專利名稱：和便攜式數(shù)據(jù)載體進(jìn)行通訊的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依據(jù)一種至少使用一個由電能源提供的供電信號、一個指令信號和一個數(shù)據(jù)傳送信號的通訊和一個便攜式數(shù)據(jù)載體進(jìn)行通訊的裝置。
一般地說，該便攜式數(shù)據(jù)載體可以是一個加入了微處理器或微電纜邏輯電路、劃定出其接通可以控制的區(qū)的芯片卡、因而能夠深藏機密信息如密鑰(見例如在美國專利N°4.211.919中描述的便于攜帶的物體)。
本發(fā)明的目的是提出一種獨創(chuàng)性的解決辦法，以解決信號定序的一般問題，特別是為了遵守在這種情況下合適的標(biāo)準(zhǔn)(例如標(biāo)準(zhǔn)ISO7816-3)。它許可簡單地滿足在取下便攜式數(shù)據(jù)載體的情況下探測供電信號的中斷和在此探測之后一段給定時間內(nèi)力求將這一信號供給便攜式數(shù)據(jù)載體的相矛盾的要求。
為此按照本發(fā)明的裝置包括-設(shè)置在電源和便攜式數(shù)據(jù)載體之間并由后者控制，使得如果便攜式數(shù)據(jù)載體和該裝置不配合便切斷電源對便攜式數(shù)據(jù)載體的供電信號的供給，而如果便攜式數(shù)據(jù)載體和該裝置相配合，便許可供給該供給的中斷裝置；-設(shè)置用來存放從電源收到的電能的能量的儲存裝置，被連接至便攜式數(shù)據(jù)載體的供電輸入端，使得在電源對供電信號所說的供給中斷之后一段預(yù)定時間內(nèi)對其提供所說的供電信號；-設(shè)置用于保證將所說的信號按預(yù)先規(guī)定的定序傳送給便攜式數(shù)據(jù)載體、和用于按預(yù)先規(guī)定的定序中斷這種傳送的、以及用于探測電源對供電信號供給的中斷、然后在儲能裝置提供供電信號期間按預(yù)先規(guī)定的定序?qū)ζ渌盘栍|發(fā)中斷的信息處理裝置。
本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點在下面的敘述期間由優(yōu)先選擇的但不是作為限制的若干實現(xiàn)形式對照附圖進(jìn)行說明，其中


圖1為按照本發(fā)明的裝置的原理圖；圖2為按照本發(fā)明的裝置的一種優(yōu)先選擇的實現(xiàn)形式的原理圖；圖3為按照標(biāo)準(zhǔn)ISO 7816-3和一個芯片卡交換信號的時間圖；圖4為按照本發(fā)明的裝置1和在圖2的芯片卡2之間交換信號的時間圖；在圖1上表示出了一個裝置1用于和一個便攜式數(shù)據(jù)載體2配合工作。裝置1包含有具有微處理器或微電纜邏輯電路形式的、包括有信息存儲裝置的信息處理裝置3。此信息處理裝置3包含有控制和便攜式數(shù)據(jù)載體2進(jìn)行通訊、特別是用于控制許多此后說明的、被用來依照一個可適用的標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)此通訊、使這些信號按照預(yù)定的定序出現(xiàn)和消失的信號的裝置。在微處理器的情況，此裝置包含有一個特別的程序。在微電纜邏輯電路的情況，它們包含有特定的微電纜邏輯電路。
裝置1還包含一個電源4，后者一方面和信息處理裝置3連接，另一方面通過一個和反回復(fù)(reverse-locking)裝置6串聯(lián)安裝的便攜式數(shù)據(jù)載體的到位開關(guān)5連接到便攜式數(shù)據(jù)載體2。這個反回復(fù)裝置6被連接到便攜式數(shù)據(jù)載體2的用于接收一個供電信號AL的供電輸入端7。電源4可以例如包括一個由電發(fā)生器如電池組、光電池、或容量很高的電容器構(gòu)成的電壓源。在一種優(yōu)先選擇度較低的實現(xiàn)方案中，電源4是在裝置1外面的。
當(dāng)便攜式數(shù)據(jù)載體2被插入裝在裝置1上用于接收該便攜式數(shù)據(jù)載體2的一個連接器中時，該便攜式數(shù)據(jù)載體的到位開關(guān)5便合上。裝置1還包括被連接到反回復(fù)裝置6的輸出端14、并被設(shè)置用于儲存從電源4接收的電能的能量儲存裝置8。反回復(fù)裝置6被設(shè)置用于阻止電能從儲存裝置8回到放電裝置11。它們包含有例如一個二極管、一個晶體管或一種安排用于完成這種功能的調(diào)整電路。
裝置1還包括一個放電加速器9，后者一方面被連接到儲能裝置8，另一方面有端子10并由此連接到信息處理器3。放電加速器9是安排用于由信息處理裝置3控制、使儲能裝置8通過電能流出而放電。它可以包含例如一個電阻、一個晶體管、或一組晶體管、或一個邏輯門。
