(57)【要約】【課題】通信エラーの検出処理が容易で多種類のエラー検出が可能な無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣを提供することにある。【解決手段】この発明は、フレームを所定のバイト数の複数のサブフレームに分割してデータを複数回受信する受信手段と、受信したサブフレーム単位ごとに通信エラーがあるか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定の結果、通信エラーがある判定されたときに無線通信ＩＣからの受信を停止する受信停止手段とを備えていて、判定手段が複数種類の通信エラーを検出するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ＩＣを内蔵した非接触型情報記憶媒体と、前記非接触型情報記憶媒体に対して電力を供給して前記無線通信ＩＣに内蔵されたメモリに記憶されたデータを所定容量のフレーム単位で読出して上位情報処理装置へ転送する無線通信ＩＣリーダライタにおいて、
前記フレームを所定のバイト数の複数のサブフレームに分割してデータを複数回受信する受信手段と、
受信した前記サブフレーム単位ごとに通信エラーがあるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定の結果、前記通信エラーがある判定されたときに前記無線通信ＩＣからの受信を停止する受信停止手段とを備え、
前記判定手段は複数種類の通信エラーを検出する無線通信ＩＣリーダライタ。
【請求項２】
判定手段は、判定回路であり、前記サブフレームは、前記エラーコードが付加されたデータとして受信メモリに記憶され、前記エラーコードの位置にこのエラーコードに換えて前記複数種類の通信エラー結果が通信エラー情報として記憶され、前記フレームが受信されたタイミングに合わせて前記通信エラー結果を前記上位データ処理装置に送出する請求項１記載の無線通信ＩＣリーダライタ。
【請求項３】
前記通信エラー結果は、前記複数種類の通信エラーに対応して複数のビットからなるものであり、各ビット位置を異なる内容の通信エラーに割当てて通信エラーを検出して、前記フレーム分のデータの前記通信エラー結果の論理和の複数ビットを前記上位データ処理装置に送出する請求項２記載の無線通信ＩＣリーダライタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の無線通信ＩＣリーダライタと前記上位データ処理装置とからなる無線通信ＩＣ情報処理システム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか記載の無線通信ＩＣリーダライタに対して前記フレームを前記サブフレームに分割してデータを送信する無線通信ＩＣ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信ＩＣリーダライタおよびこれを用いる無線通信ＩＣ情報処理システムに関し、詳しくは、非接触型のＩＣカードあるいは切手形の非接触型メモリ媒体、あるいはＩＣタグ、電子キーなどの記憶媒体と、この記憶媒体との間で非接触でデータの授受を行うリーダを搭載したコンピュータ等の情報処理装置、非接触状態でＩＣカードとデータの授受を行いＩＣカードの正当性を確認する交通ゲート入退装置、入退室管理装置、商品管理システムあるいは電子キー等の情報媒体が利用される電子商取引などで代表される装置あるいはシステムなどにおいて、通信エラーの検出処理が容易で多種類のエラー検出が可能な無線通信ＩＣリーダライタの改良に関する。
なお、この明細書および特許請求の範囲におけるリーダライタには、トランシーバ／レシーバとして非接触媒体と通信処理するものも含めるものとする。
【０００２】
【従来の技術】
非接触型ＩＣカードは、電磁誘導や電磁結合によりリーダ・ライタとの間で情報の送受信が行われる。非接触型ＩＣカードそのものとして、従来は、電池を内蔵するものが用いられていたが、最近では、ＩＣ駆動電力が低減され、電波により電力供給が行われ、送受信するものが実用化されている（特許文献１，２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３３０８４０号公報
【特許文献２】
