができる。
図１２Ｂ、１２Ｃ、および１２Ｄでは、時間ベースイベントとデータベースイベントの可能な組合せが図示されている。図１２Ｂでは、ＳlowからＳhighへのデータ遷移により、タイムＴＣＳにおいて、カウンタまたはタイマが０にリセットされる。ＴＯＶで示されている期間が終了すると、カウンタがオーバーフローして経過時間イベントがトリガされるから、そのイベントはマスタリセットイベント１２２０とみなされる。マスタリセットイベント１２２０は、データがＳhigh状態のときにタイマまたはカウンタがオーバーフローした場合に、発生する。図１２Ｃでは、ＳhighからＳlowへのデータ遷移により、タイムＴＣＳにタイマが０リセットされる。ＴＯＶで示されている期間が終了すると、時間ベースイベントが発生するが、これはマスタドーマントイベント１２２１とみなされる。これは、図１２Ｂで図示したように、Ｓhigh状態に遷移するのと反対に、データ値がＳlow状態にとどまっているため発生する。一実施形態においては、このイベントは、バッテリ駆動タグに適用することができる。図１２Ｃに図示したが、バッテリ駆動タグのバッテリから取り出されるパワーは、マスタドーマントイベント１２２１が発生した後、低下する。
【０１３０】
図１２Ｄは、入力データがＳhigh状態にとどまっていることに起因してインアクティブモードにあるとき、タグ１０２のバッテリパワーが省パワー状態になる本発明の好ましい実施形態を示している。例えば、受信信号に乗っている一定レベルの周囲ノイズが、状況によっては、Ｓhigh状態であるように見える場合があり、そのため、タグ１０２が起動される可能性がある。他の例では、リーダネットワーク１０４は、変調が行われていないＲＦ伝送を出力する状態に、誤って入ることがある（例えば、ＣＷ（constant wave）放射）。図１２Ｄは、データ線の状態を強制的にＳlowとみなす強制ローイベント１２５０を示している。好ましい実施形態においては、データイベントは、強制ローイベント１２５０の後に、データ線が強制的にローレベルにされている間に抑制される。ただし、カウンタまたはタイマはリセットされ、図１２Ｃに図示したイベントが発生する。リーダネットワーク１０４から受信された信号に追加エッジが検出されない場合に、は、図１２Ｃに図示した条件により、マスタドーマントイベント１２２１が発生し、それにより、タグ１０２が省パワーモードに入る。
【０１３１】
また、カウンタ１０２８のオーバフローの時間の長さを表す、期間Ｔｏｖの時間の長さに留意することも重要である。タグ１０２が最初にパワーアップされるが、タイマ機能を駆動する発振器の周波数がキャリブレーションされないときは、ＴＯＶの実際の時間は、タグ間で±５０％ほど変動する。この変動は、加工プロセスの変動によるものであり、また温度のような周囲環境条件によるものである。好ましい実施形態においては、ＴＯＶは４００μＳに等しいのが理想的である。現実のオペレーティング条件では、ＴＯＶに対するこの値は、２００μＳから６００μＳまでの範囲で変動する。この変動には、タグ１０２のパワーアップおよびカウント開始に必要な時間は含まれない。
【０１３２】
マスタリセットイベント１２２０（つまり、ＴＯＶよりも長い受信信号）を受け取ると、これを利用して、タグ１０２を、例えば、キャリブレーションモードに入れることができる。一実施形態においては、特定のタグ１０２に対する長さＴＯＶは、第１のマスタリセットイベント１２２０を受け取った後に、４倍にされる。タグ１０２で、ＴＯＶをこのように調整することにより、リーダネットワーク１０４は、既存のタグ１０２に影響を及ぼすことなく、通信範囲に入る新しいタグ１０２により、いつでも新しいキャリブレーションプロシージャを開始することができる。例えば、新しいキャリブレーションプロシージャは、リーダネットワーク１０４がその通信範囲内にある全てのタグ１０２にインタロゲーションを行った後に、開始するのが好ましい。したがって、新しいタグ１０２がリーダネットワーク１０４の通信範囲に入ると、リーダネットワーク１０４はマスタリセット信号のうちの短いタイプを再送する。この短い方のマスタリセット信号の再送により、新しいタグ１０２でのキャリブレーションプロシージャと、それ以降のプロトコル交換とが開始する。既存のタグ１０２は、長い方のマスタリセット信号がキャリブレーションモードに入る必要があるため、キャリブレーションモードに再度入ることはない。
【０１３３】
図１２Ａでは、本発明の一実施形態に係るタグ１０２の種々のオペレーティング状態を状態図に示している。図１２Ａでは、それぞれのオペレーティング状態が楕円で示してあり、オペレーティング状態の間の遷移は、その楕円と楕円を結ぶ接続として示されている。遷移には、対応するイベントを説明する注釈文が付けてある。図１２Ａの下部には、割り込みをかける時間ベースマスタリセットイベントとマスタドーマントイベントを示す２つの非連結状態遷移が図示してある。この２つの非連結状態遷移は、状態図を読みやすいように状態図にまとめて示されていない、ことに留意されたい。これら２つの非連結状態遷移は、任意の状態から最終ターゲット状態に遷移するため、各状態において利用可能な遷移オプションである。
【０１３４】
以下には、オペレーティング状態と、図１２Ａに図示したそれぞれの遷移とを説明する。これらの特定の状態および遷移は、例に過ぎない。追加されるかその代替の、オペレーティング状態、遷移、および遷移によって生じるイベントは、本発明の精神と範囲を逸脱せずに使用できる。
【０１３５】
第１の状態は、ドーマント状態１２０２である。ドーマント状態１２０２においては、タグ１０２は、だいたい、インアクティブである。したがって、ドーマント状態１２０２では、パワーは保存される。タグ１０２は、パワーアップされると、マスタドーマントイベントを受け取った後、および後述のその他のタイミングで、ドーマント状態１２０２に入る。タグ１０２がドーマント状態１２０２に入ると、第１および第２のレシーバ１０３０ａおよび１０３０ｂと、第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂとは、第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂにそれぞれ結合され、リーダネットワーク１０４からエネルギーとデータを受信する。
【０１３６】
例えば、ドーマント状態１２０２にある間、第１および第２のチャージポンプ１０３２ａおよび１０３２ｂは、キャパシタ１００６を充電するのに使用されるパワーを供給する。第１および第２のアンテナ１０１０ａおよび１０１０ｂから受信されたＲＦ伝送から、パワーが生成される。このＲＦ伝送は、リーダネットワーク１０４がタグ１０２と関係のないインタロゲーションオペレーションをパフォームしている間に、リーダネットワーク１０４からオリジネートすることができる。このＲＦ伝送は、ＲＦエネルギーという他のソースからもオリジネートすることができる。キャパシタ１００６が充電されると、これにより、タグ１０２はオペレーティング電圧を得ることができる。このオペレーティング電圧に到達すると、タグ１０２は、ここで説明する方法により機能することができる。
【０１３７】
図１２Ａに図示したが、図１２Ｂに記載されているマスタリセットイベントが発生した後、タグ１０２は、ドーマント状態１２０２からキャリブレーション状態１２０４に遷移する。さらに、タグ１０２は、他の状態からキャリブレーション状態１２０４に遷移することができる。この遷移は、図１２Ａに、マスタリセットイベント１２２０として示してある。一実施形態においては、ドーマント状態１２０２は、キャリブレーション状態１２０４に遷移できるだけである。他のデータイベントが発生しても、ドーマント状態１２０２から遷移することはない。他の実施形態においては、イベントが発生すると、ドーマント状態１２０２からの遷移が発生する。
【０１３８】
キャリブレーション状態１２０４では、タグ１０２は、タイミング回路を初期化する。一実施形態においては、キャリブレーション状態１２０４で、タグ１０２は、データイベントが未定義なので、データイベント「０」、「１」、および「ＮＵＬＬ」を発生する。あるいはまた、キャリブレーション状態１２０４では、タグ１０２は、発振器キャリブレーションプロシージャと、データキャリブレーションプロシージャとを実行する。発振器キャリブレーションプロシージャでは、タグ１０２は、リーダネットワーク１０４から複数の発振器キャリブレーションパルスを受信するが、これはエッジ遷移（データ）イベントとして定義されている。エッジ遷移イベントの間には、特定のタイミングが設定される。同様に、データキャリブレーションプロシージャでは、タグ１０２がリーダネットワーク１０４から複数のデータキャリブレーションパルスを受信する。データキャリブレーションパルスは、特定のタイミングによるエッジ遷移イベントとしても定義される。データキャリブレーションおよび発振器キャリブレーション手法の例を次に詳述する。
【０１３９】
タグ１０２が発振器キャリブレーションプロシージャを正常終了する前に、システムタイマまたはカウンタが、キャリブレートされていないレートでオペレートする。上述したように、キャリブレートされていないレートは、キャリブレートされたシステムタイマレートの±５０％の許容範囲内にある。この変動は、一部は、標準ＩＣ製造のプロセスの変動によるものであり、また温度のような周囲環境条件によるものである。したがって、マスタリセット信号を指定するために使用するオーバフロー期間は、所定の許容範囲内にある。例えば、一実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、中心持続時間よりも５０％長い持続時間であるマスタリセットイベント１２２０を引き起こすリセット信号を供給する。好ましい実施形態においては、中心持続時間は４００μＳであり、マスタリセットイベント１２２０に起因して発生した５０％長い持続時間は、６００μＳである。したがって、リーダネットワーク１０４により、そのプロセス変動、周囲温度、および発振器許容範囲に関係なく、タグ１０２がマスタリセット信号１２２０を必ず認識する。
【０１４０】
図１２Ａに図示したが、イベント１２２２が発生した後、タグ１０２はキャリブレーション状態１２０４からドーマント状態１２０２に遷移することができる。一実施形態においては、イベント１２２２は、タグ１０２により予想されるタイミング信号を表していない信号の受信により定義される。例えば、好ましい実施形態においては、発振器キャリブレーション信号は、長さが等しい８パルスとして定義される。タグ１０２により受信された発振器キャリブレーションパルスが著しく等しくないか、または予想される長さ範囲内にない場合、そのパルスは無効であるとみなされ、イベント１２２２が発生する。したがって、タグ１０２が発振器キャリブレーションまたはデータキャリブレーションプロシージャを正常に行えない信号を受信すると、イベント１２２２が発生する。
【０１４１】
発振器のチューニングが行われる発振器キャリブレーションプロシージャとデータシンボルが定義されるデータキャリブレーションプロシージャが、正常に正常終了した後、タグ１０２は、キャリブレーション状態１２０４からコマンド状態１２０６に遷移する。この遷移は、図１２Ａに、遷移またはイベント１２２４として図示されている。データキャリブレーションの後、タグ１０２はリーダネットワーク１０４から定義されたデータシンボルを受信することを想定している。データシンボルは、データ「０」、データ「１」、およびデータ「ＮＵＬＬ」として定義される。マスタリセットおよびマスタドーマントイベントは、いつでも発生することができ、発生後、直ちに処理される。
【０１４２】
コマンド状態１２０６では、タグ１０２は、リーダネットワーク１０４から、データシンボルの形態で、コマンドを受信することを想定している。このようなコマンドが送られると、タグ１０２は、ツリートラバーサル状態１２０８または重ね合わせ状態１２１０に入る。好ましい実施形態においては、コマンドは単一ビットである。例えば、論理「０」シンボル３０２をリーダネットワーク１０４から受信すると、タグ１０２はツリートラバーサル状態１２０８に入る。しかし、論理「１」シンボル４０２をリーダネットワーク１０４から受信すると、タグ１０２は重ね合わせ状態１２１０に入る。コマンド状態１２０６からツリートラバーサル状態１２０８への遷移は、図１２Ａにイベント１２３０として図示したが、コマンド状態１２０６から重ね合わせ状態１２１０への遷移は、イベント１２３２として図示されている。一実施形態においては、図５に図示したが、論理「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信しても、コマンドモードではタグ１０２の状態は、変わらない。これは、図１２Ａでイベント１２２６として示されている。
【０１４３】
ツリートラバースの状態１２０８でオペレートしている場合、リーダネットワーク１０４がタグ群１２０にすばやくインタロゲーションを行うことができるバイナリトラバーサルプロトコルに従って、タグ１０２はそのＩＤ番号をリーダネットワーク１０４に伝送する。バイナリトラバーサルプロトコルについては、次に、図１３〜１６を参照して詳細に説明する。
【０１４４】
タグ１０２は、ツリートラバーサル状態１２０８からミュート状態１２１２に入ることができる。これは、図１２Ａに、遷移１２３８として示されている。ミュート状態１２１２では、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からデータを受信する。しかし、ミュート状態１２１２のときには、タグ１０２は、データ「ＮＵＬＬ」信号がタグ１０２によって受信されるまで、応答を送らない。データ「ＮＵＬＬ」信号により、イベント１２４４を介して、タグ１０２はコマンド状態１２０６に戻る。ミュート状態１２１２により、タグ１０２は、タグ群１２０へのＩＤの特定の要求に応答することが禁止される。好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、リーダネットワーク１０４との通信を禁止するために、タグ１０２またはタグ群１２０を直接にはアドレッシングしない。タグ１０２は、リーダネットワーク１０４への伝送を続けることが許容されるかどうか、またミュート状態１２１２に入る必要がある時期を決定する。ここで説明しているように、このようなオペレーションを決定するために必要な情報が、暗黙のうちに、リーダネットワーク１０４により、タグ１０２に供給される。
【０１４５】
あるいはまた、タグ１０２はツリートラバーサル状態１２０８からドーマント状態１２０２に戻ることができる。タグ１０２は、リーダネットワーク１０４からデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、ツリートラバーサル状態１２０８からドーマント状態１２０２に遷移する。好ましい実施形態においては、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２の受信は、リーダネットワーク１０４が次のことを判定した後である。すなわち、目的の全ての情報がタグ１０２から得られ、タグ群のうちの他の全てのタグ１０２がインアクティブの状態（つまり、ドーマント状態１２０２またはミュート状態１２１２）に遷移したと判定した後である。一実施形態においては、タグ１０２は、さらに、オプションにより、タグ１０２がリーダネットワーク１０４へのＩＤ番号の伝送を正常終了したとき、自動的に、ツリートラバーサル状態１２０８からドーマント状態１２０２に遷移することもできる。他の実施形態においては、タグ１０２は深いドーマント状態に遷移することができ、このとき、タグ１０２で使用するパワー量はその状態でオペレートを維持するために必要な最小限のレベルにある。したがって、伝送ＲＦエネルギーは、深いドーマント状態のタグ１０２を素通りまたは通過して、近くにある他のタグ１０２に入り、そのタグがオペレートのためのパワーを余分にとることができる。
【０１４６】
ツリートラバーサルオペレーションでは、１つまたは複数のタグ１０２は、自分自身がアクティブで、状態１２０８にあることを見出すことができるか、あるいは、一時的にインアクティブで、状態１２１２にあることを見出すことができる、ことに留意されたい。処理済みの１つまたは複数の他のタグ１０２は、ドーマント状態１２０２に入る。リーダネットワーク１０４は、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送することにより、タグ群１２０の全部をまとめてアドレッシングすることができる。状態１２０８でアクティブであったタグ１０２は、イベント１２４２を介してドーマント状態１２０２に遷移し、１つまたは複数のタグ１０２をドーマント状態１２０２に結合する。しかし、ミュート状態１２１２で一時的にインアクティブであった１つまたは複数のタグ１０２はコマンド状態１２０６のアクティブ参加に遷移して戻る。リーダネットワーク１０４からタグ群１０２への単一論理シンボル伝送により、オペレートが全て行われる。したがって、これは、リーダネットワーク１０４からの暗黙の指令の一例である。
【０１４７】
図１２Ａに図示した重ね合わせ状態１２１０でオペレートしている場合、タグ１０２はリーダネットワーク１０４から情報を受信する。タグ１０２は、その識別の指定された部分がリーダネットワーク１０４から受信した情報と一致している場合に、リーダネットワーク１０４に応答する。重ね合わせ状態１２１０では、リーダネットワーク１０４の通信範囲内にあるタグ群１２０の全体に関する情報を取得することができる。好ましい実施形態においては、この情報は、リーダネットワーク１０４側で使用し、特定のタグ環境に使用する最も効率の良いタグインタロゲーションアルゴリズムを素早く突き止める。タグ１０２に関して、ツリートラバーサル状態１２０８と重ね合わせ状態１２１０との差は、少なくとも２つの意味がある。１つは、リーダネットワーク１０４から受信した情報とタグ１０２によって伝送される情報を比較して、情報を伝送するかどうかを決定することである。もう１つは、その情報が一致しない場合、タグ１０２はミュート状態１２１２に入らず、この特定の情報をスキップする。
【０１４８】
タグ１０２がリーダネットワーク１０４からデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、これにより、タグ１０２のオペレーションに影響が及ぼされる。データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２は、タグ１０２がオペレートしている特定のオペレーティング状態に従って定義される。特に、タグ１０２は、コマンド状態１２０６と、ツリートラバーサル状態１２０８と、重ね合わせ状態１２１０と、ミュート状態１２１２とのうちの１つでオペレートしている場合に、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を認識する。データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２の例については、図５を参照して上述した。
【０１４９】
タグ１０２は、データ「ＮＵＬＬ」信号を受信すると、種々のオペレーティング状態の間で遷移する。例えば、タグ１０２が重ね合わせ状態１２１０でオペレートしている場合、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、タグ１０２はコマンドモード１２０６に遷移する。この遷移は、図１２Ａにイベント１２２８として示されている。しかし、タグ１０２がツリートラバーサルモード１２０８でオペレートしている場合、データ「ＮＵＬＬ」により、タグ１０２はドーマント状態１２０２に遷移する。図１２Ａは、この遷移をイベント１２４２として示している。タグ１０２がミュート状態１２１２でオペレートしている場合、データ「ＮＵＬＬ」を受信すると、タグ１０２はコマンド状態１２０６に遷移する。この遷移は、図１２Ａに、イベント１２４４として示されている。したがって、リーダネットワーク１０４はデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を発行するが、このシンボルを解釈し、それぞれのタグ１０２の現在状態に応じて適宜オペレートするのは、タグ群１２０が担当する。したがって、これは、本発明の好ましい実施形態に係るリーダネットワーク１０４が発行した暗黙のコマンドセットのもう１つの例である。
３．本発明に係る通信プロトコル
３．１  バイナリトラバーサルプロトコル
ツリートラバーサル状態１２０８でオペレートしている場合、タグ１０２は、バイナリトラバーサルプロトコルに従ってリーダをネットワーク１０４と通信する。このプロトコルにより、リーダネットワーク１０４は、通信範囲内でＩＤ番号のような全てのタグ１０２と関連する情報をすばやく取り出すことができる。
【０１５０】
次にの説明では、リーダネットワーク１０４は、論理「０」シンボル３０２と、論理「１」シンボル４０２と、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２とのシンボルセットから、論理シンボルをタグ１０２に伝送するが、これらは、それぞれ、図３〜図５に関して上述した。さらに、次の説明においては、タグ１０２は、backscatterシンボルを使用してリーダネットワーク１０４に応答するものとして説明する。backscatterシンボルは、「０」backscatterシンボル６０２と、「０」backscatterシンボル７０２と、「１」backscatterシンボル８０２と、「１」backscatterシンボル９０２とのbackscatterシンボルセットに含まれており、これらは、それぞれ、図６〜図９に関して上述した。次の説明では、応答するためタグ１０２によって使用されている特定のbackscatterシンボルは、リーダネットワーク１０４から受信したシンボルに依存しており、上述したように、backscatterシンボルのこのセットから選択される。
【０１５１】
図１３は、本発明の一実施形態に係る、単一タグ１０２の観点からバイナリトラバーサルのオペレーションの例を説明する流れ図を示している。図１３の流れ図に従ってオペレートするから、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からの信号に応答し、必要な処理レベルが減少する。したがって、タグ１０２においては、トランジスタの点数を減らし、消費パワーおよび占有空間を削減して、ＩＣのコストを下げる必要がある。
【０１５２】
図１３に図示したように、流れ図はステップ１３０２から開始される。ステップ１３０２では、タグ１０２はドーマント状態１２０２にある。
【０１５３】
ステップ１３０４では、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からマスタリセット信号を受信する。この信号を受信すると、タグ１０２はドーマント状態１２０２からキャリブレーション状態１２０４に移行し、オペレーションの流れはステップ１３０６に進む。
【０１５４】
ステップ１３０６では、タグ１０２はリーダネットワーク１０４と同期する。したがって、ステップ１３０６で、タグ１０２は、リーダネットワーク１０４による発振器キャリブレーションを実行し、リーダネットワーク１０４によるデータキャリブレーションを実行する。これらのプロシージャについては次に詳述する。
【０１５５】
ステップ１３０７において、タグ１０２はコマンド状態１２０６に入り、オペレーションはステップ１３０８に進む。
【０１５６】
ステップ１３０８においては、タグ１０２は伝送するデータを初期化する。データは、図１０に示したデータプログラミングユニット１０２０から取り出される。タグ１０２が第１のビットを伝送する準備をする。
【０１５７】
ステップ１３０９で、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からコマンドを受信し、ツリートラバーサル状態１２０８に入る。好ましい実施形態においては、コマンドは、論理「０」シンボル３０２のような単一ビットである。
【０１５８】
ステップ１３１０では、タグ１０２は指定されたＩＤ番号ビットをリーダネットワーク１０４に送る。したがって、ステップ１３１０は、図６、図７、図８、および図９を参照して上述したシンボルの１つのようなbackscatter変調シンボルを、リーダネットワーク１０４に伝送するタグ１０２を含むことができる。図１４および図１５を参照して次に説明するように、リーダネットワーク１０４はＩＤビットを受け取って、次に処理するタグ１０２（または複数のタグ１０２）を決定する。この決定では、リーダネットワーク１０４が、有効とみなされるビット値（つまり、「０」または「１」）を伝送する。図１０に図示したタグ１０２を参照すると、ステップ１３１０には、状態マシーン１０２４が、図１０のデータプログラミングユニット１０２０にストアされている指定されたＩＤ番号ビットを指し示すＬＳＢ（last significant）タグビットポインタを参照することを含むことができる。
【０１５９】
ステップ１３１２で、タグ１０２はリーダネットワーク１０４から次のビットを受信する。
【０１６０】
ステップ１３１６で、タグは、ステップ１３１２でリーダネットワーク１０４から受け取ったビットがデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２かどうか、を判定する。仮にこのビットがデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２である場合に、は、リーダネットワーク１０４は次のリセットまでオペレーションを中断するようにタグ１０２に指令し、オペレーションはステップ１３０２に進む。しかし、仮にビットがデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２でない場合に、は、オペレーションはステップ１３１８に移動する。
【０１６１】
ステップ１３１８で、タグ１０２は、ステップ１３１０で送られたビットと、ステップ１３１２でリーダネットワーク１０４から受け取ったビットとを比較する。ビットが一致しない場合に、は、オペレーションはステップ１３１９に進む。これは、本発明の暗黙の性質を示す例である。リーダネットワーク１０４から単一データシンボルを伝送すると、タグ群１２０内のそれぞれのタグ１０２は状況に応じて複数の可能な状態のうちの１つに切り換わる。この暗黙のオペレーションは、従来の「明示的な」プロトコルと対照的なものである。明示的なプロトコルでは、リーダからのコマンドにより、特にタグ群またはタグ群のサブセットをアドレッシングする。したがって、アドレッシングされたタグ群またはタグ群のサブセットのみが、指示された状態に移行する。それ以降のコマンドは、残りのタグをアドレッシングする必要がある。したがって、本発明の暗黙のアプローチが単一のオペレーションで実行できるオペレーションを実行するため、リーダにおいては、複数のオペレーションが必要である。
【０１６２】
ステップ１３１９では、タグ１０２がミュート状態１２１２に入り、この状態で、backscatter伝送がサスペンドされる。しかし、タグ１０２はリーダネットワーク１０４により送られるデータシンボルをトラッキングする。
【０１６３】
ステップ１３２０で、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からデータシンボルを受信する。
【０１６４】
ステップ１３２１では、ステップ１３２０でリーダネットワーク１０４からシンボルを受信した後、タグ１０２はシンボルがデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２かどうかを判定する。そうでない場合、オペレーションは状態１３１９に進む。
【０１６５】
ステップ１３２１でデータ「ＮＵＬＬ」信号を受け取った後、オペレーションはステップ１３０７に移り、ステップ１３０７において、タグ１０２がコマンド状態１２０６に遷移する。
【０１６６】
ステップ１３１２でリーダネットワーク１０４から受け取ったビットが、前のステップ１３１０でタグ１０２により送られたビットと一致する場合、タグ１０２はツリートラバーサル状態１２０８のままである。その後、オペレーションは、オプションのステップ１３２２が存在する場合に、は、そのステップに進む。ステップ１３２２が存在しない場合に、は、オペレーションは状態１３２４に進む。
【０１６７】
オプションのステップ１３２２で、タグ１０２は、目的の全ての情報（例えば、識別情報）がリーダネットワーク１０４に伝送されたかどうかを判定する。目的の全ての情報が送られている場合、タグ１０２は完全にリードされており（つまり、インタロゲーションされており）、オペレーションは１３０２に進む。タグ１０２がステップ１３２２で、目的の全ての情報がリーダネットワーク１０４に伝送されたと判定した場合に、は、オペレーションはステップ１３２４に移動する。
【０１６８】
ステップ１３２４で、タグ１０２はリーダネットワーク１０４に送るＩＤ番号の次のビットを指定する。例えば、指定された次のビットは、すでに選択されているビットの次の上位ビットとすることができる（つまり、ステップ１３０８で最初に指定されたビットの次のビット、またはステップ１３２４で最も最近に選択されたビット）。したがって、ステップ１３２４は、状態マシーン１０２４が、図１０に図示したデータプログラミングユニット１０２０内の次の最上位ビット位置を指し示すタグビットポインタをインクリメントすることを含むことができる。
【０１６９】
ステップ１３２４が正常終了した後、オペレーションはステップ１３１０に進む。ステップ１３１０では、タグ１０２はステップ１３２４で指定したビットをリーダネットワーク１０４にbackscatterシンボルとして伝送する。
【０１７０】
トラバーサルシーケンスの、例えば、図１３を参照して説明したトラバーサルシーケンスでは、リーダをネットワーク１０４は、タグ１０２をドーマント状態１２０２にする種々のトラバーサル終了手法を採用することができる。つまり、このような終了手法により、タグ１０２のオペレーションがステップ１３０２に戻るということである。
【０１７１】
タグ１０２が必要に応じてドーマント状態１２０２に入ることができれば、リーダネットワーク１０４は、進行中のトラバーサルを中断し、直ちに新しいトラバーサルに移行することができる。第１の終了手法では、リーダネットワーク１０４は、図５を参照して上述したデータ「ＮＵＬＬ」シンボシンボル５０２のようなデータ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送する。図１２Ａの状態図に図示したが、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、タグ１０２はドーマント状態１２０２に入る。したがって、データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、図１３の流れ図の中のオペレーションは、ステップ１３０２に進む。
【０１７２】
ドーマント状態１２０２に入ると、リーダネットワーク１０４は、図１３のステップ１３０４〜１３０９を実行させることにより、新規バイナリトラバーサルを開始することができる。つまり、リーダネットワーク１０４はマスタリセット信号を伝送し、タグ１０２によりキャリブレーションプロシージャを実行し、タグ１０２がツリートラバーサル状態１２０８に入るためのコマンドを伝送することによりバイナリトラバーサルを開始することができる。
【０１７３】
第２の終了手法では、タグはオプションのステップ１３２２を使用して暗黙のうちにドーマント状態１２０２に入ることができる。この実施形態においては、タグ１０２は、ステップ１３２２に図示したが、データの最後のビットをリーダネットワーク１０４に伝送した後、自動的にドーマント状態１２０２に入る。したがって、この終了手法を使用すると、リーダネットワーク１０４は、応答停止するまで、タグ１０２からビットをリードする。したがって、リーダネットワーク１０４は、可変データ長のことを事前に知ることなく、可変データ長の１つまたは複数のタグ１０２をリードすることができる。タグ１０２がもはや応答しなくなると、リーダネットワーク１０４は、それぞれのデータ長に関係なく全てのタグ１０２がリードされたと判定する。
【０１７４】
リーダネットワーク１０４は、追加終了手法使用して、タグ群１２０の１つまたは複数のサブセットを比較的すばやく排除することができる。例えば、タグ群１２０のサブセットは分類番号により定義することができる。この分類番号は、それぞれのタグ１０２のＩＤ番号の第１ビット内に設定することができる。特定の分類番号は、特定の分類番号に対応するビットパターンをトラバースするだけのトラバーサルにより識別することができる。一度このような異なるビットパターンが識別されると、リーダネットワーク１０４は、データ「ＮＵＬＬ」を発行することにより、現在のトラバーサルを終了することができる。次いで、分類番号に一致するタグ１０２のサブセットを、リーダネットワーク１０４による現在タグ群探索から排除することができる。
【０１７５】
