DE69908303T2

DE69908303T2 - Asynchrone speicherkarte

Info

Publication number: DE69908303T2
Application number: DE69908303T
Authority: DE
Inventors: Pascal Cooreman; Stephane Rayon; Bertrand Gomez
Original assignee: Gemplus SA
Current assignee: Gemplus SA
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2019-01-16
Also published as: AR014504A1; KR20010034402A; CN1149517C; JP4167395B2; US6585164B1; BR9907284B1; AU757905B2; ES2201659T3; DE69908303D1; FR2774196B1; AU2058299A; WO1999038130A1; ZA99572B; CA2319768A1; EP1051693B1; FR2774196A1; CN1289430A; EP1051693A1; BR9907284A; JP2002501268A

Description

Die Erfindung betrifft Speicherkarten, d.h. Karten mit hauptsächlich einem Speicher und seinen Adressierschaltungen zum Aufzeichnen und Lesen von Daten oder Informationen.
Der Speicher dieser Karten wird anhand eines Terminals, wie beispielsweise eines Kartenlesegeräts, aufgezeichnet und/oder gelesen, das über mittels Kontakten angelegten elektrischen Signalen mit dem Speicher kommuniziert. Die elektrischen Signale werden vom Terminal gemäß besonderen genormten Protokollen erzeugt, die die Besonderheit aufweisen, synchron mit indirekter Adressierung zu sein.
Mit derartigen Protokollen verläuft die Transaktion wie folgt:

– Nullrückstellung der Karte, insbesondere des Adressenzählers des Speichers, entweder beim Einschalten oder über ein Nullrückstellungssignal an einer hierfür vorgesehenen Klemme;
– Positionierung des Adressenzählers des Speichers auf die richtige Adresse durch Anlegen einer bestimmten Anzahl von Impulsen an eine den Taktimpulsen entsprechenden Klemme;
– Aufzeichnungs- oder Lesebefehl im Speicher durch eine Kombination von an eine Eingangs-/Ausgangsklemme und an eine andere Klemme, die die Nullrückstellungs-, die Taktklemme oder eine sonstige Klemme sein kann, angelegten Signalen.

Die Unterlage FR 2635598 beschreibt beispielsweise eine Karte, deren Speicher mittels eines Terminals, beispielsweise eines Kartenlesegeräts, aufgezeichnet und/oder gelesen wird, das über mittels Kontakten an eine Adressierschaltung angelegten elektrischen Signalen mit dem Speicher kommuniziert. Die IC-Karte umfasst ein Steuerelement, beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Datenspeicher, einen Programmspeicher und ein Kontaktteil, das den elektrischen Kontakt mit dem Lese-/Aufzeichnungsgerät der Karte gewährleisten soll.
Die Nachteile einer derartigen Karte, die gemäß einer zuvor beschriebenen Arbeitsweise funktioniert, sind nachfolgend zusammengefasst.
Da die Kommunikation zwischen einem Lesegerät und einer Karte, insbesondere für eine finanzielle Transaktion, sehr empfindlich gegenüber elektrische Störungen (Spannungsabfall, defekte elektrische Kontakte, Parasiten, usw.) ist, ist die Richtigkeit der ausgetauschten Meldungen nicht garantiert. Demnach muss insbesondere die Kommunikation ein oder mehrere Male wiederholt werden, um sich zu vergewissern, dass die Transaktion korrekt durchgeführt wurde.

– Die Wiederholung der Meldung verlängert die für eine Transaktion erforderliche Zeit.
– Ferner kann man falsche Transaktionen aufgrund von elektrischen Störungen erhalten.
– Die Adressierung des Speichers erfolgt über einen Impulszähler, der die Reihe der an ihm angelegten Impulse zählt, und der vom Zähler am Ende dieser Reihe angezeigte Code ist der Adressencode des Speichers. Diese so genannte indirekte Adressierung benötigt eine bestimmte Zeit für das Zählen der Impulse und stellt eine Fehlerquelle dar, beispielsweise wenn ein Impuls aus verschiedenen Gründen nicht berücksichtigt wird.
– Es erfolgt keine Kontrolle der Unversehrtheit der empfangenen Daten oder Befehle, daher herrscht mangelnde Sicherheit.
– Das Transaktionsprotokoll ist synchron, wozu ein strenger Synchronismus zwischen dem Terminal und der Speicherkarte erforderlich ist, ein Synchronismus, der aufgrund externer Störungen zuweilen schwer herzustellen und während der Transaktion aufrecht zu erhalten ist.
– Es erfolgt keine Empfangsbestätigung beim Empfang von empfangenen Daten oder Befehlen.
– Es findet keine Überprüfung der korrekten Ausführung des Befehls statt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist demnach, eine Speicherkarte vorzuschlagen, die keine der vorgenannten Nachteile aufweist.
Dieses Ziel ist erreicht, indem man die an die Speicherkarte und die Zugriffschaltungen zum Speicher der Karte angelegten Signale dahingehend abändert, dass:

– die Kommunikation zwischen dem Terminal und der Speicherkarte gemäß einem asynchronen Kommunikationsprotokoll erfolgt;
– die Adressierung des Speichers per direkter Adressierung erfolgt;
– die von der Karte empfangene und eine Adresse, einen Befehl oder Daten betreffende Information überprüft wird;
– die Speicherkarte eine Empfangsbestätigung der empfangenen Information und ihrer Unversehrtheit an das Terminal durchführt;
– die Speicherkarte eine Information bezüglich der korrekten Ausführung des Befehls an das Terminal überträgt.

