專利名稱：使用非直接存儲(chǔ)器指針的快速塊寫(xiě)入命令及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體上涉及射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明部分涉及并入有FRAM存儲(chǔ)器的RFID應(yīng)答器。本發(fā)明還涉及可應(yīng)用于RFID應(yīng)用之中或之外的修改的串行接
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域所公知的，基本RFID系統(tǒng)包括三個(gè)組件天線或線圈；帶有解碼器的收發(fā)器，即RFID閱讀器；以及應(yīng)答器，即以唯一的信息編程的RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽可以分為有源或無(wú)源的。有源RFID標(biāo)簽通過(guò)內(nèi)部電池供電，并被正常地讀/寫(xiě)，即可以覆寫(xiě)和/或修改標(biāo)簽數(shù)據(jù)。無(wú)源RFID標(biāo)簽在無(wú)需單獨(dú)的外部電源的情況下操作，并且得到由閱讀器生成的操作電能。圖1示出了一種典型的無(wú)源RFID標(biāo)簽的示例。標(biāo)簽100包括耦接至模擬前端電路104的天線102，模擬前端電路104通過(guò)接收(RX)和發(fā)送(TX)路徑與數(shù)字和存儲(chǔ)器電路106通信。當(dāng)今大多數(shù)的無(wú)源RFID標(biāo)簽使用諸如閃存的電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)。盡管EEPROM存儲(chǔ)器已經(jīng)用于無(wú)源RFID標(biāo)簽應(yīng)用至今，但是對(duì)出入RFID的數(shù)據(jù)吞吐量的要求仍不斷增大。例如可以在工廠環(huán)境以及高速路收費(fèi)中看到示例?；贓EPROM的無(wú)源RFID標(biāo)簽較慢并且可能不適用于較高吞吐量的應(yīng)用。作為替代方案，存在更快的存儲(chǔ)器技術(shù)，如FRAM( “鐵電隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器”)存儲(chǔ)器，其對(duì)于這些新的更高速RFID應(yīng)用來(lái)說(shuō)很理想。然而一般來(lái)說(shuō)，與出入RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳送相關(guān)聯(lián)的整個(gè)協(xié)議都是EEPROM相關(guān)的。為了利用替代存儲(chǔ)器技術(shù)(如FRAM存儲(chǔ)器)的優(yōu)點(diǎn)，需要擴(kuò)展現(xiàn)有的數(shù)據(jù)協(xié)議，使其針對(duì)包含F(xiàn)RAM存儲(chǔ)器的無(wú)源RFID標(biāo)簽的操作進(jìn)行優(yōu)化。EPC全球第2代標(biāo)準(zhǔn)包括對(duì)存儲(chǔ)器執(zhí)行塊寫(xiě)入的公開(kāi)方法?？紤]到較快存儲(chǔ)器技術(shù)(如FRAM存儲(chǔ)器)的性能，這種方法仍有不足。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及用于RFID應(yīng)用中的快速塊寫(xiě)入命令，其基本上能夠消除現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)所導(dǎo)致的問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明利用高速非易失性存儲(chǔ)器的特征來(lái)在EPC塊寫(xiě)入命令格式的框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)證的塊寫(xiě)入操作(需要多次存儲(chǔ)器訪問(wèn))。根據(jù)本發(fā)明，快速塊寫(xiě)入命令包括提供具有存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽，和使用存儲(chǔ)的地址指針來(lái)指向存儲(chǔ)器中的已知地址，其中所述存儲(chǔ)的地址指針指向存儲(chǔ)器中已知的安全(未使用)塊的起始地址。執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法無(wú)需中間緩沖器。所接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入已知的安全塊，并對(duì)所接收的數(shù)據(jù)計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn)。如果循環(huán)冗余校驗(yàn)匹配，則保持所接收的數(shù)據(jù)并更新存儲(chǔ)的地址指針。如果循環(huán)冗余校驗(yàn)不匹配，則保持所存儲(chǔ)的地址指針以用于以后的寫(xiě)入操作。在初始成功塊寫(xiě)入之后可以禁用進(jìn)一步的塊寫(xiě)入。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般性說(shuō)明和后面的詳細(xì)說(shuō)明都是示例和示意性的，用于對(duì)所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的闡釋。


所包含的附圖提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其并入說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行圖示，并與說(shuō)明書(shū)一起用于闡釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的基于EEPROM的無(wú)源RFID標(biāo)簽的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的基于FRAM存儲(chǔ)器的無(wú)源RFID標(biāo)簽的框圖；圖3是基于嵌入式FRAM存儲(chǔ)器的RFID應(yīng)用的框圖；圖4是圖2、圖3所示基于FRAM的RFID電路的數(shù)字部分的詳細(xì)框圖；圖5是圖2、圖3所示基于FRAM的RFID電路的串行接口的詳細(xì)框圖；圖6-圖10是與圖5所示串行接口電路相關(guān)聯(lián