7/23 성공회대학교 IT 대학원 유상신 [email protected] EPCglobal Class1 Gen2 Spec.

7/23

성공회대학교 IT 대학원

유상신[email protected]

EPCglobal Class1 Gen2 Spec

2성공회대학교 IT 대학원

Tag memory

논리적으로 4 개의 메모리 뱅크로 구성


Reserved memory Kill password Access password

EPC memory 00h ~ 0Fh : CRC-16 10h ~ 1Fh : Protocol-control (PC) 20h ~ : 태그가 부착된 물체를 식별하기 위한 EPC 코드

TID memory 00h ~ 07h : 8-bit ISO/IEC 15963 할당 클래스 식별자 , EPCglobal 은 111000102 07h ~ 1Fh : 태그의 추가 정보나 사용자 명령의 식별을 위한

정보 1Fh ~ : 태그와 공급업체의 특정 정보를 저장

User memory 사용자에 의해 정의된 사용자의 특정 데이터 저장

Tag memory


모든 메모리 공간은 논리적으로 0 에서 시작 물리적인 메모리구조는 제조업체에 따른다 . 메모리 접근 명령

Membank parameter 저장공간 (bank) 선택

00 Reserved , 01 EPC , 10 TID , 11 User Address parameter EBV(extensible bit vector ) format 을 저장공간내의 특정 메모리

위치를 선택 Write 명령 시 한번에 16 비트 (1 word) 를 씀 BlockWrite,BlockErase 명령의 경우에는 동시에 다수의 word 접근

가능

Tag memory


kill password 32-bit Reserved 메모리 00h ~ 1Fh Default 0 Zero, 구현되지 않았을 시

kill 동작을 하지 않는다 . Non zero

리더기는 kill password 의 한번 사용으로 , 태그를 kill 함 . Read/write 를 영구히 잠근다 .

Tag memory - Reserved


Access password 32-bits Reserved 메모리 20h ~ 3Fh Default 0 Zero 혹은 미구현

access password 동작을 하지 않는다 .(permanently read/write locked)

Non zero secured 상태로 변하기 전에 access password 를 리더기에게

요청한다 .

Tag memory


CRC-16 Cyclic redundancy check( 순환잉여검사 ) 리더기의 R=>T 명령 , 태그의 T=>R 응답결과를 보호 . CRC-16 생성하기 위해 CRC-16 precursor 를 생성 . Inventory 동작 동안 backscatter 하는 PC bits 와 EPC 를

보호 . EPC + PC 에 대하여 계산 수행 , 값의 변화 시 재계산

EPC 메모리 00h ~ 0Fh 로 계산된 CRC-16 매핑 오류가 없을 경우 나머지 (Residue) 는 1D0Fh.

Tag memory – EPC bank


Protocol-control (PC) bits Inventory 동작 동안 응답 (backscatter) 하는 태그의

Physical-layer 정보를 포함 . 16 PC bits - EPC 메모리의 10h 부터 1Fh 에 저장

Bits 10h ~ 14h : 태그가 응답 (backscatter) 하는 PC+EPC 의 길이

Bits 15h ~ 16h : RFU(Class-1 태그를 위해 002 에 설정 ) Bits 17h ~ 1Fh : NSI(numbering system identifier)

Default 0000h 응답이 잘리게 되면 Pc bits 을 대신하여 태그는 000002 을

사용

Tag memory


EPC 부착된 태그로 물체를 식별하는 전자 제품 코드 EPC 메모리 20h 부터 저장 리더기는 마스크에 EPC 의 전체나 일부분을 포함하는 Select

명령을 발생한다 . 리더기는 태그가 PC,EPC,CRC-16 을 응답 (backscatter)

하도록 하는 ACK 명령을 발생시킨다 . 리더기는 EPC 의 일부 혹은 전체를 읽도록 Read 명령을 발생 .