Die Erfindung betrifft eine Speicherkarte mit Kontakten, mit einem Speicher, der über Zugriffschaltungen, bestehend aus einer Adressierschaltung und einer Prüfschaltung, mit einem Terminal zusammenwirken kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugriffschaltungen zum besagten Speicher ferner umfassen:

– eine Empfangs- und Analyseschaltung der elektrischen Signale, die vom Terminal an die Kontakte der Speicherkarte angelegt werden, wobei die besagte Empfangs- und Analyseschaltung Meldungen und Codes liefert;
– eine Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung der von der Analyseschaltung gelieferten Codes, je nachdem ob es sich um einen Adressencode des Speichers, einen Datencode oder einen Befehlscode handelt;
– ein Adressenregister, das den von der Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung gelieferten Adressencode aufzeichnet, um ihn der Adressierschaltung zur Verfügung zu stellen;
– mindestens ein Datenregister, das den Befehlscode der am Speicher vorzunehmenden Operation oder den dort eventuell aufzuzeichnenden Datencode aufzeichnet, um die besagten Codes der Prüfschaltung zur Verfügung zu stellen, um damit die vom Befehlscode angegebene Operation durchzuführen,
– mindestens ein Ausgangsregister, das den im Speicher gelesenen Code oder den von der Prüfschaltung gelieferten Code des Ausführungszustands des Befehls aufzeichnet, und
– eine Übertragungsschaltung an die Kontakte der vom Ausgangsregister gelieferten Codes und der von der Empfangs- und Analyseschaltung gelieferten Meldungen, um sie an das Terminal zu übertragen.

Die erfindungsgemäße Karte hat den Vorteil, mittels einiger geringfügiger zusätzlicher Einrichtungen zu den vorgenannten verdrahteten Funktionen, völlig mit den Lesegeräten des existierenden Parks kompatibel zu sein. Vor allem ist es besonders vorteilhaft, die Kartenlesegeräte mit Mikroprozessor benutzen zu können, was mit den derzeitigen Speicherkarten bisher nicht möglich ist.
Die Erfindung wird besser verstanden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels, wobei die besagte Beschreibung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung erfolgt, deren einzige Figur ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Speicherkarte darstellt.
Eine Speicherkarte 40 umfasst in bekannter Weise:

– einen Speicher 10, der das Lesen und Aufzeichnen von Daten in Form von Binärzahlen in elementaren Zellen ermöglicht,
– eine Adressierschaltung 12 des Speichers 10 zur Auswahl einer oder mehrerer elementarer Zellen, die jeweils zu lesenden oder aufzuzeichnenden Daten entsprechen,
– eine Prüfschaltung 14 des Speichers 10 und der Adressierschaltung 12, um die Zellen des Speichers 10 an einer Adresse aufzuzeichnen oder zu lesen, die der Adressierschaltung 12 mitgeteilt wird, und
– eine Mehrzahl von Kontakten 16, die auf einer der Seiten der Karte angeordnet sind, um die elektrischen Verbindungen zwischen einem Terminal 18 und der Speicherkarte herzustellen.

Erfindungsgemäß umfasst die Speicherkarte, außen den oben genannten Elementen, eine Vorrichtung 20, die die Verbindung zwischen einerseits der Mehrzahl von Kontakten 16 und andererseits der Adressierschaltung 12 und der Prüfschaltung 14 herstellt.
Diese Vorrichtung 20 umfasst:

– eine Empfangs- und Analyseschaltung 22 der an den Kontakten 16 empfangenen elektrischen Signale, um die elektrischen Signale zu analysieren und um einerseits Meldungen an das Terminal 18 und andererseits Codes zu liefern, die repräsentativ sind für Daten, Zellenadressen des Speichers und für auszuführende Befehle oder Anweisungen,
– eine Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung 24 der von der Empfangs- und Analyseschaltung 22 gelieferten Codes,
– ein Adressenregister 26, um den vom Terminal übertragenen Adressencode aufzuzeichnen und ihn der Adressierschaltung 12 zur Verfügung zu stellen,
– mindestens ein Datenregister 28, um den vom Terminal übertragenen Datencode oder Anweisungscode aufzuzeichnen und ihn der Prüfschaltung 14 zur Verfügung zu stellen,
– mindestens ein Ausgangsregister 32, um den im Speicher 10 gelesenen Code oder den Ausführungszustand der Anweisung aufzuzeichnen, und
– eine Übertragungsschaltung 34 des im Ausgangsregister 32 enthaltenen Codes zum Terminal 18 über Kontakte 16.