タグ１０２のサブセットを排除するには、まず、異なるビットパターンのこれらの少数のビットアドレッシングした後、データ「ＮＵＬＬ」を発行することにより、特定の分類番号を割り当てられている全てのタグ１０２を状態１２０８（バイナリトラバーサル）にする。この特定の分類番号と一致しなかったタグ１０２は、当該とラバーサルのある点において、ステップ１３１８、１３１９、１３２０、および１３２１から、「ミュート」状態１２１２に入る。そこで、リーダネットワーク１０４がデータ「ＮＵＬＬ」を発行すると、状態１２０８のタグ１０２が、「Yes」分岐により、ステップ１３１６からステップ１３０２に移行し、これにより、暗黙のうちにドーマント状態１２０２に入る。ドーマント状態１２０２のタグ１０２は、次のマスタリセットが発行されるまで、ドーマント状態のままである。残りのタグ１０２がデータＮＵＬＬを受信すると、「Yes」分岐により、ステップ１３２１からステップ１３０７へ進む。したがって、これらは、再初期化され、そのＩＤの最初のビットで他のトラバーサルを開始するが、現在の実施形態においては、これは特定の分類番号の最初のビットである。したがって、タグ１０２が暗黙のうちにオペレートすることができることを利用して、リーダネットワーク１０４は、次のマスタリセット信号までに、比較的すばやく、特定のタグ群がトラバーサルに応答しなくなるようにできる。
【０１７６】
類似の終了手法では、リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０のサブセットをアドレッシングすることを選択し、応答できる他のタグを無視する。前の例では、タグ１０２には、それぞれＩＤ番号における分類番号が割り当てられ、それらのビットは、最初に、リーダネットワーク１０４に伝送される。リーダネットワーク１０４は、バイナリトラバースにおいて、特定の分類を有するタグ１０２が、ステップ１３０２〜１３１８、ステップ１３２２、およびステップ１３２４をたどってステップ１３１０に戻るというパスを辿るように指令できる。その分類番号と一致するタグ１０２は、状態１２０８にあるか、バイナリトラバーサルにある。分類番号に一致しないタグ１０２は、ステップ１３０２〜１３１８をたどり、リーダネットワーク１０４により伝送されたビットと一致しないポイントで終了する。したがって、これらのタグ１０２のオペレーションは、ステップ１３１９、１３２０、および１３２１に移り、そこで、タグ１０２はミュート状態１２１２に入る。しかし、リーダをネットワーク１０４は、前の終了例のように、これらのタグ１０２をディセーブルしないことを選択できるが、その代わりに、バイナリトラバーサルをたどり続けることができる。しかし、この例では、分類番号に一致するタグ１０２のサブセットのみとが、アクティブに応答し、状態１２０８にとどまる。その分類番号と一致しないタグ１０２は、ミュート状態１２１２にある。これらのタグ１０２は、次のデータ「ＮＵＬＬ」までリーダネットワーク１０４に応答しないが、図示したように、ステップ１３２１の「Yes」分岐では、ステップ１３０７に進む。このようにして、リーダネットワーク１０４は、特に、特定の分類番号と一致するタグ群のサブセットをアドレッシングすることができる。リーダネットワーク１０４は、異なる分類番号を有するタグ１０２の応答を無視する。無視されたタグ１０２は、前の例のようにドーマント状態１２０２に入らず、その代わりにミュート状態１２１２にとどまる。
【０１７７】
例えば、このようにタグ１０２のサブセットを識別できることは、タグ１０２が取り付けられたオブジェクトのクラスを識別することにも適用できる。小売在庫を含むアプリケーションの例では、商品の特定のクラス（例えば、ジーンズ、ＣＤプレーヤ、夜間出荷など）に属する品目が、それぞれ、ＩＤ番号内にビットパターンを有するタグ１０２が取り付けられる。このビットパターンは、商品のクラスにユニークに対応する。リーダネットワーク１０４は、バイナリトラバーサルアルゴリズムを使用して、分類の特定のビットパターンがそれらのタグ１０２のＩＤ番号内に存在するかどうかを判定することにより、これらの特定のクラスの１つまたは複数の品目が存在するかどうかを識別することができる。実施形態においては、ビットパターンのバリエーションは、パッケージ階層内の異なるレベルに対応することに留意されたい。ビットパターンのバリエーションを使用して、例えば、品目タグ、ボックスタグ、箱タグ、荷物タグ、およびパレットタグなどを、互いに区別することができる。このようにして、リーダネットワーク１０４は、例えば、対応するタグを有する多数の箱入り品目の多数の箱がパレットに含まれているとしても、パレートタグのみをリードする。
【０１７８】
タグ１０２のサブセットを識別することに加えて、リーダネットワーク１０４は、終了手法を使用して、タグＩＤ番号に付加された追加情報のリードを禁止することができる。例えば，タグ１０２は、図１１に図示したが、識別部分とセンサデータ部分を含むタグをＩＤ番号を使用することができる。この識別部分により、タグ１０２が識別される。しかし、センサデータ部分は、タグ１０２内のセンサにより生成される情報を出力する。リーダネットワーク１０４は識別情報のみを必要とする場合、リーダネットワーク１０４は、センサデータ部分を受け取る前に、インタロゲーションを終了することができる。例えば、リーダネットワーク１０４は、識別情報を受信してからセンサ情報を受信するまでの間にデータ「ＮＵＬＬ」を発行することができる。
【０１７９】
図１２Ａおよび図１３は、リーダネットワーク１０４が収集するか、またはタグ１０２が伝送する正確なビット長を示していない、ことに留意されたい。好ましい実施形態においては、本発明のバイナリトラバーサルプロトコルにより可変長プロトコルが利用できる。リーダネットワーク１０４は、１つまたは複数のタグ１０２をステップ１３０２〜１３１８、１３２２、１３２４と進め、そしてステップ１３１０に戻る信号を発行することにより、バイナリトラバーサルを開始する。すでに述べたが、このプロセスの任意の時点において、リーダネットワーク１０４はデータ「ＮＵＬＬ」を発行し、これにより、タグ１０２はステップ１３１６を介して、「Yes」分岐を使用し、ドーマント状態１２０２に遷移する。データ「ＮＵＬＬ」は、ＩＤ番号のビットの全シーケンス内の任意のビットで伝送することができる。好ましい実施形態（ステップ１３２２を含まない）では、タグ１０２は、ＩＤ番号の全てのビットが伝送され、リーダネットワーク１０４により受信された後、ビットを送出し続ける。例えば、伝送する追加情報がない場合、タグ１０２は論理「０」backscatterシンボルを伝送する。タグ１０２が、図１１に示されているようなセンサ情報を含む場合、その時点で利用できるセンサ情報ビットは、ＩＤ番号の後に伝送され、その後、「０」backscatterシンボルが伝送される。したがって、リーダネットワーク１０４は、収集されたビットの数をコントロールし、最終的に、タグ群のビット長を判定する。一実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、特定の分類のタグ１０２が識別の特定のビット長を有することを知ることができる。リーダネットワーク１０４は、「オンザフライ」で、ＩＤビットのリードをいつ停止し、データ「ＮＵＬＬ」をいつ発行するかを判定することができ、異なるＩＤ番号帳を有する可能性のある次のタグ１０２を収集することができる。したがって、長いＩＤ番号を有するタグ１０２に対するモビリティが向上するが、これが本発明の利点となっている。
【０１８０】
リーダネットワーク１０４は、バイナリトラバーサルプロトコルを使用して、各種手法に従って、タグ群にインタロゲーションを行うことができる。第１のインタロゲーション手法の例では、検出可能なタグ群のうちの全てのタグ１０２をリードする。この手法は、ここでは、汎用リードインタロゲーションと呼んでいる。汎用リードインタロゲーションでは、リーダネットワーク１０４は、シンボルをタグ群と交換することにより、タグ群をトラバースする。このプロセスでは、リーダネットワーク１０４が伝送された信号への応答として、２つのbackscatterシンボルを同時に受信すると（論理「０」および論理「１」）、次に伝送するこれらのシンボルのうちの１つを選択する。このプロセスでは、リーダネットワーク１０４は、伝送されたシンボルと一致する応答を、タグ１０２から呼び出し、暗黙のうちに、残りの応答しない望ましくないタグ１０２を、図１２Ａに図示したミュート状態１２１２にする。これは、タグ１０２から応答がイボークされなくなるか、所定ビット数がトラバースされるか、またはリーダネットワーク１０４が他の方法でタグ１０２のトラバースを終了したことを判定するまで、続行することができる。汎用リードインタロゲーションの実施形態については、次に、図１５Ａ〜Ｂを参照して詳細に説明する。図１５Ａおよび図１５Ｂに図示したアルゴリズムの態様は、組み合わせることができる、ことに留意されたい。
【０１８１】
他のインタロゲーション手法により、特定のタグ１０２が通信範囲内に存在することを確認する。この手法は、ここでは、特定リードインタロゲーションという。特定リードインタロゲーションでは、リーダネットワークは、特定のビットパターンを使用して、タグ群をトラバースする。例えば、特定のビットパターンは特定のタグ１０２のＩＤ番号に一致する。特定リードインタロゲーション手法の好ましい実施形態については、次に、図１４Ａを参照して詳細に説明する。図１４Ｂは、特定リードインタロゲーション手法の他の実施形態を示している。
【０１８２】
図１４Ａおよび図１４Ｂに図示したアルゴリズムの態様は、組み合わせることができる、ことに留意されたい。例えば、図１４Ｂのステップ１４０８、１４０９、１４９８は、図１４Ａにインプリメントすることができる。これらのステップでは、タグ群からの適正な信号を各ビットに対して有効にし、各ターゲットタグからの予期されるシンボルが届かなかった場合に、図１４Ａのアルゴリズムを直ちに終了するようにする。この組み合せアルゴリズムにより、ターゲットタグが存在しないときに、アルゴリズムをより速く終了することができる。
【０１８３】
汎用リードおよび特定リードインタロゲーション手法は、似ていることに留意されたい。ここで説明しているように、リーダネットワーク１０４は、どのビット値（つまり「０」または「１」）をアクノリッジメントに選択するかを判定する。したがって、汎用および特定リードインタロゲーション手法では、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２のうちどれがツリートラバーサル状態１２０８にとどまるか、どのタグ１０２がドーマント状態１２０２に移行するかをコントロールする。
【０１８４】
リーダネットワーク１０４は、さらに、特定リードおよび汎用リードインタロゲーション手法のハイブリットであるインタロゲーション手法を使用することもできる。ハイブリッド手法は、ここでは、グループリードインタロゲーションという。グループリードインタロゲーションにより、リーダネットワーク１０４は、あらかじめ定められているサブセットが存在している場合に、タグ群内のタグ１０２の所定のサブセットを識別することができる。
【０１８５】
グループリードインタロゲーションを実行する場合、リーダネットワーク１０４は最初に特定リードオペレーションを実行する。ただし、特定リードオペレーションは、タグＩＤビットのあらかじめ定められた部分シーケンスのためにのみ実行される。１つまたは複数のタグ１０２が所定の部分シーケンスに応答する場合、リーダネットワーク１０４は、残りのタグＩＤビットに対して、汎用リードインタロゲーションを実行することにより、グループリードインタロゲーションを続ける。このようにして、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２の特定のサブセットのみをアドレッシングする。これは、タグ群１２０の残りの応答を選択的に無視することにより、実現できる。これは、タグ群１２０の特定のサブセットを特にアドレッシングし、ディセーブルすることとは異なる。タグ１０２によりインプリメントされたプロトコルにより、特定および非特定タグアドレッシングは、タグ１０２を修正せずに、あるいは、ＩＤ番号を確立するか、又はタグ１０２にプログラミングする方法を修正せずに、実行できる。
【０１８６】
汎用リードおよび特定リードインタロゲーションの詳細は、次に説明するが、これは説明に過ぎず、この説明に制限されない。本発明は、ここで説明しているコンポーネントおよび方法の特定の例に制限されない。この例に代わるもの（ここで説明しているもの、と等価のもの、を拡張したもの、のバリエーション、から逸脱したもの等）は、本明細書による教示に基づけば、関連技術の当業者にとって顕著である。このようなものは、本発明の範囲および精神の範囲を逸脱するものではない。
３．１．１  特定リードインタロゲーションプロトコルの実施形態
【０１８７】
好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４が分離し特定のタグ１０２が存在していることを判定するために使用するアプローチについて、図１４Ａで説明されている。このプロセスは２つのステップで実行される。第１のステップでは、特定の選択されたタグ１０２の完全なＩＤ番号が送出される。このＩＤ番号はユニークであり、リーダネットワーク１０４の通信範囲内にある他の全てのタグ１０２は、暗黙のうちにミュート状態１２１２に入るように指令される。これらのタグ１０２は、もはや、リーダネットワーク１０４と通信しない。第２ステップでは、選択したタグ１０２からパターンを取得する。選択したタグ１０２は、リーダネットワーク１０４がタグから有効なパターンを検出した場合に、ツリートラバーサル状態１２０８に入れることができるタグ群１２０のうちのただ１つであるため、選択したタグ１０２が存在する。そうでなく、仮に有効なパターンが検出されない場合に、は、リーダネットワーク１０４では、選択したタグ１０２が通信範囲内に存在していないと想定する。この実施形態においては、タグから取得され、検証されるビットの数が多いため、ノイズに対する耐性が大きいことを利用している、ことに留意されたい。
【０１８８】
図１４Ａの流れ図に図示したステップの例について詳述する。図１４Ａの流れ図はステップ１４０１から始まる。ステップ１４０１では、リーダネットワーク１０４は、ホストシステムからタグＩＤ番号を受信することにより、その処理を開始する。リーダネットワーク１０４は、ＩＤ番号の有効性を確認するように指令される。
【０１８９】
ステップ１４０２で、リーダネットワーク１０４はマスタリセット信号との通信範囲内にある全てのタグ１０２をアクティブにする。
【０１９０】
ステップ１４０２ａでは、リーダネットワーク１０４はタグ１０２のキャリブレーションを行う。
【０１９１】
ステップ１４０３で、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２をツリートラバーサル状態１２０８にするコマンドを発行する。
【０１９２】
ステップ１４０４〜１４０７で、リーダネットワーク１０４はホストシステムによって受信されたＩＤ番号の各ビットを、全てのビットが伝送されるまで伝送し続ける。好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、これらのステップで、タグ群１０２から受信した信号をリッスン（listen）しないし、留意を払わない。リーダネットワーク１０４は、単に、目的のタグ１０２（存在していれば）以外の全てが、暗黙のうちにミュート状態１２１２に遷移することを保証するだけである。これにより、アルゴリズムの第１ステップが正常終了する。
【０１９３】
ステップ１４１０で、リーダネットワーク１０４はアキュムレータバッファをクリアして、タグ１０２からビット／シンボルのパターンを受信する。
【０１９４】
ステップ１４０８で、backscatterシンボルが、ステップ１４０５および１４０６の最後の繰り返しの結果として、タグ群１２０から受信される。
【０１９５】
ステップ１４１１〜１４１３では、ステップ１４０８に戻り、アキュムレータは、タグ１０２から受信した所定の数のビットを、リーダネットワーク１０４のレシーバセクションから受け取る。これらのビットは、ホストシステムによって要求される目的のＩＤ番号と一致するあらかじめ定義されているビットパターンのタグ１０２からの伝送であるのが望ましい。この一致は次のステップで検証される。
【０１９６】
ステップ１４１４で、これらビットを受け取った後、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２から受信され、アキュムレータにストアされているビットと、所望のあらかじめ定義されているビットパターンとを比較する。仮にビットパターンが一致しない場合に、は、これは偽であり、探し求めたタグ１０２は範囲内に存在していないと仮定される。受信されたこれらビットのパターンは、実際には、ノイズであったか、またはノイズの影響を受けたものである。いずれの場合に、も、この所望のタグは、現在の環境では検証されなかった。コントロールは、ステップ１４９８に進む。仮にビットが一致する場合、コントロールはステップ１４９９に進む。
【０１９７】
ステップ１４９８で、リーダネットワーク１０４により、所望のタグが検証されていなかった旨が、ホストシステムに通知される。その後、このプロセスは終了する。
【０１９８】
ステップ１４９９で、リーダネットワーク１０４により、所望のタグが検証された旨が、ホストシステムに通知される。ここで、ステップ１０４８および１４１１〜１４１３でリーダネットワーク１０４によって受信されたビットが、有効なタグからのものであり、環境内のノイズが有効な信号によりオーバライドされていると仮定する。この仮定には、もちろん誤りの可能性があるが、この仮定は、ノイズがランダムであることに基づいて統計的に決定されている。であるから、ビットパターンが長くなるほど、ノイズが当該パターンを生成する確率は小さくなる。例えば、単一ビットパターンは、ノイズによって当該パターンが発生する確率は、１／２と考えることができるが、これは、業界では、一般的に許容されていない。８ビットパターンは、ノイズによって当該パターンがランダムに発生する確率は、１／２５６（つまり２８）と考えることができる。０だけ又は１だけのパターンでないパターンは、システマティックなノイズにより発生することができるが、このようなパターンを選択することにより、システマティックなノイズを、パターン内の１ファクタとして除去することができる。
【０１９９】
特定のタグの存在を検証するアルゴリズムであって、説明したばかりのアルゴリズムの他の実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、特定の目的のタグ１０２のＩＤビットを伝送するのと同時に、タグ群１２０から情報を受信することができる。図１４Ｂは、本発明の一実施形態に係るこのアプローチのステップの例を示す流れ図である。図１４Ｂの流れ図を次に説明する。
【０２００】
ステップ１４０１では、説明したばかりのアルゴリズムと同様に、リーダネットワーク１０４はホストシステムからＩＤ番号を受け取る。
【０２０１】
ステップ１４０２および１４０２ａでは、説明したばかりのアルゴリズムと同様に、タグ群１２０は、ステップ１４０２、１４０２ａでリセットし、同期パルスを伝送することにより、キャリブレートされる。
【０２０２】
ステップ１４０３で、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２をツリートラバーサル状態１２０８にする。
【０２０３】
ステップ１４０４で、リーダネットワーク１０４は、作業レジスタから伝送される第１のビットを選択する。リーダネットワーク１０４は、ステップ１４０５、１４０８、１０４９、１４０６、および１４０７のプロセスループに入る。所望のＩＤ番号とそれぞれのビットが、これらプロセスループにおいて処理される。
【０２０４】
ステップ１４０５で、リーダネットワーク１０４は、ＩＤ番号内の次のビットを伝送する。
【０２０５】
ステップ１４０８で、リーダネットワーク１０４はタグ群からbackscatterシンボルビットを受け取る。
【０２０６】
ステップ１４０９では、図１４Ａに図示されたプロセスとは異なり、ステップ１４０８でタグ群から目的のビット信号を受信したらどうかが判定される。ビット信号が受信されない場合、オペレーションはステップ１４９８に進む。受信された場合、リーダネットワーク１０４は次のビットを処理する準備をし、オペレーションはステップ１４０６に進む。
【０２０７】
ステップ１４９８で、所望のタグが存在していないかどうかが判定され、この判定結果がホストシステムに報告される。
【０２０８】
ステップ１４０６で、作業レジスト内にまだタグＩＤ番号ビットがあるかどうかが判定される。ビットがなくなると、オペレーションはステップ１４９９に進む。ビットがまだある場合、オペレーションはステップ１４０７に進む。
【０２０９】
ステップ１４９９で、所望のタグが存在していると仮定し、この仮定がホストシステムに報告される。
【０２１０】
ステップ１４０７で、リーダネットワーク１０４は、作業レジスタ内の次のビットの値を所望のＩＤ番号の次のビットとして指定する。オペレーションはステップ１４０５に進む。
【０２１１】
図１４Ｂの流れ図に図示したプロセスでは、所望のタグ１０２により、ビットパターンをリーダネットワーク１０４に返す必要はない。しかし、このプロセスは、環境内のＲＦノイズの影響を受け易い。
３．１．２  汎用リードインタロゲーションプロトコルの実施形態
【０２１２】
特定リードインタロゲーションと汎用リードインタロゲーションとの違いは、特定リードインタロゲーションでは、リーダネットワーク１０４があらかじめ選択された「０」と「１」に応答するという点にある。これに対して、汎用リードインタロゲーションでは、リーダネットワーク１０４は、受信したビット信号の特定のプレファレンスに応じてタグ１０２から受信したビットに応答する。このプレファレンスは、種々のアルゴリズムにより決定することができる。好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、より強い受信した信号に対するプレファレンスを有する。この実施形態の例については、図１５Ａの流れ図で説明されている。他の実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、特定の信号またはビット値に基づくプレファレンスを有する。この実施形態の例については、図１５Ｂの流れ図で説明する。
【０２１３】
汎用リードインタロゲーションの好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４は、図１５Ａで説明したように、最も強い（つまり、比較的高い振幅の）受信信号に対するプレファレンスを有する。例えば、汎用リードインタロゲーションで、リーダネットワーク１０４はタグ群１２０から有効な応答として見なせる充分に強い（つまり、充分に高い振幅）受信信号であるかどうかを調べる。リーダネットワーク１０４は、次に、最も強い受信信号が「０」または「１」論理値を表しているかどうかを調べて判定する。このアプローチの利点は、リーダネットワーク１０４が最も強い受信信号を最初にトラバースし、ＩＤ番号を読み取った後にこれらの最も強い信号を伝送するタグ１０２をドーマント状態１２０２に遷移させる、という点にある。したがって、タグ群１２０をリードしている間、リードされたタグ１０２のうちの第１のものは、ノイズの影響をあまり受けず（つまり、伝送信号強度が強いため）、その結果、リーダネットワーク１０４の効率が高まる。リーダネットワーク１０４が強い信号を伝送するタグ１０２をリードして排除し、弱い信号を伝送するタグ１０２の方へ進むと、受信信号に対するノイズの効果が上がり始める。好ましい実施形態においては、データ通信業界ではありふれたプロトコルであるＣＲＣ（cyclic redundancy check）コードを使用して、ノイズを検出することができる。有効なタグとは異なり、ＣＲＣコードを使用してノイズを検出する方法では、リーダネットワーク１０４は、現在ツリートラバーサル状態１２０８にあると思われるタグ１０２を、強制的にミュート状態１２１２に遷移させることができる。データ「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を使用して、これらのタグをコマンド状態１２０６に戻すことができ、しかも、ＩＤ番号全体を完全に伝送していないタグ１０２を無効にしなくて済む。本発明のプロトコルを使用すると、リーダネットワーク１０４は図１５Ａのように単一シンボル、例えば最も強いシンボル、または図１５Ｂのように全てのシンボルを同時に受信することができる。
【０２１４】
図１５Ｂに図示した実施形態は、図１５Ａに図示のものと類似のものである。しかし、バイナリ信号リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０から受信することに対するプレファレンスがあるという違いがある。このプレファレンスにより、リーダネットワーク１０４が応答する。例えば、汎用リードインタロゲーションでは、リーダネットワーク１０４は「０」に対するプレファレンスを有することができる。したがって、リーダネットワーク１０４が１つまたは複数のタグ１０２から「０」を受信した場合、リーダネットワーク１０４は「０」を伝送することにより、応答する。この応答により、「１」をリーダネットワーク１０４に伝送したタグ１０２は、ミュート状態１２１２に遷移する。例えば、この遷移は、図１３に図示したが、オペレーションがステップ１３１８からステップ１３１９に進むときに、発生することがある。あるいはまた、このプロトコルを「１」をプレファレンスとするように手直しすることもできる、ことに留意されたい。
【０２１５】
上述したように、リーダネットワーク１０４は、種々の終了手法を使用して進行中のトラバーサルを中断することができる。このような終了を行った後、リーダネットワーク１０４は、直ちに、その後のトラバーサルに進行することができる。例えば、リーダネットワーク１０４は、ＩＤ番号の１つまたは複数のサブセットがタグ群１２０内に存在すると判定された後、汎用リードインタロゲーションを終了することができる。
【０２１６】
例えば、タグ群内の複数のタグ１０２のそれぞれが１３０ビットのＩＤ番号を有する場合、リーダネットワーク１０４は１３０ビットのうち１０ビットのみについて汎用リードインタロゲーションを実行する。このようなインタロゲーションを実行する際に、リーダネットワーク１０４はどのユニークなタグ１０２が範囲内にあるかを正確に判定できない。しかし、このようなインタロゲーションを実行する際に、リーダネットワーク１０４は１つまたは複数のタグ１０２が範囲内に存在することを知ることはできる。例えば、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２の特定のサブセットが存在するかどうかに関する情報を（つまり、数回以内のビットリードで）取得することができる。これにより、多数の（例えば、数千以上の）標準的なデリバリパッケージ内に配置されている１つまたは複数のエクスプレスパッケージを含む、特別な在庫品目を識別するビットの識別のような有用なアプリケーションで使用できる。
【０２１７】
図１５Ａは、リーダ１０４の観点からの汎用リードインタロゲーションの好ましい実施形態のオペレーションシーケンスを示す流れ図である。そこで、図１５Ａは、リーダネットワーク１０４がその通信範囲内でタグ群の全てのタグ１０２の汎用リードインタロゲーションを実行するために使用することができるアルゴリズムを示している。このアルゴリズムを見ると、リーダネットワーク１０４が、タグ群内で特定のＩＤ番号を知らなくても、１つまたは複数のタグ１０２からＩＤ番号を取得する方法がわかる。図１５Ａの流れ図に図示した幾つかのステップは、図示した順序で必ずしも実行しなければならないものではないことに留意されたい。
【０２１８】
図１５Ａの流れ図はステップ１５０１から始まる。ステップ１５０１では、リーダネットワーク１０４はマスタリセット信号を伝送する。マスタリセット信号により、範囲内のタグ１０２は図１２Ａに図示したキャリブレーション状態１２０４に遷移する。
【０２１９】
ステップ１５０２で、リーダネットワーク１０４はタグ１０２をキャリブレーションする。例えば、リーダネットワーク１０４およびタグ１０２は、本明細書の別のところで説明しているように、発振器およびデータのキャリブレーションオペレーションが実行される。キャリブレーション正常終了後、タグ１０２はコマンド状態１２０６に遷移する。
【０２２０】
ステップ１５０３で、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２に伝送するバイナリトラバーサルをの第１ビット、つまりコマンドビットを指定する。このビットにより、タグ１０２はツリートラバーサル状態１２０８に遷移する。
【０２２１】
ステップ１５０４で、リーダネットワーク１０４は作業レジスタをクリアし、現在のバイナリトラバーサルでタグ１０２から受信したときにタグＩＤ番号ビットをそこにストアできるようにする。例えば、現在は不明な特定のタグ１０２から１つまたは複数のビットを受信する。
【０２２２】
ステップ１５０７では、リーダネットワーク１０４は指定したビットをタグ群１２０に伝送する。
【０２２３】
ステップ１５０８で、リーダネットワーク１０４はタグ群１２０から１つまたは複数のbackscatterシンボル応答を受け取る。例えば、タグ１０２によって伝送された応答は、図１３に図示したステップ１３１０に従って伝送することができる。
【０２２４】
タグ１０２から応答を受け取った後、リーダネットワーク１０４は、どのバイナリトラバーサルパス（例えば、「０」または「１」）をとるかを決定する。この決定をするため、リーダネットワーク１０４は、特定の信号に対するプレファレンスを有する。例えば、本例では、リーダネットワーク１０４は、最も強い信号に対するプレファレンスを有する。あるいはまた、図１５Ｂに図示したが、次に説明するように、リーダネットワーク１０４はビット「０」またはビット「１」のような特定のビット値に対するプレファレンスを有することができる。
【０２２５】
ステップ１５１１で、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５０８でタグ群から受信した応答内に有効な信号が存在するかどうかをチェックする。本例では、リーダネットワーク１０４は、広帯域内に信号が存在しているかどうかをチェックする。これには、バイナリ数「０」およびバイナリ数「１」のエンコードを含む。有効な信号が存在している場合、オペレーションはステップ１５１５に進む。有効な信号が存在しない場合、オペレーションはステップ１５２０に進む。
【０２２６】
有効な信号がステップ１５１１において存在しないという状況は、多くの環境で発生することができる。例えば、このような状況は、リードするタグ１０２が存在しないときに発生する。また、このような状況は、ノイジーな伝送環境に起因して、タグ１０２のタグＩＤ番号に対応していないビットのシリーズが、リーダネットワーク１０４に送られるときに、発生することがある。加えて、このような状況は、タグ群内の全てのタグ１０２が正常にかつ完全にリードされた場合に、も発生することがある。この場合、タグ群内のそれぞれのタグ１０２はドーマント状態１２０２に遷移している。
【０２２７】
ステップ１５１５で、リーダネットワーク１０４は、最も強い受信信号に従って受信したビットの値が「０」であるかどうかを判定する。受信ビットが「０」の場合、オペレーションはステップ１５１２に進む。受信信号が「０」でない場合、「１」であると仮定され、オペレーションはステップ１５１６に進む。ステップ１５１５では、図１５Ａに図示したが、「０」ビットの有無に基づいて、決定が行われる。あるいはまた、この決定は、「１」ビットの有無に基づいて、行うことができ、両方の論理シンボルが干渉せずに、タグ群１２０によって伝送される。
【０２２８】
ステップ１５１２において、リーダビットが「０」にセットされ、オペレーションはステップ１５１８に進む。
【０２２９】
ステップ１５１６において、リーダビットは「１」にセットされ、オペレーションはステップ１５１８に進む。
【０２３０】
ステップ１５１８で、リーダネットワーク１０４は、リーダビットを作業レジスタにアキュムレートする。ステップ１５１８を連続して実行して、リーダネットワーク１０４は、その作業レジスタに、現在のタグのＩＤ番号のビットストリームを構築する。
【０２３１】
ステップ１５２０で、リーダネットワーク１０４は、作業レジスタ内に情報（つまり、ビット）がストアされているかどうかを判定する。この作業レジスタに情報が含まれていない場合に、は、タグ群内にリードされるタグ１０２はもはやないと判定し、オペレーションはステップ１５２２に進む。仮に、リーダネットワーク１０４が、作業レジスタに、前述のステップにおいてアキュムレートした情報がストアされていると判定した場合に、は、オペレーションは１５２４に進む。
【０２３２】
ステップ１５２２で、リーダネットワーク１０４は、汎用リードインタロゲーションオペレーションが正常終了している旨を、ホストシステムに通知する。ステップ１５２２を実行した後、オペレーションは停止することができる。しかし、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５０１に戻ることにより、後続の汎用リードインタロゲーションを実行することができる。