Tag memory


Sessions and inventory flags

4 개의 세션 (S0,S1,S2,S3) 이 태그에서 제공되고 , 리더에서 지원됨 태그들은 한 Inventory 단계 동안에는 하나의 세션에만 참여 가능 . 태그들은 각 세션에 대해 독립적인 inventoried flag 를 유지 . 4 개의 inventory flag 들은 A 와 B 의 값을 가진다 . Inventory 단계의 시작 시 리더기는 4 개의 세션 중 하나의 세션에서

A 혹은 B Tag 값을 갖는 태그들을 선택한다 . 두 개 이상의 리더기는 하나의 공통적인 태그군에 대해 독립적인

목록을 만들기 위해 세션들을 사용한다 . 하나의 세션에서 inventory round 에 참여중인 태그들은 다른

session 을 위한 inventoried flag 를 사용 혹은 변경할 수 없다 . Session 은 태그들이 여러 리더기와 각 inventoried flag 를

연결하도록 해줌




리더기 #1 은 세션 S2, #2 는 세션 S3 를 통해 태그들과 동작할 때 time-interleaved basis 로 동작함 . 리더기 #1 은 세션 S2 의 모든 태그들이 value B 가 될 때까지

반복한다 . 다음에 B -> A 로 가면서 목록화한다 . 리더기 #2 는 세션 S3 의 모든 태그들이 value A 가 될 때까지

반복한다 . 다음에 A -> B 로 가면서 목록화한다 .

이와 같은 다단계 접근을 통해 태그들의 초기 inventoried flag 의 상태와 관계없이 해당 영역에 있는 모든 태그들을 각 리더기들이 독립적으로 목록화할 수 있다 .



각 태그들의 inventoried flag 는 다음과 같은 유지시간을 갖는다 .(power up 시 0 을 기준으로 함 )



Selected flag

태그들은 Select command 를 이용해서 조정되는 selected flag, SL 를 구현

쿼리 (Query) 명령의 SEL 파라미터 호출기가 SL 이 asserted 혹은 deasserted 된 태그의 목록화하거

나 , flag 를 무시하거나 , SL 값에 상관없이 태그를 목록화하는 것을 가능하게 함

SL 은 특정 세션에 상관없이 , 모든 태그에 적용 SL 은 표와 같은 유지시간 이상 태그가 전원을 잃지 않으면 , 원래의

저장 값에 따라 power on. 그 이상인 경우는 deasserted(~SL)

2 ms 이내에 SL flag 의 설정이 가능 태그는 전원이 공급될 때마다 그것의 SL 플래그를 재설정

(refresh) 하여 전력을 잃을 때 마다 그것의 SL 플래그는 지속 시간을 가지게 한다 .

유지시간 – 앞의 표 참조


Tag states and slot counter

Ready state Arbitrate state Reply state Acknowledged state Open state Secured state Killed state Slot counter



Ready state Killed state 도 아니고 아직 아무 Inventory round 에도

참여하지 않는 energized 태그들을 위한 보류상태 (holding state) 라고 볼 수 있음

에너지가 공급되는 RF 필드로 태그가 들어가면 , 죽지 않은 태그는 ready state 로 들어간다 .

이는 다음 조건을 만족하는 Query command 를 수신할 때까지 ready state 에 머문다 . Inventoried parameter (Query 명령에서 명시된 session 에

대한 ) 와 sel 파라미터가 현재 가지고 있는 값들과 일치하는 경우 매칭이 되는 태그는 RNG 로부터 Q-bit 넘버를 얻어와서 , 슬롯

카운터 (slot counter) 로 load, 만약 넘버가 0 이 아니면 arbitrate 상태로 천이하고 , 0 이면 reply 상태로 변한다 .

Killed 상태를 제외한 상태의 태그가 전원을 잃는다면 전원을 되찾을 때 ready 로 돌아온다 .



Arbitrate state 현재 inventory round 에 있지만 , slot counter 의 값이 0 이 아닌

태그들을 위한 “ holding state” QueryRep 명령을 받을 때마다 슬롯의 카운터 감소하다가 , 0 이 되면

reply 상태로 천이 Slot value 가 0 인 상태에서 reply state 에서 arbitrate state 로

천이하는 경우에는 다음 QueryRep 명령을 받을 때 , 슬롯의 카운터 값이 0 에서 7FFF 로 감소

Reply state 이 상태로 진입하면서 태그들은 RN16 을 반송한다 (backscatter) 태그가 유효한 ACK 를 수신하면 PC, EPC, CRC-16 값을 반송하면서

acknowledged state 로 천이 태그가 invalid ACK 나 응답을 수신하는데 실패 시

Arbitrate state 로 천이



Acknowledged state 수신하는 command 에 따라 killed 를 제외한 어떤 상태로도

천이 가능함 Open state

access password <>0 인 Acknowledged state 의 태그 Req-RN 명령의 수신 시에 새로운 RN16 을 backscattering