上述的放電裝置11包含有一個輸入端，后者被連接到反回復(fù)裝置6的輸入端12，該裝置本身再由此連接到載體的到位開關(guān)5，放電裝置11的輸出端激勵信息處理裝置3的中斷輸入端13。這些裝置是安排用于將在載體的到位開關(guān)5打開時端子12的電能瞬間放掉，使信息處理裝置3探測到這種打開。這些裝置例如可以包括一個或多個電阻、或一個或多個晶體管。此放電裝置11只在端子12處，計及使用的元件，實際上不能獲得一個零電容的情況，以及因而應(yīng)該將此電容放電的情況下才有必要。
反回復(fù)裝置6象放電裝置11一樣，能由位于裝置1的任何處的、對電源4供給供電信號AL的停止進(jìn)行探測的、允許完成這種探測的任何其他的裝置來代替。此裝置可以是一個使用例如光學(xué)裝置或感應(yīng)裝置測量在電源4和儲能裝置8之間的零電流的裝置。
裝置1還最好包括適配裝置15，以用于向便攜式數(shù)據(jù)載體2供給控制信號SC1和SC2，以及用于與其交換數(shù)據(jù)傳送信號I/O。此適配裝置15使用的這些信號和可能適用的標(biāo)準(zhǔn)一致。
當(dāng)然，裝置1如上定義的各種裝置將可以物理上位于具有在微處理器或微電纜邏輯電路的同一部件上，而不一定要在不同的部件上。
當(dāng)將便攜式數(shù)據(jù)載體2插入裝置1中進(jìn)行運行時，載體的到位開關(guān)5閉合，并引起如下結(jié)果-反回復(fù)裝置6的輸入端12從電能的低電平過渡到電能的高電平；-放電裝置11向信息處理裝置3的輸入端13反饋此高電平，向其表明便攜式數(shù)據(jù)載體2已插入，因而有必要開始和其進(jìn)行通訊的程序；-對儲能裝置8進(jìn)行充電；
-便攜式數(shù)據(jù)載體2經(jīng)由其供電輸入端7得到使其能進(jìn)行運轉(zhuǎn)的電能；-放電加速器9由作用在端子10處的信息處理裝置3保持在不作用狀態(tài)。
-信息處理裝置3被設(shè)置依照可適用的標(biāo)準(zhǔn)按一個預(yù)先確定的定序引起信號I/O、SC1、SC2出現(xiàn)。
裝置1和便攜式數(shù)據(jù)載體2這時已準(zhǔn)備好可用于進(jìn)行一個對話程序。
當(dāng)以后將便攜式數(shù)據(jù)載體2取出裝置1時，載體2的到位開關(guān)5打開，引起如下結(jié)果-反回復(fù)裝置6的輸入端12從一個電能的高電平過渡到電能的低電平；-放電裝置11向信息處理裝置3的輸入端13反饋被信息處理裝置3探測到的此電能的低電平，使其全部進(jìn)行著的處理工作中斷而依照適用的標(biāo)準(zhǔn)按一個預(yù)先確定的定序觸發(fā)取消信號I/O、SC1、SC2；-接著，放電加速器9由信息處理裝置3控制通過端子10而使儲能裝置8放電，結(jié)果使在便攜式數(shù)據(jù)載體2的供電輸入端7處可用的電能為零，使其作好準(zhǔn)備和裝置1脫開。
在圖2上，和圖1的相類似的元件帶有同樣的參考數(shù)據(jù)。信息處理裝置3包含有一個微處理器，電源4包含有兩個串聯(lián)安裝的電池組。放電裝置11包含有兩個電阻R1和R2串聯(lián)安裝在電壓調(diào)整器6的端子12和裝置1的地線之間，這些電阻的一個公共點被連接到微處理器的端子13。反回復(fù)裝置6包含有一個電壓線性調(diào)整器或具有在輸出端不大的電壓降落的特性的“低壓降輸出”調(diào)整器；一個同樣的電壓調(diào)整器6A被插放在電源4和微處理器3之間。
儲能裝置包括一個安裝在電壓調(diào)整器的端子14和地線之間之間的電容器8。放電加速器包含一個安裝在端子14和微處理器之間的電阻9。
供電信號AL由一個電壓信號VCC表示；指令信號包含一個時鐘信號CLK和一個復(fù)位信號RST。
便攜式數(shù)據(jù)載體由一個信用卡類型的芯片卡2代表。
在一種優(yōu)先選擇的實現(xiàn)形式中，裝置1是便攜式的并與芯片卡套子一樣大，而微處理器3此外被裝有一個顯示器16，并被安排用于一旦芯片卡被插入裝置1的連接器中，顯示器16即自動顯示出芯片卡2中的帳目的結(jié)余金額以及其他可能的信息。這時裝置1可以不要任何常用的特別操作便能很方便地成為個人用結(jié)余金額閱讀器。
一般地說，和芯片卡的數(shù)據(jù)交換是由標(biāo)準(zhǔn)ISO 7816來訂的。而其7816-3部份涉及加在芯片卡上的各種信號的定序。這些信號有電位基準(zhǔn)信號GND、供電信號VCC、存儲器供電信號VPP、時鐘信號CLK、復(fù)位信號RST、和數(shù)據(jù)交換信號I/O，如圖3的時間圖上表示的那樣。