【０２３３】
ステップ１５２４で、リーダネットワーク１０４は、アキュムレートされた情報をホストシステムに伝送する。ステップ１５２４を実行すると、ホストシステムは作業レジスタを満たす情報未満の情報を受け取る場合がある。これは、ノイジーな伝送環境で発生することがある。しかし、このようなノイズがない場合に、は、ホストは要求したＩＤ番号を全て受け取る。ただし、ホストシステムまたはリーダネットワーク１０４のいずれかが、ホストシステムに伝送されたビット数をチェックして、ノイズその他が、１つまたは複数のビットの損失に起因していないかを識別することができる。一実施形態においては、作業レジスタを満たしていない場合に、は、ホストシステムに伝送されないことがある。このような実施形態においては、ステップ１５２４をバイパスして、オペレーションは、直接、ステップ１５２０からステップ１５２６へ進む、
ステップ１５２０からステップ１５２４へのオペレーションの移動により、タグ１０２がミュート状態１２１２に遷移したことがわかる。他のアルゴリズムでは、このような遷移は、タグ１０２が全てのビット伝送した後、発生することがある。このような遷移の例は、ステップ１３２２からステップ１３０２への分岐として図１３の流れ図に示してある。
【０２３４】
ステップ１５２６で、リーダネットワーク１０４は「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送する。図１２Ａに図示したが、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送すると、それぞれのタグ１０２はミュート状態１２１２に入り（つまり、まだリードに成功していない）、コマンド状態１２０６に遷移する。一度、コマンド状態１２０６に入ると、タグ１０２はその後のトラバーサルの対象となる。ステップ１５２６を実行すると、ツリートラバーサル状態１２０８にとどまっていた完全にリードされたタグ１０２に対する異なる結果が得られる。図１２Ａに図示したが、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を受信すると、このようなタグ１０２はドーマント状態１２０２に入る（つまり、オプションのステップ１３２２を実行せずに、図１３に図示したタグアルゴリズムに関して説明しているように）。したがって、ステップ１５２６でリーダネットワーク１０４により発行された「ＮＵＬＬ」シンボル５０２は、暗黙のコマンド、すなわち各タグ１０２の現在状態に応じて異なる解釈が行われるコマンドである。
【０２３５】
したがって、好ましい実施形態においては、汎用リードインタロゲーションのときに、応答側のタグ群は、タグ１０２が正常にリードされて識別されると、小さくなる。完全にリードされ識別されたタグ１０２は、ドーマント状態１２０２に遷移する。このプロセスは、タグ群内の全ての応答タグ１０２が識別され、ドーマント状態１２０２に遷移するまで、続行される。
【０２３６】
ステップ１５２６が実行される度に、オペレーションはステップ１５０３に移り、ステップ１５０３において、リーダネットワーク１０４が、コマンド状態１２０６のタグ１０２を、ツリートラバーサル状態１２０８に遷移させることにより、次のバイナリトラバーサルを開始する。
【０２３７】
図１５Ｂは、リーダネットワーク１０４が本発明の他の実施形態により、タグ群１２０からプレファレンスが設定されている受信信号タイプを決定するプロシージャを示す流れ図である。図１５Ｂに図示したアルゴリズムは、ステップ１５０８、１５１０、１５１４を除き、図１５Ａに図示したものと同様のものである。
【０２３８】
図１５Ｂの例で、このアルゴリズムは、タグ群１２０からバイナリシンボル「０」のプレファレンスを取る。これは図１５Ｂに図示してあるが、図１５Ｂにおいては、図１５Ａに図示したアルゴリズムとは異なり、リーダネットワーク１０４は、１つまたは複数のタグ１０２のbackscatterシンボルに応答して、ステップ１５０８を出て行き、リーダネットワーク１０４は、高々単一の信号をストアして、ステップ１５０８を出て行く。あるいはまた、このアルゴリズムは、バイナリシンボル「１」に対するプレファレンスを有することができる、ことに留意されたい。
【０２３９】
図１５Ｂのステップ１５１０で、リーダネットワーク１０４はステップ１５０８に応答して、バイナリシンボル「０」を受信したかどうかを判定する。このシンボルが存在する場合に、は、オペレーションはステップ１５１２に進む。シンボル「０」が存在しない場合に、は、オペレーションはステップ１５１４に進む。
【０２４０】
ステップ１５１２では、リーダネットワーク１０４はリーダビットを「０」ビットにセットし、オペレーションはステップ１５１８に進む。
【０２４１】
ステップ１５１４において、リーダネットワーク１０４はステップ１５０８に応答して、シンボル「１」を受信したかどうかを判定する。このシンボルが存在する場合に、は、オペレーションはステップ１５１６に進む。しかし、シンボル「１」が存在しない場合に、は、オペレーションはステップ１５２０に進む。
【０２４２】
ステップ１５１６において、リーダネットワーク１０４はリーダビットを「１」ビットにセットし、オペレーションはステップ１５１８に進む。
【０２４３】
残りのステップの説明については、図１５Ａに関連してしたこれらのステップの説明を参照されたい。これらのアルゴリズムの例においては、リーダネットワーク１０４がタグ群をコントロールすることに対する多くのアプローチを示している。実際、種々のアルゴリズムをリーダネットワーク１０４に適用することができ、これら種々のアルゴリズムにより、タグ群１２０と通信することができ、これら種々のアルゴリズムは、図１３を参照して上述したアルゴリズムと互換性がある。本発明の実施形態によれば、ノイジーな環境においてタグ１０２をリードするためのコストとその能力とのバランスをとるリーダネットワークであって、同一のタグ１０２と互換性のあるリーダネットワークをインプリメントすることができる。換言すると、タグ１０２は、本発明に係るリーダネットワーク１０４の種々の実施形態と互換性をとるため修正を必要としない。
３．２  タグ群の例のトラバーサル
【０２４４】
図１６は、タグ群１２０の例を示しており、第１のタグ１０２ａ、第２のタグ１０２ｂ、および第３のタグ１０２ｃを含む。図１６は、タグ１０２ａ〜ｃのトラバーサルをバイナリツリー形式で示している。例示のため、各タグには、第３のビット長のＩＤ番号が含まれる。図１６に図示したバイナリツリーは、３レベルであり、各レベルは、３ビットＩＤ番号の１ビットに対応している。このバイナリツリーの第１レベルは、開始レベルであり、図１４Ａに図示したステップ１４０１〜１４０４と、図１５Ａに図示したステップ１５０１〜１５０４とに対応する。バイナリツリーの第２レベルは、タグ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのＩＤ番号（左から読む）の第１ビットを表す。第２レベルは、それぞれ、図１４および図１５に図示したが、ステップ１４０５および１５０７に対応している。
【０２４５】
図１６において、バイナリツリーの「０」分岐は左へ降下し、「１」分岐は右へ降下する。図１５Ａを参照して上述したように、リーダネットワーク１０４は、汎用リードインタロゲーションを実行する際に、特定の信号のプレファレンスを設定できる。例えば、図１５Ｂの流れ図に図示したが、リーダネットワーク１０４は、受信した信号の組み合せについて、「０」を優先させている（つまり、図１６で左へ降下する）。バイナリツリー図において、下方に連続するレベルは、タグ１０２からリードした別のビットを表す。バイナリツリー図の各分岐は、決定（つまり、コマンド）を表し、リーダネットワーク１０４により伝送されるビットを表す。
【０２４６】
第１の例においては、リーダネットワーク１０４が特定のリードインタロゲーション手法によりタグ１０２ｂをリードする方法を示す。この例は例示であるから、これらビットはＬＳＢファーストフォーマット（LSB first format）に変換されない。その代わり、説明を簡単にするため、図１６に基づく例は、左から右に読んだとき、ＭＳＢ（most significant bit）からＬＳＢに流れるようになっている。図１４Ｂのオペレーションシーケンスをたどる。まず、リーダネットワーク１０４がホストシステムから「１００」を受け取るが、このホストシステムはタグ１０２ｂの存在を確認することを望んでいる。リーダネットワーク１０４は図１４Ａに図示したステップ１４０１〜１４０５を実行し、ツリートラバーサル状態１２０８に入る指令であるビット「０」を、タグ１０２に伝送する。図１６では、これらのオペレーションはポイント１６０５で実行される。
【０２４７】
このポイントにおいて、タグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、図１３のステップ１３０９に到達しているので、アクティブである。その後、タグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、ステップ１３１０に従って、その第１ビットを伝送する。ステップ１３１０においては、タグ１０２ａが「０」backscatterシンボル６０２を伝送し、タグ１０２ｂおよび１０２ｃが「１」backscatterシンボル８０２を伝送する。
【０２４８】
タグ１０２ａ〜１０２ｃからシンボルを受信したので、リーダネットワーク１０４は複数の信号を受信する（例えば、１つの「０」backscatterシンボルと、２つの「１」backscatterシンボル）。ビット「１」を受信すると、オペレーションはステップ１４０９を通る（「Yes」分岐で）。リーダネットワーク１０４は追加ビットをリードする必要があり、オペレーションは、ステップ１４０６を通って、ステップ１４０７に進み、ステップ１４０７において、リーダビットとしてターゲットビット「１」（つまり、ホストから受信した「１００」の第１ビット）を指定する。リーダネットワーク１０４は、受信した組み合せ信号内にターゲットビット「１」を見つけるので、このビットはステップ１４０５に従ってタグ１０２ａ〜１０２ｃに伝送される。図１６においては、これは、ポイント１６０５からポイント１６０６への論理「１」パスを下る移動として示されている。ポイント１６０６は、ビット「１」が記憶されたことを表す。
【０２４９】
タグ１０２ａ〜ｃは、リーダネットワーク１０４によって伝送された「１」シンボル４０２を受信する。しかし、タグ１０２ａ〜ｃ間で異なる応答が発生する。タグ１０２ａによって伝送されたビット「０」が、リーダネットワーク１０４から伝送されたビットと一致しない。したがって、図１３のステップ１３１８から１３１９へのパスとして示されているように、タグ１０２ａはミュート状態１２１２に遷移する。タグ１０２ａは、データ「ＮＵＬＬ」信号を実際に待ち、リーダネットワーク１０４によって新しいバイナリトラバーサルが示される。
【０２５０】
タグ１０２ｂおよび１０２ｃはそれぞれリーダネットワーク１０４によって伝送されたビットと一致する「１」backscatterシンボルを伝送したので、タグ１０２ｂおよび１０２ｃは伝送する次のビットをロードする。タグ１０２ｂは、「０」ビットをロードし、タグ１０２ｃは「１」ビットをロードする。タグ１０２ｂおよび１０２ｃは、ステップ１３１６、１３１８、１３２４、および１３１０に従って、これらのビットをbackscatter信号７０２および９０２としてそれぞれ、リーダネットワーク１０４に伝送する。リーダネットワーク１０４は、タグＩＤ番号の第２のビット「０」をロードし（ステップ１４０７）、ステップ１４０８で複数の信号を受信する（つまり、伝送された「０」および「１」backscatterシンボル）。ステップ１４０９および１４０６において、リーダネットワーク１０４は、「０」ビットを受信したことを判定し、また収集する追加ビットもあると判定する。したがって、リーダネットワーク１０４のオペレーションはステップ１４０５に進み、「０」シンボル３０２を伝送する。図１６において、リーダネットワーク１０４による「０」シンボル３０２の伝送は、ポイント１６０７への移動として示されている。したがって、ポイント１６０７は、「１０」のビットを受信することを表している。
【０２５１】
タグ１０２ｃは、リーダネットワーク１０４によって伝送された「０」シンボル３０２を受信する（ステップ１３１２）。しかし、タグ１０２ｃは最後に「１」backscatterシンボルを伝送してしまっている（ステップ１３１０）。そこで、これらのビットは一致しないので（ステップ１３１８）、タグ１０２ｃはミュート状態１２１２に遷移し（ステップ１３１９）、次のバイナリトラバーサルを待つ。
【０２５２】
タグ１０２ｂは、「０」シンボル３０２を受信し、最後に「０」backscatterシンボルを伝送してしまっているため、ビットは一致する（ステップ１３１８）。オペレーションはステップ１３１０に進み、そこで、タグ１０２ｂが「０」の次のビットをbackscatterシンボル６０２として伝送する。
【０２５３】
リーダネットワーク１０４は、「０」の次のターゲットビットをロードし（ステップ１４０７）、タグ１０２ｂにより伝送されたビット「０」を受信する（ステップ１４０８）。これらのビットは一致し、オペレーションはステップ１４０９からステップ１４０６に進む。リーダネットワーク１０４は、ステップ１４０６において、ＩＤ番号の３ビット全てを受信したと判定する。リーダネットワーク１０４は、その一致をホストシステムに伝送する（ステップ１４９９）。この結果は、図１６において、ポイント１６０８として示されており、リーダネットワーク１０４は「１００」をストアしている。したがって、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２ｂが存在することを正しく判定している。
【０２５４】
後述する他の例では、リーダネットワーク１０４は、その存在についてあらかじめ知ることなく、範囲内にある全てのタグ１０２をリードする。そこで、例により、汎用リードインタロゲーションを説明する。この例では、リーダネットワーク１０４は図１５Ａに図示した流れ図に従ってオペレートし、タグ１０２は図１３に図示した流れ図に従ってオペレートする。図１５Ａに図示したアルゴリズムの各パスにより、タグ群の残りのメンバから最も強いタグ信号を選択する。この例では、タグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは最も強い伝送信号から最も弱い伝送信号への順序であると仮定する。
【０２５５】
汎用リードインタロゲーションの例は、リーダネットワーク１０４がステップ１５０１〜１５０４を実行することから始まる。ステップ１５０７では、リーダネットワーク１０４は論理「０」ビットをリーダビットとして選択し、この値をタグ１０２ａ〜ｃに伝送する。図１６では、これらのステップはポイント１６０１で表される。
【０２５６】
タグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、ステップ１３０９に従って、この第１の伝送されたリーダビットをリーダネットワーク１０４から受信する。ステップ１３１０に従って、タグ１０２ａ〜ｃのそれぞれは第１のＩＤ番号ビットを指定してリーダネットワーク１０４に送る。したがって、リーダネットワーク１０４は、「０」backscatterシンボル６０２（タグ１０２ａによって伝送される）、および「１」backscatterシンボル８０２（タグ１０２ｂと１０２ｃによって伝送される）の複数の信号を受信する。図１５Ａの流れ図の例では、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５０８で現在の例ではタグ１０２ａからの最も強い信号を受信／選択する。受信した信号は「０」backscatterシンボルなので、リーダネットワーク１０４は「０」ビット値をその作業レジスタ内にストアする。さらに、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５１１、１５１５、１５１２、１５１８、１５１９、および１５０７に従って、「０」シンボル３０２を伝送する。
【０２５７】
タグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、ステップ１３１２に従って、伝送された「１」シンボル３０２を受信する。しかし、ステップ１３１８を実行する際に、タグ１０２ｂおよび１０２ｃは、この受信したビットが一番最近伝送したビットと一致しないと判定する。したがって、タグ１０２ｂと１０２ｃのオペレーションはステップ１３１９に進み、そこで、それぞれミュート状態１２１２に遷移し、次のバイナリトラバーサルオペレーションを待つ。図１６では、これらのオペレーションはポイント１６０２で表される。
【０２５８】
タグ１０２ｂおよび１０２ｃと異なり、タグ１０２ａは（ステップ１３１８を実行することにより）、受信した「０」シンボル３０２がタグ１０２ａによって伝送された前のビットと一致すると判定する。したがって、ステップ１３２４および１３１０に従い、タグ１０２ａはそのＩＤ番号の次のビット（つまり、「１」）を指定し、このビットを「１」backscatterシンボル８０２としてリーダネットワーク１０４に伝送する。
【０２５９】
したがって、リーダネットワーク１０４は、単一「１」backscatterシンボルをタグ群から受信する（つまり、タグ１０２ｂおよび１０２ｃは非伝送ミュート状態１２１２にある）。図１５Ａを参照すると、リーダネットワーク１０４のオペレーションは、有効な信号の受信後、ステップ１５１１からステップ１５１５に進む。「０」backscatterシンボルを受信していないので、リーダネットワーク１０４のオペレーションはステップ１５１６に進み、ステップ１５１６において、リーダビットが、受信された「１」ビットに設定される。リーダネットワーク１０４は、作業レジスタ内にリーダビットをアキュムレートし（「０１」を含む）、このビット「１」をタグ１０２ａ〜ｃに伝送する。図１６では、これらのオペレーションはポイント１６０３で表される。
【０２６０】
タグ１０２ａは、伝送された「１」シンボル４０２を受信し、ステップ１３１８を実行することにより、それがリーダネットワーク１０４に最も最近に伝送されたビット値と一致していると判定する。したがって、ステップ１３２４および１３１０に従い、タグ１０２ａはそのＩＤ番号の次のビット（つまり、「１」）を指定し、この指定されたビットを「１」backscatterシンボル９０２としてリーダネットワーク１０４に伝送する。
【０２６１】
リーダネットワーク１０４は、伝送された「１」backscatterシンボルを受信し、ステップ１５１１、ステップ１５１５、およびステップ１５１６を実行し、そこで、「１」ビットが受信されたと判定する。リーダネットワーク１０４は、このビットを作業レジスタにアキュムレートする（その結果、「０１１」がストアされる）。これは、図１６のポイント１６０４で表される。したがって、リーダネットワーク１０４はタグ１０２ａのＩＤ番号の全てのビットを収集し、オペレーションはステップ１５２４に進む。ステップ１５２４において、タグ１０２ａのＩＤ番号がホストシステムに伝送される。
【０２６２】
図１３を参照して上で説明しているように、タグ１０２はステップ１３１８でビットが一致したときに他のステップを実行することができる。このような他の実施形態においては、タグ１０２がオプションのステップ１３２２を実行する。タグ１０２ａがステップ１３２２を実行する場合、そのＩＤ番号ビットの全てがリーダネットワーク１０４に伝送されていると判定する。したがって、タグ１０２ａのオペレーションはステップ１３０２に進み、そこでタグ１０２ａはドーマント状態１２０２に遷移する。その結果、タグ１０２ａ〜ｃはいずれも、ツリートラバーサル状態１２０８ではオペレートしない。したがって、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２ａ〜ｃから応答を受け取らない。その結果、リーダネットワーク１０４のオペレーションはステップ１５２０に進み、そこで、リーダネットワーク１０４の作業レジスタが空でないかどうかの判定が行われるが、それは、ＩＤ番号「０１１」をアキュムレートしているからである。ステップ１５２４において、リーダネットワーク１０４はこのＩＤ番号をホストシステムに伝送する。
【０２６３】
仮にタグ１０２ａがオプションのステップ１３２２を実行しない場合に、は、タグ１０２ａのオペレーションはステップ１３１８からステップ１３２４に進み、ステップ１３２４において、ＩＤ番号の次ビットが、伝送するため指定される。タグ１０２ａはそのＩＤ番号ビットの全てを伝送しているため、任意のビットを指定することができる。例えば、ステップ１３２４の実行中にタグ１０２ａにより使用されているレジスタローテーション手法により任意のビットを選択することができる。
【０２６４】
このポイントにおいて、リーダネットワーク１０４は汎用リードインタロゲーションの第１のバイナリトラバーサルを正常終了している。リーダネットワーク１０４は「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送することにより、ステップ１５２６を実行する。この「ＮＵＬＬ」シンボル５０２により、ミュート状態１２１２にある全てのタグはコマンド状態１２０６に遷移する。
【０２６５】
「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送したリーダネットワーク１０４に従って、図１６でポイント１６０５により表される、次のバイナリトラバーサルが開始する。リーダネットワーク１０４は、ステップ１５０３、１５０４、および１５０７に従って信号を伝送し、これにより、タグ１０２ｂと１０２ｃはコマンド状態１２０６からツリートラバーサル状態１２０８に遷移する。しかし、タグ１０２ａは、ドーマント状態１２０２のままである。リーダネットワーク１０４がステップ１５０４を実行している間に、作業レジスタをクリアして、次のタグＩＤのアキュムレートを実行できる。
【０２６６】
タグ１０２ｂおよび１０２ｃは、それぞれ、第１のＩＤビットを伝送するが、この例では、「１」ビットである。したがって、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５０８で「１」backscatterシンボルを受信し、ステップ１５１１および１５１５を実行し、ステップ１５１６に分岐する。ステップ１５１８において、「１」ビットが作業レジスタ内にアキュムレートされる。ステップ１５０７で「１」シンボル４０２がリーダネットワーク１０４により伝送される。図１６では、このインタロゲーションプロセス部分はポイント１６０６として示される。
【０２６７】
「１」シンボル４０２の伝送に応答して、タグ１０２ｂおよび１０２ｃはそれぞれ、次のＩＤ番号ビットをリーダネットワーク１０４に伝送する。タグ１０２ｂは、「０」backscatterシンボル７０２を伝送し、タグ１０２ｃは、「１」backscatterシンボル９０２を伝送する。タグ１０２ｂの信号が強くなると、リーダネットワーク１０４はステップ１５０８、１５１１、１５１５、１５１２、およびステップ１５１８を実行し、そこで、リーダネットワーク１０４はリーダビットを「０」ビットにセットする。ステップ１５０７において、リーダネットワーク１０４は、「０」シンボル３０２をタグ１０２ａ〜ｃに伝送する。このインタロゲーションプロセス部分は、図１６でポイント１６０７として示される。
【０２６８】
「０」シンボル３０２を受信した後、ステップ１３１８において、タグ１０２ｃは、受信したビットがタグ１０２ｃがすでに伝送したビットと一致しないと判定する。したがって、ステップ１３１９により、タグ１０２ｃはミュート状態１２１２に入る。しかし、タグ１０２ｂは、受信した「０」シンボル３０２がタグ１０２ｂが既に伝送しているビットと一致しないと判定する。タグ１０２ｂは、ステップ１３１８、１３２４、および１３１０を実行し、その最後のＩＤ番号ビット（「０」ビット）を「０」backscatterシンボル６０２としてリーダネットワーク１０４に伝送する。
【０２６９】
リーダネットワーク１０４は、タグ１０２ｂから「０」backscatterシンボル６０２を受信し、ステップ１５１８に従って、「０」ビットを作業レジスタにアキュムレートする。したがって、作業レジスタには、バイナリ数の「１００」がストアされる。そこで、ステップ１５１９において、リーダネットワーク１０４は、完全なタグをＩＤ番号をアキュムレートしたと判定する。したがって、ステップ１５２４および１５２６により、リーダネットワーク１０４は、ストアされているＩＤ番号をホストシステムに伝送し、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２をタグ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃに伝送する。「ＮＵＬＬ」シンボル５０２により、タグ１０２ｂはドーマント状態１２０２に遷移し、タグ１０２ｃはコマンド状態１２０６に遷移する。タグ１０２ａは、ドーマント状態１２０２のままである。
【０２７０】
タグ１０２ｃは、最終タグであり、したがって、タグ１０２ａと１０２ｂを識別したバイナリトラバーサルと同一のようにして次にトラバースされる。このバイナリトラバーサルでは、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２ｃがツリートラバーサル状態１２０８にある唯一のタグであるため、タグ１０２ｃにより伝送されたビットを受信して再送するだけである。したがって、図１６を参照すると、リーダネットワーク１０４はポイント１６０９、１６１０、１６１１、および１６１２をトラバースする。ポイント１６１２に達すると、リーダネットワーク１０４は（ステップ１５１９を実行することにより）、完全なタグをＩＤ番号がアキュムレーヘトされたと判定する。ステップ１５２４において、リーダネットワーク１０４はＩＤ番号をホストシステムに伝送する。リーダネットワーク１０４は、「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送し、これにより、タグ１０２ｃがドーマント状態１２０２に遷移する。
【０２７１】
「ＮＵＬＬ」シンボル５０２を伝送した後、リーダネットワーク１０４はステップ１５０３、１５０４、１５０７、および１５０８を実行する。しかし、タグ１０２ａ〜１０２ｃは、それぞれ、ドーマント状態１２０２にあるため、ステップ１５０８で応答が受信されない。したがって、リーダネットワーク１０４のオペレーションはステップ１５１１からステップ１５２０に進む。ステップ１５２０では、リーダネットワーク１０４はこのアキュムレータが空であると判定する。オペレーションはステップ１５２２に進み、ステップ１５２２において、リーダネットワーク１０４は、汎用リードインタロゲーションオペレーションが正常終了している旨を、ホストシステムに通知する。
【０２７２】
上述の汎用リードインタロゲーションの例においては、リーダネットワーク１０４は、以前に不明であった３つのタグ、すなわちタグ１０２ａ〜ｃが存在していることを、効率的な方法で判定しいる。具体的には、リーダネットワーク１０４は、これらのタグのＩＤ番号を収集するため３つのバイナリトラバーサルのみを実行した。
【０２７３】
図１５Ａを参照して上述したように、リーダネットワーク１０４は、完全なＩＤ番号をアキュムレートしたと（例えばステップ１５１９で）判定するまで、特定のタグ１０２からＩＤ番号ビットを収集する。タグ群に異なるサイズのＩＤ番号を使用できるようにするため、リーダネットワーク１０４は、完全なＩＤ番号を認識するために必要な受信したビットの個数を調整することができる。
【０２７４】
図１６に関連して説明したバイナリトラバーサルの例では、リーダネットワーク１０４は重要度が低い順にＩＤ番号ビットを収集した。つまり、ＭＳＢが最初に取り出され、最後にＬＳＢが取り出された。しかし、バイナリトラバーサルで重要度の順でビットを取り出すことは、本発明の範囲と精神を逸脱していない。例えば、バイナリトラバーサルで、重要度の低い順でビットを取り出すことができる。この順序で１つまたは複数のタグ１０２からビットを取り出す操作は、重要度の高いＩＤ番号ビットのうちの１つまたは複数が使用されていないタグ群にインタロゲーションを行う場合に、役立つ。
【０２７５】
例えば、７ビット長のＩＤ番号が使用されるタグ群を考える。このタグ群では、３つのタグ１０２があり、それぞれ「０００００１１」、「００００１００」、および「００００１１０」のＩＤ番号を有する。それぞれのＩＤ番号の４つのＭＳＢは「００００」である。リーダネットワーク１０４は、ＩＤ番号に特徴的なこのビットパターンを判定することにより、バイナリトラバーサル時に、これら４つのＭＳＢのトラバーサルをバイパスすることができ、またタグ１０２をユニークに識別するため、ＬＳＢを３つだけ使用することができる。このバイパス機能により、さらに、インタロゲーションオペレーションが合理化される。図１５Ａを参照すると、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５１９において、このバイパス機能をインプリメントすることができる。このタグ群の例では、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５１９において、元の７ビットのうちの３つだけを収集した後、完全なＩＤ番号をアキュムレートしたことを示すことができる。
【０２７６】
このバイパス機能を容易に使用するため、種々の方法をインプリメントできる。このような方法としては、リーダネットワーク１０４による単一のプレスキャンと、リーダネットワーク１０４による複数プレスキャンと、ホストシステムによって計算された特定の状況における前の汎用リードインタロゲーションに基づくアルゴリズムを使用したアプローチであって、ホストシステムが、バイパスオペレーションをどのように実行するかに関する指令を、リーダネットワーク１０４に送るアプローチと、があるが、これらに限定されるものではない。バイパス機能の好ましい実施形態においては、リーダネットワーク１０４により、タグ群１２０は重ね合わせ状態１２１０に遷移し、信号をタグ群１２０と交換する（つまり、タグ群のスキャンを実行する）。信号を交換するときに、リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０内に存在するＩＤ番号の範囲を判定する。したがって、図１７Ａと図１７Ｂは、特定のタグ１０２と特定のリーダネットワーク１０４の観点からそれぞれ、この判定を示している流れ図を示す。
３．３  重ね合わせモードでの通信形態
【０２７７】
図１７Ａは、重ね合わせ状態１２１０のタグ１０２のオペレーションを示す流れ図である。図１７Ａに図示したが、オペレーションはステップ１７０２から始まる。ステップ１７０２においては、タグ１０２はドーマント状態１２０２にある。
【０２７８】
ステップ１７０４においては、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からマスタリセット信号を受信する。この信号を受信すると、タグ１０２はドーマント状態１２０２からキャリブレーション状態１２０４に遷移する。
【０２７９】
ステップ１７０６においては、タグ１０２はリーダネットワーク１０４と同期する。したがって、発振器キャリブレーションおよびデータキャリブレーションプロシージャが実行されるが、これについて下で詳述する。タグ１０２は、リーダネットワーク１０４と同期がとれたら、コマンド状態１２０６に入る。
【０２８０】
ステップ１７０８において、タグ１０２はリーダネットワーク１０４から、タグ１０２を重ね合わせ状態１２１０に遷移させるコマンドを受信する。上述したように、このコマンドは、単一ビット論理「１」シンボル４０２のような１つまたは複数のビットとすることができる。
【０２８１】
ステップ１７１０において、タグ１０２は、backscatterシンボルとしてリーダネットワーク１０４に伝送するためのＩＤ番号の初期ビットを指定する。この指定されたビットは、ＩＤ番号のどのビットでもよい。例えば、この指定されたビットは、ＩＤ番号のＭＳＢまたはＬＳＢとすることができる。この選択されたビットでは、タグ群の中のそれぞれのタグ１０２が、同一として、エンコードされると仮定し、タグ１０２が、全て、ＭＳＢをＬＳＢにインプリメントするか、または、全て、ＬＳＢをＭＳＢにインプリメントする。タグ１０２のオペレーションは、ステップ１７１２から始まるループに進む。
【０２８２】
ステップ１７１２において、タグ１０２はリーダネットワーク１０４からシンボルを受け取る。
【０２８３】
ステップ１７１４において、タグ１０２は、ステップ１７１３で受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」ビットかどうかを判定する。受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」ビットの場合、タグ１０２のオペレーションはステップ１７２０に進む。受信したシンボルが「ＮＵＬＬ」ビットでない場合、タグ１０２のオペレーションはステップ１７１８に進む。