)的時(shí)序圖；圖11是與圖2、圖3所示基于FRAM的RFID電路的數(shù)字部分相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器指針電路的框圖；圖12是與圖11的存儲(chǔ)器指針電路相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器內(nèi)容的一部分；圖13是用于對(duì)存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)的流程圖；圖14是用于對(duì)存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的另一現(xiàn)有技術(shù)的流程圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的用于使用圖11的存儲(chǔ)器指針電路對(duì)存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的技術(shù)的流程圖；圖16是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的EPC全局塊寫(xiě)入命令數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖17A和圖17B共同表示用于實(shí)現(xiàn)塊寫(xiě)入命令的現(xiàn)有技術(shù)方法的流程圖；圖18A和圖18B共同表示用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的塊寫(xiě)入命令的方法的流程圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的對(duì)與圖2、圖3的電路相關(guān)聯(lián)的數(shù)字電路的一部分的替代框圖表示，其包括中斷管理器模塊；和圖20A和圖20B共同表示與圖19的中斷管理器模塊相關(guān)聯(lián)的根據(jù)本發(fā)明的執(zhí)行中斷方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的無(wú)源RFID標(biāo)簽200包括天線202，模擬前端204，和數(shù)字部分206，其中數(shù)字部分206包括數(shù)字控制電路和FRAM存儲(chǔ)器，并使用RX和TX路徑與模擬前端204通信。另外，RFID標(biāo)簽200包括耦接至引腳210的串行接口總線208。圖2示出了 4位寬的總線208。RFID電路的模擬部分204和數(shù)字部分206通常集成在一個(gè)或多個(gè)集成電路上。在圖2所示的普通/常用無(wú)源標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)中，通常不存在串行接口也不使用引腳210。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，根據(jù)本發(fā)明的嵌入式FRID應(yīng)用300包括RFID集成電路314，其包含模擬前端304以及數(shù)字和FRAM存儲(chǔ)器部分306。天線302可以實(shí)際包括在(或不包括在)RFID集成電路314中。注意在圖3中，引出4個(gè)與數(shù)字部分316的串行接口相關(guān)聯(lián)的引腳310。這4個(gè)引腳310是片選、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)_1、和數(shù)據(jù)_2引腳，后文將作進(jìn)一步說(shuō)明。串行接口通常耦接至微處理器312，其與和RFID應(yīng)用300相關(guān)聯(lián)的各種控制輸入進(jìn)行通信。典型的應(yīng)用300可以是計(jì)量應(yīng)用、或工廠控制應(yīng)用。典型嵌入式應(yīng)用中的RFID集成電路314可以隨時(shí)被手持閱讀器(圖3未示出)詢問(wèn)?，F(xiàn)參照?qǐng)D4，更詳細(xì)地示出了圖2、圖3中電路的數(shù)字部分。數(shù)字部分406包括參照?qǐng)D2、圖3的RX和TX路徑。RX和TX路徑與同F(xiàn)RAM存儲(chǔ)器塊422雙向通信的狀態(tài)機(jī)420通信。仲裁邏輯塊4M與FRAM存儲(chǔ)器422相關(guān)聯(lián)，用于雙向控制串行接口 426。接著，串行接口 4 通過(guò)4位總線耦接至外部引腳410?，F(xiàn)參照?qǐng)D5，更詳細(xì)地示出了圖4的串行接口 426。本領(lǐng)域公知，傳統(tǒng)的SPI接口具有4個(gè)引腳選擇(klect)、時(shí)鐘(Clock)、數(shù)據(jù)輸入(Datah)、和數(shù)據(jù)輸出(DataOut)。傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(無(wú)論出入)，除了單個(gè)數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)相關(guān)轉(zhuǎn)變，還需要8個(gè)時(shí)鐘周期。圖5所示的串行接口 500看起來(lái)與SPI接口相似，但具有兩處重要改進(jìn)。首先，兩個(gè)數(shù)據(jù)端口都用作雙向?qū)?。其次，時(shí)鐘的兩個(gè)邊沿都用來(lái)移位或傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)這兩種改進(jìn)，僅使用一對(duì)時(shí)鐘周期來(lái)傳輸一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變中使用的功率恒定，但時(shí)鐘轉(zhuǎn)變所使用的功率減小為原來(lái)的四分之一。可選地，可以使用單邊沿的時(shí)鐘來(lái)代替雙邊沿。盡管相比本發(fā)明的雙邊沿方案要求更多的功率，但與傳統(tǒng)的SPI接口相比單邊沿方案也能節(jié)省功率。這樣，圖5所示的串行接口 500不過(guò)是用于改進(jìn)基于FRAM存儲(chǔ)器的無(wú)源RFID標(biāo)簽或電路的吞吐量的特征之一，盡管其在非RFID應(yīng)用中也具有用途。具體來(lái)說(shuō)，與傳統(tǒng)SPI接口相比，串行接口 500使得在維持相同引腳數(shù)的情況下傳送一個(gè)數(shù)據(jù)字所需的時(shí)鐘轉(zhuǎn)變數(shù)量最小。