하면서 open 상태로 변함 이때 만들어진 RN16(handle 이라 함 ) 은 다음에 이어지는

리더기와 태그간의 송수신 메시지에 사용됨 Lock 를 제외한 모든 access 명령을 실행 가능 수신되는 명령에 따라 Acknowledged state 를 제외한 어떤

상태로도 천이 가능 태그 응답과 리더기 전송사이의 최대 지연에는 제한 없음 .



Secured state access password = 0 인 Acknowledged state 의 태그

Req-RN 명령의 수신 시에 새로운 RN16 을 backscattering 하면서 secured state 로 천이

이때 만들어진 RN16(handle 이라 함 ) 은 다음에 이어지는 리더기와 태그간의 송수신 메시지에 사용됨

Open state 에 있는 access password <>0 인 태그인 경우에는 유효한 Access 명령 ( 동일한 handle 을 이용 ) 을 수신하는 경우

secured state 로 천이 모든 access 명령이 실행 가능 수신되는 명령에 따라 open state 나 acknowledged

상태를 제외한 모든 상태로 천이가 가능하다 태그 응답과 리더기 전송 사이의 최대 지연에는 제한 없음 .



Killed state password<>0 인 Open 혹은 secured state 에 있는 태그는 다음의

정보를 가진 kill command 수신 시에 killed state 로 천이 Kill Password valid handle

영구히 태그를 disable Killed state 의 태그는 리더기에게 알리고 , 이후 리더기로 응답 하지

않음 . Slot counter

15 bits counter Query or QueryAdjust command 수신 시에 (0 ~ 2**Q-1) 사이의

값을 RNG 에서 구하여 slot counter 에 preload Q 는 (0,15) 범위의 정수

Query 는 Q 를 명시하는데 Q 는 QueryAdjust 를 통해 modify QueryRep command 의 수신 시에 태그는 슬롯 카운트를 감소 0000h 로 감소한 후에 7FFFFh 로 롤 오버 (roll over)



Tag random or pseudo-random number generator

태그들은 난수 혹은 의사 난수 생성 (RNG) 를 실행 RF field 의 세기 , R->T link rate, 태그에 저장된 데이터에 관계없이

다름의 조건을 만족해야 함 RNG 를 사용해서 16 bit 난수 (RNG-16) 을 발생시킴 태그는 2 개의 RN16 을 일시적으로 저장할 수 있어야 함

Probability of a single RN16 j 에 대하여 RN16=j 을 갖는 RNG 로부터의 RN16 의 확률은 0.8/216 <

P(RN16=j) < 1.25/216 의 범위 Probability of simultaneously identical sequences

10,000 개의 태그들에 달하는 태그 군에서 , 두 개 이상의 태그가 동시에 같은 RN16 을 생성하는 확률은 0.1% 보다 작다 ,

Probability of predicting an RN16 표 6.3 에서 Tr 의 끝 10ms 이후로 태그의 RNG 로부터 구한 RN16 의

예측 확률은 만약 이전에 수행된 RNG 의 결과들을 안다면 0.025% 보다 크지 않다 .


Managing Tag populations

태그 군의 관리는 다음의 3 과정으로 이루어 진다 .



Select inventory 와 access 를 위하여 하나의 태그 군을 리더기가

선택하는 과정 특정 태그 군을 선택하기 위하여 하나 이상의 Select 명령을

사용



Inventory 리더기가 태그를 식별하는 과정 리더기는 4 개의 세션 중에 하나에서 Query 명령을

전함으로써 inventory round 를 시작 inventory 단계는 한번에 오직 한 세션에서만 동작

Access 개별적인 태그들과 transact 하는 과정 (read/write) Access 하기 위해서는 유일하게 식별되어져야 함 Access 는 여러 명령으로 구성 그 중 일부는 R=>T 연결의 one-time-pad 기반의 cover-

coding 을 사용

7/23 성공회대학교 IT 대학원 유상신 [email protected] EPCglobal Class1 Gen2 Spec.

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