【０２８４】
ステップ１７１８では、タグ１０２は、受信したビットが指定されたＩＤ番号ビットと一致するかどうか判定する。ビットが一致しない場合、オペレーションはステップ１７２２に進む。ビットが一致する場合、オペレーションはステップ１７１９に進む。
【０２８５】
ステップ１７１９では、タグ１０２は指定されたビットをbackscatterシンボルとしてリーダネットワーク１０４に送る。オペレーションはステップ１７２２に進む。
【０２８６】
ステップ１７２０では、タグ１０２はコマンド状態１２０６に入る。
【０２８７】
ステップ１７２２において、タグ１０２はリーダネットワーク１０４に伝送するＩＤ番号の次のビットを指定する。次のビットは、種々の方法で指定することができる。例えば、ステップ１７１０で指定した初期ビットがＬＳＢの場合、タグ１０２は、ＩＤ番号ビットを、次に上位のビット位置を有するビットとして指定することができる。または、ステップ１７１０で指定した初期ビットがＭＳＢの場合、タグ１０２は、ＩＤ番号ビットを次に下位のビット位置を有するビットとして指定することができる。図１０に図示したタグアーキテクチャーの例を参照して、種々のレジスタローテーション手法を用いて、これらの機能を状態マシーン１０２４にインプリメントすることができる。ステップ１７２２の後、タグ１０２のオペレーションは、このループを反復するため、ステップ１７１２に進む。タグ１０２は、リーダネットワーク１０４から「ＮＵＬＬ」シンボルを受信した後、このループを抜け、ステップ１７２０を経由して、コマンド状態１２０６に遷移する。
【０２８８】
上述したように、ステップ１７２０では、タグ１０２はコマンド状態１２０６に戻る。このステップから、タグ１０２はツリートラバーサル状態１２０８に入ることができる。そこで、図１３において、タグ１０２のオペレーションはステップ１７２０からステップ１３０８に進む。
【０２８９】
そこで、図１７Ａの流れ図は、重ね合わせ状態１２１０にあるが、タグ群１２０は、タグ群の中のＩＤ番号ビットの存在に関してリーダネットワーク１０４にフィードバックを送ることを示している。例えば、「０」シンボル３０２のストリームを伝送することにより、リーダネットワーク１０４は、それぞれの特定の伝送されたビット位置に「０」ビットが含まれるＩＤ番号がタグ群１２０内に存在するかどうかを判定することができる。さらに、リーダネットワーク１０４は、これらのビットのそれぞれのＩＤ番号の中の位置を決定することができる。この機能を使って、リーダネットワーク１０４は、タグ群と関連付けられているＩＤ番号範囲を決定することができる。本質的に、リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０全体の信号の論理ビットごとに「ＯＲ」演算を実行する。
【０２９０】
したがって、図１７Ｂは、タグ群１２０から情報を収集しながらリーダネットワーク１０４のオペレーションを説明する流れ図である。オペレーションはステップ１７５０から始まる。ステップ１７５０において、リーダネットワーク１０４は、タグ群１２０内のそれぞれのタグが重ね合わせモード１２１０に遷移するようにする。図１７Ｂに図示したが、ステップ１７５０はステップ１７５２および１７５３を含む。
【０２９１】
ステップ１７５２において、リーダネットワーク１０４はマスタリセット信号を伝送し、これにより、タグ群１２０内の全てのタグ１０２がキャリブレーション状態１２０４に遷移する。リーダネットワーク１０４は、タグ１０２とのキャリブレーションプロシージャに入る。これらのプロシージャには、本明細書で説明しているように、発振器およびデータキャリブレーションプロシージャが含まれる。
【０２９２】
ステップ１７５３において、リーダネットワーク１０４は、単一のビットのようなコマンドであって、タグ群１２０内のそれぞれのタグ１０２を重ね合わせモード１２１０に入れるコマンドを、伝送する。
【０２９３】
ステップ１７６０では、リーダネットワーク１０４はタグ群１２０のＩＤ番号内の「０」ビットの位置を決定する。図１７Ｂは、ステップ１７６０がステップ１７６２〜１７６８を含むことを示している。
【０２９４】
ステップ１７６２において、リーダネットワーク１０４は初期ビット位置を指定する。
【０２９５】
ステップ１７６４では、リーダネットワーク１０４は「０」シンボル３０２を伝送する。
【０２９６】
ステップ１７６５において、リーダネットワーク１０４はタグ群１２０から応答として「０」backscatterシンボルを受け取ったかどうかを判定する。１つまたは複数の「０」backscatterシンボルが受信された場合、オペレーションはステップ１７６６に進む。
【０２９７】
ステップ１７６６において、リーダネットワーク１０４は、コントロールがステップ１７６７に戻る前に、指定されたビット位置を１つまたは複数「０」ビットを含むものとしてマークする。
【０２９８】
ステップ１７６７において、リーダネットワーク１０４は、全てのＩＤ番号ビット位置が指定されているかどうかを判定する。全てのＩＤ番号ビット位置が指定されている場合、オペレーションはステップ１７７０に進む。全てのＩＤ番号ビット位置が指定されていなかった場合、オペレーションはステップ１７６８に進む。
【０２９９】
ステップ１７６８において、リーダネットワーク１０４は、次のＩＤ番号ビットを指定する。オペレーションは、ステップ１７６４に進み、処理ループを正常終了する。
【０３００】
ステップ１７７０において、リーダネットワーク１０４により、タグ群１２０が再び重ね合わせモード１２１０で初期化され、タグ１０２がそれぞれ初期ＩＤ番号ビットを指定するようにする。そこで、ステップ１７７０は、リーダネットワーク１０４が「ＮＵＬＬ」信号を伝送してそれぞれのタグ１０２をコマンド状態１２０６に遷移させ、それぞれのタグ１０２を重ね合わせモード１２１０に遷移させるコマンドを伝送するステップを含むことができる。ただし、ステップ１７７０はオプションである。例えば、タグ１０２が循環レジスタローテーション手法を使用してＩＤ番号ビットを指定し伝送する実施形態においては、それぞれのタグ１０２は、ステップ１７６０を正常終了した後、初期ＩＤ番号ビットを指定する。
【０３０１】
ステップ１７８０において、リーダネットワーク１０４は、タグ群のＩＤ番号内の「１」ビットの位置を判定するが、その方法は、ステップ１７６０について上述した方法と非常によく似ている。図１７Ｂに図示したが、ステップ１７８０はステップ１７８２〜１７８８を含む。
【０３０２】
ステップ１７８２において、リーダネットワーク１０４は初期ビット位置を指定する。
【０３０３】
ステップ１７８４では、リーダネットワーク１０４は「１」シンボル４０２を伝送する。
【０３０４】
ステップ１７８５において、リーダネットワーク１０４は、ステップ１７８４で伝送した「１」シンボル４０２への応答として「１」backscatterシンボルを受信したかどうかを判定する。「１」backscatterシンボルが受信された場合、オペレーションはステップ１７８６に進む。
【０３０５】
ステップ１７８６において、リーダネットワーク１０４は、指定されたビット位置を１つまたは複数「１」ビットを含むものとしてマークし、オペレーションはステップ１７８７に進む。
【０３０６】
ステップ１７８７において、リーダネットワーク１０４は、全てのＩＤ番号ビット位置が指定されているかどうかを判定する。全てのＩＤ番号ビット位置が指定されている場合、オペレーションはステップ１７９０に進む。全てのＩＤ番号ビット位置が指定されていなかった場合、オペレーションはステップ１７８８に進む。
【０３０７】
ステップ１７８８において、リーダネットワーク１０４は、次のＩＤ番号ビットを指定する。ステップ１７８８の後、オペレーションはステップ１７８４に進み、処理ループを正常終了する。
【０３０８】
ステップ１７９０において、リーダネットワーク１０４は、インタロゲーションに必要なＩＤ番号ビットの数を判定する。このステップには、リーダネットワーク１０４が最後のリードビット位置（リーダネットワーク１０４がタグＩＤ番号ビットを受信するビット位置のシーケンス内の）を識別する操作が含まれ、タグ群内の全てのＩＤ番号ビットはまとめて複数の値、つまり「０」と「１」の両方を有する。
【０３０９】
例えば、判定ステップ１７９０は、リーダネットワーク１０４がまずＩＤ番号のＬＳＢを収集し、その後重要度の上がる順序でそれ以降隣接するＩＤ番号ビットを収集するステップに進む。一実施例では、リーダネットワーク１０４は４つの７ビットＩＤ番号、００００１００、０００００１０、００００１１１、および００００１０１を有するタグ群１２０にインタロゲーションを行う。ステップ１７６０および１７８０実行する際に、リーダネットワーク１０４は、これら４つのＩＤ番号について、４つのＭＳＢ位置に「０」の単一ビット値が含まれると判定する。
【０３１０】
したがって、リーダネットワーク１０４は、第３のＬＳＢ位置を最後のビット位置（リーダネットワーク１０４はタグＩＤ番号ビットを受信するビット位置のシーケンス内の）を識別し、そこで、タグ群内の全てのＩＤ番号ビットがまとめて複数の値を収集する（つまり、「０」および「１」ビット値）。そのため、リーダネットワーク１０４は、このタグ群内のタグ１０２をユニークに識別するためには、ビットを３つだけ収集すればよいと判定する。リーダネットワーク１０４は、残り４つのビットの単一の信号値をストアするが、これは重ね合わせマスクとして指定される。したがって、図１５Ａに図示した流れ図を参照して、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５１９において、ビットを３つだけ収集した後、完全なタグＩＤ番号が判明したと判定する。そこで、リーダネットワーク１０４は、重ね合わせ機能が必要でないときにかかる時間の約３／７で、ホストシステムに対して完全なタグＩＤを供給することができる。
【０３１１】
リーダネットワーク１０４が４つの７ビットＩＤ番号１０１０１００、１０１００１０、１０１０１１１、および１０１０１０１を有するタグ群に、インタロゲーションを行うときに、同様の結果が得られる。ステップ１７５４および１７５８を実行する際に、リーダネットワーク１０４は、これらのＩＤ番号について、４つのＩＤ番号の４つのＭＳＢ位置に「１０１０」の同一のビットパターンが含まれると判定する。そのため、リーダネットワーク１０４は、このタグ群内のタグ１０２をユニークに識別するため、ビットを３つだけ収集すればよいと判定する。したがって、前の例のように、リーダネットワーク１０４は、ステップ１５１９において、ビットを最初の３つだけ収集した後、完全なタグＩＤ番号が判明したと判定する。
【０３１２】
上述したように、リーダネットワーク１０４は任意の順序でビットを収集できる。したがって、リーダネットワーク１０４は、ビット収集のこのような任意の順序についても、図１７Ｂの手法を使用することができる。例えば、リーダネットワーク１０４は、まず、ＩＤ番号のＭＳＢを収集し、重要度の低い順で隣接するビットを収集する。これらのケースのそれぞれについて、リーダネットワーク１０４は、ＬＳＢの１つまたは複数が、タグ群１２０全体について同一であるとき、全インタロゲーションビットよりも少ないビットを集めることができる。本発明によれば、リーダネットワーク１０４は、「０」および「１」ビットの任意のシーケンスでビットを収集できる。
４．本発明のタイミングサブシステムに関する実施形態
４．１  タイミングサブシステムの概要
この項においては、図１０に図示したタイミングサブシステム１０２３の構造とオペレーションについて詳述する。タイミングサブシステム１０２３は、タグ１０２用のシステムクロック機能と、データタイミング機能とを備える。後述するように、タイミングサブシステム１０２３は、ＩＣ１００２用のシステムクロックを備える。タイミングサブシステム１０２３もbackscatter変調シンボルを生成するためＲＦインタフェース部１０２１により使用される周波数を供給する。タイミングサブシステム１０２３は、さらに、発振器キャリブレーションおよびデータキャリブレーションの機能も備える。これらの機能について次に詳述する。
【０３１３】
図１０に図示した実施形態においては、タイミングサブシステム１０２３は、ＳＡＲ  １０２２と、状態マシーン１０２４と、発振器１０２６と、カウンタ１０２８と、第１の分周器１０３６と、第２の分周器１０３８とを備える。本発明のタグ１０２は、発振器１０２６を内部デジタル機能用のシステム基準時間として使用する。２つの追加周波数を発振器１０２６から導いて、第１および第２の分周器１０３６および１０３８を使用して、タグ１０２から伝送するデータをエンコードする。ＳＡＲ  １０２２は、発振器キャリブレーション時に使用する。カウンタ１０２８は、発振器キャリブレーション、データキャリブレーション、およびデータタイミングに使用される。発振器１０２６の実施形態の例を次の項で説明し、その後、発振器１０２６のキャリブレーションプロシージャの説明と、データキャリブレーションプロシージャの説明とを行う。
４．２  発振器構成
【０３１４】
本発明では、ロジック回路のオペレーションをコントロールするために正確な発振器信号を使用する必要がある。この発振器信号は、伝送信号の２つまたはそれ以上のデータ周波数を出力する場合に、も使用することができる。例えば、本発明によれば、第１の周波数は、伝送「１」データビットのデータ周波数として使用される。第２の周波数は、伝送「０」データビットのデータ周波数として使用される。
【０３１５】
ソース発振器周波数に対して比較的厳しい許容範囲を設定する利点としては、タグ群１２０内の一方のタグ１０２から他方のタグ１０２への伝送データ周波数に対して、許容範囲を比較的厳しくすることができるという点があげられる。タグ群１２０から伝送された「１」および「０」の周波数スペクトル範囲は、重なり合うことができないし、又は近づき過ぎてもいけなく、あるいは、これら周波数スペクトル範囲が、リーダネットワーク１０４により混同される場合がある。ソース発振器周波数の精度を上げることにより、伝送「１」および「０」に対するそれぞれの周波数帯域は狭くなり、したがって、重なり合うことなく近づけることができる。さらに、周波数帯域が狭いので、それぞれの周波数帯域を重なり合わないようにキャリア周波数に近づけることができる。したがって、低い周波数を使用することができ、このため、全体のパワー消費を低減できる。したがって、発振器周波数をキャリブレーションし、比較的厳しい許容範囲を有するようにすることができることが望ましい。
【０３１６】
水晶発振器は、非常に精度が高いから、発振器１０２６のインプリメントに使用することができる。しかし、水晶発振器は、比較的大きく、高価であり、小さなスペースで使用するには実用的ではない。発振器１０２６は、ＣＭＯＳのような半導体技術の発振器回路としてインプリメントするのが好ましい。このようにして、発振器１０２６は、本発明の回路の他の部分と「オンチップ」で組み込むことができ、しかも比較的占有面積が小さい。さらに、ＣＭＯＳは広く使用されており、製造も比較的安価に行える。しかし、ＣＭＯＳプロセスの変動のため、このような発振器は周波数変動がＣＭＯＳチップごとに±５０％ほどある。
【０３１７】
好ましい実施形態においては、本発明の発振器は、ＣＭＯＳでインプリメントされた回路である。図１８は、本発明の一実施形態に係るアジャスタブル発振器１０２６例を示している。発振器１０２６は、１つまたは複数のビットの長さのコントロールワード１０７０を受信し、マスタクロック信号１０６２を出力する。マスタクロック信号１０６２の周波数は、発振器１０２６の基本内部周波数とコントロールワード１０７０により決定される。アジャスタブル発振器１０２６は、コントロールワード１０７０により調整される基本内部周波数に等しいマスタクロック信号１０６２に対する発振器周波数を出力する。したがって、アジャスタブル発振器１０２６は、コントロールワード１０７０により、上方および／または下方にアジャスタブルなマスタクロック信号１０６２に対する発振器周波数を出力する。
【０３１８】
図１９は、本発明の一実施形態に係る複数の発振器周波数に対応する発振器構成を示す図である。図１９に図示した発振器構成には、アジャスタブル発振器１０２６、第１の分周器１０３６、および第２の分周器１０３８が含まれる。第１の分周器１０３６は３分周の分周器である。第２の分周器１０３８は２分周の分周器である。一実施形態においては、アジャスタブル発振器１０２６は、マスタクロック信号１０６２について周波数７．５ＭＨｚを出力する。第１の分周器１０３６はマスタクロック信号１０６２を受信し、マスタクロック信号１０６２の周波数を３分周する。マスタクロック信号１０６２の周波数が７．５ＭＨｚの場合、第１の分周器１０３６は周波数が２．５ＭＨｚの第１のクロック信号１０６６を出力する。第２の分周器１０３８はマスタクロック信号１０６２を受信し、マスタクロック信号１０６２の周波数を２分周する。マスタクロック信号１０６２は、周波数が７．５ＭＨｚで、第２の分周器１０３８は周波数が３．７５ＭＨｚの第１のクロック信号１０６４を出力する。したがって、２．５ＭＨｚ、３．７５ＭＨｚ、および７．５ＭＨｚの３つの周波数は、図１９の発振器構成によって与えられる。これらの周波数は好ましい実施形態により選択されるが、これにより、リーダネットワーク１０４によるシンボル検出時にエラーを引き起こす可能性のある２．５ＭＨｚ帯域からの高調波が３．７５ＭＨｚ帯域に侵入しないようにする。これらの周波数値は、説明のために過ぎない、ことに留意されたい。本発明は、発振器１０２６の適当な出力周波数に適用することができ、また第１および第２の分周器１０３６および１０３８の他の分周値にも適用できる。
【０３１９】
アジャスタブル発振器１０２６は、ＲＣ（registor-capacitor）発振器およびリング発振器構成を含む、任意の数の発振器回路構成でインプリメントできる。ＲＣ発振器と、リング発振器と、本発明に合わせて調整できる追加の発振器構成は、当業者にとって周知のものである。説明のため、ハイレベルのＲＣ発振器の例を次に説明する。ＲＣ発振器回路のインプリメントにおいては、発振器周波数は、１つまたは複数の抵抗の抵抗値と、キャパシタのキャパシタンスとによって決まる。抵抗および／またはキャパシタの１つまたは複数の値を変更して、発振器周波数を変更することができる。図２０は、本発明の一実施形態に係るアジャスタブル発振器１０２６のＲＣ発振器インプリメントのブロック図の例を示している。アジャスタブル発振器１０２６は、基準ロジック回路２００２、フィードバックロジック回路２００４、周波数調整バンク２００６、およびコンパレータ２００８を備える。
【０３２０】
コンパレータ２００８は、マスタクロック信号１０６２を生成する。コンパレータ２００８は、２つの入力端子で、基準信号２０１０および周波数調整信号２０１２の２つの信号を比較する。周波数調整信号２０１２が基準信号２０１０よりも大きい場合に、は、コンパレータ２００８はマスタクロック信号１０６２の論理ロー（low）値を出力する。周波数調整信号２０１２が基準信号２０１０未満である場合に、は、コンパレータ２００８はマスタクロック信号１０６２の論理ハイ値を出力する。
【０３２１】
基準ロジック回路２００２は、基準信号２０１０で出力される比較的安定している基準電圧を発生する。基準ロジック回路２００２には、基準を発生するのに必要な受動素子または能動素子を含めることができ、このような素子としては、トランジスタ、抵抗、キャパシタ、インダクタ、増幅器が含まれる。基準電圧の電圧値は、特定なアプリケーションにより必要に応じて選択される。
【０３２２】
周波数調整バンク２００６は、ｎビットのコントロールワード１０７０の対応するビットにより切り換え可能な１バンク分の１つまたは複数の周波数調整素子を含む。周波数調整バンク２００６は、典型的には、アジャスタブル発振器１０２６の基本周波数を決定するために使用される、基本周波数調整素子を含む。基本周波数調整素子は、ＲＣ発振器インプリメントの基本周波数用のＲＣ時定数の少なくとも一部に使用される１つまたは複数のキャパシタおよび抵抗を備えることができる。周波数を調整素子のバンクのそれぞれの追加素子は、基本周波数調整素子と並列か、または直列に、基本周波数に切り換えることができる１つまたは複数の抵抗および／またはキャパシタを含むことができる。ｎビットのコントロールワード１０７０のビットによりコントロールされるスイッチを使用して、特定の周波数調整素子を切り換えることができる。周波数調整バンク２０１４は、周波数調整信号２０１２を出力する。
【０３２３】
フィードバックロジック回路２００４は、周波数調整バンク２００６からマスタクロック信号１０６２および周波数調整信号２０１２を受信する。フィードバックロジック回路２００４は、１つまたは複数の論理コンポーネント、能動コンポーネント、および受動コンポーネントを含み、必要に応じてマスタクロック信号１０６２を調整する。フィードバックロジック回路２００４は、ＲＣ発振器インプリメントの基本周波数に対するＲ−Ｃ時定数の一部を構成する１つまたは複数のキャパシタを備えることができる。フィードバックロジック回路２００４は、周波数調整信号２０１２をマスタクロック信号１０６２に結合し、マスタクロック信号１０６２の論理レベルが現在、ローであるか、ハイであるかに応じて、周波数調整信号２０１２が上昇、下降する。周波数調整信号２０１２は、周波数調整バンク２００６とフィードバックロジック回路２００４により決定された現在のＲ−Ｃ時定数によりコントロールされる速度で、上昇し下降する。
【０３２４】
マスタクロック信号１０６２がローの場合、周波数調整信号２０１２は、基準信号２０１０のレベルよりも下に来るまで、下降する。このときに、コンパレータ２００８は、その出力をハイレベルに変更する。周波数調整信号２０１２は、基準信号２０１０のレベルよりも上になるまで上昇する。このときに、コンパレータ２００８は、その出力をローレベルに変更し、このプロセスを繰り返す。このようにして、マスタクロック信号１０６２は発振信号となり、発振周波数がコントロールされる。
【０３２５】
この項において、上述した発振器実施形態は、説明のために過ぎず、これに限定されるものではない。本発明は、ここで説明しているコンポーネントおよび方法の特定の例に限定されない。他のもの（ここで説明しているもの、の等価のもの、を拡張したもの、のバリエーション、から逸脱したもの等）は、本明細書から教示されるものに基づけば、当業者に顕著である。このようなものは、本発明の範囲および精神の範囲を逸脱するものではない。
４．３  発振器のキャリブレーション
【０３２６】
製造および加工プロセスにおいて変動があると、オペレーションを左右する半導体特性が変動する。半導体オペレーションの変動は、温度または湿度その他の環境要因の変動に起因して生じ、製造プロセスの変動に起因して生じる。例えば、異なる半導体ウェーハのロットと、特定のロット内の異なるウェーハと、単一ウェーハの異なる領域との間の変動である。ＣＭＯＳでは、抵抗の抵抗値と、キャパシタのキャパシタンスとは、それぞれ、±２５％の許容範囲があるが、上述の変動に起因するものである。ＲＣ発振器構成では、許容範囲の値の組み合せにより、発振器周波数許容範囲の全体が±５０％となることがある。これは、比較的大きな許容範囲である。したがって、発振器周波数許容範囲±５０％でアジャスタブル発振器１０２６をキャリブレーションできるのが望ましい。
【０３２７】
慣用のキャリブレーション方法によると、製造プロセスで、１回、発振器周波数をテストし調整する。しかし、このような調整は、環境面の変動ではなくプロセスの変動に対応する。したがって、発振器回路の特性は、環境変動に起因して経時変化することがあるため、発振器周波数は、最終的に、許容可能な許容範囲から外れ、ドリフトすることになる。したがって、製造後、１回または複数回、発振器周波数のキャリブレーションが行えれば、都合が良い。
【０３２８】
本発明では、特定のアプリケーションで必要な回数だけ、回路オペレーション中に、発振器周波数のキャリブレーションを動的に行うことができる。図２１Ａは、本発明の一実施形態に係る発振器キャリブレーションに使用される図１０のタイミングサブシステム１０２３の一部を示している。図２１Ａに図示したが、タイミングサブシステム１０２３は、アジャスタブル発振器１０２６、逐次近似レジスタ（ＳＡＲ）１０２２、およびカウンタ１０２８を備える。タイミングサブシステム１０２３では、発振器周波数を動的的にキャリブレーションを行うことができる。
【０３２９】
タイミングサブシステム１０２３を使用して、入力信号２１００に従って、アジャスタブル発振器１０２６のキャリブレーションを行う。入力信号２１００は、ワイヤードまたはワイヤレスで、タイミングサブシステム１０２３のホストとなっているＩＣから「オフチップ」で受信した信号でもよいし、また「オンチップ」で受信した信号でもよい。例えば、入力信号２１００は、タグ１０２によって受信される信号から得られるデータ信号である。入力信号２１００は、図１０に図示した１つまたは複数の受信した信号１０５０ａおよび１０５０ｂか、または状態マシーン１０２４により出力される受信信号１０５０ａおよび１０５０ｂの処理したものでもよい。実施形態においては、タイミングサブシステム１０２３がアジャスタブル発振器１０２６のキャリブレーションを行うが、このキャリブレーションにおいては、入力信号２１００のサイクルごとに、アジャスタブル発振器１０２６は、入力信号２１００の１サイクルで発振器１０２６が発生するサイクルまたはパルスの数によって測定される所定の周波数に、できる限り収束するようにする。例えば、アジャスタブル発振器１０２６は、入力信号２１００で受信したパルスごとに２５５個のパルス列を出力するのが理想的である。仮に入力信号２１００の１サイクルの間におおよそ２５５個のパルスがアジャスタブル発振器１０２６により出力される場合に、は、マスタクロック信号１０６２の周波数が調整される。換言すると、タイミングサブシステム１０２３は、周波数値に関わりなく、リーダネットワーク１０４により伝送された１つまたは複数の信号により示される周波数に合わせて、発振器１０２６のキャリブレーションを行う。
【０３３０】
カウンタ１０２８は、入力信号２１００とマスタクロック信号１０６２を受信する。カウンタ１０２８は、入力信号２１００の１サイクルで発生するマスタクロック信号１０６２のサイクル数をカウントするカウンタまたはタイマである。カウンタ１０２８は、入力信号２１００の１サイクルで発生したマスタクロック信号１０６２のサイクル数に等しいカウントワード１０７４を出力する。
【０３３１】
逐次近似レジスタ（ＳＡＲ）１０２２は、入力信号２１００およびカウントワード１０７４を受信する。ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４の１つまたは複数のビットをモニタする。ＳＡＲ  １０２２は、入力信号２１００の１サイクルの間に発生するマスタクロック信号１０６２のサイクル数が多すぎたり少なすぎたりすることをモニタされているビットが示す場合に、コントロールワード１０７０を変更する。コントロールワード１０７０の各ビットは、カウントワード１０７４の種々の読み取り値に従って、調整することができる。例えば、ＳＡＲ  １０２２は、最上位ビットから最下位ビットへ、あるいは最下位ビットから最上位ビットへ、カウントワード１０７０のビットを逐次に調整し、コントロールワード１０７０を徐々に細かく調整することができる。状態マシーン１０２４は、ＳＡＲ  １０２２のオペレーションを補助する。図１０に図示したが、状態マシーン１０２４はカウンタ１０２８とＳＡＲ  １０２２の間に結合することができる。状態マシーン１０２４は、カウンタ１０２８とＳＡＲ  １０２２の間に結合された場合、カウントワード１０７４を受信し、ＳＡＲ  １０２２によって受信される、処理されたカウントワード１０７２を出力する。
【０３３２】
アジャスタブル発振器１０２６は、ＳＡＲ  １０２２から変更されたコントロールワード１０７０を受信し、それに応じてマスタクロック信号１０６２について周波数出力を調整する。このようにして、タイミングサブシステム１０２３は、アジャスタブル発振器１０２６のキャリブレーションを行う。２回またはそれ以上繰り返してカウントワード１０７４を調整し、それに対応してコントロールワード１０７０を調整することにより、アジャスタブル発振器１０２６によって出力される周波数を徐々に微調整することができる。発振器キャリブレーションについて次の項で詳細に説明する。
【０３３３】
図２１Ｂは、本発明の一実施形態に係るタイミングサブシステム１０２３の詳細なブロック図である。この実施形態について、次に詳述する。以下の説明では、アジャスタブル発振器１０２６の基本周波数は、７．５ＭＨｚである。
【０３３４】
図２１Ｂに図示したが、アジャスタブル発振器１０２６はコントロールワード１０７０を受信する。コントロールワード１０７０は、８ビット幅の信号として示されている。図２３Ｂは、コントロールワード１０７０の値の一例を示す。コントロールワード１０７０のそれぞれの可能な値の指示により、アジャスタブル発振器１０２６は対応する周波数を出力する。例えば、コントロールワード１０７０の最小値および最大値により、アジャスタブル発振器１０２６の出力周波数を、その基本周波数から＋５０％および−５０％だけ変更できる。コントロールワード１０７０が００００００００に等しい場合、発振器１０２６は、その基本周波数にその５０％を加算した結果、つまり１１．２５ＭＨｚを出力する。コントロールワード１０７０が１１１１１１１１に等しい場合、発振器１０２６は、その基本周波数からその５０％を減算した結果、つまり３．７５ＭＨｚを出力する。これらの中間にあるコントロールワード１０７０値によって、発振器１０２６は３．７５ＭＨｚから１１．２５ＭＨｚまでの間の周波数を出力する。例えば、コントロールワード１０７０が１０００００００（つまり、中間のバイナリ数値）に等しい場合、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の基本発振器周波数（つまり、７．５ＭＨｚ）を出力する。
【０３３５】
第１の分周器１０３６はオプションである。第１の分周器１０３６は、存在する場合に、は、マスタクロック信号１０６２を受信し、分周して、第１のクロック信号１０６６を出力する。図２１Ｂに図示した実施形態においては、第１の分周器１０３６は３分周の分周器である。したがって、マスタクロック信号１０６２の周波数が７．５ＭＨｚの場合、第１のクロック信号１０６６は２．５ＭＨｚの周波数を出力する。
【０３３６】
カウンタ１０２８は、第１のクロック信号１０６６と入力信号２１００を受信する。第１のクロック信号１０６６をカウンタ１０２８の内部ロジック回路のクロック信号として使用する。入力信号２１００は、カウンタ１０２８によって受信される。立ち下がりエッジが入力信号２１００で受信されると、カウンタ１０２８がクリアされ、論理０信号がカウントワード１０７４で出力される。クリアされた後、カウンタ１０２８は、０初期状態からの第１のクロック信号１０６６に従ってカウントを開始することができる。
【０３３７】
図２２Ａは、入力信号２１００のキャリブレーション波形サイクルの一例を示す。タイム２２０２において、入力信号２１００は論理ハイレベルから論理ローレベルに遷移し、カウンタ１０２８をクリアする。したがって、タイム２２０２において、カウントワード１０７４は強制的に論理０状態にされる。タイム２２０２で入力信号２１００が論理ローレベルに遷移した後、カウンタ１０２８は第１のクロック信号１０６６に従って０状態からカウントする。タイム２２０４に入力信号２１００が論理ハイレベルから論理ローレベルに遷移すると、カウントワード１０７４は再びクリアされ、カウンタ１０２８が再び０からカウントを開始する。
【０３３８】
図２２Ａに図示したが、タイム２２０２からタイム２２０４までの期間をキャリブレーション信号またはテスト２２０６という。本発明により、テスト２２０６のような１つまたは複数のテストを使用して、アジャスタブル発振器１０２６のキャリブレーションを行う。カウンタ１０２８は、タイム２２０２において、０からカウントを開始し、タイム２２０４までカウントする。タイム２２０４において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４内のカウンタ値を使用して、アジャスタブル発振器１０２６の出力周波数を調整する。テスト２２０６が正常終了した後、別のテストを実行して、さらに、アジャスタブル発振器１０２６の出力周波数を調整することができる。テストを必要な数だけ使用して、アジャスタブル発振器１０２６の出力周波数を調整し、許容可能な許容範囲内に収まるようにすることができる。例えば、図２２Ｂに図示したが、８つのキャリブレーション信号またはテストのシリーズ、つまり、第１のテスト２２０６、第２のテスト２２０８、第３のテスト２２１０、第４のテスト２２１２、第５のテスト２２１４、第６のテスト２２１６、および第７のテスト２２１８を使用できる。それぞれのテストで、調整器可能発振器１０２６の周波数を逐次に調整し、微調整できる。例えば、第１のテスト２２０６では、アジャスタブル発振器１０２６の周波数を一方向に調整可能な量の５０％だけ調整する。それ以降のテストで、アジャスタブル発振器１０２６の周波数を２５％、１２．５％、６．２５％、３．１２５％、１．５６３％、０．７８１％、および０．３９１％だけ調整する。
