La tecnología RFID se ha utilizado ampliamente para el etiquetado de activos en una variedad de entornos industriales y gubernamentales.
Una aplicación típica utiliza un conjunto de etiquetas serializado con una memoria EPC codificada y una base de datos que vincula los datos EPC de la etiqueta con identificadores de activos. Por ejemplo, Una etiqueta RFID codificada con un código EPC de 96 bits puede asociarse con un servidor de computadora de número de serie específico, máquina herramienta, o dispositivo médico. Una suposición implícita en el diseño de un sistema de seguimiento es que las etiquetas se pueden leer de manera confiable, identificando correctamente el activo.
sin embargo, Este proceso puede sufrir un problema llamado volteo de bits.
Bit Flip
etiquetas de gestión de activos
La gran mayoría de las etiquetas RFID en el mercado utilizan la memoria EEPROM para almacenar datos de identificación. La carga almacenada en la celda de memoria determina el valor de cada bit en los datos de EPC identificados (ES DECIR., una celda de memoria cargada puede representar un “1”, mientras que una celda vacía puede representar una “0”, y viceversa).
El estado de una célula de memoria puede volverse indeterminado en dos situaciones potenciales. Por simplicidad, Suponemos que una celda de memoria cargada representa una “1”.
la celda de la memoria “fugas”, La carga depositada durante la codificación se disipa, haciendo que el estado celular cambie, entonces el bit cambia de “1” a “0”
La celda de memoria no se cargó completamente durante la codificación, y es estadísticamente posible que una celda parcialmente cargada se lea como una ‘0’ en lugar de un '1'†
†Técnicamente, Siempre es posible que el bit de carga se interprete como un ‘0'. sin embargo, Cuando se excede el umbral de carga especificado, La probabilidad de que esto suceda es muy pequeña. Los detalles estadísticos están más allá del alcance de esta discusión.
Escena de ejemplo
Un escenario de ejemplo podría ser ese contenedor 1011 termina cambiando a contenedor 1001 – más comúnmente un carácter hexadecimal “segundo” se cambia a un hexadecimal “9”, que aparece como una etiqueta retrodispersión de dos códigos EPC. Por ejemplo, Usar codificación de 96 bits:
E280 1170 EA21 7B2A 04C2 1181 y E280 1170 EA21 792A 04C2 1181
Esto rara vez se observa — No conocemos ningún dato fiable sobre la prevalencia de ningún fabricante de chips. — pero con miles de millones de etiquetas RFID implementadas, la posibilidad no se puede ignorar.
Como cheque de cordura, Considere una tasa de falla ε de 10-6/celda y el uso de la memoria EPC extendida de 128 bits, que está disponible en muchos chips RFID, que creemos es una tasa de falla más alta que la observada típicamente, Pero el principio se aplica independientemente de cuál es el tipo de cambio real. Para fines de discusión, Ignoraremos cualquier efecto de tiempo (IE Análisis de tiempo de falla). En ε = 10-6, aproximadamente 1 en 7,812 Se espera que las etiquetas exhiban un giro de un solo bit; además, aproximadamente 1 en 61.5 Se espera que millones de etiquetas exhiban dos bits volteados, y aproximadamente 488 mil millones 1 mostrará tres brocas volcados.
Detectar y corregir de manera confiable las flips de la unidad
Porque la tasa de falla es tan baja, Se pueden detectar y corregir de manera confiable instancias de volteretas de bits de bits.
La forma más sencilla es codificar cada bit como un triple y utilizar el “regla de la mayoría” método para determinar los datos correctos. En este caso, un solo “1” está codificado como “111” y “0” está codificado como “000”. Si se voltea un bit de la triple, los otros dos lo harán “votar” para cubrir la parte equivocada. Este método es muy robusto, Como la pérdida de datos requiere lo mismo, evento muy improbable, el volteo de dos bits de cualquier triple. De nuevo, Teniendo en cuenta nuestro ejemplo de codificación de 128 bits arriba, La probabilidad de un flip de 2 bits para cualquier triplete, es decir. pérdida de datos irrecuperable, es:
~ 1/64 * (128/1,000,000) *(127/1000000) ~ 2.5 X10-10 o ~ 1 separarse de 3.9 mil millones.
Este es el producto de la probabilidad de que el primer y el segundo bits se volteen en una etiqueta y la probabilidad de que la segunda broca volteada sea uno de los bits adyacentes en un triple particular.
En la mayoría de los escenarios regulares, La probabilidad de corrupción de datos es muy baja. sin embargo, La capacidad de almacenamiento de datos de la etiqueta se reduce en dos tercios, con menos de 33% de la memoria de etiqueta disponible que se usa para datos cuando la memoria de 128 bits solo puede mantenerse 41 bits de información.
Detectar dos brocas volcados
Hay una forma menos intensiva de memoria de detectar y corregir una sola broca., así como detectar (Pero no correcto) Eventos con una probabilidad mucho más baja de una etiqueta con dos bits volcados.
Esto se puede hacer al no codificar la etiqueta directamente, pero mediante el uso de una modificación de un modo originalmente inventado por Richard Hamming llamado SecDEC, o detección de doble error de corrección de error único.
Este modo utiliza bits de paridad adicionales calculados en función de los datos de carga útil. Como el nombre sugiere, este algoritmo permite corregir solo un bit invertido, pero permite la detección de un segundo bit volteado. Los diseñadores de sistemas RFID deben incorporar recursos en la arquitectura para manejar la situación menos común de doble volteo de bits en una sola etiqueta..