在圖5中，串行接口 500包括選擇引腳、時(shí)鐘引腳、雙向數(shù)據(jù)_1引腳、和雙向數(shù)據(jù)_0引腳。選擇引腳耦接至通過(guò)傳統(tǒng)邏輯電路實(shí)現(xiàn)的操作碼解釋器和狀態(tài)機(jī)504。狀態(tài)機(jī)504與數(shù)據(jù)輸出寄存器502和數(shù)據(jù)輸入寄存器506進(jìn)行雙向通信。數(shù)據(jù)輸出寄存器502通過(guò)分支成兩個(gè)8位總線的16位總線耦接至移位寄存器508A和508C。類似地，數(shù)據(jù)輸入寄存器通過(guò)分支成兩個(gè)8位總線的16位總線耦接至移位寄存器508B和508D。移位寄存器508A將數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)_1引腳，移位寄存器508B從數(shù)據(jù)_1引腳接收數(shù)據(jù)，移位寄存器508C將數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)_0引腳，移位寄存器508D從數(shù)據(jù)_0引腳接收數(shù)據(jù)。利用通過(guò)反相器510和512交替的時(shí)鐘周期來(lái)操作移位寄存器508A至508D。參照?qǐng)D6-圖10的時(shí)序圖對(duì)串行接口 500的時(shí)鐘和傳輸方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。基于接收到的命令，狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生讀取或?qū)懭肟刂菩盘?hào)。還從移位寄存器傳送地址和數(shù)據(jù)，并將它們適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于FRAM?，F(xiàn)參照?qǐng)D6，其中示出了用于16位信息的寫(xiě)周期。CS片選信號(hào)變高，然后經(jīng)過(guò)預(yù)定的延遲時(shí)間t㈣，寫(xiě)周期開(kāi)始。在CLK引腳的前四個(gè)時(shí)鐘周期中，Dl數(shù)據(jù)字包括R/W位、操作碼信息、和五個(gè)地址位。一個(gè)操作碼可以包括諸如“測(cè)試”、“正?！?、“狀態(tài)”、或“控制”的操作模式的有關(guān)信息。在CLK引腳的后四個(gè)時(shí)鐘周期中，Dl數(shù)據(jù)字包括將寫(xiě)入FRAM存儲(chǔ)器的8個(gè)數(shù)據(jù)位。類似地，在CLK引腳的前四個(gè)時(shí)鐘周期中，DO數(shù)據(jù)字包括操作碼信息和五個(gè)地址位。在CLK引腳的后四個(gè)時(shí)鐘周期中，DO數(shù)據(jù)字包括也將寫(xiě)入FRAM存儲(chǔ)器的8個(gè)數(shù)據(jù)位?，F(xiàn)參照?qǐng)D7，示出了用于16位信息的讀周期。CS片選信號(hào)變高，然后經(jīng)過(guò)預(yù)定的延遲時(shí)間t㈣，讀周期開(kāi)始。在CLK引腳的前四個(gè)時(shí)鐘周期中，Dl數(shù)據(jù)字還包括R/W位、操作碼信息、和五個(gè)地址位。在CLK引腳的后四個(gè)時(shí)鐘周期中，Dl數(shù)據(jù)字包括來(lái)自FRAM存儲(chǔ)器的8個(gè)數(shù)據(jù)位。類似地，在CLK引腳的前四個(gè)時(shí)鐘周期中，DO數(shù)據(jù)字還包括操作碼信息和五個(gè)地址位。在CLK引腳的后四個(gè)時(shí)鐘周期中，DO數(shù)據(jù)字包括同樣來(lái)自FRAM存儲(chǔ)器的8個(gè)數(shù)據(jù)位?，F(xiàn)參照?qǐng)D8，其中示出了前四個(gè)時(shí)鐘周期的詳細(xì)視圖。CLK信號(hào)的第一次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的R/W位和DO上的0P4位。CLK信號(hào)的第一次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的0P3位和DO上的0P2位。CLK信號(hào)的第二次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的OPl位和DO上的OPO位。CLK信號(hào)的第二次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的A9位和DO上的A8位。CLK信號(hào)的第三次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的A7位和DO上的A6位。CLK信號(hào)的第三次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的A5位和DO上的A4位。CLK信號(hào)的第四次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的A3位和DO上的A2位。CLK信號(hào)的第四次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的Al位和DO上的AO位?，F(xiàn)參照?qǐng)D9，其中示出了寫(xiě)入數(shù)據(jù)的詳細(xì)視圖。CLK信號(hào)的第一次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D15位和DO上的D14位。CLK信號(hào)的第一次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D13位和DO上的D12位。CLK信號(hào)的第二次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的Dll位和DO上的DlO位。CLK信號(hào)的第二次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D9位和DO上的D8位。CLK信號(hào)的第三次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D7位和DO上的D6位。CLK信號(hào)的第三次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D5位和DO上的D4位。CLK信號(hào)的第四次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D3位和DO上的D2位。