特願２０００−１７２７９３号公報
【０００４】
さらに、最近では、電鋳技術等を利用して十数μｍの幅でコイルが絶縁層を挟んで数ｍｍ角のチップ上に数十ターン形成され、このチップがＩＣカードや商品に添付するＩＣタグとして内蔵され、利用されている。この種のＩＣは、非接触型情報媒体の１つであり、無線通信ＩＣ（あるいはＩＣタグ、その他のＩＣ型非接触情報媒体、以下これらを含めてこの明細書および特許請求の範囲では無線通信ＩＣという。）として実用化されている。
このような無線通信ＩＣを含めて、非接触媒体によるデータ授受システムは、密着型（非接触形ＩＣカードあるいはＩＣタグに対する距離０〜２ｍｍ程度）あるいは近接型（２ｍｍ以上〜１０ｃｍ程度まで）としてリーダ・ライタに対して非接触情報媒体を密着あるいは近接してデータの送受信を行う。そして、無線通信ＩＣの電力供給は、ＡＳＫあるいはＦＳＫにおいて無変調で一定振幅の周波数の電波が一定期間非接触情報媒体側に送出され、非接触情報媒体がその電力で動作して装置側に応答する。このときの応答通信として、無線通信ＩＣ側ではデータの送信が負荷変調方式で行われるものがある。
【０００５】
ところで、無線通信ＩＣとデータの授受を行うリーダ・ライタは、通常、ＦＤやハードディスクなどの記録単位と同様に、１２８バイト〜２５６バイト程度のフレーム単位でデータを送受信する。送受信プロトコルは、相手方が特定されているので、通常の通信で行われるように、ＳＯＦ（スタートオブフレーム）あるいはＳＯＴ（スタートオブテキスト），ＥＯＦ（エンドオブフレーム）あるいはＥＯＴ（スタートオブテキスト）に相当するようなコードを最初と最後に挟んで、コマンドあるいは応答コードとデータとが送出され、最後にＣＲＣ等のチェックコードが付加される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような無線通信ＩＣからデータを受信する場合、各種の通信エラーが発生する。例えば、無線通信ＩＣがリーダ・ライタに対して装着が不十分な場合や装着されていないことによる通信エラーを始めとして、ビット欠落エラーやＣＲＣエラー、キャリア電波の出力不足などによる通信エラーなど各種のものがある。しかし、これらエラーに対応して通信エラーを検出するとなると、リーダ・ライタの処理ロードは高くなる。しかも、通信エラーそれぞれに応じて上位データ処理装置（ホストコンピュータ）側での処理対応が異なってくる。例えば、無線通信ＩＣがリーダ・ライタに対して装着が不十分な場合や装着されていないことによる通信エラーでは、それに対応するメッセージが必要になり、ビット欠落エラー、ビット検出エラーやＣＲＣチェックエラーなどでは、リトライ処理が必要であり、ときにはキャリア電波出力の増強などの処理も必要になる。
一方では、例えば、ＵＳＢ１．１規格からより高速なＵＳＢ２．０規格へ移行するなど、リーダライタ処理の高速化の要請がある。しかも、スティックタイプ等の小型化も必要になる。そのためリーダ・ライタにおいて多種類のエラー検出を効率よく行わなければならなくなるが、高速かつ小型化の要請に応えることが難しい状況にある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、通信エラーの検出処理が容易で多種類のエラー検出が可能な無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣを提供することにある。
この発明の他の目的は、通信エラーの検出処理が容易で多種類のエラー検出が可能な無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明の無線通信ＩＣリーダライタ、これを用いる無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣの特徴は、無線通信ＩＣを内蔵した非接触型情報記憶媒体と、非接触型情報記憶媒体に対して電力を供給して無線通信ＩＣに内蔵されたメモリに記憶されたデータを所定容量のフレーム（送信フレーム）単位で読出して上位情報処理装置へ転送する無線通信ＩＣリーダライタにおいて、