【０３３９】
一実施形態においては、テスト２２０６の継続期間は、タイム２２０２と２２０４に入力信号２１００の立ち下がりエッジ間の期間であり、ｊをカウンタ１０２８内のステージの数として、第１のクロック信号１０６６の２ｊ−１−１サイクルに等しいのが理想的である。一実施形態においては、ｊは９に等しく、したがって、テストの期間は次の式で表される。
【０３４０】
（２ｊ−１−１）×１／ｆｃ１＝（２８−１）×１／（２．５ＭＨｚ）＝２５５×１／（２．５ＭＨｚ）＝１０２μＳ
ただし、ｆｃ１は、第１のクロック信号１０６６の所望の周波数に等しい。マスタクロック信号１０６２の周波数は、温度とプロセスの変動により変化するため、この期間に生じる第１のクロック信号１０６６のサイクル数は、２５５よりも大きい場合も小さい場合もある。したがって、マスタクロック信号１０６２はキャリブレーションが必要である。
【０３４１】
ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４の１つまたは複数のビットを受信し、受信したビットを使用してコントロールワード１０７０を変更する。図２４は、本発明の一実施形態に係るＳＡＲ  １０２２の例のブロック図である。ＳＡＲ  １０２２は、ｎビットのレジスタバンク２４０２と状態マシーン２４０４を含む。ｎビットレジスタバンク２４０２は、コントロールワード１０７０をストアする。一実施形態においては、状態マシーン２４０４が、カウントワード１０７４のビット８と入力信号２１００に従ってｎビットレジスタバンク２４０２内のレジスタを初期化し、セットまたはリセットする。他の実施形態においては、ビット８に加えるか、あるいは、カウントワード１０７４の１つまたは複数の他のビットをＳＡＲ  １０２２で使用することができる。他の実施形態においては、状態マシーン２４０４は状態マシーン１０２４の一部である。
【０３４２】
状態マシーン２４０４は、カウントワード１０７４の１つまたは複数のビットの状態に応じて、コントロールワード１０７０の１つまたは複数のビットを調整する。図２４に図示したが、状態マシーン２４０４はカウントワード１０７４のビット８を受信する。カウントワード１０７４のビット８はオーバフロービットである。仮にビット８が１に等しい場合に、は、カウンタ１０２８のカウントが速すぎて、入力信号２１００の最後のサイクルにおいてカウントし過ぎたことを意味する。したがって、第１のクロック信号１０６６はレートを落とす必要がある。仮にビット８が０に等しい場合に、は、カウンタ１０２８が、入力信号２１００の最後のサイクルにおいて、適正な速度でカウントするか、またはカウント速度が遅すぎたか、のいずれかを意味する。したがって、第１のクロック信号１０６６は、その速度を維持するか、速くする必要がある。状態マシーン２４０４は、ビット８と入力信号２１００を使用して、ｎビットレジスタ２４０２へのセット／リセット信号２４０６を発生する。一実施形態においては、状態マシーン２４０４は、ｎビットレジスタ２４０２のレジスタのうちの１つのビットをセットして、マスタクロック信号１０６２の周波数を下げるか、またはビットをリセットして、周波数を上げることができる。他の実施形態においては、ｎビットレジスタ２４０２の複数のビットをセットまたはリセットして、マスタクロック信号１０６２の周波数を上げ下げすることができる。
４．３．１  ＲＣ発振器のキャリブレーション回路を構成するための実施形態
【０３４３】
図２１Ｃは、本発明の一実施形態に係るタイミングサブシステム１０２３の詳細なブロック図である。図２１Ｃに図示したが、発振器１０２６は、図２０に図示したＲＣ発振器に類似のＲＣ発振器を使用してインプリメントされる。さらに、周波数調整バンク２００６は、本発明の実施例に従って、詳細に示されている。図２１Ｃに図示したが、周波数調整バンク２００６は、第１のキャパシタ２１１０と、ｎ個の切り換え可能なキャパシタ２１１２ａ〜ｎとを含み、キャパシタは全て並列に結合されている。本発明は、周波数調整バンク２００６内の他の要素にも適用可能であることに留意されたい。
【０３４４】
図２１Ｃは、本発明の一実施形態に係るスイッチ２１８０であって、リセット信号２１８２を受信する２１８０を示している。スイッチ２１８０は、存在している場合に、は、これを使用して、必要ならば発振器１０２６をリセットし、マスタクロック信号１０６２の位相をコントロール／同期させることができる。例えば、特定のタグ１０２内のマスタクロック信号１０６２の位相を、この近傍の位相であって、タグ１０２内にあるマスタクロック信号の位相と、同期させることができる。リセット信号２１８０は、リーダネットワーク１０４からタグ１０２により受信された信号から派生させることができる。リセット信号２１８０がスイッチ２１８０をオフにすると、周波数調整バンク２００６内のキャパシタ２１１０および２１１２ａ〜ｎがグラウンドされる。リセット信号２１８０が、その後、スイッチ２１８０をオンにすると、発振器１０２６のオペレーションが開始され、マスタクロック信号１０６２が初期化される、つまり、グラウンド電位にあるキャパシタ２１１０と２１１２ａ〜ｎの充電を開始する。したがって、リーダネットワーク１０４からの信号を使用して、通信範囲内にある１つまたは複数のタグ１０２のマスタクロック信号を同時に初期化することができる。実施形態においては、リセット信号２１８０を発生するために使用する信号は、例えば、リーダネットワーク１０４によって伝送されるキャリブレーションパルスまたはデータシンボルである。
【０３４５】
図２１Ｄは、周波数調整バンク２００６の実施例の詳細な図である。図２１Ｄに図示したが、ＭＯＳＦＥＴは図２１Ｃに図示したｎ個の切り換え可能のキャパシタのそれぞれと直列に結合されている。例えば、第１のスイッチ２１１４ａは第１の切り換え可能なキャパシタ２１１２ａと直列に、第２のスイッチ２１１４ｂは第２の切り換え可能なキャパシタ２１１２ｂと直列に、第ｎのスイッチ２１１４ｎは第ｎの切り換え可能なキャパシタ２１１２ｎと直列に結合されている。これらスイッチは、コントロールワード１０７０の対応するビットによりコントロールされる。コントロールワード１０７０の対応するビットにより、スイッチがオンまたはオフにされ、それにより、残りのキャパシタと並列に結合されている対応する切り換え可能なキャパシタをスイッチインまたはアウトする。これにより、発振器１０２６のＲＣ発振器におけるキャパシタンスがコントロールされ、これにより、マスタクロック信号１０６２に同期して発振器１０２６により出力される周波数が調整される。したがって、論理「１」値であるコントロールワード１０７０のビットにより、キャパシタ２１１２がスイッチインされ、発振器１０２６は低レートで発振する。逆に、論理「０」値であるコントロールワード１０７０のビットにより、キャパシタ２１１２はスイッチアウトされ、発振器１０２６は高レートで発振する。他の実施形態においては、周波数調整バンク２００６は、論理「１」値であるコントロールワード１０７０のビットにより、発振器１０２６が高レートで、あるいは低レートで発振するように構成することができる、ことに留意されたい。
【０３４６】
この実施形態の要素を構成するプロセスについて、次に詳述する。特に、第１のキャパシタ２１１０のキャパシタンスと、切り換え可能なキャパシタ２１１２ａ〜ｎのキャパシタンスと、コントロールワード１０７０のｎ個のビットに対する値と、を決定するプロセスが示されている。
【０３４７】
次の説明では、ｆ０＝マスタクロック信号１０６２の発振器周波数であり、ｔｃ＝リーダネットワーク１０４から伝送された単一キャリブレーション波形の期間であり、Ｎ＝カウントワード１０７４の値であり、Ｎ＝ｆ０ｔｃである。ｆｃが所望の中心周波数であるｆ０＝ｆｃでは、対応するカウンタ値はＮｃ＝ｆ０ｔｃである。図２１Ｃに図示した例（これについては後述する）であるが、マスタクロック信号１０６２の周波数は、図２１Ｂに図示したが、分周されず、カウンタ１０２８に直接適用される、ことに留意されたい。次の説明は、当業者にとって当然のことであるが、分周される発振器周波数に適用可能である。
【０３４８】
カウントワード１０７４の値Ｎは、次の式で表される。
【０３４９】
【数１】
2005503687.tif 000002
【０３５０】
ただし、
ｊ＝カウンタ１０２８のカウントワード１０７４内のビットの個数、
ｉ＝カウントワード１０７４内のビット番号、ただし０≦ｉ≦ｊ−１、
Ｐｉ＝ビット値０または１、ただしＰ０はＭＳＢ、Ｐｊ−１はＬＳＢである。
したがって、カウントワード１０７４内の第ｉのビット位置の値Ｎｉは、次の式で表される。
【０３５１】
Ｎｉ＝Ｐｉ２ｊ−１−ｉ
カウントワード１０７４の中心値Ｎｃは、次の式で定義される。
【０３５２】
【数２】
2005503687.tif 000003
【０３５３】
カウントワード１０７４の最大値Ｎｍａｘは、次の式で定義される。
【０３５４】
【数３】
2005503687.tif 000004
【０３５５】
ＭＳＢ＝１のときのカウントワード１０７４の値Ｎ０は、次の式で定義される。
【０３５６】
【数４】
2005503687.tif 000005
【０３５７】
したがって、Ｎ０は、カウントワード１０７４の中心値Ｎｃを超えるとインクリメントされるカウントワード１０７４の値を表す。
【０３５８】
したがって、ｆ０＞ｆｃ、Ｐ０＝１の場合の発振器周波数と、ｆ０≦ｆｃ、Ｐ０＝０の場合の発振器周波数の場合。したがって、値Ｐ０を使用して、ｆ０がｆｃよりも大きいか、小さいかを判定できる。
【０３５９】
周波数調整バンク２００６内のキャパシタの値は次の式で計算できる。図２１Ｃでは、次のように発振器周波数ｆ０は全コントロール容量Ｃｔｏｔａｌに反比例する。
【０３６０】
【数５】
2005503687.tif 000006
【０３６１】
ただし、
ａ＝設計定数
【０３６２】
【数６】
2005503687.tif 000007
【０３６３】
Ｒ＝ＳＡＲ  １０２２にストアされている値
ｎ＝ＳＡＲ  １０２２のビット段の数に対応するコントロール容量の段の数
ｍ＝キャパシタ段に対応するビット番号
ｂｍ＝キャパシタが有効か（ｂｍ＝１）、または有効でないか（ｂｍ＝０）を判定する第ｍのビットの値
Ｃ０は、ｎ個のコントロールされたキャパシタの基本容量値であり、ｎ個のコントロールされたキャパシタのそれぞれの値は上の式に示されている総和の各項により決定される。
【０３６４】
Ｃｃ１は以下のような固定キャパシタである。
【０３６５】
Ｃｔｏｔａｌ＝Ｃｃ、ｆｃ＝ａ／Ｃｃに対応する、ただし
Ｃｃ＝Ｃｃ１＋Ｃ０Ｒ０＝Ｃｃ１＋Ｃ０２ｎ−１
ただし、
【０３６６】
【数７】
2005503687.tif 000008
【０３６７】
Ｃｃは、Ｃｔｏｔａｌの中心値で、ｆ０は、キャリブレーションの必要なプロセス変動がなければｆｃに等しい。
【０３６８】
次のように設定する。
【０３６９】
【数８】
2005503687.tif 000009
【０３７０】
すると、Ｃｃ１の値は次の式で与えられる。
【０３７１】
【数９】
2005503687.tif 000010
【０３７２】
周波数調整バンク２００６の可能な最大の容量値Ｃｍａｘは、上に示されているＣｔｏｔａｌの式の中で全てのｂｍ＝１としたときに設定される。
【０３７３】
Ｃｍａｘ＝Ｃｃ１＋Ｃ０Ｒｍａｘ＝Ｃｃ１＋Ｃ０（２ｎ−１）
図２１Ｃに図示した周波数調整バンクの可能な最小の容量値Ｃｍｉｎは、上に示されているＣｔｏｔａｌの式の中で全てのｂｍ＝０としたときに設定される。
【０３７４】
Ｃｍｉｎ＝Ｃｃ１
キャパシタのアジャスタブルバンクで対応できる最大容量範囲ΔＣは次の式で与えられる。
【０３７５】
ΔＣｔｏｔａｌ＝Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ＝Ｃ０（２ｎ−１）
ＣｃからＣｍａｘへの変化は次の式で与えられる。
【０３７６】
ΔＣ＋＝Ｃｍａｘ−Ｃ０＝Ｃ０（２ｎ−２ｎ−１−１）
＝Ｃ０２ｎ−１（２−１−２ｎ＋１）≒Ｃ０２ｎ−１
ＣｍｉｎからＣｃへの変化は次の式で与えられる。
【０３７７】
ΔＣ−＝Ｃｃ−Ｃｍｉｎ＝Ｃ０２ｎ−１
そこで、
【０３７８】
【数１０】
2005503687.tif 000011
【０３７９】
と、
【０３８０】
【数１１】
2005503687.tif 000012
【０３８１】
であることに留意し、次のようになる。
【０３８２】
【数１２】
2005503687.tif 000013
【０３８３】
したがって、Ｃ０は次のようにして求められる。
【０３８４】
【数１３】
2005503687.tif 000014
【０３８５】
そこで、一実施形態においては、発振器周波数を同調する所望の精度は次の式に等しい。
【０３８６】
【数１４】
2005503687.tif 000015
【０３８７】
したがって、上述の方法を使用して、図２１Ｃに図示した周波数調整バンク２００６のキャパシタの容量値Ｃｃ１およびＣ０と、値ｎとを決定することができる。本発明はさらに、データサブシステム１０２３の要素を設定する他の方法にも適用することができる。
【０３８８】
上述したように、図２１Ｃは、スイッチ２１８０を示している。スイッチ２１８０により、発振器１０２６の出力信号、マスタクロック信号１０６２を知られている位相にする。スイッチ２１８０は、位相リセット信号２１８２によってコントロールされる。好ましい実施形態においては、位相リセット信号２１８２のエッジまたはパルスは、入力信号２１００の全ての立ち下がりエッジでトリガーされる。発振器１０２６の出力信号の位相は、入力信号２１００のデータ立ち下がりエッジのそれぞれでリセットされる。したがって、図１に図示したような、リーダネットワーク１０４のオペレート範囲内の全てのタグ１０２の位相が調整される。発振器１０２６の位相をリセットできないと、１つまたは複数のタグ１０２の発振器は、最終的に、充分に位相外れになり、タグ１０２によって生成されたbackscatter信号は互いに位相外れになる。backscatter信号が充分に位相外れになると、互いにキャンセルする欠点が生じ、backscatter信号はリーダネットワーク１０４によって検出されない。ただし、位相の制限が厳しい一部のアプリケーションのみ、この問題の影響を受けるため、スイッチ２１８０はオプションである。他の実施形態においては、図２１Ｄに図示したが、立ち下がりエッジ検出器２１８４も存在する。立ち下がりエッジ検出器２１８４を使用して、入力信号２１００の立ち上がり（または立ち下がり）エッジを検出し、位相リセット信号２１８２を発生することができる。
【０３８９】
図２１Ｃのスイッチ２１８０を使用して、図２０および図２１Ｃに図示したＲＣ発振器回路をリセットすることができる。本発明の精神と範囲を逸脱せずに、発振器１０２３の他の構成で、他の回路を使用してこの機能を実行することもできる。
４．３．２  発振器キャリブレーションのオペレーションの実施形態
【０３９０】
この項（および、これに従属する項）において、オペレーションの実施形態の例を取り上げる。本明細書では、これらの方法を提示するが、これは説明に過ぎず、これに限定されるものではない。本発明は、ここで説明しているコンポーネントおよび方法の特定の例に限定されない。他のもの（ここで説明しているもの、の等価のもの、から拡張したもの、のバリエーション、から逸脱したもの等）は、本明細書で取り上げている教示に基づけば、当業者に顕著である。このようなものは本発明の範囲および精神の範囲を逸脱するものではない。
次の説明では、８つのキャリブレーションサイクルまたは８つのテストのシリーズをアジャスタブル発振器１０２６に対してパフォームする。ｎビットレジスタバンク２４０２にストアされているコントロールワード１０７０の８つのビットは、最上位ビットから最下位ビットへ１つずつチェックされるが、変更される可能性もある。実際に、マスタクロック信号１０６２の周波数は、許容可能な許容範囲内に収まるまで、逐次的に小さい周波数間隔でチェックされ、変更される。
【０３９１】
図２１Ｂに図示したキャリブレーション回路２１０２のオペレーションについて次に説明する。コントロールワード１０７４は、９ビット幅の信号（つまり、ビット０から８）として示され、コントロールワード１０７０は、８ビット幅の信号である。カウントワード１０７４の９ビット値の例を、図２３Ａに示す。ＳＡＲ１０２２では、カウントワード１０７４のビット８を使用して、発振器周波数の調整が必要かどうかを判定する。例えば、仮にカウントワード１０７４のビット８の値が第１の状態（つまり、論理「１」）に等しい場合に、は、コントロールワード１０７０のビットがセットされる。仮にカウントワード１０２のビット８の値が第２の状態（つまり、論理「０」）に等しい場合に、は、コントロールワード１０７０のビットはリセットされる。コントロールワード１０７０のビットのセットまたはリセットの選択は、必要な発振器周波数の調整量によって決まる。実施形態においては、一連のテストを行い、徐々に細かくなる量に応じて、所望の許容範囲内に収まるまで、発振器周波数を調整する。図２２Ｂの例に図示したが、８つのテストが行われ、図２５Ｄに関して次に説明するが、これは表１にまとめて示す。
【０３９２】
【表１】
2005503687.tif 000016
【０３９３】
表１の第１列は、特定の行に対して行われるテストを示している。表１の第２列は、テスト開始時のコントロールワード１０７０の値を示している（例えば、図２５Ｄに図示したように、ステップ２５２２および２５２４において設定される。これについては後述する。）。表１の第３列は、各テストの終了時に受け取ったカウントワード１０７４内のビット０、Ｐ０、（ＭＳＢ）の値の例を示している。表１の第４列は、各行に対応するテストの正常終了後のコントロールワード１０７０の対応する変化を示している（例えば、図２５Ｄに図示したように、ステップ２５２８および２５３０によって設定される。これについては後述する。）。
【０３９４】
テスト２２０６が開始される前に、ＳＡＲ  １０２２を初期化し、コントロールワード１０７０が１０００００００という８ビットワードになるようにする（例えば、表１の第３列で示され、また図２５Ｄで図示したステップ２５２２および２５２４によって決定されるが、さらに次に説明する）。コントロールワード１０７０のこの値は、アジャスタブル発振器１０２６に、基本発振器周波数（つまり、７．５ＭＨｚ）を出力させることを目的としている。アジャスタブル発振器１０２６は、この基本発振器周波数から調整していくことができる。本例では、アジャスタブル発振器１０２６の基本発振器周波数の許容範囲は、±５０％である。コントロールワード１０７０の値を加減することにより、マスタクロック信号１０６２の周波数をそれに応じて、加減することができる。
【０３９５】
タイム２２０２において、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、テスト２２０６が開始される。カウンタ１０２８は、第１のクロック信号１０６６に従って、０状態から、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２０４において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０、Ｐ０、（ＭＳＢ）の値を受信する。仮にカウントワード１０７４のビット０が１の場合に、は、カウンタ１０２８のカウント速度が速すぎるから、アジャスタブル発振器１０２６を著しく高い周波数でオペレートさせなければならない。コントロールワード１０７０のビット０（ＭＳＢ）は、値１に保持され、アジャスタブル発振器１０２６の周波数が同一に保たれる。仮にカウントワード１０７４のビット０が０の場合に、は、カウンタ１０２８のカウント速度が適正か、または遅すぎるから、コントロールワード１０７０のビット０は、値０にリセットされ、アジャスタブル発振器１０２６の周波数が上げられる。表１に示したが、テスト２２０６では、カウントワード１０７４のビット０は１に等しい。仮にビット０が１に等しい場合に、は、アジャスタブル発振器１０２６のカウント速度が速すぎることを意味する。そこで、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２はコントロールワード１０７０のビット０を１のままにする。
【０３９６】
タイム２２０４において、テスト２２０８が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２０８において、ＳＡＲ  １０２２はテスト２２０６において作成されたコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、オペレーション２５３４、２５２４に従って、コントロールワード１０７０のビット位置を論理ハイに設定する。コントロールワード１０７０のビット１をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（つまり、周波数は、前の調整で得られた周波数の量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従って、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２２２において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２０８においては、カウントワード１０７４のビット０は０に等しい。ビット０が０に等しい場合、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が適正であるか、または遅すぎる、ことを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２は、コントロールワード１０７０のビット１を０状態にリセットし、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度を上げる。
【０３９７】
タイム２２２２において、テスト２２１０が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２１０において、ＳＡＲ  １０２２は、テスト２２０８で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット２を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット２をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整の量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従ってカウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２２４において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２１０では、カウントワード１０７４のビット０は０に等しい。ビット０が０に等しいとき、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が適正であるか、または遅すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２は、コントロールワード１０７０のビット２を０状態にリセットし、アジャスタブル発振器１０２６の速度を上げる。
【０３９８】
タイム２２２４において、テスト２２１２が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２１２において、ＳＡＲ  １０２２は、テスト２２１０で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット３を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット３をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従って、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２２６において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２１２では、カウントワード１０７４のビット０は１に等しい。ビット０が１に等しいときは、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が速すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２はコントロールワード１０７０のビット３を１のままにし、アジャスタブル発振器１０２６をテストされた周波数に保持する。
【０３９９】
タイム２２２６において、テスト２２１４が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２１４において、ＳＡＲ  １０２２は、テスト２２１２で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット４を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット４をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従って、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２２８において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２１４では、カウントワード１０７４のビット０は０に等しい。ビット０が０に等しいとき、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が適正であるか、または遅すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２はコントロールワード１０７０のビット４を０にリセットし、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度を上げる。
【０４００】
タイム２２２８において、テスト２２１６が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２１６において、ＳＡＲ  １０２２は、テスト２２１４で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット５を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット５をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従ってカウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２３０において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２１６では、カウントワード１０７４のビット０は１に等しい。ビット０が１に等しいとき、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が速すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２はコントロールワード１０７０のビット５を１のままにし、アジャスタブル発振器１０２６をテストされた周波数に保持する。
【０４０１】
タイム２２３０において、テスト２２１８が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２１８において、ＳＡＲ  １０２２はテスト２２１６で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット６を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット６をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従って、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２３２において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２１８では、カウントワード１０７４のビット０は１に等しい。ビット０が１に等しいとき、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が速すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２は、コントロールワード１０７０のビット６を１状態のままにし、アジャスタブル発振器１０２６をテストされた周波数に保持する。
【０４０２】
タイム２２３２において、テスト２２２０が、入力信号２１００の立ち下がりエッジで、開始される。テスト２２２０において、ＳＡＲ  １０２２は、テスト２２１８で作成したコントロールワード１０７０の値を保持し、さらに、コントロールワード１０７０のビット７（ＬＳＢ）を論理ハイにセットする。コントロールワード１０７０のビット７をセットすると、アジャスタブル発振器１０２６はマスタクロック信号１０６２の周波数を下げる（ただし、周波数は、前の調整量の半分だけ下げられる）。カウンタ１０２８は、カウントワード１０７４をクリアし、第１のクロック信号１０６６に従って、カウントワード１０７４のインクリメントを開始する。タイム２２３４において、ＳＡＲ  １０２２は、カウントワード１０７４のビット０の値をリードする。表１に示したが、テスト２２２０では、カウントワード１０７４のビット０は０に等しい。ビット０が０に等しいとき、これは、アジャスタブル発振器１０２６のオペレーション速度が適正であるか、または遅すぎることを示す。したがって、表１の第４列に示したが、ＳＡＲ  １０２２はコントロールワード１０７０のビット７を０状態にリセットし、アジャスタブル発振器１０２６の速度を最終調整値まで上げる。
【０４０３】
テスト２２２０の後、キャリブレーションシーケンスが正常終了し、テスト２２２０に対する表１の第４列に示されているコントロールワード１０７０の値は、次のキャリブレーションシーケンスが始まるまで、アジャスタブル発振器１０２６の周波数をコントロールし続けるように選択された値である。アジャスタブル発振器１０２６は、特定のアプリケーションにより、必要に応じて、キャリブレーションを行うことができることに留意されたい。例えば、発振器１０２６は、タグ１０２がリセットされるごとに、キャリブレーションを行うことができる。
【０４０４】
したがって、キャリブレーション回路２１０２は、許容可能な許容範囲内になるまで、マスタクロック信号１０６２でアジャスタブル発振器１０２６により出力される周波数を繰り返し調整する。マスタクロック信号１０６２は、２ｎ−１の値の範囲において、このキャリブレーションプロセスにより調整することができ、ｎはコントロールワード１０７０の幅およびテストまたは繰り返しの回数である。コントロールワード１０７０が８ビット幅の場合、マスタクロック信号１０６２は、２８−１の値、すなわち２５５個の値の範囲において、調整することができる。例えば、マスタクロック信号１０６２は、基本周波数から上へ１２７個の値だけ、また下へ１２８個の値だけ調整することができる。基本周波数が７．５ＭＨｚに等しく、許容範囲が±５０％の場合に、は、基本周波数７．５ＭＨｚを±３．７５ＭＨｚ、または７．５ＭＨｚのスパンで調整することができる。したがって、基本周波数を７．５ＭＨｚ／２５５＝２９．５ＫＨｚの増分で、上および下へ調整することができる。であるから、
（２９．４ＫＨｚ  ／  ７．５ＭＨｚ）×  １００  ＝  ０．３９％
のキャリブレーションを行った後、マスタクロック信号１０６２の許容範囲が得られる。環境によっては、最悪のケースのノイズ推定値によりキャリブレーションの最後のビットまたは複数のビットが実際に否定される可能性がある、ことに留意されたい。
【０４０５】
コントロールワード１０７０の利用可能な全てのビットは、必ず、上述のキャリブレーションルーチンの実行中にテストしなければならない、ことに留意されたい。実施形態においては、回路の製造または加工中に、コントロールワード１０７０の利用可能なビットのサブセットを永久的にプリセットすることができる。例えば、製造中にウェーハ内の回路をテストすることができる。これにより、ウェーハ上で発生する傾向のある変動であるが、キャリブレーションを行うことできる変動を判定することができる。ビットは、種々の周知のプロセス、例えば、ハード配線によるか、プリプログラミングによるか、レーザによりメークリンクするかブレークリンクするか、トレースをブローする（blowing）か、他の手段により、プリセットすることができる。これは、ＳＡＲ  １０２２で行うことができ、発振器１０２６で行うことができ、あるいは、コントロールワード１０７０の信号トレースで行うことができる。コントロールワード１０７０の利用可能なビットの１つまたは複数をプリセットすることにより、キャリブレーションルーチンにおいて全ての利用可能なビットをテストする必要がなくなるため、キャリブレーション時間を短縮することができる。