CLK信號(hào)的第四次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D 1位和DO上的DO位?，F(xiàn)參照?qǐng)D10，其中示出了讀取數(shù)據(jù)的詳細(xì)視圖。CLK信號(hào)的第一次高轉(zhuǎn)變用于驅(qū)動(dòng)Dl上的D15位和DO上的D14位。CLK信號(hào)的第一次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D13位和DO上的D12位。CLK信號(hào)的第二次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的Dll位和DO上的DlO位。CLK信號(hào)的第二次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D9位和DO上的D8位。CLK信號(hào)的第三次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D7位和DO上的D6位。CLK信號(hào)的第三次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D5位和DO上的D4位。CLK信號(hào)的第四次高轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的D3位和DO上的D2位。CLK信號(hào)的第四次低轉(zhuǎn)變用于傳送Dl上的Dl位和DO上的DO位。RFID器件上增加的用戶存儲(chǔ)器空間的一種可能用途是存儲(chǔ)跟蹤信息的譜系(pedigree)或其它順序組。現(xiàn)有技術(shù)中存儲(chǔ)這種信息的一種方法是對(duì)器件存儲(chǔ)器進(jìn)行讀取直到找到空位。這顯然是不夠的。如果RFID系統(tǒng)將已知的位置用作地址指針，則能夠更好地管理存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)。然后，RFID系統(tǒng)可以讀取該已知的位置來(lái)確定下一個(gè)可用的存儲(chǔ)器位置。這同樣需要多重存儲(chǔ)器訪問(wèn)和多重RFID命令/響應(yīng)循環(huán)。這會(huì)減緩例如流水線上的吞吐量。圖13的流程圖中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)技術(shù)1300，其中RFID標(biāo)簽沒(méi)有當(dāng)前位置指示符。通過(guò)星號(hào)指示每次無(wú)線/RFID操作的出現(xiàn)。在步驟1302，RFID標(biāo)簽進(jìn)入由例如閱讀器產(chǎn)生的場(chǎng)。在步驟1304，閱讀器識(shí)別RFID標(biāo)簽。在步驟1306，閱讀器初始化讀取地址。在步驟1308讀取操作開(kāi)始。在步驟1312讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容。如果在該位置已經(jīng)存在數(shù)據(jù)，則在步驟1310對(duì)地址進(jìn)行增量，并再次讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容。重復(fù)該處理直到找到零數(shù)據(jù)位置。一旦在步驟1314找到了零數(shù)據(jù)位置，則在步驟1316將新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器?？梢詮膱D13的流程圖看到，存在多個(gè)執(zhí)行無(wú)線/RFID操作的單獨(dú)步驟(取決于通過(guò)循環(huán)的次數(shù))。在圖14的流程圖中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)技術(shù)1400，其中RFID標(biāo)簽在規(guī)定的位置處具有當(dāng)前位置指示符。這里再次用星號(hào)表示每次無(wú)線/RFID操作的出現(xiàn)。在步驟1402，RFID標(biāo)簽進(jìn)入由例如閱讀器產(chǎn)生的場(chǎng)。在步驟1404，閱讀器識(shí)別RFID標(biāo)簽。在步驟1406，閱讀器讀取當(dāng)前的位置。在步驟1408，閱讀器執(zhí)行寫(xiě)操作。在步驟1410，對(duì)當(dāng)前位置指示符進(jìn)行增量。最后在步驟1412，閱讀器更新當(dāng)前位置。能夠從圖14的流程圖看出，存在四個(gè)執(zhí)行無(wú)線/RFID操作的單獨(dú)步驟。根據(jù)本發(fā)明，存儲(chǔ)器指針位于固定的可讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器位置。用戶確定其譜系緩沖器的范圍并將存儲(chǔ)器指針初始化為該范圍的最低值。第二存儲(chǔ)器位置用作非直接寫(xiě)入的觸發(fā)地址。當(dāng)用戶想要在譜系緩沖器的下一個(gè)位置寫(xiě)入時(shí)，作為替代，該寫(xiě)入數(shù)據(jù)被指向觸發(fā)地址，并且控制器將會(huì)自動(dòng)寫(xiě)入存儲(chǔ)器指針?biāo)赶虻奈恢?。在?xiě)入完成時(shí)，控制器將存儲(chǔ)器指針增量至下一可用位置。此外，控制器將通過(guò)解釋兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的控制位來(lái)管理后續(xù)存儲(chǔ)器訪問(wèn)的行為。對(duì)于需要大量數(shù)據(jù)但僅有最近的記錄為必需的情況，這些可操作地允許譜系緩沖器自動(dòng)返回起始處，或者可以用來(lái)將數(shù)據(jù)鎖定在指針以下的位置，使其無(wú)法被另一操作(包括對(duì)存儲(chǔ)器的直接寫(xiě)入)覆寫(xiě)。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的使用指針的存儲(chǔ)器1200的一部分。在圖12所示的存儲(chǔ)器示例中，指針位于地址OxAB，通過(guò)存儲(chǔ)器的剩余部分來(lái)建立數(shù)據(jù)記錄。在寫(xiě)入第一記錄時(shí)，指針位置處的值更新為0x0706，以指向前次記錄后的第一個(gè)未使用的位置。當(dāng)隨后寫(xiě)入該位置時(shí)，指針的值變?yōu)?x070A。針對(duì)存儲(chǔ)器的剩余部分繼續(xù)此處理。