フレームを所定のバイト数の複数のサブフレーム（所定の容量のフレームを複数個に分割したときの分割されたフレーム）に分割してデータを複数回受信する受信手段と、受信したサブフレーム単位ごとに通信エラーがあるか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定の結果、通信エラーがある判定されたときに無線通信ＩＣからの受信を停止する受信停止手段とを備えていて、判定手段が複数種類の通信エラーを検出するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
このように、この発明にあっては、フレームを所定のバイト数の複数のサブフレームに分割してサブフレーム単位で各種の通信エラーを判定するようにしているので、判定の種類が多くなっても判定手段（判定回路等）の小型化と高速化を実現することができる。
その結果、多種類のエラー検出ができる通信エラーの検出処理が容易で高速エラー検出処理が可能な無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣを容易に実現することができる。
【０００９】
【実施例】
図１は、この発明を適用した無線通信ＩＣリーダライタを用いる無線通信ＩＣ情報処理システムのブロック図、図２は、無線通信媒体によるデータ送信プロトコルのフォーマットの説明図、図３は、送受信バッファメモリのサブフレーム受信データの説明図、そして図４は、その通信エラーコードの説明図である。
図１において、１は、無線通信ＩＣ情報処理システムであって、２はそのホストコンピュータ、３は、無線通信ＩＣを内蔵した無線通信媒体リーダ・ライタであり、マイクロプロセッサインタフェース（以下マイコンＩ／Ｆ）３０を介してホストコンピュータ２に接続されている。無線通信媒体リーダ・ライタ３は、マイコンＩ／Ｆ３０と、コントロール回路（ＣＮＴ）３１、変調回路（ＭＯＤ）３２ａと復調回路（ＤＥＭ）３２ｂを有する送受信回路３２、送受信バッファメモリ３３、通信エラー判定回路３５、そしてループアンテナ３６とを有していて、送受信回路３２がコントロール回路３１に制御されて送受信バッファメモリ３３を介してデータの送受信をする。なお、通信エラー判定回路３５は、８ビットのエラーレジスタ３５ａが設けられている。
一方、コントロール回路３１とマイコンインタフェース（ＩＦ）３０とは、無線通信媒体リーダ・ライタ３（およびホストコンピュータ１）が起動状態にあるときにホストコンピュータ１との間でデータの授受をし、ホストコンピュータ２からのコマンドを受信して、それに対する応答をする。
【００１０】
コントロール回路３１は、マイコンＩ／Ｆ３０を介してホストコンピュータ２からデータを受けて送受信バッファメモリ３３に一旦記憶して送受信回路３２に送信データＴＤを送出し、送受信回路３２から出力される受信データＲＤを受けて送受信バッファメモリ３３に一旦記憶してマイコンＩ／Ｆ３０を介してホストコンピュータ２に転送する。
送受信回路３２は、内部にエンコーダ（ＥＮＣ）と、変調回路（ＭＯＤ）３２ａ、送信回路とからなる送信部、そして復調回路（ＤＥＭ）３２ｂ、デコーダ（ＤＥＣ）とからなる受信部を有していて、それぞれループアンテナ３６に接続されている。なお、３６ａは、マッチング回路である。
エンコーダ（ＥＮＣ）は、送信データを受けてこれをＭＦＭ信号に変換して変調回路（ＭＯＤ）３２ａに送出する。変調回路（ＭＯＤ）３２ａは、ホストコンピュータ２側から受けたデータを、例えば、ＡＳＫ変調して送信回路を介してループアンテナ３６に供給する。
【００１１】
２０は、無線通信ＩＣを内蔵した無線通信媒体であって、内部にループアンテナ２１とＩＣ２２とを有していて、ループアンテナ２１は、絶縁層を介してチップ上に積層されている。ＩＣ２２には、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やメモリのほかに、電力を蓄積するためのコンデンサや検波回路などの電源生成回路が内蔵されている。
一方、ホストコンピュータ２は、コントローラ（ＭＰＵ）１ａと、メモリ１ｂ、そしてメモリ１ｂに記憶された無線通信媒体２０からデータを読出す処理を一部に含むアプリケーションプログラム１ｃなどが設けられている。
【００１２】