【０４０６】
この項におけるキャリブレーション回路の実施形態は、説明にすぎず、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、本明細書の教示から当業者であれば理解できるように、コントロールワード１０７０およびカウントワード１０７４の他のビット幅、ここまで説明したのと異なる周波数、およびカウントワード１０７４およびコントロールワード１０７０のビットの異なる極性に適用することができる。本発明は、図２４に図示したものと異なるＳＡＲ  １０２２のインプリメントにも適用することができる。本発明は、ここで説明したコンポーネントおよび方法の特定の例に限定されない。他のもの（ここで説明しているもの、と等価のもの、から拡張したもの、のバリエーション、から逸脱したもの等）は、本明細書からの教示に基づけば、当業者に顕著である。このようなものは、本発明の範囲および精神の範囲から逸脱するものではない。
【０４０７】
さらに、他の極性、デューティサイクル、および追加サイクルを有する他のキャリブレーション波形を使用することができる、ことに留意されたい。例えば、図２９は、キャリブレーションまたはテスト波形、テスト２９００を示し、これらは、テスト２２０６のような上述のキャリブレーション波形に代えて使用でき、アジャスタブル発振器１０２６のキャリブレーションを行うことができる。テスト２９００は、テスト２２０６におけるキャリブレーション波形サイクルと同様のキャリブレーション波形サイクル２９０２を含む。さらに、テスト２９００は、キャリブレーション波形サイクル２９０２の後に、分離パルス２９０８を含む。分離パルス２９０８を使用して、キャリブレーション波形サイクル２９０２とそれ以降のキャリブレーション波形とを分離し、次のキャリブレーションパルスの前に、ＳＡＲ  １０２２とアジャスタブル発振器１０２６に対して、マスタクロック信号１０６２の発振器周波数を調整する時間を与えることができる。分離パルス２９０８は、３μＳのハイと３μＳのローとを含む適用可能な長さおよびデューティサイクルを有することができる。
【０４０８】
図２５Ａは、本発明の実施形態に係るキャリブレーションであって、入力信号で発振器周波数のキャリブレーションを行うステップを示す流れ図２５００である。図２５Ｂ〜Ｃは、他の実施形態に係るステップを示す図である。図２５Ａ〜Ｃのステップは、必ずしも図示した順で実行しなければならないわけではなく、このことは、本明細書の教示に基づけば、関連技術の当業者にとって顕著である。構造に関する他の実施形態も、次の説明に基づけば、当業者に顕著である。これらのステップについて次に詳述する。
【０４０９】
流れ図２５００に係る実施形態においては、発振器周波数は入力信号に応じてキャリブレーションが行われる。例えば、発振器周波数は、マスタクロック信号１０６２の周波数であり、入力信号は入力信号２１００とすることができる。クロック信号は、発振器周波数を整数値で除算して得られる値に等しい。例えば、クロック信号は、第１の分周器１０３６によりマスタクロック信号１０６２から生成されたクロック信号１０６６である。
【０４１０】
流れ図２５００はステップ２５０２から開始される。ステップ２５０２において、入力信号のキャリブレーションサイクルで発生するクロック信号のサイクルごとに、カウントワードがインクリメントされる。例えば、カウントワードは、図２３Ａに図示されたようなカウントワード１０７４であり、カウンタ１０２８により出力される。カウンタ１０２８は、クロック信号１０６６のサイクルごとに、カウントワード１０７４をインクリメントする。カウンタ１０２８は、入力信号２１００のキャリブレーションサイクル波形である、図２２Ａに図示したテスト２２０６のような特定のテストにおいて、カウントワード１０７４をインクリメントする。
【０４１１】
ステップ２５０４において、ステップ２５０２が正常終了した後、カウントワードに基づいて発振器周波数が調整される。例えば、図２１Ａおよび図２１Ｂに図示したが、ＳＡＲ  １０２２はカウントワード１０７４を受信して、コントロールワード１０７０を出力するが、これを使用して、アジャスタブル発振器１０２６の出力周波数を調整する。
【０４１２】
本発明の一態様においては、ステップ２５０４は、発振器周波数がコントロールワードに基づくものであるとのステップを含むことができる。つまり、アジャスタブル発振器１２０６、マスタクロック信号１０６２の出力は、コントロールワード１０７０に基づくものである。例えば、アジャスタブル発振器１０２６は、基本発振器周波数、例えば、その中間値が７．５ＭＨｚあり、コントロールワード１０７０が１０００００００である基本発振器周波数を出力する。コントロールワード１０７０は、上下に変動するので、アジャスタブル発振器１０２６の周波数も同様に変動する。例えば、マスタクロック信号１０６２の周波数は、７．５ＭＨｚの基本周波数から±５０変動する。
【０４１３】
一実施形態においては、ステップ２５０４は、コントロールワードのビットがカウントワードに基づいて調整されるステップを含むことができる。例えば、上述したように、キャリブレーションサイクルまたはテストごとに、コントロールワード１０７０のビットを調整される。コントロールワード１０７０のビットは、上述した例におけるカウントワード１０７４の値に応じて調整される。
【０４１４】
図２５Ｂは、流れ図２５００の追加ステップであって、本発明の他の実施形態に係るステップを示す流れ図である。
【０４１５】
ステップ２５０６において、カウントワードがクリアされる。例えば、カウンタ１０２８は、入力信号２１００の立ち下がりエッジを受信する。
【０４１６】
ステップ２５０８において、ステップ（ａ）〜（ｃ）は、入力信号の後続の対応するサイクルに対してｎ回繰り返すが、ｎはコントロールワードのビットの数に等しい。例えば、上述したように、入力信号２１００のそれぞれのテストまたはキャリブレーションサイクルに対して、ＳＡＲ  １０２２のコントロールワード１０７０の連続ビットは、コントロールワード１０７０の全てのビットが調整されるまで、コントロールワード１０７４の値に基づいて調整される。他の実施形態においては、コントロールワード１０７０のビットのサブセットが、全てのビットの代わりに、調整される。
【０４１７】
一実施形態においては、ステップ２５０８は次のようなステップを含むことができる。このステップにおいて、当該コントロールワードの異なるビットは、ステップ（ｂ）（２）が繰り返される度に、調整され、当該コントロールワードのビットは、コントロールワードの少なくとも１つのビットに従って、調整される。例えば、上述したように、コントロールワード１０７０の各ビットは、カウントワード１０７４のビット８の値に従って調整される。例えば、ステップ２５０８は次のようなステップを含むことができる。すなわち、このステップにおいては、仮にカウントワードの少なくとも１つのビットが第１の状態に等しい場合に、コントロールワードのビットがセットされ、仮にカウントワードの少なくとも１つのビットが第２の状態に等しい場合に、コントロールワードのビットがリセットされる。上述の例では、コントロールワード１０７０のビットは、仮にカウントワードのビット８が１の場合に、セットされ、仮にカウントワードのビット８が０の場合に、リセットされる。本発明は、コントロールワード１０７０を調整するためにＳＡＲ  １０２２により使用されるカウントワード１０７４のビットのどれかの１つまたは複数に、適用可能である。
【０４１８】
図２５Ｃは、流れ図２５００の追加ステップであって、本発明の他の実施形態に係るステップを示す流れ図である。
【０４１９】
ステップ２５１０において、入力信号の各キャリブレーションサイクルの後に、入力信号の分離サイクルが続く。例えば、分離サイクルは、図２９に図示したが、分離サイクル２９０８とすることができる。
【０４２０】
図２５Ｄは、入力信号で発振器周波数のキャリブレーションを行うアルゴリズムであって、図２５Ａ〜Ｃのものと類似しており、本発明の実施形態に係るものを示す流れ図２５２０である。図２５Ｂ〜Ｃは、他の実施形態に係るステップを示す図である。構造に関する他の実施形態も、次の説明に基づけば、当業者に顕著である。これらのステップについて次に詳述する。
【０４２１】
流れ図２５２０に係る実施形態においては、発振器周波数は入力信号に応じてキャリブレーションされる。例えば、発振器周波数は、マスタクロック信号１０６２の周波数であり、入力信号は入力信号２１００とすることができる。入力信号２１００は、期間ｔｃのキャリブレーションまたはテスト波形を含む。
【０４２２】
流れ図２５２０はステップ２５２２から開始される。ステップ２５２２において、流れ図２５２０のオペレーションが開始される。ステップ２５２２において、ＳＡＲ  １０２２、コントロールワード１０７０の内容がクリアされ、ＳＡＲ  １０２２の注目する「ｍ」のビット位置が、０ビット位置にセットされるが、これは、例えば、ＳＡＲ  １０２２のＭＳＢとすることができる。
【０４２３】
ステップ２５２４において、ＳＡＲ  １０２２の内容のビット位置ｍの値は「１」に設定される。例えば、流れ図２５２０の第１の繰り返しにおいて、ＳＡＲ  １０２２のｍ＝０のビット位置が「１」に設定される。その後の繰り返しにおいて、後続のビット位置はステップ２５２４で「１」に設定される。
【０４２４】
ステップ２５２６において、カウンタ１０２８は、クロック速度でカウントされるが、このクロック速度は、図２１Ｃに図示したようなマスタクロック信号１０６２の周波数であり、あるいは、マスタクロック信号１０６２の分周周波数、例えば、図２１Ｂに図示したような第１のロック信号１０６６とすることができる。カウンタ１０２８は、上述したようにキャリブレーションまたはテスト波形の１サイクルである入力信号２１００の１サイクルｔｃの間に、カウントし、カウントワード１０７４で値Ｎを生成する。
【０４２５】
ステップ２５２８において、カウンタワード１０７０のＭＳＢ、Ｐ０をチェックし、「１」ビットに等しいかどうかを判定する。Ｐ０が「１」ビットに等しい場合、これは、発振器１０２６のカウント速度が速すぎる（つまり、ｆ０＞ｆｃ）ことを意味し、オペレーションはステップ２５３２に進む。Ｐ０が「１」ビットに等しくない場合、これは、発振器１０２６のカウント速度が適正な速度であるか、または遅すぎる（つまり、ｆ０≦ｆｃ）ことを意味し、オペレーションはステップ２５３０に進む。
【０４２６】
ステップ２５３０では、ＳＡＲ  １０２２の内容のビットｍは「０」にセットされ、オペレーションはステップ２５３２に進む。
【０４２７】
ステップ２５３２において、ビットｍをチェックし、ＳＡＲ  １０２２の注目する最後のビット位置「ｍ」が処理されたかどうかを判定し、そこで、この例の最後のビット位置がコントロールワード１０７０のＬＳＢとなる。最後のビットが処理された場合、オペレーションはステップ２５３６に進む。最後のビットが処理されなかった場合、オペレーションはステップ２５３４に進む。
【０４２８】
ステップ２５３４において、ＳＡＲ  １０２２の注目するビット位置「ｍ」がインクリメントされる。例えば、流れ図２５２０の第１の繰り返しの終わりに、ビット位置「ｍ」は、「０」ビット位置から「１」ビット位置にインクリメントされる。流れ図２５２０の第２の繰り返しで、ビット位置「ｍ」は、ＳＡＲ  １０２２の「１」ビット位置から「２」ビット位置にインクリメントされる。流れ図２５２０の最後の繰り返しで、ビット位置「ｍ」は、ＳＡＲ  １０２２のＭＳＢのビット位置にインクリメントされる。このようにして、ＳＡＲ  １０２２の全てのビット位置が処理される。他の実施形態においては、ＳＡＲ  １０２２のビット位置の一部のみが処理される。
【０４２９】
ステップ２５３６では、流れ図２５２０に図示したキャリブレーションプロセスが終了し、オペレーションも終了する。したがって、コントロールワード１０７０により発振器１０２６がマスタクロック信号１０６２で所望の発振器周波数を出力するように、ＳＡＲ  １０２２の内容を設定しなければならない。
４．４  データシンボルのキャリブレーション
【０４３０】
１．２．１項で説明したように、リーダネットワーク１０４は、情報をシンボルセットからそれぞれ選択した１つまたは複数のシンボルの形で伝送する。タグ１０２は、伝送されたシンボルを受信し、伝送されたシンボルがどのような情報を表しているかを判定する。例えば、図３〜図５に図示したが、変化するデューティサイクルの３つのシンボル波形からなる集まりを使用して、３つの異なる論理値を表すことができる。図３〜図５の波形で表されるこれら３つの論理値は、例えば、「０」、「１」、および「ＮＵＬＬ」である。
【０４３１】
本発明によれば、データシンボルを定義する波形のタイミング間隔の持続時間または長さは、キャリブレーションルーチンの実行時に設定される。一実施形態により、リーダネットワーク１０４は、タグ１０２によって受信されるパルス波形列を伝送する。タグ１０２は、受信されたパルス波形を使用して、データシンボルを定義するタイミング間隔の境界を設定する。タグ１０２がデータシンボルタイミング間隔を設定した後、タグ１０２によってその後受信されたデータ波形と、それらのタイミング間隔とを比較し、受信されたデータ波形がどのような論理値を表すかを判定する。
【０４３２】
リーダネットワーク１０４からタグ１０２に受信されたキャリブレーション波形の種々の特性を使用して、キャリブレーションルーチン実行時にデータシンボルを定義することができる。例えば、実施形態においては、データシンボルタイミング間隔を定義するパルス波形の長さまたは持続時間を使用することに加えて、リーダネットワーク１０４によりタグ１０２に伝送されるキャリブレーション波形の振幅、周波数、および位相を使用して、タグ１０２によりデータシンボルを定義することができる。
【０４３３】
図２６Ａは、本発明の一実施形態によって、データシンボルのキャリブレーションを行うために、タグ１０２が受信することができる波形の例を示す。図２６Ａは、第１のキャリブレーション波形２６０２と、第２のキャリブレーション波形２６０４と、第３のキャリブレーション波形２６０６とを示している。第１のキャリブレーション波形２６０２は、上述のタイミングパラメータＴ０に対応する。第２のキャリブレーション波形２６０４は、上述のタイミングパラメータＴ１に対応する。第３のキャリブレーション波形２６０６は、上述のタイミングパラメータＴ２に対応する。
【０４３４】
一実施形態においては、第１、第２、および第３のキャリブレーション波形２６０２、２６０４、および２６０６は、タグ１０２によって連続的に受信され、データシンボルのキャリブレーションに使用される。まず、第１のキャリブレーション波形２６０２がタグ１０２によって受信される。第１のキャリブレーション波形２６０２の持続時間または長さは、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスの立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでの間の時間間隔である持続時間として測定される。これは、図２６Ａでは、ＴＴ０として図示した（ＴＣＳは０に等しいと仮定する）。この長さは、タグ１０２によってストアされる。ついで、第２のキャリブレーション波形２６０４がタグ１０２によって受信される。第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスの持続時間または長さは、図２６Ａでは、ＴＴ１として示してあり、タグ１０２によってストアされる。最後に、第３のキャリブレーション波形２６０６がタグ１０２によって受信される。第３のキャリブレーション波形２６０６のパルスの持続時間または長さは、図２６Ａでは、ＴＴ２として示してあり、タグ１０２によってストアされる。３つの波形パルスの長さがストアされた後は、これら波形パルスの長さは、受信されたデータシンボルの論理値を判定するため、参照することができる。
【０４３５】
受信されたデータシンボルパルスの立ち下がりエッジが（ｔｃｓで）発生すると、後続の立ち上がりエッジが発生するまでの期間を調べて、データシンボルの論理値を決定する。図２６Ａは、第１の期間２６１４と、第２の期間２６１６と、第３の期間２６１８とを示している。第１の期間２６１４は、ＴＣＳからＴＴ０までの期間である。第２の期間２６１６は、ＴＴ０からＴＴ１までの期間である。第３の期間２６１８は、ＴＴ１からＴＴ２までの期間である。データシンボルパルスの後続の立ち上がりエッジが第１の期間２６１４で発生した場合は、データシンボルは論理「０」値として解釈される。データシンボルパルスの後続の立ち上がりエッジが第２の期間２６１６で発生した場合は、データシンボルは論理「１」値として解釈される。データシンボルパルスの後続の立ち上がりエッジが第３の期間２６１８で発生した場合は、データシンボルは論理「ＮＵＬＬ」値として解釈される。
【０４３６】
そうすると、ＴＴ０が、論理「０」値と論理「１」値の分割線（dividing line）となる。一実施形態においては、ＴＴ０は４．５μＳに等しいが、それよりも短いか長い時間にも等しい場合がある。ＴＴ１は、論理「１」値と「ＮＵＬＬ」値の間の分割線である。一実施形態においては、ＴＴ１は７．７５μＳに等しいが、それよりも短いか長い時間にも等しい場合がある。一実施形態においては、ＴＴ２は、タグ１０２がリーダネットワーク１０４へのデータ伝送を停止しなければならないタイムを示す。ＴＴ２の後、タグ１０２は、次のデータシンボルの立ち下がりエッジの準備をする。一実施形態においては、ＴＴ２は１１．５μＳに等しいが、それよりも短いか長い時間に等しい場合がある。例えば、ＴＴ２は、２４μＳのような長い時間間隔に等しくすることができ、リーダネットワーク１０４はノイズ耐性の向上と引き換えに、伝送データレートを下げることができる。
【０４３７】
図２６Ａは、第１のキャリブレーション波形２６０２の第１のセパレータ波形部分２６０８と、第２のキャリブレーション波形２６０４の第２のセパレータ波形部分２６１０と、第３のキャリブレーション波形２６０６の第３のセパレータ波形部分２６１２とを示している。第１、第２、および第３のセパレータ波形部分２６０８、２６１０、および２６１２は、オプションであり、タグ１０２が受信した対応するデータシンボルパルスをストアし、次のキャリブレーション／データパルスの準備をする時間を与える。
【０４３８】
受信したデータシンボルの例が図３〜図５に図示されている。図３に図示したが、受信したデータシンボルの長さＴＡがＴＴ０未満である場合、対応するデータシンボルは論理「０」値として解釈される。図４に図示したが、受信したデータシンボルの長さＴＢがＴＴ０を超えるか、ＴＴ１未満である場合、対応するデータシンボルは論理「１」値として解釈される。図５に図示したが、受信したデータシンボルの長さＴＣがＴＴ１を超えるか、ＴＴ２未満である場合、対応するデータシンボルは論理「ＮＵＬＬ」値として解釈される。
【０４３９】
図２７は、本発明の一実施形態に係るタグ１０２内のデータキャリブレーション・検出システム２７００を示している。データキャリブレーション・検出システム２７００は、キャリブレーション信号パルスを受信してデータキャリブレーションを実行し、さらに、受信したデータシンボルを解釈する。データキャリブレーション・検出システム２７００は、カウンタ１０２８、Ｔ０レジスタ２７０２、Ｔ１レジスタ２７０４、Ｔ２レジスタ２７０６、データキャリブレーションロジック回路２７０８、およびデータ検出ロジック回路２７１８を備える。Ｔ０レジスタ２７０２、Ｔ１レジスタ２７０４、Ｔ２レジスタ２７０６、データキャリブレーションロジック回路２７０８、およびデータ検出ロジック回路２７１８は、例えば、図１０に図示した状態マシーン１０２４に備えられる。
【０４４０】
データシンボルキャリブレーションを行うとき、カウンタ１０２８は入力信号２１００で連続的に受信した３つのキャリブレーション波形パルスの長さを測定し、そのパルスの長さを、Ｔ０レジスタ２７０２、Ｔ１レジスタ２７０４、およびＴ２レジスタ２７０６の３つのレジスタに、ストアする。カウンタ１０２８は、キャリブレーション波形の立ち下がりエッジから立ち上がりエッジの間に発生する第１のクロック１０６６のクロックサイクル数に基づいて、キャリブレーション波形パルスの長さを測定する。測定されたキャリブレーション波形パルスの長さは、カウントワード１０７４に出力され、データキャリブレーションロジック回路２７０８によって受信される。データキャリブレーションロジック回路２７０８は、この受信したキャリブレーション波形パルスの長さをそれぞれのレジスタにストアする。第１のキャリブレーション波形２６０２の長さは、Ｔ０レジスタ２７０２にストアされる。第２のキャリブレーション波形２６０４の長さは、Ｔ１レジスタ２７０４にストアされる。第３のキャリブレーション波形２６０６の長さは、Ｔ２レジスタ２７０６にストアされる。
【０４４１】
データシンボルキャリブレーションが正常終了した後、入力信号２１００で、データシンボルを受信することができる。入力信号２１００で、データシンボルを受信すると、カウンタ１０２８は、第１のクロック１０６６に従って受信したデータ波形の長さを、カウントする。カウンタ１０２８は、受信したデータ波形がハイからローに遷移したとき、カウントを開始し、受信したデータ波形がローからハイに遷移したとき、カウントを終了する。カウンタ１０２８は、データ検出ロジック回路２７１８によって受信されたカウントワード１０７４を出力する。データ検出ロジック回路２７０８は、受信したデータ波形の長さを、Ｔ０レジスタ２７０２、Ｔ１レジスタ２７０４、およびＴ２レジスタ２７０６にストアされているキャリブレーション波形長さと、比較して、受信したデータの論理値を決定する。データ検出ロジック回路２７１８は、受信したデータ波形長さと、ストアされているキャリブレーション波形値と、を直接比較するか、あるいは他の方法で、論理値を決定することができる。
【０４４２】
例えば、データキャリブレーションを行った後の一実施形態においては、データシンボルをリーダネットワーク１０４からタグ１０２に伝送することができる。データ検出ロジック回路２７１８において、データシンボルの論理値を求める。データ検出ロジック回路２７１８は、カウントワード１０７４を受け取る。入力信号２１００の立ち下がりエッジの後、受信したデータシンボルの持続時間の間、第１のクロック信号１０６６に従ってカウントワード１０７４が上へインクリメントされる。カウントワード１０７４がＴ０レジスタ２７０２にストアされている値に等しい場合、データ検出ロジック回路２７１８は内部Ｔ０フラグ２７１４をセットする。カウントワード１０７４がＴ１レジスタ２７０４にストアされている値に等しい場合、データ検出ロジック回路２７１８は内部Ｔ０フラグ２７１６をセットする。受信したデータシンボルの終わりを示す、入力信号２１００の立ち上がりエッジを受け取った後、フラグ２７１４と２７１６を調べることにより受信したデータシンボルの論理値を決定する。Ｔ０フラグ２７１４がセットされていない場合、データシンボルは論理「０」値として解釈される。Ｔ０フラグ２７１４がセットされているが、Ｔ１フラグ２７１６はセットされていない場合、データシンボルは論理「１」値として解釈される。Ｔ０およびＴ１フラグ２７１４および２７１６が両方ともセットされている場合、データシンボルは論理「ＮＵＬＬ」値として解釈される。受信したデータシンボルの解釈された論理値が、解釈されたデータ信号２７１０で出力される。データシンボルの立ち下がりエッジが発生した後、フラグ２７１４および２７１６はリセットまたは初期化され、受信するデータシンボルの解釈に使用できるようになる。
【０４４３】
図２８Ａは、本発明の実施形態に係るデータキャリブレーションを行うステップを示す流れ図２８００である。図２８Ｂ〜Ｄは、他の実施形態に係るステップを示す図である。図２８Ａ〜Ｄのステップは、必ずしも、図示の順序で実行しなければならないわけではなく、このことは、本明細書の教示に基づけば、関連技術の当業者に顕著である。図２８Ａ〜Ｄのステップを実行する構成に関する他の実施形態も、次の説明に基づけば当業者に顕著である。これらのステップについて、次に詳述する。
【０４４４】
流れ図２８００はステップ２８０２から開始される。ステップ２８０２においては、入力信号に同期して第１のキャリブレーションパルスを受信する。例えば、第１のキャリブレーションパルスは、入力信号２１００で受信された、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスである。第１のキャリブレーションパルスは、図２７に図示したが、カウンタ１０２８で受信できる。
【０４４５】
ステップ２８０４において、第１のキャリブレーションパルスの長さをストアする。例えば、カウンタ１０２８は、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスの長さを決定し、カウントワード１０７４でパルスの長さを出力する。Ｔ０レジスタ２７０２は、カウントワード１０７４を受け取り、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスの長さをストアする。
【０４４６】
ステップ２８０６においては、入力信号に同期して第２のキャリブレーションパルスを受信する。例えば、第２のキャリブレーションパルスは、入力信号２１００で受信した、第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスである。カウンタ１０２８で、第２のキャリブレーションパルスを受信することができる。
【０４４７】
ステップ２８０８において、第２のキャリブレーションパルスの長さをストアする。例えば、カウンタ１０２８は、第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスの長さを決定し、カウントワード１０７４でパルスの長さを出力する。Ｔ１レジスタ２７０４は、カウントワード１０７４を受け取り、第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスの長さをストアする。
【０４４８】
図２８Ｂは、図２８Ａの流れ図２８００の追加ステップであって、本発明の他の実施形態に係るステップを示す流れ図である。図２８Ａを参照して説明した実施形態においては、データシンボルキャリブレーションプロシージャで、２つのデータキャリブレーションパルスを受け取り、ストアする。図２８Ｂは、受信されストアされているデータキャリブレーションパルスを使用する受信されたデータシンボルの検出を示している。
【０４４９】
ステップ２８１０において、パルス部分を含むデータシンボルが入力信号に同期して受信され、そのパルス部分は第３の長さを有する。例えば、受信したデータシンボルは、図３〜図５に図示した受信されたデータシンボルのうちの１つである。パルス部分は、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣのような、図３〜図５のそれぞれの波形のパルスの立ち下がりエッジと立ち上がりエッジの間のデータシンボル部分である。したがって、図３〜図５に図示したデータシンボルのパルス部分の長さは、それぞれ、ＴＡ、ＴＢ、およびＴＣとすることができる。
【０４５０】
ステップ２８１２においては、パルス部分の長さが第１のキャリブレーションパルスのストアされている長さ以上の場合に、第１のフラグがセットされる。例えば、第１のフラグは、図２７に図示したが、データキャリブレーションロジック回路２７０８のＴ０フラグ２７１４である。データキャリブレーションロジック回路２７０８は、カウントワード１０７４のインクリメントする値と、Ｔ０レジスタ２７０２の内容と、を比較し、等しければ、Ｔ０フラグ２７１４をセットする。説明上、ステップ２８１２から２８２０まで、ＴＴ０は４．５μＳに等しく、ＴＴ１は７．７５μｓに等しい、と仮定することにする。この例では、Ｔ０フラグ２７１４は、図４および図５に図示したデータシンボルを受け取ったとき、ステップ２８１２でセットされ、それぞれの長さは６μｓおよび９．５μＳとなる。
【０４５１】
ステップ２８１４においては、第３の長さが第２のキャリブレーションパルスのストアされている長さ以上の場合に、第２のフラグがセットされる。例えば、第２のフラグは、図２７に図示したが、データキャリブレーションロジック回路２７０８のＴ１フラグ２７１６である。データキャリブレーションロジック回路２７０８は、カウントワード１０７４のインクリメントする値と、Ｔ１レジスタ２７０４の内容と、を比較し、等しければ、Ｔ１フラグ２７１６をセットする。この例では、図５に図示したデータシンボルを受信したとき、Ｔ１フラグ２７１６がセットされ、長さは９．５μＳである。
【０４５２】
ステップ２８１６においては、ステップ２８１２のとき第１のフラグがセットされていない場合に、第３のパルスを第１の論理値と判定する。この例では、図３に図示したデータシンボルは、ステップ２８１２においてＴ０フラグ２７１４がセットされていなかったので、第１の論理値と判定される。
【０４５３】
ステップ２８１８においては、第１のフラグがセットされたが、第２のフラグがセットされていない場合に、第３のパルスは第２の論理値であると判定される。この例では、図４に図示したデータシンボルは、ステップ２８１２においてＴ０フラグ２７１４がセットされたが、ステップ２８１４においてＴ１フラグ２７１６がセットされていなかったので、第２の論理値と判定される。
【０４５４】
ステップ２８２０においては、第１のフラグがセットされ、第２のフラグがセットされている場合に、は、第３のパルスは第３の論理値であると判定される。この例では、図５に図示したデータシンボルは、ステップ２８１２においてＴ０フラグ２７１４がセットされ、ステップ２８１４においてＴ１フラグ２７１６がセットされていたので、第３の論理値と判定される。
【０４５５】
ステップ２８２２において、第１の論理値は論理「０」ビットとして定義される。あるいはまた、実施形態においては、第１の論理値は、論理「１」ビット、「ＮＵＬＬ」ビットその他の論理値として定義することができる。
【０４５６】
ステップ２８２４において、第２の論理値は論理「１」ビットとして定義される。あるいはまた、実施形態においては、第２の論理値は、論理「０」ビット、「ＮＵＬＬ」ビットその他の論理値として定義することができる。
【０４５７】
ステップ２８２６において、第１の論理値は論理「ＮＵＬＬ」ビットとして定義される。あるいはまた、実施形態においては、第３の論理値は、論理「０」ビット、論理「１」ビットその他の論理値として定義することができる。
【０４５８】
図２８Ｃは、図２８Ａの流れ図２８００の追加ステップであって、本発明の他の実施形態に係るステップを示す流れ図である。図２８Ｃのデータシンボルキャリブレーションプロシージャでは、図２８Ｂを参照して説明した実施形態と同様に、２つのデータキャリブレーションパルスを受け取り、ストアするだけでよい。
【０４５９】
ステップ２８２８において、パルス部分を含むデータシンボルが、入力信号に同期して受信され、そのパルス部分は長さを有する。例えば、受信したデータシンボルは、図３〜５に図示した受信されたデータシンボルのうちの１つである。パルス部分は、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣのような、図３〜図５のそれぞれの波形のパルスの立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間のデータシンボル部分である。したがって、図３〜図５に図示したデータシンボルのパルス部分の長さはそれぞれ、ＴＡ、ＴＢ、およびＴＣとすることができる。
【０４６０】
ステップ２８３０において、仮にパルス部分の長さが第１のキャリブレーションパルスの長さであってストアされたもの未満である場合、データシンボルは第１の論理値であると判定される。例えば、データキャリブレーションロジック回路２７０８は、パルス部分の長さと、Ｔ０レジスタ２７０２にストアされている値と、を比較する。パルス部分の長さがＴ０レジスタ２７０２にストアされている値未満である場合、データシンボルは第１の論理値であると判定される。説明上、ステップ２８３０から２８３４までは、ＴＴ０は４．５μＳに等しく、ＴＴ１は７．７５μｓに等しい、と仮定することにする。この例では、データシンボルが図３に図示したデータシンボルであれば、長さは３μＳであり、データシンボルは第１の論理値であると判定される。これは、図３に図示したパルスの長さが、Ｔ０レジスタ２７０２にストアされている、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスの長さ（つまり、４．５μＳ）よりも小さいからである。
【０４６１】