盡管本發(fā)明的后續(xù)說(shuō)明參照了 Gen 2 EPC (第二代電子產(chǎn)品代碼)協(xié)議，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然本發(fā)明容易擴(kuò)展為也包括其它RFID協(xié)議。圖11示出了用于執(zhí)行本發(fā)明的指針?lè)椒ǖ臓顟B(tài)機(jī)、存儲(chǔ)器、及相關(guān)電路的框圖1100。存儲(chǔ)器指針電路包括用于提供增量、加載、標(biāo)準(zhǔn)地址、和標(biāo)準(zhǔn)或指針控制信號(hào)的第二代EPC狀態(tài)機(jī)1102。狀態(tài)機(jī)1102是典型的第二代解碼器，具有用于加載或增量地址指針位置以及選擇所存儲(chǔ)的或標(biāo)準(zhǔn)地址值的額外控制。存儲(chǔ)器1104包括地址、數(shù)據(jù)、和R/W信號(hào)。增量器1106具有輸入端和輸出端，并接收增量信號(hào)。地址指針寄存器1108具有輸入端和輸出端，并接收LOAD信號(hào)。寄存器1108的輸出端耦接至增量器1106的輸入端。多路復(fù)用器1110在第一輸入端接收標(biāo)準(zhǔn)地址，并在第二輸入端接收地址指針寄存器1108的輸出。多路復(fù)用器1110的輸出由狀態(tài)機(jī)1102提供的標(biāo)準(zhǔn)或指針控制信號(hào)控制。多路復(fù)用器1110的輸出耦接至存儲(chǔ)器1104的地址輸入端。圖11所示的狀態(tài)機(jī)1102代表整個(gè)EPC Gen 2協(xié)議處理器。對(duì)此的主要外部輸入是RX(接收數(shù)據(jù))信號(hào)，其來(lái)自模擬前端芯片，如圖2所示。狀態(tài)機(jī)1102處理Gen2命令；圖16所示的塊寫(xiě)入命令是這些命令的一個(gè)示例。根據(jù)具體命令的性質(zhì)，狀態(tài)機(jī)1102可以進(jìn)行單個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器讀或?qū)憽３藞D11所示的地址控制以外，狀態(tài)機(jī)1102還提供讀/寫(xiě)控制(R/W)和數(shù)據(jù)⑶。在圖15中以流程圖形式示出了用于操作圖11所示存儲(chǔ)器指針電路的方法1500。仍以星號(hào)表示無(wú)線/RFID操作。根據(jù)本發(fā)明，在步驟1502標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器場(chǎng)。在步驟1504，閱讀器識(shí)別RFID標(biāo)簽。在步驟1506，閱讀器寫(xiě)入所存儲(chǔ)的地址觸發(fā)位置。在步驟1508，標(biāo)簽對(duì)當(dāng)前位置進(jìn)行寫(xiě)入。在步驟1510，標(biāo)簽對(duì)當(dāng)前的位置寄存器進(jìn)行增量。注意，在本發(fā)明的方法1500中僅進(jìn)行兩個(gè)無(wú)線/RFID操作。于是，RFID標(biāo)簽的詢問(wèn)被最小化，并且數(shù)據(jù)吞吐量被期望地最大化。示出了 EPC全球塊寫(xiě)入命令的命令結(jié)構(gòu)1600。如圖16所示，在位字段中從左向右指示了命令的時(shí)序。包括命令、存儲(chǔ)體、字指針、字計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)、RN、和CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))位字段。在RFID應(yīng)用中，接收機(jī)必需傳送全部位并且計(jì)算整個(gè)命令的CRC，以及提供數(shù)據(jù)的本地緩沖器。只有整個(gè)命令已被接收并且本地計(jì)算的CRC與外部CRC(命令的最后部分)進(jìn)行了比較，才能確定命令(具體地，地址或數(shù)據(jù)值)的合法性。如果兩個(gè)CRC值不匹配，則必須丟棄整個(gè)命令。對(duì)于EEPROM或閃存技術(shù)，由于這些技術(shù)的較長(zhǎng)寫(xiě)入時(shí)間，塊寫(xiě)入是困難的。它們還要求使用內(nèi)部緩沖器以在檢驗(yàn)消息CRC之前保存全部數(shù)據(jù)。圖17A和17B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)塊寫(xiě)入方法。參照?qǐng)D17A，在步驟1702，RFID標(biāo)簽進(jìn)入場(chǎng)。在步驟1704，閱讀器識(shí)別RFID標(biāo)簽。在步驟1706，從閱讀器接收塊寫(xiě)入命令的命令位。在步驟1708，從閱讀器接收塊寫(xiě)入字指針。在步驟1710，RFID標(biāo)簽將塊寫(xiě)入字指針存儲(chǔ)為起始地址。在步驟1712，從閱讀器接收塊寫(xiě)入字計(jì)數(shù)。在步驟1714，RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)該字計(jì)數(shù)。在步驟1716，從閱讀器接收每個(gè)數(shù)據(jù)字。在步驟1718將該字寫(xiě)入本地緩沖器。在步驟1720將字計(jì)數(shù)減量?，F(xiàn)參照?qǐng)D17B，在判決塊1722處字計(jì)數(shù)被詢問(wèn)以查找零字計(jì)數(shù)。如果字計(jì)數(shù)不為零，則從步驟1716處開(kāi)始重新執(zhí)行該方法。如果字計(jì)數(shù)為零，該方法繼續(xù)至步驟1724，并從閱讀器接收RN16句柄。在步驟1725將所接收的句柄與所存儲(chǔ)的句柄比較。如果匹配則該方法繼續(xù)至步驟17沈。如果不匹配，則該方法直接進(jìn)行至步驟1732，在步驟1732處終止RFID交互而不將本地緩沖器內(nèi)容轉(zhuǎn)入主存儲(chǔ)器，并且該方法在1734處結(jié)束。在步驟17 處計(jì)算內(nèi)部CRC 16。在步驟17 處發(fā)送期望的CRC 16。在判決塊1730處，將計(jì)算的CRC與發(fā)送的CRC進(jìn)行比較。如果其不同，則在步驟1732處終止RFID交互而不將本地緩沖器內(nèi)容轉(zhuǎn)入主存儲(chǔ)器，并且該方法在1734處結(jié)束。如果計(jì)算的CRC與發(fā)送的CRC相同，則該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟1736并復(fù)位字計(jì)數(shù)。在步驟1738處，將一個(gè)字的緩沖數(shù)據(jù)寫(xiě)入起始地址。在步驟1740處，所存儲(chǔ)的地址增量。