さて、ホストコンピュータ２において、カード読取の処理のプログラム部分がコールされると、ホストコンピュータ２のＭＰＵ１ａが実行して、まず、無線通信媒体２０に対するアクセス要求信号（ＲＥＱ）をＭＰＵ１ａが無線通信媒体リーダ・ライタ３に対して送出し、マイコンＩ／Ｆ３０がそれを受信してコントロール回路３１を制御してコントロール回路３１が送受信バッファメモリ３３をＯＮにし、送受信回路３２に電力供給を開始してこれを起動する。そして、無線通信媒体２０からの受信データ応答待ちに入る。
【００１３】
無線通信媒体２０からの応答情報により無線通信媒体２０の検出をして、無線通信媒体２０との実際のデータ交信処理に入り、データ交信処理において読出処理が行われる。このとき、通信エラー判定回路３５は、応答キャリアがあるか否か、読出データを受信しているか否か等により無線通信媒体２０に対する受信状態の通信エラー検出を行う。さらに、無線通信媒体２０から所定の読出データをサブフレーム５ａ〜５ｎとして１２８バイトの送信フレーム４を、ここでは１６分割して受信する。そして、コントロール回路３１は、無線通信媒体２０から受信した各サブフレーム５ａ〜５ｎのデータを送受信バッファメモリ３３に読込み、記憶する。これが完了した時点で通信エラー判定回路３５は、各サブフレーム５ａ〜５ｎの受信データを送受信バッファメモリ３３に順次記録し、サブフレーム１個を記憶した時点でＣＲＣエラーを始めとして、ビット落ちエラー等の受信データについての通信エラー検出をする。各検出エラーは、送受信バッファメモリ３３に記憶されたサブフレーム５ａ〜５ｎの通信エラー情報７ｃ（図３参照）のエリアに記憶される。
そして、このとき通信エラーが検出されたときには、通信エラー判定回路３５は、コントロール回路３１にエラー検出信号を送出する。これによりコントロール回路３１は、無線通信媒体２０からの受信処理を停止する処理をする。
これは、コントロール回路３１は、内部のフリップフロップをリセットし、これにより各種制御信号を停止させて送送受信バッファメモリ３３をＯＦＦにする。その結果、送受信回路３２に対する電力供給が停止される。
【００１４】
図２〜図４は、サブフレームの受信処理と通信エラー判定回路３５の通信エラーについての説明図である。
図２は、無線通信媒体によるデータ受信プロトコルのフォーマットの説明図であり、無線通信媒体２０は、送信データ６の最初にＳＯＦの欄６ａ、次に１バイトのレスポンスコード欄６ｂ、８バイトのサブフレームの送信データ欄６ｃ、そして、ＣＲＣチェックコード欄６ｄ、そして最後にＥＯＦの欄６ｅとからなる。
これのフォーマットで送信されたデータを受信する無線通信媒体リーダ・ライタ３は、図３に示すように、まず、通信エラー判定回路３５で受信中に送信キャリアが存在するか否か等のエラー検出を行い、受信データを送送受信バッファメモリ３３に各サブフレームの受信対応に順次記憶していく。
【００１５】
図３は、送送受信バッファメモリ３３のサブフレーム対応の応答の記憶内容であり、レスポンスコード欄７ａと実際のサブフレームに分割された８バイトの受信データ欄７ｂ、そして通信エラー情報欄７ｃとで構成されていて、１６個に分割された受信データが順次記憶される。
このとき、通信エラー情報欄７ｃは、送信データ６のＣＲＣチェックコード欄６ｄの位置に通信エラー情報欄７ｃに置換えて記憶する。
そして、通信エラー情報欄７ｃにおいて通信エラーが発生した時点で、受信は、コントロール回路３１により停止されて、送送受信バッファメモリ３３へのサブフレームの受信データの記憶はされなくなる。
この場合の通信エラー判定回路３５が判定するエラー内容が図４であり、通信エラーデータは、１バイトのエラーフラグで構成され、対応するエラーが発生したときに対応する桁位置のビットが“１”にセットされたままとなる。すなわち、エラーフラグの８ビットのうちＬＳＢを除くすべてが、初期状態では“１”のエラー検出状態にセットされ、エラーがないと判定されたときに“０”にリセットされる。なお、ＬＳＢは、初期状態では“０”がセットされていて、エラーがあったときに“１”にセットされる。
【００１６】
以下、各桁位置のエラーフラグをＬＳＢから順に説明すると、ＬＳＢ（＝ｂ０）は、キャリアエラーフラグであり、送信信号のキャリアが停止されたことを示すエラー、これが停止されたときに“１”となる。次の第２桁目（＝ｂ１）は、受信バイト数エラーフラグ、総受信バイト数が相違するときに“１”となる。次の第３桁目（＝ｂ２）は、ステータスエラーフラグであり、無線通信媒体２０からステータス確定通知が受信されなかったときに“１”となる。