ステップ２８３２において、仮にパルス部分の長さが第１のパルスの長さであってストアされている長さ以上であるが、第２のキャリブレーションパルスの長さであってストアされた長さ未満である場合に、は、データシンボルは第２の論理値であると判定される。例えば、データキャリブレーションロジック回路２７０８は、パルス部分の長さと、Ｔ０レジスタ２７０２にストアされている値およびＴ１レジスタ２７０４にストアされている値と、を比較する。仮にパルス部分の長さがＴ０レジスタ２７０２にストアされている値を超えるが、Ｔ１レジスタ２７０４にストアされている値未満である場合に、は、データシンボルは第２の論理値であると判定される。この例では、データシンボルが図４に図示したデータシンボルであれば、長さは６μＳであり、第３のパルスは第２の論理値であると判定される。これは、図４に図示したパルスの長さが、Ｔ０レジスタ２７０２にストアされている、第１のキャリブレーション波形２６０２のパルスの長さ（つまり、４．５μＳ）を超えるが、Ｔ１レジスタ２７０４にストアされている、第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスの長さ（つまり、７．７５μＳ）未満であるからである。
【０４６２】
ステップ２８３４において、仮にパルス部分の長さが第２のパルスの長さであってストアされた長さを超える場合に、は、データシンボルは第３の論理値であると判定される。例えば、データキャリブレーションロジック回路２７０８は、パルス部分の長さと、Ｔ１レジスタ２７０４にストアされている値とを比較する。仮にパルス部分の長さがＴ１レジスタ２７０４にストアされている値以上である場合に、は、データシンボルは第３の論理値であると判定される。この例では、データシンボルが図５に図示したデータシンボルであれば、長さは９．５μＳであり、データシンボルは第３の論理値であると判定される。これは、図５に図示したパルスの長さが、Ｔ１レジスタ２７０４にストアされている、第２のキャリブレーション波形２６０４のパルスの長さ（つまり、７．７５μＳ）を超えるからである。
【０４６３】
図２８Ｄは、流れ図２８００の追加ステップであって、発明の他の実施形態に係るステップを示す流れ図である。図２８Ｄのデータシンボルキャリブレーションプロシージャにより、３つのデータキャリブレーションパルスを受け取ってストアする。
【０４６４】
ステップ２８３６において、入力信号で第３のキャリブレーションパルスを受信する。例えば、第３のキャリブレーションパルスは、入力信号２１００で受信した、第３のキャリブレーション波形２６０６のパルスである。第３のキャリブレーションパルスは、図２７に図示したが、カウンタ１０２８で受信できる。
【０４６５】
ステップ２８３８において、第３のキャリブレーションパルスの長さをストアする。例えば、カウンタ１０２８は、第３のキャリブレーション波形２６０６のパルスの長さを決定し、カウントワード１０７４でパルスの長さを出力する。Ｔ２レジスタ２７０６は、カウントワード１０７４を受け取り、第３のキャリブレーション波形のパルスの長さをストアする。Ｔ２レジスタ２７０６にストアされている値には種々の用途がある。例えば、一実施形態においては、ＴＴ２は、タグ１０２がリーダネットワーク１０４へのデータ伝送を停止しなければならないタイムを示す。ＴＴ２の後、タグ１０２は、次のデータシンボルの立ち下がりエッジに対する準備をする。
【０４６６】
実施形態においては、図２８Ｄに図示したステップ２８３６および２８３８を実行した後、データシンボルを受信して評価し、上述したように、その論理値を判定することができる。
【０４６７】
図２８Ｅ〜Ｆは、図２８Ｂ〜Ｃで説明されているようなデータ検出を実行するステップであって、本発明の実施形態に係るステップの詳細を示す流れ図である。図２８Ｅ〜Ｆのステップは、必ずしも、図示した順序で実行しなければならないわけではなく、このことは、本明細書の教示に基づけば、関連技術の当業者に顕著である。図２８Ｅ〜Ｆのステップを実行する構成に関する他の実施形態も、次の説明に基づけば、当業者に顕著である。特に、図２８Ｅに図示した実施形態は、図２８Ｂに図示したような流れ図２８００の詳細を示しており、図２８Ｆに図示した実施形態は、図２８Ｃに図示したような流れ図２８００の詳細を示している。図２８Ｅに図示した流れ図について、次に説明する。
【０４６８】
ステップ２８５０において、Ｔ０フラグとＴ１フラグがリセットされる。例えば、Ｔ０フラグはＴ０フラグ２７１４であり、Ｔ１フラグはＴ０フラグ２７１６である。
【０４６９】
ステップ２８５２において、データシンボルパルス部分のようなパルスを、リーダネットワーク１０４内のリーダから受信する。
【０４７０】
ステップ２８５４において、カウンタがパルスの長さをカウントする。例えば、カウンタ１０２８は、マスタクロック信号１０６２、第１のクロック信号１０６６、または第２のクロック信号１０６４に従って、データシンボルのパルス部分の長さをカウントする。
【０４７１】
ステップ２８５６において、カウンタの内容がＴｃｏｕｎｔにストアされる。Ｔｃｏｕｎｔは、受信したデータシンボルのパルス部分の長さを表す。
【０４７２】
ステップ２８５８において、Ｔｃｏｕｎｔと、Ｔ０に対するストアされている値とを比較する。仮にＴｃｏｕｎｔがＴ０以上の場合、オペレーションはステップ２８６０に進み、ステップ２８６０において、Ｔ０フラグがセットされ、オペレーションはステップ２８６２に進む。仮にＴｃｏｕｎｔがＴ０以下の場合、オペレーションはステップ２８６６に進む。
【０４７３】
ステップ２８６２において、Ｔｃｏｕｎｔと、Ｔ１のストアされている値とを比較する。仮にＴｃｏｕｎｔがＴ１以上の場合、オペレーションはステップ２８６４に進み、ステップ２８６４において、Ｔ１フラグがセットされ、オペレーションはステップ２８６６に進む。仮にＴｃｏｕｎｔがＴ１以下の場合、オペレーションはステップ２８６６に進む。
【０４７４】
ステップ２８６６において、仮にＴ１フラグがセットされている場合に、は、オペレーションはステップ２８６８に進み、ステップ２８６８において、受信された信号が「ＮＵＬＬ」シンボルであると判定される。仮にＴ１フラグがセットされていない場合に、は、オペレーションはステップ２８７０に進む。
【０４７５】
ステップ２８７０において、仮にＴ０フラグがセットされている場合に、は、オペレーションはステップ２８７２に進み、ステップ２８７２において、受信された信号が「１」シンボルであると判定される。仮にＴ０フラグがセットされていない場合に、は、オペレーションはステップ２８７４に進む。
【０４７６】
ステップ２８７４において、受信された信号は「０」シンボルであると判定される。
【０４７７】
オペレーションはステップ２８６８、２８７２、および２８７４からステップ２８７６に進む。ステップ２８７６において、判定されたシンボルは、適用可能な用途のため、タグ１０２内のロジック回路に戻される。
【０４７８】
図２８Ｆは、図２８Ｅに図示したのと同様の流れ図を示しているが、この流れ図においては、ステップ２８６０、２８６４、２８６６、および２８７０は必要でない。
【０４７９】
上述の実施形態においては、データシンボルおよびデータキャリブレーションパルスを「negative-going」パルスといい、このパルスが、立ち下がりエッジの後に立ち上がりエッジが続くパルスである、ことに留意されたい。しかし、本発明は、立ち上がりエッジの後に立ち下がりエッジが続く「positive-going」パルスというデータシンボルおよびデータキャリブレーションパルスにも適用可能である。本発明は、さらに、信号のnegative-goingおよびpositive-goingタイプのパルスを任意に組み合せたものにも適用可能であり、これら信号としては、データシンボルおよびデータキャリブレーションパルス信号が含まれる。
【０４８０】
上述した実施形態においては、２つおよび３つのキャリブレーションパルスを伝送して、２つまたはそれ以上のデータシンボルタイプ（例えば、論理「０」、「１」、および「ＮＵＬＬ」データシンボル）を解釈するように、１つまたは複数のタグ１０２をリモートからプログラムする方法について説明する。さらに、本発明は、任意の数の追加データシンボルタイプを解釈するため、追加キャリブレーションパルスを使用して、１つまた複数のタグ１０２をリモートからプログラムする方法にも、適用可能である。複数のビット、例えば、「００」、「０１」、「１０」、「１１」、「００１」を表すデータシンボルと、それ以上の数の他のデータシンボルに対して、１つまたは複数のタグ１０２のタイミング境界を定義するキャリブレーションパルスを伝送することができる。
５．本発明のフロントエンドに関する実施形態
【０４８１】
図３０は、本明細書で説明しているＲＦタグの例のアナログフロントエンド３０００を説明している。アナログフロント３０００は、アンテナ３００２、ＲＦパッド３００４、静電放電デバイス（ＥＳＤ）保護回路３００６、パワーチャージポンプ３００８、データリカバリ回路３０１０、およびbackscatterスイッチ３０１６を備える。アンテナ３００２は、タグリーダによって伝送されたＲＦ信号３００３を受信し、ＲＦ信号３００３をＲＦパッド３００４に送る。ＲＦ信号３００３は、リーダからタグへ、情報、例えばポーリングクエリ（polling query）を、搬送するため、変調することができる。ＲＦ信号３００３のエネルギーは、アナログフロント３０００と、当該タグの残りの部分とに、パワーを供給するため、さらに収集することができる。これについては、後程、詳細に説明する。
【０４８２】
ＥＳＤ保護回路３００６と、パワーチャージポンプ３００８と、データリカバリ回路３０１０とが、並列に配置されていて、ノード３００５に接続され、このノード３００５に、ＲＦパッド３００４が接続されている。であるから、これらの回路は、ＲＦ信号３００３を処理することにより、データリカバリとパワー発生とを同時に行うことができる。ＥＳＤ保護回路３００６は、アナログフロント３０００を、静電放電のような過電圧から保護する。ＥＳＤ保護回路３００６は、アナログフロント３０００を損傷するおそれのあるＲＦ信号３００３から保護する。これは、例えば、タグが伝送側のリーダに非常に近いか、隣接するときに発生する。パワーチャージポンプ３００８は、ＲＦ信号３００３をＤＣ電圧ＶＤＤに変換し、出力端子３００９から出力する。具体的には、パワーチャージポンプ３００８は、ＲＦ信号３００３を整流し、電圧を高くし、出力電圧ＶＤＤを発生する。ＤＣ電圧ＶＤＤは、充分に安定しており、アナログフロント３０００の電源として、またタグの残り部分の電源としても、使用することができる。データリカバリ回路３０１０は、ＲＦ信号３００３を、パワーチャージポンプ３００８と並列に処理し、デジタル出力信号を出力端子３０１２から出力する。backscatterスイッチ３０１６では、変調データ信号を端子３０１７から受信し、変調データ信号を当該リーダに送り返すため、アンテナ３００２のインピーダンスをゲートする。具体的には、backscatterスイッチ３０１６は、ＲＦパッド３００４に現れる入力インピーダンスを短絡するから、ＲＦ信号３００３は、端子３０１７らか受信された変調データ信号に従って、当該リーダに反射される。
【０４８３】
図３０のアナログフロントエンド３０００は、図１０に図示したタグ１００１に関連付けすることができる。具体的には、一実施形態においては、レシーバ１０３０はデータリカバリ回路３０１０である。モジュレータ１０３４は、backscatterスイッチ３０１６である。チャージポンプ１０３２は、メインチャージポンプおよびＲＦクランプ３００８である。ＲＦパッド１００４は、ＲＦパッド３００４である。アンテナ１０１０はアンテナ・Ｚマッチング回路３００２である。
５．１  パワーチャージポンプ
【０４８４】
図３１は、アナログフロントエンド３０００のチャージポンプ３００８の一実施形態であるパワーチャージポンプ３１００を示している。パワーチャージポンプ３１００は、入力端子３１０１から受信したＲＦ信号３００３を整流し、電圧を高くし、出力ＤＣ電圧ＶＤＤを出力端子３１１４から出力する。出力電圧ＶＤＤは、充分に安定しており、データリカバリ回路３０１０を含む、タグの残り部分の電源としても使用することができる。具体的には、定常状態の電圧に到達した後に、ＲＦ信号３００３のパワーレベルをさらに上げると、出力ＤＣ電圧ＶＤＤが少し上昇する。これは、チャージポンプ３１００の効率が、ＲＦ信号３００３が閾値パワーレベルに達した後に故意に下げられるように設計されているからである。
【０４８５】
チャージポンプ３１００は、複数段３１０２ａ〜ｄを含む。段３１０２はいくつでも使用することができるが、説明を簡単にするため、図３１には、４つの段を図示してある。各段３１０２には、それぞれ、ダイオード３１０４、ダイオード３１０８、ダイオード３１１０、およびキャパシタ３１０６が含まれる。各段３１０２においては、キャパシタ３１０６は、中央ノード３１０７と入力端子３１０１とに接続され、各段３１０２は入力信号３００３を同時に受信する。各段においては、ダイオード３１０４および３１０８は、グラウンドと中央ノード３１０７との間に接続されている。具体的には、ダイオード３１０４のアノードは、前段３１０２（第１段３１０２ａを除く。この段においては、ダイオード３１０４ａのアノードはグラウンドに直結されている）内のノードに接続され、ダイオード３１０４のカソードは、中央ノード３１０７に接続されている。各段において、ダイオード３１１０は、ノード３１０７と第２のノード３１１１の間に接続され、さらにこれは次の段または隣接する段３１０２に接続されている。具体的には、ダイオード３１１０のアノードは、中心ノード３１０７に接続され、ダイオード３１１０のカソードは、第２のノード３１１１に接続されている。
【０４８６】
図３２Ａ〜図３２Ｃは、各ダイオード３１１０、３１０４、および３１０８の望ましい電流電圧カーブ（つまり、ＩＶカーブ）を示している。全てのダイオード３１１０、３１０４、および３１０８は、それぞれ、順方向閾値電圧ＶＴＨ０、ＶＴＨ１、およびＶＴＨ２を持ち、これら順方向閾値電圧に達した後、電流が順方向に流れ始める。図３２Ａ〜３２Ｃを比較すると、ＶＴＨ１＜ＶＴＨ０＜ＶＴＨ２である。したがって、ダイオード３１０４は、低パワーＲＦ環境内のダイオード３１１０が導通する前に、導通しなければならない。さらに説明すると、ダイオード３１０８は、ＲＦパワーレベルが閾値レベルに達したとき、チャージポンプ３１００から電荷を流すことを意図している。したがって、電荷が早く流れ出さないようにするため、ＶＴＨ２は、ＶＴＨ０またはＶＴＨ１よりも高い値に設定されている。さらに、ダイオード３１１０、３１０４、および３１０８は、それぞれれ、絶縁破壊電圧ＶＢ１、ＶＢ２、およびＶＢ３を持ち、逆方向絶縁破壊電圧に達した後、電荷が逆方向に流れ始める。
【０４８７】
さらに説明すると、ダイオード３１０４、３１０８、および３１１０は、ダイオードのオペレーションを近似するＭＯＳＦＥＴ等価ダイオード構造を使用して、インプリメントすることができる。一実施形態においては、ダイオード３１１０および３１０４の従来のＭＯＳＦＥＴデバイスを修正して、ダイオードの導電率を高め、ダイオードが低いＲＦ信号レベルで導通するようにしている。
【０４８８】
チャージポンプ３１００は、次のようにオペレートする。ＲＦ信号３００３がキャパシタ３１０６を介して、段３１０２にそれぞれ同時に印加される。ＲＦ信号３００３の正のサイクルで、各段のキャパシタ３１０６は、電荷をノード３１０７に流す。ダイオード３１１０は、ノード３１０７の電荷により順方向バイアスがかけられ、ダイオード３１１０は導通し、ノード３１０７から電荷をノード３１１１に流す。ノード３１１１の電荷は、次の正のＲＦサイクルまでキャパシタ３１１２に蓄積される。ダイオード３１０４は、正のサイクルの間に逆方向バイアスがかけられ、したがって、導通しない。ダイオード３１０８は、順方向バイアスがかけられるが、ノード３１０７の電圧が、このダイオード３１０８の閾値電圧を超えない限り、導通しない。ＲＦ信号３００３の負のサイクルにおいて、ダイオード３１０４（グラウンドからノード３１０７ａに電荷を流すダイオード３１０４ａを除く）に、順方向バイアスがかけられ、これにより、一方の段３１０２のノード３１１１から、この段に隣接する段３１０２のノード３１０７に、電荷が流れる。電荷は、グラウンドから、キャパシタ３１１２を介してノード３１１１にも流れる。ダイオード３１１０および３１０８は、逆方向バイアスがかけられ、導通しない。次の正のサイクルにおいて、ダイオード３１１０は、再び、順方向バイアスがかけられ、各段内のノード３１０７からノード３１１１に電荷を流す。ノード３１０７からノード３１１１に流された電荷は、正のサイクルでノード３１０７に蓄積された電荷を含むが、負のサイクルでノード３１０７に蓄積された電荷も含む。ＲＦ信号３００３の複数のサイクルにおいて、電荷が蓄積され、段３１０２ａ〜３１０２ｄを介して流れるにつれて、電荷が増大していき、これに対応する電圧がキャパシタ３１１２で直列に印加される。出力ノード３１１２ｅの蓄積された電荷は、最終段のキャパシタ３１１２ｅにより、ＤＣ電圧ＶＤＤに変換される。ＤＣ電圧ＶＤＤは、電源として使用することができ、出力端子３１１４から取り出すことができる。
【０４８９】
上述したように、ＲＦ信号３００３のそれぞれの全サイクルで、各段３１０２により電荷が加算されるため、電荷は、段３１０２ａから段３１０２ｄを介して、出力ノード３１１４へと移動するにつれて、徐々に増加していく。したがって、ノード３１１４の電荷は、段３１０２の数とともに増加し、ノード３１１４のＤＣ電圧ＶＤＤはＲＦ信号３００３の振幅よりも大きな振幅になる。理論上、ＤＣ電圧ＶＤＤは、段３１０２の数とともに無限に増大する。しかし、追加される段の数が増加すればするほど、実回路要素の寄生抵抗および寄生容量を無視することができず、そのためチャージポンプの全体的な効率が低下する。さらに、回路全体のサイズも、段数が増加すればするほど、大きくなる。実験によれば、４段が、効率的に設計できる段数であることがわかっているが、特定の回路アプリケーションに基づいて、任意の数の段数を利用することができる。
【０４９０】
出力電圧ＶＤＤは、タグの残りの部分の電源として使用されるから、比較的安定しているのが望ましい。各段３１０２で蓄積された電荷は、ＲＦ信号３００３のパワーレベルに正比例する。つまり、ＲＦ信号３００３の振幅が大きいほど、各段３１０２のノード３１０７および３１１１に流れる電荷も増加する。したがって、安定化を行わないと、ＲＦパワーレベルが大きい場合に、生成されるＤＣ電圧ＶＤＤが大きくなって、タグのコンポーネントが破損される虞がある。しかし、ダイオード３１０８があると、ＲＦ信号３００３の振幅が大きくなって、ノード３１０７の電圧がダイオード３１０８の閾値電圧ＶＴＨ２を超えたとき、このダイオード３１０８が導通するから、上述したようなことを防止することができる。これらダイオードが所定のＲＦパワーレベルで導通するように、これらダイオードの閾値電圧が設定される。ダイオード３１０８が導通すると、電荷が除去される。すなわち、電荷がノード３１０７からダイオード３１０８を介してグラウンドに流れる。グラウンドに流れた電荷は、出力ノード３１１４には流れないので、出力ノード３１１４のＤＣ電圧は上昇しない。さらに、一度ダイオード３１０８が導通を開始すると、ノード３１０７が抵抗性のＲＦグラウンドになるから、入力端子３１０１にインピーダンス不整合が生じる。このインピーダンス不整合により、アンテナ３００２がデチューン（de-tune）され、ＲＦ信号３００３の一部が反射される。その結果、ダイオード３１０８が導通を開始すると、チャージポンプ３１００の全体的な効率が低下し、出力電圧ＶＤＤが所定の電圧に安定化される。
【０４９１】
図３３Ａおよび図３３Ｂは、ダイオードを使用してチャージポンプ３１００の出力電圧を制限した場合の、ＲＦ入力パワーに対するＤＣ出力電圧及びチャージポンプ効率を示す。図３３Ｂは、ＲＦ入力パワーに対するチャージポンプ効率を示すとともに、ＲＦパワーレベル３３０２でチャージポンプ効率がピークになり、このパワーレベルを超えるＲＦパワーでは、チャージポンプ効率が落ちていくことを示す。図３３Ａは、チャージポンプ効率曲線が図３３Ｂに示すような曲線である場合に、ＲＦ入力パワーに対するＤＣ出力電圧を示している。図３３Ａに図示したが、出力電圧は、３３０２でチャージポンプ効率がピークになるまで、ＲＦ入力パワーに応じて非線形に上昇する。このとき、ＤＣ出力電圧は、非常に遅く線形に上昇していく。
【０４９２】
図３４は、各段３１０２のダイオードを、ダイオード等価デバイスとして構成したＭＯＳＦＥＴ（metal oxide field effect transistor）で置き換えたチャージポンプ３１００の一実施形態３４００をさらに示している。例えば、各段３１０２のダイオード３１０４は、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２として構成され、ダイオード３１０８は、単一またはスタックされたＭＯＳＦＥＴデバイス３４０４として構成され、ダイオード３１１０は、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０６として構成されている。ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２および３４０６の端子を接続すると、これにより、ダイオード等価回路が得られる。加えて、上述のＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２および３４０６の端子を接続すると、これにより、ＭＯＳＦＥＴダイオードの閾値電圧が低下するという効果がある。であるから、低パワー環境の場合、例えば、当該タグが当該リーダからかなり離れている場合に、は、チャージポンプ３１００のオペレーションが改善される。
【０４９３】
ＭＯＳＦＥＴダイオードごとに、ボディー端子とソース端子とゲート端子とを接続し、これにより、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２および３４０６の閾値電圧を低下させている。これに対して、慣用のＭＯＳＦＥＴダイオード構成では、ＭＯＳＦＥＴのソース端子とボディー端子を接続し、ゲート端子をドレイン端子に接続して、２端子のダイオード回路を形成している。ゲート端子をソース端子およびドレイン端子に接続したので、このＭＯＳＦＥＴダイオードは、その閾値電圧が低下するという特性を有するようになり、これにより、このＭＯＳＦＥＴダイオードは、通常より低いパワー環境で導通するが、このＭＯＳＦＥＴダイオードは、逆方向には導通しない。その結果、チャージポンプ３１００は、当該タグが当該リーダからかなり離れたところにあっても、出力端子３１１４から有効なＤＣ電圧を供給することができる。この特性が修正されたＭＯＳＦＥＴダイオード構造を、次の慣用のダイオード構造と比較する。
【０４９４】
ＭＯＳＦＥＴ  ３４０４の端子は、ＭＯＳＦＥＴ  ダイオード３４０２および３４０６とは異なり、典型的には、通常のＭＯＳＦＥＴデバイスとしてオペレートするように、ＭＯＳＦＥＴ  ３４０４に接続されている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２および３４０６においては、ゲート端子はボディー端子およびソース端子に接続されていたが、しかしＭＯＳＦＥＴデバイス３４０４にあっては、ゲート端子はボディー端子およびソース端子に接続されていない。デバイス３４０４の閾値電圧は、加工プロセスを調整するか、または図３４Ｂに図示したが、デバイスをスタックするかのいずれかにより、上げることができる。しかしながら、このように構成すると、ＭＯＳＦＥＴデバイス３４０４は逆方向に（つまり、負のバイアス電圧で）導通し、ＭＯＳＦＥＴデバイス３４０４は正規のダイオードとしてオペレートしない。さらに、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２および３４０４のＩＶカーブについての詳細と、ＭＯＳＦＥＴデバイス３４０６についての詳細を、説明する。
【０４９５】
図３５Ａおよび図３５Ｂは、バイアスされていないＭＯＳＦＥＴ  ３５００であって、ゲート端子と、ドレイン端子と、ボディー端子と、ソース端子とを有するものを示す。図３５Ｂは、慣用のＭＯＳＦＥＴの断面図である。図３５Ｂを説明する。基板３５１０には、ｐライトドープウェル３５１２を有する。ｐドープウェル３５１２は、２つのＮ＋領域３５０２および３５０６と、Ｐ＋領域３５０８とを有するとともに、Ｐドープウェル３５１２の上に配置したゲート酸化膜３５０４を有する。このＭＯＳＦＥＴのゲート端子は、ゲート酸化膜層３３０４上に配置したアルミニウムのような導電性領域３５０３に、接続されている。このＭＯＳＦＥＴのドレイン端子およびソース端子は、それぞれ、Ｎ＋層３５０２および３５０６に接続され、このＭＯＳＦＥＴのボディー端子は、Ｐ＋領域３５０８に接続されている。これらドレイン端子とソース端子は、交換可能であるから、このラベル付けは説明のために利用したに過ぎない、ことに留意されたい。ＭＯＳＦＥＴ  ３５００において、そのソースおよびドレインとｐ−ウェルとで、Ｎ＋／Ｐダイオードが形成されており、その空乏領域は、図３５Ｂに図示したが、Ｐ−ウェル３５１２内に延びている。
【０４９６】
図３６Ａ〜Ｃは、慣用の負荷デバイスとしてバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴ  ３６００の図である。図３６Ａを説明する。ＭＯＳＦＥＴデバイス３６００のボディー端子およびソース端子が、両方とも、グラウンドに接続されている。ゲート端子およびドレイン端子は、一緒に接続され、通常、＋Ｖに接続されている。図３６Ｂは、ドレイン端子およびゲート端子に＋Ｖバイアス電圧を印加して慣用的なバイアスをかけたＭＯＳＦＥＴ  ３６００を示している。この＋Ｖバイアス電圧により、キャリアがゲート酸化膜３５０４に引き込まれ、電流を現在のドレイン３５０２からソース３５０６まで流す導通逆転領域３６０２が、形成される。空乏領域３６０４は、導通チャンネル３６０２を形成するキャリアが空になって、形成される。キャリアは導通チャンネル３６０２を形成するのに使用されるから、空乏領域には、一般的にキャリアがない。図３６Ｃは、ドレイン端子およびゲート端子に−Ｖバイアス電圧を印加して、慣用のバイアスがかけられたＭＯＳＦＥＴダイオード３６００を示している。この−Ｖバイアス電圧により、キャリアが、ゲート領域３５０４の下から追い払われるため、チャネルが形成されず、また電流がドレインからソース端子へ流れない。しかし、Ｐ−ドープウェル３５１２とＮ＋領域３５０２とが、順方向にバイアスされたＰＮ接合３６０６を形成するから、逆電流がボディー端子からドレイン端子へ流れる。逆電流は、ＤＣおよび低周波電圧バイアスとしては無視できから、ダイオードとして使用するのは効果的でない。しかし、周波数が高くなるにつれて、逆電流が空乏領域内のキャリア応答時間により抑制されるが、このデバイスはリーキー（leaky）なダイオードとしてアクトする。
【０４９７】
図３７Ａ〜Ｃは、本発明によりバイアスをかけたＭＯＳＦＥＴダイオード３７００であって、ＭＯＳＦＥＴダイオード構成の閾値電圧を低下させ、しかも逆バイアスによる導通を防止するようにしたＭＯＳＦＥＴダイオード３７００を示す図である。ここで、このような構成を「バックバイアス」効果という。図３７Ａを説明する。ＭＯＳＦＥＴ  ３７００のドレイン端子、ボディー端子、およびゲート端子は、一緒に接続されており、バイアス電圧＋Ｖおよび−Ｖに接続され、これにより、ダイオードをオンにしたり、ダイオードをオフにしたりする。ＭＯＳＦＥＴ  ３７００のソース端子は、グラウンドに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ  ３７００のボディー端子に、ゲート端子と同一の電位までバイアスがかけられているから、ＭＯＳＦＥＴ  ３７００の端子接続は、ＭＯＳＦＥＴ  ３６００のものと異なる。しかし、慣用のＭＯＳＦＥＴダイオード３６００では、ボディー端子は、ゲート端子に接続されず、ソース端子に接続されている。ゲート端子と同一の電位になるまで、ボディー端子にバイアスをかけたので、ＭＯＳＦＥＴ  ３７００の特性が変更され、ダイオードの閾値電圧が低下する。これについては、図３７Ｂおよび図３７Ｃを参照して説明する。
【０４９８】
図３７Ｂを説明する。ゲート３５０４の＋Ｖバイアス電圧により、キャリアがゲート酸化膜３５０４へ引き込まれ、電流をドレイン３５０２からソース３５０６へ流す導通反転チャネル３７０２が、形成される。空乏領域３７０６は、導通チャンネル３７０２を形成するキャリアが空になって、形成される。ボディー端子３５０８とｐ−ドープウェル３５１２とゲートには、Ｖ＋のバイアス電圧が印加されているから、空乏領域３７０６は、ソース３５０６の近傍で先細りになる。ソース３５０６の近傍で空乏領域３７０６が先細りになると、「バックバイアス効果」により、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００の閾値電圧が低下する。ＭＯＳＦＥＴの「パックバイアス効果」についての記載は、非特許文献１に見られる。この非特許文献１を本明細書の一部とする。したがって、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００がバイアス電圧＋Ｖで導通を開始から、タグ環境におけるより低いパワーＲＦ信号でも対処できる。ソース３５０６に対して順方向のバイアスがＰ−ドープウェル３５１２にかけられているから、ボディー端子の＋Ｖバイアス電圧により、順方向バイアス接合３７０４が生じ、これにより、ボディー端子からソース端子へ順方向バイアスダイオード電流が流れる。この電流は低周波またはＤＣバイアス電圧に対してのみ応答し、高周波ＲＦ信号に対して応答性がよくない。高周波ＲＦ信号に対して応答性がよくないのは、高周波に対してダイオード接合キャリアの応答が悪いためである。
【０４９９】
図３７Ｃは、−Ｖバイアス電圧が、ボディー端子と、ドレイン端子と、ゲート端子とに印加されるＭＯＳＦＥＴダイオード３７００を示している。−Ｖバイアス電圧により、ゲート領域３５０４の下からキャリアが追い出され、これにより生成される空乏領域３７０８が拡大する。拡大した空乏領域３７０８により、ドレイン端子３５０２からソース端子３５０６への電流の流れが阻止される。Ｐ＋ボディー３５０８とＮ＋ソース３５０６との間に、順方向バイアス接合がないため、ボディー端子３５０８とソース端子３５０６との間に、逆電流が流れない、ことに留意されたい。これに対して、慣用のＭＯＳＦＥＴデバイス３６００は、順方向バイアスダイオード接合３６０６により、逆電流が流れる。この逆電流は、正規のダイオードの振る舞いを害するため、望ましくない。
【０５００】
図３８Ａ〜Ｃは、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のＩＶカーブと、慣用のＭＯＳＦＥＴデバイス３６００のＩＶカーブと、ショットキーダイオードのＩＶカーブとを比較して示す図である。具体的には、図３８Ａは、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のＩＶカーブ３８０２を示している。図３８Ｂは、ＭＯＳＦＥＴデバイス３６００のＩＶカーブ３８０４を示している。最後に、図３８Ｃは、ショットキーダイオードのＩＶカーブ３８０６を示している。ショットキーダイオードのＩＶカーブ３８０６は、その勾配は、一定であって、慣用のＭＯＳＦＥＴデバイス３６００の勾配よりもかなり急勾配である。ショットキーダイオードの勾配が急勾配であるから、低パワーでの導通に対処できるのが望ましいが、ショトキーの機能は、典型的には、標準ＭＯＳＦＥＴのプロセスでは得られない。
図３８Ａと図３８Ｂを比較すると、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のＩＶカーブ３８０２は、ＭＯＳＦＥＴデバイス３６００のＩＶカーブ３８０４よりも勾配が急である。さらに、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００の閾値電圧（ＶＴＨ）は、ＭＯＳＦＥＴデバイス３６００の対応する閾値電圧（ＶＴＨ）よりも低い。このように改善できたのは、バックバイアス効果と順方向バイアスダイオード構成によるものである。このバックバイアス効果により、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００の閾値電圧がその値の１／２乗で減少するから、バックバイアスが増大していくと、その閾値が減少し続ける。ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のＩＶカーブ３８０２は、慣用のＭＯＳＦＥＴデバイス３６００の対応するＩＶカーブ３８０４よりも勾配が急であるが、ショットキーダイオードカーブ３８０６ほど急ではない。したがって、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００がこのようなＩＶカーブを有し、ダイオード３７００の導電性が高いので、チャージポンプ３４００は、慣用のＭＯＳＦＥＴダイオード３６００で達成可能なＲＦレベルよりもかなり低いＲＦパワーレベルでオペレートすることができる。
【０５０１】
このバックバイアスを次の式によりさらに説明する。
【０５０２】
【数１５】
2005503687.tif 000017
【０５０３】
ただし、
∂は１未満の値を有するプロセス定数であり、
Ｖはバイアス電圧であり、
ＶＴＨは閾値電圧である。
【０５０４】
上式から分かるように、バックバイアスをこのように構成したので、閾値電圧ＶＴＨは、実際には、係数