在步驟1742處，字計(jì)數(shù)減量。在判決塊1744處，檢驗(yàn)字計(jì)數(shù)，看其是否為零。如果字計(jì)數(shù)不為零，則該方法從步驟1738開(kāi)始重新進(jìn)行。如果字計(jì)數(shù)為零，則該現(xiàn)有技術(shù)方法在步驟1746處結(jié)束。本發(fā)明的方法包括幾處改進(jìn)。首先，通過(guò)使用存儲(chǔ)的地址指針，使地址總是已知的。其次，由于用戶能夠?qū)⑵鹗嫉刂分赶蛞阎陌踩珘K，于是不需要現(xiàn)有技術(shù)中的中間緩沖器。數(shù)據(jù)可以寫(xiě)入安全區(qū)域，并如通常一樣計(jì)算CRC。如果匹配，則保持?jǐn)?shù)據(jù)并更新地址指針。如果不匹配，則保持地址指針并重復(fù)進(jìn)行寫(xiě)入。然而，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，(結(jié)合FRAM或其它高速非易失性存儲(chǔ)器)利用本發(fā)明能夠執(zhí)行“即時(shí)地”寫(xiě)入并且不會(huì)造成過(guò)多的區(qū)域損失，即使用于塊寫(xiě)入的EPC Global協(xié)議不充分支持隨意長(zhǎng)度的驗(yàn)證寫(xiě)入。圖18A和圖18B的流程圖1800中示出了本發(fā)明的塊寫(xiě)入方法?，F(xiàn)參照?qǐng)D18A，本發(fā)明的方法使用RFID芯片上的存儲(chǔ)地址來(lái)寫(xiě)入下一個(gè)未占用的存儲(chǔ)器空間，該存儲(chǔ)器空間是安全區(qū)域并且不會(huì)覆寫(xiě)之前寫(xiě)入的存儲(chǔ)器內(nèi)容。在步驟1802，RFID標(biāo)簽進(jìn)入場(chǎng)。在步驟1804，閱讀器識(shí)別標(biāo)簽。在步驟1806，初始化塊寫(xiě)入命令。在步驟1808，接收并識(shí)別存儲(chǔ)的地址觸發(fā)位置。在步驟1810，接收塊寫(xiě)入字計(jì)數(shù)。在步驟1812，標(biāo)簽存儲(chǔ)該字計(jì)數(shù)。在步驟1814發(fā)送第一數(shù)據(jù)字。在步驟1816，寫(xiě)入主緩沖器。在步驟1818，字計(jì)數(shù)減量。現(xiàn)參照?qǐng)D18B，在步驟1820對(duì)字計(jì)數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，看其是否為零。如果字計(jì)數(shù)不為零，則該方法從步驟1814開(kāi)始重復(fù)進(jìn)行。如果字計(jì)數(shù)為零，則該方法繼續(xù)，并在步驟1822發(fā)送RN16句柄。在步驟1823將接收的句柄與存儲(chǔ)的句柄進(jìn)行比較。如果其匹配，則該方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟1擬4。如果不匹配，則該方法繼續(xù)直接進(jìn)至步驟1830，在步驟1830處終止而不將本地緩沖器內(nèi)容轉(zhuǎn)入主存儲(chǔ)器，并且該方法在塊1832處結(jié)束。在步驟1擬4處計(jì)算內(nèi)部CRC16。在步驟1擬6處發(fā)送期望的CRC16。在判決塊1擬8處，計(jì)算的CRC16與發(fā)送的CRC16進(jìn)行比較。如果結(jié)果為否，則在步驟1830將存儲(chǔ)的地址指針復(fù)位為之前的值，該方法在步驟1832處結(jié)束。如果結(jié)果為是，則在步驟1834將新的地址指針位置設(shè)置為舊的地址指針位置加上存儲(chǔ)的字計(jì)數(shù)，該方法在步驟1836處結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的方法確保了新的信息總是發(fā)送至安全區(qū)域，并且不會(huì)覆寫(xiě)先前寫(xiě)入的存儲(chǔ)器內(nèi)容。諸如圖3所示嵌入式應(yīng)用的具有次級(jí)接口的RFID器件通常具有對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)進(jìn)行仲裁的嵌入式控制器。這種方案需要較大的功率并且限制了 RFID標(biāo)簽的有效性和范圍。期望的是一種能夠控制次級(jí)接口而不使用嵌入式控制器的方案。本發(fā)明的方法允許對(duì)具有如圖3所示兩個(gè)主訪問(wèn)端口的RFID電路進(jìn)行存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制的簡(jiǎn)單有效手段，將參照?qǐng)D19進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明，RFID閱讀器通過(guò)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入可用存儲(chǔ)器空間中的兩個(gè)已知地址來(lái)初始化中斷。次序并不重要，但兩次寫(xiě)入的數(shù)據(jù)必須滿足一定關(guān)系。在第一實(shí)現(xiàn)方式中，兩個(gè)16位字必須異或O(OR)得到16進(jìn)制值0x1234。此外，僅在復(fù)位之后對(duì)每個(gè)位置第一寫(xiě)入時(shí)傳遞用于進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)。在處理結(jié)束以及上電時(shí)也進(jìn)行復(fù)位。如果數(shù)據(jù)滿足此條件，則通過(guò)串行端口片選發(fā)出上升沿中斷。此引腳通常是輸入端，但此時(shí)用作輸出端。外部控制器將感測(cè)此上升沿(或高電平)以作為中斷。正確的響應(yīng)是在串行端口時(shí)鐘引腳上發(fā)出兩個(gè)全時(shí)鐘周期。這將確認(rèn)該中斷并使RFID器件釋放該全串行接口端口以用于后續(xù)訪問(wèn)。同時(shí)將會(huì)禁用RF接口，使其無(wú)法嘗試進(jìn)行存儲(chǔ)器訪問(wèn)。當(dāng)外部串行控制器的處理結(jié)束時(shí)，發(fā)送可被RFID器件識(shí)別為串行控制器的訪問(wèn)對(duì)話結(jié)束的特定操作(op)碼或命令。串行總線重新配置為非活動(dòng)狀態(tài)，于是串行控制器不再能控制串行總線，RFID器件恢復(fù)其正常動(dòng)作。如果需要，中斷控制器將復(fù)位以允許額外的交互?