次の第４桁目（＝ｂ３）は、信号受信エラー、無線通信媒体２０から受信信号が検出されないかったときに“１”となる。
次の第５桁目（＝ｂ４）は、ビット検出エラー、無線通信媒体２０から受信信号がビット検出位置でないときにビット信号を検出して、本来のビット対応の信号になっていないときに“１”となる。
次の第６桁目（＝ｂ５）は、ビット未検出エラー、無線通信媒体２０から受信信号がビット検出位置のときにビット対応の信号になっていないときに“１”となる。
次の第７桁目（＝ｂ６）は、ＣＲＣエラーフラグであり、無線通信媒体２０から受信データをＣＲＣチェックした結果、送信されたＣＲＣコードと結果が異なるときに“１”となる。
最後のＭＳＢ（第８桁目＝ｂ７）は、通信エラー有無のフラグであって、ｂ０〜ｂ６のいずれかにエラーフラグ“１”があったときに、“１”にセットされる。
【００１７】
そして、各サブフレームの通信エラー情報欄７ｃに記憶された通信エラーは、各ビット対応に論和を採り、この論理和の８ビットが８ビットのエラーレジスタ３５ａに記憶される。
コントロール回路３１は、通信エラー判定回路３５からの検出信号に応じて途中で通信エラーがあったときには、受信を打切った場合であっても、１６回分のサブフレーム５ａ〜５ｎが全て受信されたタイミングでホストコンピュータ２に対して前記のエラーレジスタ３５ａの論理和の通信エラーフラグデータをマイコンＩ／Ｆ３０を介して送信する。
【００１８】
以上は、非接触型の無線通信媒体２０からのデータの読込みを中心に説明しているが、無線通信媒体２０に対してデータを書込む場合も前記と同様な処理において電力供給を行い、データ書込みをする。
【００１９】
以上説明してきたが、実施例では、通信エラービットを８ビットとしているが、これは、複数のビットであればよく、８ビットに限定されるものではない。
また、実施例の通信エラー判定回路は、ハードウエア回路として説明しているが、プログラムやファームウエアのゲートアレイにより処理してもよいことはもちろんであり、この意味で判定手段であってよい。
さらに、実施例における非接触情報記憶媒体のリーダ・ライタは、データを読取るだけのリーダ機能だけあれば十分であって、いわゆるリーダであってよいことはもちろんである。これら非接触情報記憶媒体のリーダ・ライタあるいはリーダは、ホストコンピュータに中に内蔵されていてもあるいは外付けのものであってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明にあっては、フレームを所定のバイト数の複数のサブフレームに分割してサブフレーム単位で各種の通信エラーを判定するようにしているので、判定の種類が多くなっても判定手段（判定回路等）の小型化と高速化を実現することができる。
その結果、多種類のエラー検出ができる通信エラーの検出処理が容易で高速エラー検出処理が可能な無線通信ＩＣ情報処理システムおよび無線通信ＩＣを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を適用した無線通信ＩＣリーダライタを用いる無線通信ＩＣ情報処理システムのブロック図である。
【図２】図２は、無線通信媒体によるデータ送信プロトコルのフォーマットの説明図である。
【図３】図３は、送送受信バッファメモリのサブフレーム受信データの説明図である。
【図４】図４は、その通信エラーコードの説明図である。
【符号の説明】
１…非接触型情報記憶媒体無線通信ＩＣ情報処理システム、
２…ホストコンピュータ、３…非接触型の無線通信媒体リーダ・ライタ、
４…送信フレーム、
５…エンコーダ（ＥＮＣ）、６…変調回路（ＭＯＤ）、
７…送信回路、８…検出回路、９…復調回路（ＤＥＭ）、
１０…デコーダ、２０…無線通信媒体、
２１…ループアンテナ、２２…ＩＣ、
３０…マイコンＩＦ、３１…コントロール回路、
３２…送受信回路、３３…送送受信バッファメモリ、
３５…通信エラー判定回路、３５ａ…８ビットエラーレジスタ、
３６…ループアンテナ。
【図１】
2004280754.tif 000003
【図２】
2004280754.tif 000004
【図３】
2004280754.tif 000005
【図４】
2004280754.tif 000006