【０５０５】
【数１６】
2005503687.tif 000018
【０５０６】
だけ減少する。ただし、Ｖはバイアス電圧である。したがって、実効閾値電圧は、バイアス電圧が上昇すると減少し、ＩＶカーブの勾配は急になり、導通する電流が増加する。
【０５０７】
チャージポンプ３４００においては、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のバイアス電圧は、ＲＦ入力信号３００３である。したがって、バイアス電圧＋Ｖ／−Ｖは、ＲＦ信号３００３の正弦波サイクルと、ＲＦ  ３００３の振幅（つまり、パワーレベル）とともに変化し、タグ環境における当該リーダに対する当該タグの相対的な位置により変化する。ＭＯＳＦＥＴダイオードのリーク特性は、半導体ドーピングレベルを調整したため、閾値電圧が永久的に低下したとき、悪化するが、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００の閾値電圧は動的なので、ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００のリーク特性が悪化することはない。例えば、図３９は、ドーピングレベルを調整することにより慣用のＭＯＳＦＥＴ  ３６００の閾値電圧を下げる効果を示す図である。ＩＶカーブ３９０２は、第１のドーピングレベルと関連し、ＩＶカーブ３９０４は、第２のドーピングレベルと関連する。図示したように、ＩＶカーブ３９０２は、ＩＶカーブ３９０４に比べて、閾値電圧が低い。しかし、ＩＶカーブ３９０２は、ＩＶカーブ３９０４に比べて、逆方向のリーク電流（つまり、負の電圧）も大きい。出力制限がないので、このリーク電流は一般的には望ましくない。というのは、一般に、電荷がグラウンドに漏れるから、チャージポンプ３４００の効率が低下するためである。図３８を説明する。ＭＯＳＦＥＴダイオード３７００は、閾値電圧が、上述したように動的であるため、リーク電流が増大することはない。
【０５０８】
図４０は、本発明の他の実施形態に係るチャージポンプ４０００を示している。チャージポンプ４０００は、各段３１０２のＭＯＳＦＥＴダイオードのうちの少なくとも１つに、順方向バイアスがかかっていることを除き、チャージポンプ３４００と類似している。具体的には、各段３１０２の第１の直列ダイオード３４０２は、隣接する第２の直列ダイオード３４０４の出力により、順方向バイアスがかけられる。例えば、ＭＯＳＦＥＴ３４０２ａのゲートは、第２のダイオード３４０４ａの出力である、ノード３１１１ａの電圧でバイアスがかけられる。ノード３１１１ａを、第１段３１０２ａの出力ノードとして説明することができるか、あるいは、それと等価であるが、ノード３１１１ａを、第２段３１０２ｂの入力ノードとして説明することができる。同様に、ＭＯＳＦＥＴ３４０２ｂのゲートは、ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０４ｂの出力である、ノード３１１１ｂの電圧でバイアスがかけられ、この繰り返し、残りのＭＯＳＦＥＴダイオードについても行われる。要約すると、第ｎのダイオードのゲートに、ｎ＝奇数とする第（ｎ＋１）のダイオードの出力で順方向バイアスをかける。換言すると、他の全ての直列ダイオードは、そのゲートに、出力電圧が高い隣接する直列ダイオードの出力で順方向バイアスがかけられる。
【０５０９】
図４０を説明する。チャージポンプ４０００の電荷と電圧は、段３１０２の段数だけアキュムレートされ、出力電圧ＶＤＤが出力ノード３１１１ｄから出力される。したがって、４つの段３１０２を使用すれば、各段３１０２の出力では、電圧が約（１／４）ＶＤＤだけ高くなる。したがって、ＭＯＳＦＥＴ３４０２ａのゲート電圧をＭＯＳＦＥＴ３４０４ａの出力と接続すると、ＭＯＳＦＥＴ３４０２ａのゲート電圧は、ＭＯＳＦＥＴ３４０２ａのゲート電圧をグラウンドに接続していたチャージポンプ３４００の場合に、比較して、（１／４）ＶＤＤだけブースト（boost）される。ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０４ｂ、３４０４ｃ、および３４０４ｄにおいても、ゲート電圧がこのようにブーストされる。
【０５１０】
直列ＭＯＳＦＥＴダイオード３４０２のゲート電圧に、順方向バイアスをかけると、これらＭＯＳＦＥＴダイオードの動作点が、それぞれ、ＩＶカーブ上で、ＶＤＤ／４だけシフトする。図４１Ａおよび図４１Ｂは、動作点がシフトした例を示すＩＶカーブ４１００の例である。ダイオード３４０２が所定のＲＦ信号レベルに対して、バイアス電圧範囲４１０２（図４１Ａ）でオペレートしている場合に、は、順方向バイアスがかかっているゲートは、実際には、動作バイアス電圧をＩＶカーブ４１００上の実効バイアス電圧４１０４（図４１Ｂ）に移動する。例えば、実効バイアス電圧範囲４１０４は、ＶＤＤ／４だけシフトアップすることができ、これにより、バイアス電圧範囲４１０２に比べて、実効バイアス電圧範囲４１０４上での導電性が増大する。したがって、順方向バイアスがかかっているダイオード３４０２は、そうでない場合と比べて、導電性が増大する。そこで、チャージポンプ４０００は、そうでない場合に比べて、低いＲＦ入力信号３００３でオペレートする。しかし、ダイオードは、正弦波の負電圧サイクルの一部で、正のゲートバイアスを持ち、電流が流れるから、逆方向のリークが大きい。しかし、このことは、電荷の利点を制限して、過電圧を防止するために、利用することができる。
【０５１１】
上述したように、チャージポンプ４０００は、他の全ての直列ダイオードに、隣接する直列ダイオードによる順方向バイアスがかかるように構成されている。しかし、直列ダイオード（３４０２または３４０４）がいくつあっても、そのゲートに他の直列ダイオード（３４０２または３４０４）の出力で順方向バイアスをかけられるので、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、全ての直列ダイオード（３４０２および３４０４）のゲートには、そうする必要があれば、順方向バイアスをかけられる。この実施形態を一般化するため、便宜上、直列ダイオードに１からｎまでの番号を割り振ることにする。１番目のダイオードのゲートに、ｍ（１＜ｍ≦ｎ）番目のダイオードの出力で順方向バイアスをかけることができる。このようにバイアスを変動させると、チャージポンプの機能が変化する。
【０５１２】
要約すると、チャージポンプ４０００は、チャージポンプのオペレーションの効率を高める少なくとも２つの機能を有する。第１に、各ＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートが、ＭＯＳＦＥＴダイオードのボディー端子及びソース端子、又はドレイン端子と同一の電位に、接続されている。この構成を使用して接続すると、ＭＯＳＦＥＴダイオードの空乏層は、それぞれのＭＯＳＦＥＴダイオードのＩＶカーブの勾配が急になって、ＭＯＳＦＥＴダイオードの導電性が高くなるように、変更される。第２に、少なくとも１つのＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートに、隣接するＭＯＳＦＥＴの出力で順方向バイアスをかけ、これにより、ゲート電圧が高くなり、順方向バイアスがかかっているＭＯＳＦＥＴダイオードの導電性が改善される。
５．２  データリカバリ
【０５１３】
図４２は、図３０のデータリカバリ回路３０１０の一実施形態であるデータリカバリ回路４２００を示している。データリカバリ回路４２００は、パワーチャージポンプと並行して、ＲＦ信号３００３を処理し、出力端子４２１８からデジタル出力信号４２２０を出力するため、ＲＦ信号３００３により搬送される情報を復調する。データリカバリ回路３０１０は、高速チャージポンプ４２０２と、ダイオード４２０６及び抵抗４２０８を有するピーク検出回路４２０４と、キャパシタ４２１０と、抵抗４２１２と、コンパレータ４２１６とを含む。高速チャージポンプ４２０２は、ＲＦ信号３００３を受信し、ＲＦ信号３００３の振幅包絡線を検出し、復調された出力４２０３を生成する。例えば、図４３Ａは、ＡＭ変調されるＲＦ信号３００３の例を示している。高速チャージポンプ４２０４は、ＲＦ信号３００３の振幅包絡線４３０２を検出し、ＲＦ信号３００３の振幅包絡線４３０２を実質的にトラッキングする復調された出力信号４２０３を生成する。復調された出力信号４２０３は、さらに、コンパレータ４２１６により処理され、復調された出力信号４２０３を表すデジタル出力信号４２２０を発生する。
【０５１４】
復調された出力信号４２０３は、コンパレータ４２１６とピーク検出器４２０４に並列に送られ、ピーク検出器４２０４は、コンパレータ４２１６により閾値電圧として使用される基準信号４２１４を発生する。具体的には、復調された出力信号４２０３が上昇してノード４２０９の電圧を超えたとき、ピーク検出器４２０４のダイオード４２０６が導通し、その結果得られた電荷がキャパシタ４２１０に蓄積される。これは、典型的には、復調された出力信号４２０３で「０」から「１」への遷移があったときに発生する。「１」から「０」への遷移があった場合、復調された出力信号４２０３はノード４２０９の電圧よりも低くなり、ノード４２０９の過剰な電荷が抵抗４２０８と４２１２を介して排出される。その結果、ノード４２０９の基準電圧４２１４は、一般に、図４３Ｂに図示したが、復調された出力信号４２０３に追随し、接近するが、その時定数はかなり長い。基準信号４１２４は、コンパレータ４２１６に送られた場合に、は、閾値電圧としてオペレートし、コンパレータ４２１６は、復調された出力信号４２０３のデータ遷移を検出することができる。コンパレータ４２１６は、復調された出力信号４２０３の振幅と、基準信号４２１４の振幅とを比較し、その比較結果を表すデジタル出力信号４２２０を出力する。
【０５１５】
キャパシタ４２１０、抵抗４２０８、４２１２、およびダイオード４２０６の相対的なサイズによって、基準電圧４２１４の時定数が、復調された出力信号４２０３にどれだけ追随できるかが決定される。仮にこの基準電圧が応答しすぎる場合に、は、これら信号どうしが近すぎるので、コンパレータ４２１６は、復調された出力信号４２０３の所望のデータ遷移（つまり、「０」から「１」、および「１」から「０」）を検出することができない。一実施形態においては、入力電圧オフセットをコンパレータ４２１６に設定し、２つの信号の間を充分に分離し、適正な比較を行えるようにする。例えば、コンパレータ４２１６の差動入力にある入力トランジスタのサイズを非対称にして、電圧オフセットをインプリメントすることができる。本発明の実施形態においては、電圧オフセットは約２５ｍＶに設定されているから、復調された出力信号４２０３と基準信号４２１４とを充分に分離することができる。
【０５１６】
図４４は、本発明の一実施形態に係る高速チャージポンプ４２０２を示している。高速チャージポンプ４２０２は、２つの段４４０２ａと４４０２ｂを含み、それぞれの段４４０２は、チャージポンプ４０００と類似の構造を有するが、電圧制限シャントＭＯＳＦＥＴデバイス（例えば、チャージポンプ４０００の中のＭＯＳＦＥＴデバイス３４０４）がグラウンドにつながっていない。シャントＭＯＳＦＥＴデバイスは、出力４２０３が他の回路の電源として使用されていないので、データリカバリ時に必要とされない。さらに、パワーチャージポンプの電圧クランプ効果により、過剰なＲＦエネルギーがアンテナから反射されるため、過大な出力電圧４２０３が発生されることがない。
【０５１７】
高速チャージポンプ４４００は、２つの段４４０２を含むものとして図示されている。しかし、高速チャージポンプは２つの段に限定されるものではない。チャージポンプ４４００は任意の段を有することができることは、当業者にとって当然のことである。
【０５１８】
高速チャージポンプ４２０２のコンポーネントは、高速チャージポンプ４４００がＲＦ信号３００３に対する変調をトラッキングするのに充分な帯域幅を有するように、構成されている。例えば、ＭＯＳＦＥＴダイオード４４０６および４４０８のサイズは、カバーチャージポンプ４０００の対応するダイオードよりも小さい。デバイスのサイズが小さいほど、寄生リアクタンスおよび寄生容量が小さくなる。したがって、デバイスはサイズが小さいほど、大きなデバイスで達成可能な帯域幅に比べて、大きい帯域幅の信号に対して応答性が高くなる。キャパシタ４４０４および４４１０も、充分な帯域幅が得られるように、適宜サイズを設定する。その結果、チャージポンプ４４００は、充分な帯域幅を持ち、充分に高速なため、ＲＦ信号３００３に対する変調をトラッキングすることができ、復調された出力信号４２０３を発生する。
【０５１９】
さらに、チャージポンプ４４００にあっては、チャージポンプ４０００に関連して述べた効率改善が施されている。つまり、ＭＯＳＦＥＴダイオード４４０６および４４０８のボディー端子が、これらのデバイスのそれぞれのドレイン端子に接続され、これにより、バックバイアス閾値を低下させて、ＭＯＳＦＥＴダイオード４４０６および４４０８のそれぞれのＩＶカーブの勾配の傾きが改善されている。第２に、ダイオード４４０６のゲートに、順方向バイアスをかけ、これにより、それぞれのＩＶカーブ上のこれらのダイオードの動作点を上方にシフトさせている。
【０５２０】
図４４に図示したが、高速チャージポンプ４４００は、復調された出力信号４２０３の発生に必要でない特別なＭＯＳＦＥＴダイオード４４１２も含む。ＭＯＳＦＥＴダイオード４４１２は、ピーク検出器４２０４のダイオード４２０６であり、これを使用して、コンパレータ４２１６に供給される基準信号４２１４を発生する。したがって、高速チャージポンプ４４００は、復調された出力信号４２０３と、閾値検出のためコンパレータ４２１６により使用される基準信号４２１４との両方を発生する。
【０５２１】
図３０を説明する。パワーチャージポンプ３００８およびデータリカバリ回路３０１０は、並列に構成され、同一のＲＦ信号３００３に対し、同時にオペレートすることができる。したがって、電圧発生およびデータリカバリはれ、同時に行われ、これによりタグの応答時間が改善される。
【０５２２】
データリカバリ回路は、要するに、基本的なチャージポンプ設計にあっては、信号検出器として使用されるものであるが、この信号検出器は、ＭＯＳＦＥＴダイオードと、チャージポンプのキャパシタであってサイズがおおよそ１桁小さいキャパシタと、を有するものであって、このチャージポンプが、変調ＲＦ信号の急激な変化に追随するものである。このチャージポンプの出力が、変調されたＲＦの入力信号強度変動に追随するようにするため、クランピングデバイスを取り外すこともできる。このチャージポンプにより信号強度変化を検出させるため、このチャージポンプの出力をＭＯＳＦＥＴダイオードを介して保持キャパシタに接続するようにして、独自の「自己基準（self-reference）」機能が追加されている。この保持キャパシタは、信号強度の時間積分に従い、電荷出力は、変調されたＲＦ信号の急速な変化に追随する。標準のコンパレータ回路でこれら２つを比較することにより、信号検出が行われる。
５．３  伝送変調
【０５２３】
図４５も、図３０のbackscatterスイッチ３０１６を示している。backscatterスイッチ３０１６は、アンテナ３００２のインピーダンスを変調して、データをリーダに送り返す。backscatterスイッチ３０１６においては、ＭＯＳＦＥＴトランジスタスイッチ４５０４と、アンテナの入力端子が、ノード３００５で接続されている。ＭＯＳＦＥＴスイッチ４５０４は、そのドレインが、ＤＣブロッキングキャパシタ４５０２を介して、アンテナ３００２の入力端子に接続され、そのソースは、グラウンドに接続されている。ＭＯＳＦＥＴスイッチ４５０４のゲートが伝送データ３０１７によりコントロールされるから、アンテナ３００２は、伝送データ３０１７に従って、キャパシタ４５０２を介してグラウンドに短絡する。具体的には、backscatterスイッチ３０１６が、ＲＦパッド３００４のアンテナ３００２から見た入力インピーダンスを短絡する。したがって、ＲＦ信号３００３は、伝送データ３０１７に従って、リーダに反射される。
６．むすび
【０５２４】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、当然、これらは例にすぎず、これに限定されるものではない。したがって、本発明の範囲は、上述の実施例に限定されず、請求項およびその等価物によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【０５２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグリーダネットワークが１つまたは複数のＲＦＩＤタグと通信する環境のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るリーダネットワークとタグとの間の通信のアーキテクチャに関する概要を説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリーダによって伝送されるデータシンボル例のグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るリーダによって伝送されるデータシンボル例のグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係るリーダによって伝送されるデータシンボル例のグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るタグからリーダに伝送されるbackscatterシンボル例のグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係るタグからリーダに伝送されるbackscatterシンボル例のグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係るタグからリーダに伝送されるbackscatterシンボル例のグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係るタグからリーダに伝送されるbackscatterシンボル例のグラフである。
【図１０】本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグの機能インプリメントを説明するブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグの機能インプリメントを説明するブロック図である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグの種々のオペレーティング状態を説明する状態図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態に係るマスタリセットおよびマスタドーマント信号状態を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の実施形態に係るマスタリセットおよびマスタドーマント信号状態を示す図である。
【図１２Ｄ】本発明の実施形態に係るマスタリセットおよびマスタドーマント信号状態を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る単一タグの観点からバイナリトラバーサルのオペレーションを説明する流れ図である。
【図１４Ａ】本発明の実施形態に係るリーダの観点から特定リードインタロゲーションオペレーション例を説明する流れ図である。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態に係るリーダの観点から特定リードインタロゲーションオペレーション例を説明する流れ図である。
【図１５Ａ】本発明の実施形態に係るリーダの観点から汎用リードインタロゲーションオペレーション例を説明する流れ図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態に係るリーダの観点から汎用リードインタロゲーションオペレーション例を説明する流れ図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る３つのタグからなるタグ群のバイナリトラバーサルを説明するツリー図の例である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態に係る単一タグの観点からプロトコルの重ね合わせサブセットのオペレーションを説明する流れ図である。
【図１７Ｂ】本発明の一実施形態に係るリーダをネットワークの観点からプロトコルの重ね合わせサブセットのオペレーションを説明する流れ図である。
【図１８】マスタクロック信号により駆動されるデジタル同期回路で使用する周波数選択可能な発振器を説明する図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る複数の同時発振器周波数に対応する発振器構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るチューニング回路を備える周波数アジャスタブル発振器のブロック図である。
【図２１Ａ】本発明の一実施形態に係る発振器キャリブレーション回路を示すブロック図である。
【図２１Ｂ】本発明の一実施形態に係る図２１Ａのキャリブレーション回路の詳細ブロック図である。
【図２１Ｃ】本発明の一実施形態に係る図２１Ａのキャリブレーション回路の詳細ブロック図である。
【図２１Ｄ】本発明の一実施形態に係る周波数調整バンクの詳細を示す回路図である。
【図２２Ａ】本発明の一実施形態に係る一連のキャリブレーションテストに使用される波形例を示す波形図である。
【図２２Ｂ】本発明の一実施形態に係る完全キャリブレーションに使用される一連のテストの波形例を示す波形図である。
【図２３Ａ】本発明の一実施形態に係るカウントワードの例の値を示す図である。
【図２３Ｂ】本発明の一実施形態に係るコントロールワードの例の値を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る逐次近似レジスタの例のブロック図である。
【図２５Ａ】本発明の実施形態に係る入力信号で発振器周波数をキャリブレーションするステップをまとめた流れ図である。
【図２５Ｂ】本発明の実施形態に係る入力信号で発振器周波数をキャリブレーションするステップをまとめた流れ図である。
【図２５Ｃ】本発明の実施形態に係る入力信号で発振器周波数をキャリブレーションするステップをまとめた流れ図である。
【図２５Ｄ】本発明の実施形態に係る入力信号で発振器周波数をキャリブレーションするステップをまとめた流れ図である。
【図２６Ａ】本発明の一実施形態により、データシンボルのキャリブレーションを行うためにタグが受信することができる波形例を示す波形図である。
【図２６Ｂ】本発明の実施形態に係るそれぞれのシンボル交換に対するＲＦＩＤリーダとタグとの間の相互作用を示す完全なデータシンボルタイミング図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係るタグ内のデータキャリブレーションシステムの図である。
【図２８Ａ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２８Ｂ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２８Ｃ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２８Ｄ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２８Ｅ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２８Ｆ】本発明の実施形態に係るデータシンボルキャリブレーションを行い、受信したデータシンボルを解釈するステップをまとめた流れ図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る、図２２Ａに図示したテスト波形の代わりに使用して、アジャスタブルな発振器のキャリブレーションを行うことができる追加スペーシングパルスを有するテスト波形の波形図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係るＲＦタグ例のアナログフロントエンドを説明する説明図である。
【図３１】図３０に図示したアナログフロントエンドの主チャージポンプの一実施形態であるパワーチャージポンプの回路図である。
【図３２Ａ】パワーチャージポンプ３１００内のダイオードと関連するダイオードカーブを示す図である。
【図３２Ｂ】パワーチャージポンプ３１００内のダイオードと関連するダイオードカーブを示す図である。
【図３２Ｃ】パワーチャージポンプ３１００内のダイオードと関連するダイオードカーブを示す図である。
【図３３Ａ】パワーチャージポンプ３１００の出力電圧を制限するためダイオードを使用した場合のＤＣ出力電圧とチャージポンプ効率対ＲＦ入力パワーとを対比したグラフである。
【図３３Ｂ】パワーチャージポンプ３１００の出力電圧を制限するためダイオードを使用した場合のＤＣ出力電圧とチャージポンプ効率対ＲＦ入力パワーとを対比したグラフである。
【図３４Ａ】各段のダイオードをダイオード等価デバイスとして構成されているＭＯＳＦＥＴで置き換えた、本発明の実施形態に係るチャージポンプを示す回路図である。
【図３４Ｂ】各段のダイオードをダイオード等価デバイスとして構成されているＭＯＳＦＥＴで置き換えた、本発明の実施形態に係るチャージポンプを示す回路図である。
【図３５Ａ】ゲート端子、ドレイン端子、ボディー端子、およびソース端子を有するバイアスされていないＭＯＳＦＥＴを示す図である。
【図３５Ｂ】ゲート端子、ドレイン端子、ボディー端子、およびソース端子を有するバイアスされていないＭＯＳＦＥＴを示す図である。
【図３６Ａ】慣用の負荷デバイスとしてバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴの図である。
【図３６Ｂ】慣用の負荷デバイスとしてバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴを示す図である。
【図３６Ｃ】慣用の負荷デバイスとしてバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴを示す図である。
【図３７Ａ】ＭＯＳＦＥＴダイオード構成の閾値電圧を下げ、逆バイアス導通を防止するため、本発明によりバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴダイオードを示す図である。
【図３７Ｂ】ＭＯＳＦＥＴダイオード構成の閾値電圧を下げ、逆バイアス導通を防止するため、本発明によりバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴダイオードを示す図である。
【図３７Ｃ】ＭＯＳＦＥＴダイオード構成の閾値電圧を下げ、逆バイアス導通を防止するため、本発明によりバイアスがかけられているＭＯＳＦＥＴダイオードを示す図である。
【図３８Ａ】ＭＯＳＦＥＴダイオードのＩＶカーブと慣用のＭＯＳＦＥＴデバイスのＩＶカーブ、およびショットキーダイオードのＩＶカーブとの比較を示す図である。
【図３８Ｂ】ＭＯＳＦＥＴダイオードのＩＶカーブと慣用のＭＯＳＦＥＴデバイスのＩＶカーブ、およびショットキーダイオードのＩＶカーブとの比較を示す図である。
【図３８Ｃ】ＭＯＳＦＥＴダイオードのＩＶカーブと慣用のＭＯＳＦＥＴデバイスのＩＶカーブ、およびショットキーダイオードのＩＶカーブとの比較を説明するための図である。
【図３９】ドーピングレベルを調整することにより慣用のＭＯＳＦＥＴの閾値電圧を下げる効果を説明するための図である。
【図４０Ａ】一方のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートが他方のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力で順方向バイアスをかけられている、本発明の他の実施形態に係るチャージポンプの回路図である。
【図４０Ｂ】一方のＭＯＳＦＥＴダイオードのゲートが他方のＭＯＳＦＥＴダイオードの出力で順方向バイアスをかけられている、本発明の他の実施形態に係るチャージポンプを示す回路図である。
【図４１Ａ】ダイオードの順方向バイアスを示すＩＶカーブ例を示す図である。
【図４１Ｂ】ダイオードの順方向バイアスを示すＩＶカーブ例を示す図である。
【図４２】本発明に係る、図３０に図示したデータリカバリ回路の一実施形態であるデータリカバリ回路を示す回路図である。
【図４３Ａ】ＡＭ変調されるＲＦ信号例を示す図である。
【図４３Ｂ】あるノードの基準電圧が一般的に、復調された出力信号に追随し、接近する様子を示す図である。
【図４４】本発明の一実施形態に係る高速チャージポンプを示す回路図である。
【図４５】図３０に図示したbackscatterスイッチを示す回路図である。
【図１】
2005503687.tif 000019
【図２】
2005503687.tif 000020
【図３】
2005503687.tif 000021
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005503687.tif 000025
【図８】
2005503687.tif 000026
【図９】
2005503687.tif 000027
【図１０】
2005503687.tif 000028
【図１１】
2005503687.tif 000029
【図１２Ａ】
2005503687.tif 000030
【図１２Ｂ】
2005503687.tif 000031
【図１２Ｃ】
2005503687.tif 000032
【図１２Ｄ】
2005503687.tif 000033
【図１３】
2005503687.tif 000034
【図１４Ａ】
2005503687.tif 000035
【図１４Ｂ】
2005503687.tif 000036
【図１５Ａ】
2005503687.tif 000037
【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
2005503687.tif 000040
【図１７Ｂ】
2005503687.tif 000041
【図１８】
2005503687.tif 000042
【図１９】
2005503687.tif 000043
【図２０】
2005503687.tif 000044
【図２１Ａ】
2005503687.tif 000045
【図２１Ｂ】
2005503687.tif 000046
【図２１Ｃ】
2005503687.tif 000047
【図２１Ｄ】
2005503687.tif 000048
【図２２Ａ】
2005503687.tif 000049
【図２２Ｂ】
2005503687.tif 000050
【図２３Ａ】
2005503687.tif 000051
【図２３Ｂ】
2005503687.tif 000052
【図２４】
2005503687.tif 000053
【図２５Ａ】
2005503687.tif 000054
【図２５Ｂ】
2005503687.tif 000055
【図２５Ｃ】
2005503687.tif 000056
【図２５Ｄ】
2005503687.tif 000057
【図２６Ａ】
2005503687.tif 000058
【図２６Ｂ】
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【図２７】
2005503687.tif 000060
【図２８Ａ】
2005503687.tif 000061
【図２８Ｂ】
2005503687.tif 000062
【図２８Ｃ】
2005503687.tif 000063
【図２８Ｄ】
2005503687.tif 000064
【図２８Ｅ】
2005503687.tif 000065
【図２８Ｆ】
2005503687.tif 000066
【図２９】
2005503687.tif 000067
【図３０】
2005503687.tif 000068
【図３１】
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【図３２Ａ】
2005503687.tif 000070
【図３２Ｂ】
2005503687.tif 000071
【図３２Ｃ】
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【図３３Ａ】
2005503687.tif 000073
【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３７Ｃ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【図４２】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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