，F(xiàn)參照?qǐng)D19，中斷管理器1910控制存儲(chǔ)器訪問(wèn)，其通過(guò)總線1922與存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制模塊通信。存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制模塊通過(guò)雙向總線1912與存儲(chǔ)器陣列1902通信。RFID接口1904通過(guò)雙向總線1914與存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制模塊1908通信，并通過(guò)總線1916與中斷管理器1910通信。次級(jí)接口 1906通過(guò)雙向總線1918與存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制模塊1908通信，并通過(guò)總線1920與中斷管理器1910通信。接口 1904和1906之一必須是中斷主接口，并對(duì)存儲(chǔ)器1902進(jìn)行初始控制。在適當(dāng)?shù)拿钕?，該接口能夠取消控制并允許另一個(gè)接口接管。當(dāng)次級(jí)接口結(jié)束時(shí)，其通知中斷管理器取消該存儲(chǔ)器總線，并允許主接口再次進(jìn)行控制?，F(xiàn)參照?qǐng)D20A和圖20B，在流程圖2000中示出了本發(fā)明的中斷方法。參照?qǐng)D20A，在步驟2004，標(biāo)簽或RFID芯片進(jìn)入場(chǎng)。在步驟2006，閱讀器識(shí)別該標(biāo)簽或RFID芯片。在步驟2008，執(zhí)行可選的標(biāo)簽操作。在步驟2010寫(xiě)入第一觸發(fā)地址。在判決塊2012中，詢問(wèn)是否為該位置的第一次寫(xiě)入。如果結(jié)果為是，則將根據(jù)該命令的寫(xiě)入數(shù)據(jù)置于本地寄存器中，該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟2016。如果結(jié)果為否，則在步驟2016執(zhí)行可選的標(biāo)簽操作。在步驟2018存儲(chǔ)第二觸發(fā)地址。在判決塊2020，詢問(wèn)是否為該位置的第一次寫(xiě)入。如果結(jié)果為是，則將根據(jù)該命令的寫(xiě)入數(shù)據(jù)置于第二本地寄存器中，該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟20M。在步驟20M，將第二本地寄存器中的數(shù)據(jù)與第一觸發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行M)R。在判決塊20 處，XOR操作的結(jié)果與值1234進(jìn)行比較。如果不同，則在步驟20 繼續(xù)進(jìn)行正常的標(biāo)簽操作。如果判決塊2020處的結(jié)果為否，則操作繼續(xù)進(jìn)行步驟2(^6。如果判決塊20 處的結(jié)果為是，則將中斷信號(hào)發(fā)送至串行端口片選，并在步驟2030處阻止RFID接收?，F(xiàn)參照?qǐng)D20B，在流程圖2001中示出了嵌入式應(yīng)用中的微控制器的串行行為。在步驟2034，通過(guò)前述片選引腳處的上升沿中斷微控制器。在步驟2036處，微控制器確認(rèn)該中斷。在步驟2038，按需對(duì)RFID芯片中的存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)。判決塊2040示出了在對(duì)話結(jié)束前這些存儲(chǔ)器交互可以是單次操作或者多次操作。如果對(duì)話未結(jié)束，則按需對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)。如果對(duì)話結(jié)束，則該方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟2042，其中發(fā)送中斷結(jié)束操作碼。流程圖2002再次描述了 RFID標(biāo)簽或集成電路的相關(guān)操作。在步驟2044清除該中斷，并在步驟2046再次啟用RFID接收。本發(fā)明的存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制系統(tǒng)不具有對(duì)兩個(gè)不同接口之間的存儲(chǔ)器訪問(wèn)進(jìn)行協(xié)調(diào)的復(fù)雜措施。相反，選擇RFID側(cè)作為主側(cè)來(lái)控制全部訪問(wèn)。在本發(fā)明中，通過(guò)RFID主導(dǎo)來(lái)通知次級(jí)串行接口其何時(shí)可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器。本發(fā)明的中斷方法用于喚醒通過(guò)串行接口進(jìn)行通信的外部設(shè)備。當(dāng)串行接口控制存儲(chǔ)器時(shí)，使用確認(rèn)序列來(lái)確保中斷被接收并且鎖定RFID。這避免了 RFID獨(dú)自設(shè)置中斷條件、但串行接口沒(méi)有響應(yīng)、于是RFID被永久鎖定的情況。相反，上述鎖定是在串行接口的控制下進(jìn)行，確保了不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)接口為訪問(wèn)存儲(chǔ)器而出現(xiàn)沖突的情況。當(dāng)串行接口完成時(shí)，使用中斷結(jié)束操作碼來(lái)再次允許RFID可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器，同時(shí)在下一次中斷循環(huán)之前阻斷其它串行訪問(wèn)。存儲(chǔ)器訪問(wèn)控制模塊實(shí)質(zhì)上是一組多路復(fù)用器。RFID和串行接口均提供地址、數(shù)據(jù)、和選擇控制。通常，多路復(fù)用器將RFID控制轉(zhuǎn)向存儲(chǔ)器。在中斷對(duì)話期間，多路復(fù)用器統(tǒng)一切換至串行控制，RFID控制被阻止。如果存儲(chǔ)器處于訪問(wèn)周期中間，則存在來(lái)自FRAM存儲(chǔ)器的反饋機(jī)制，其不允許在訪問(wèn)完成前出現(xiàn)上述切換。根據(jù)本發(fā)明的方法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，允許RFID在閉環(huán)中選擇時(shí)直接與串行接口通信。也即，由于RFID控制中斷，于是能夠初始化串行接口的行為。