可以看到，在建立交換時，信號VCC、VPP、CLK、和RST應(yīng)該按這里的次序供給；一般不使用的信號VPP這時通過和信號VCC連到一起而被短路。在交換的最后，上述信號應(yīng)按相反次序消失。
在圖4上，“卡到位”曲線確定芯片卡相對裝置1的位置(插入或取出)。另一個曲線“點12”確定圖2上點12處的電位的變化。最后，第三個圖表示許多交迭的曲線，在插入芯片卡2時，依次出現(xiàn)電壓信號VCC、數(shù)據(jù)傳送信號I/O、時鐘信號CLK、和復(fù)位信號RST。當(dāng)取下卡時，這些信號按相反次序消失。
但信號出現(xiàn)的定序是由微處理器的一個特定程序支配的，這些信號的消失定序同樣由圖2的電子裝置的參與。
電壓信號VCC的曲線包圍著所有其他的信號。將卡取出時，遵照標(biāo)準(zhǔn)ISO 7816-3給定的、并被表示在圖上的減小界限在卡取出后500μS時VCC＜0.4V，曲線按相應(yīng)于兩個連續(xù)的時間常數(shù)τ1＝1000μS和τ2＝50μS的兩個階段下降。
信號I/O、RST、和CLK為由微處理器的一個電壓產(chǎn)生，而此電壓又是來自供給微處理器的VCC電壓這一事實保證它們的高度總是低于VCC的高度。電阻R1和R2和電壓調(diào)整器6相聯(lián)可以探測出卡的取出。電容器8許可在相應(yīng)于時間常數(shù)τ1的階段內(nèi)完成的信號I/O、RST、和CLK的置零期間繼續(xù)對芯片卡2供電。電阻9和微處理器相聯(lián)可以加速VCC在這一置零后在相應(yīng)于時間常數(shù)τ2的階段中的下降。
權(quán)利要求
1.一種至少使用一個由電能源(4)提供的供電信號(AL)、一個指令信號(SC1)和一個數(shù)據(jù)傳送信號(I/O)和一個便攜式數(shù)據(jù)載體進(jìn)行通訊的裝置，其特征在于它包括-設(shè)置在電源和便攜式數(shù)據(jù)載體之間并由后者控制、使得如果便攜式數(shù)據(jù)載體(2)和該裝置(1)不配合便切斷電源(4)對便攜式數(shù)據(jù)載體的供電信號(AL)的供給，而如果便攜式數(shù)據(jù)載體(2)和該裝置(1)配合便許可供給此信號的開關(guān)裝置(5)；-設(shè)置用來儲存從電源(4)接收的電能的能量儲存裝置(8)，被連接至便攜式數(shù)據(jù)載體(2)的供電輸入端(7)，使得在電源(4)對供電信號(AL)的所說的供給中斷之后一段預(yù)定時間內(nèi)對其提供所說的供電信號；-設(shè)置用于保證將所說的信號(AL、SC1、I/O)按預(yù)先規(guī)定的定序傳送給便攜式數(shù)據(jù)載體、和用于按預(yù)先規(guī)定的定序中斷這種傳送的、以及用于探測電源(4)對供電信號(AL)供給的中斷、然后在儲能裝置提供供電信號期間按預(yù)先規(guī)定的定序?qū)ζ渌盘?SC1、I/O)觸發(fā)中斷的信息處理裝置(3)。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，包含有設(shè)置在中斷裝置(5)和儲能裝置之間的、并安排用于阻止電能從儲能裝置向中斷裝置(5)返回的反回復(fù)裝置(6)。
3.按照權(quán)利要求1的裝置，包含有被安排用于一旦其他信號(SC1、I/O)的所說的中斷按預(yù)先規(guī)定的所說的定序執(zhí)行時使儲能裝置(8)放電的放電裝置(9)，該放電裝置由信息處理裝置(3)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種至少使用一個由電能源(4)提供的供電信號(AL)、一個指令信號(SC1)和一個數(shù)據(jù)傳送信號(I/O)、和一個便攜式數(shù)據(jù)載體進(jìn)行通訊的裝置,其特征在于它包括:用于如果便攜式數(shù)據(jù)載體(2)和裝置(1)不配合便切斷電源對便攜式數(shù)據(jù)載體的供電信號(AL)的供給的中斷裝置(5);用來儲存從電源接收的電能、并在電源不再供電時向便攜式數(shù)據(jù)載體供給所說的供電信號的裝置(8);設(shè)置用于保證將所說的信號(AL、SC1、I/O)按預(yù)先規(guī)定的定序傳送給便攜式數(shù)據(jù)載體、以及用于探測電源對供電信號(AL)供給的中斷、然后在儲能裝置提供供電信號期間按預(yù)先規(guī)定的定序?qū)ζ渌盘?SC1、I/O)觸發(fā)中斷的信息處理裝置(3)。
文檔編號G06K17/00GK1196807SQ9719079
公開日1998年10月21日 申請日期1997年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月1日
發(fā)明者讓－皮埃爾·拉馮 申請人:布爾Cp8公司