沒(méi)有中斷的話，串行接口會(huì)以自己的步調(diào)與存儲(chǔ)器交互，并且RFID接口將會(huì)持續(xù)檢驗(yàn)其狀態(tài)。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然能夠在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的前提下對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變型。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以通過(guò)固件、軟件、硬件、或其任意可能的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的等價(jià)實(shí)施例。另外，盡管例示了代表框圖來(lái)幫助理解本發(fā)明，但針對(duì)具體應(yīng)用或?qū)嵤┓绞?，各個(gè)模塊的具體邊界可以變化、組合、或分離。最后，盡管描述和要求保護(hù)FRAM存儲(chǔ)器，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于任意其它高速非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)。因此，本發(fā)明覆蓋此發(fā)明的各種修改和變型，只要其落入所附權(quán)利要求及其等價(jià)部分的范圍。
權(quán)利要求
1.用于需要多次存儲(chǔ)器訪問(wèn)的RFID應(yīng)用的快速塊寫(xiě)入命令，包括 提供具有存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽，和使用硬件存儲(chǔ)的地址指針來(lái)指向存儲(chǔ)器中的已知地址。
2.權(quán)利要求1的方法，其中存儲(chǔ)的地址指針指向存儲(chǔ)器中已知的安全塊的起始地址。
3.權(quán)利要求1的方法，其中執(zhí)行所述方法無(wú)需中間緩沖器。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所接收的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入已知的安全塊。
5.權(quán)利要求4的方法，還包括對(duì)所接收的數(shù)據(jù)計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn)。
6.權(quán)利要求5的方法，還包括如果循環(huán)冗余校驗(yàn)匹配，則保持所接收的數(shù)據(jù)并更新存儲(chǔ)的地址指針。
7.權(quán)利要求5的方法，還包括如果循環(huán)冗余校驗(yàn)不匹配，則保持所存儲(chǔ)的地址指針以用于以后的寫(xiě)入操作。
8.權(quán)利要求1的方法，還包括在初始成功塊寫(xiě)入之后禁用進(jìn)一步的塊寫(xiě)入。
9.權(quán)利要求1的方法，還包括提供具有FRAM存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽。
10.權(quán)利要求1的方法，其中塊寫(xiě)入命令包括EPC全球塊寫(xiě)入命令。
11.用于RFID標(biāo)簽的快速塊寫(xiě)入方法，包括 提供具有存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽；和使用RFID標(biāo)簽上的存儲(chǔ)地址來(lái)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中下一個(gè)未占用的存儲(chǔ)器空間，該存儲(chǔ)器空間是安全區(qū)域并且不覆寫(xiě)先前寫(xiě)入的存儲(chǔ)器內(nèi)容。
12.權(quán)利要求11的方法，還包括接收和識(shí)別存儲(chǔ)的地址觸發(fā)位置。
13.權(quán)利要求12的方法，還包括接收數(shù)據(jù)字。
14.權(quán)利要求13的方法，還包括計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn)。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括接收循環(huán)冗余校驗(yàn)。
16.權(quán)利要求15的方法，還包括將計(jì)算的循環(huán)冗余校驗(yàn)與接收的循環(huán)冗余校驗(yàn)進(jìn)行比較。
17.權(quán)利要求16的方法，其中如果比較結(jié)果正確，則將新的地址指針位置設(shè)置為舊的地址指針位置加上存儲(chǔ)的字計(jì)數(shù)。
18.權(quán)利要求16的方法，其中如果比較結(jié)果不正確，則保持地址指針位置。
19.權(quán)利要求11的方法，還包括提供具有FRAM存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽。
20.權(quán)利要求11的方法，其中塊寫(xiě)入命令包括EPC全球塊寫(xiě)入命令。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了使用非直接存儲(chǔ)器指針的快速塊寫(xiě)入命令及方法，所述快速塊寫(xiě)入命令包括提供具有存儲(chǔ)器的RFID標(biāo)簽，和使用存儲(chǔ)的地址指針來(lái)指向存儲(chǔ)器中的已知地址，其中所述存儲(chǔ)的地址指針指向存儲(chǔ)器中已知的安全塊的起始地址。執(zhí)行該方法無(wú)需中間緩沖器。所接收的數(shù)據(jù)寫(xiě)入已知的安全塊，并對(duì)所接收的數(shù)據(jù)計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn)。如果循環(huán)冗余校驗(yàn)匹配，則保持所接收的數(shù)據(jù)并更新存儲(chǔ)的地址指針。如果循環(huán)冗余校驗(yàn)不匹配，則保持所存儲(chǔ)的地址指針以用于以后的寫(xiě)入操作。在初始成功塊寫(xiě)入之后可以禁用進(jìn)一步的塊寫(xiě)入。
文檔編號(hào)G06K17/00GK102393916SQ20111019293
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者亞歷山大·安東尼·約翰·羅奇, 羅伯特·約翰·克拉克, 道格·D·莫蘭, 馬克·R·惠特克 申請(qǐng)人:瑞創(chuàng)國(guó)際公司