Die Verbindung zwischen dem Terminal 18 und der Karte 40 erfolgt über eine Mehrzahl von Kontakten 16, durch Anlegen an diese Kontakte von elektrischen Signalen, die gemäß so genannten asynchronen Kommunikationsprotokollen genormt sind. Diese Protokolle können von verschiedener bekannter Art sein, insbesondere solche, die unter der Bezeichnung RS232 bekannt sind, was eine Serienverbindung anbetrifft, die gewöhnlich zwischen einem so genannten Personal Computer und seinen Peripheriegeräten benutzt werden, oder unter den Bezeichnungen V22, V23, usw., was die Modem-Verbindung anbetrifft.
Das gewählte Protokoll wird vom Terminal implementiert und muss von der Speicherkarte in Höhe der Empfangs- und Analyseschaltung 22 verstanden werden.
Diese letztere Schaltung 22 realisiert den Empfang der vom Terminal empfangenen elektrischen Signale und führt die Analyse durch, um die Unversehrtheit zu prüfen.
Hierfür ist der Terminal vorgesehen, um eine redundante Information in die übertragenen Signale einzufügen, Information, deren Präsenz und Wert die Empfangs- und Analyseschaltung 22 in der Lage ist zu prüfen. Es kann sich um die Präsenz eines Paritätsbits oder eines redundanten zyklischen Codes handeln. Dazu ist zu bemerken, dass zahlreiche Kommunikationsprotokolle eine derartige Redundanz vorsehen, um die Unversehrtheit der übertragenen Information zu prüfen.
Sollte diese Prüfung erfolglos sein, wird die Anweisung nicht ausgeführt.
Außer der Nichtausführung des Befehls ist die Empfangs- und Analyseschaltung 22 vorgesehen, um dem Terminal eine Empfangsbestätigung zu liefern, wie beispielsweise einen Code, der anzeigt, dass die Karte die Information empfangen hat und diese unversehrt ist. Im gegenteiligen Fall liefert sie einen Fehlercode.
Derartige Empfangsbestätigungen sind in bestimmten Kommunikationsprotokollen vorgesehen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Adressierung des Speichers 10 direkt über einen Adressencode, der von der Empfangs- und Analyseschaltung 22 empfangen und analysiert wird.
Eine derartige direkte Adressierung kann durchgeführt werden, indem man ein unter der Abkürzung I2C bekanntes Protokoll implementiert, das für die Steuerung von Peripheriegeräten von Computern benutzt wird.
Dieser Adressencode wird von der Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung 24 erfasst, die ihn an das Adressenregister 26 überträgt.
Die Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung 24 erfasst ebenfalls die Daten- und Anweisungscodes und überträgt sie an einen oder mehrere Register 28, wobei die in den Registern 28 enthaltenen Codes der Prüfschaltung 14 zur Verfügung gestellt werden.
Wenn die Anweisung ausgeführt wurde, ist die Prüfschaltung 14 vorgesehen, um einen Zustandscode zu erzeugen, der die Ausführung der Anweisung anzeigt, oder einen Fehlercode, der anzeigt, dass die Anweisung nicht ausgeführt wurde. Dieser Code wird an das Terminal 18 über das Ausgangsregister 32 übertragen, das den Code von der Prüfschaltung 14 und der Übertragungsschaltung 34 erhält.
Wenn die Anweisung in einem Lesen besteht, wird der im Speicher gelesene Code über das Ausgangsregister 32 und die Sendeschaltung 34 an das Terminal übertragen.
Selbstverständlich kann das Ausgangsregister 32 aus zwei Registern bestehen, eins für die Zustandscodes und das andere für die im Speicher 10 gelesenen Daten.
Bei einer gerade beschriebenen Speicherkarte läuft eine Transaktion mit einem Terminal wie folgt ab:

– das Terminal erzeugt eine Anweisung gemäß einem für die erfindungsgemäße Speicherkarte geeigneten Applikationsprogramm, wobei diese Anweisung mindestens einen Anweisungscode, einen Adressencode und einen Datencode enthält, die gemeinsam eine Meldung bilden,
– das Terminal erzeugt eine Redundanz-Information, wie beispielsweise eine Paritätszahl oder einen redundanten zyklischen Code, und fügt sie in die aus den zu übertragenden Codes bestehende Meldung ein,
– das Terminal überträgt diese Codes im asynchronen Modus über Kontakte 16 an die Speicherkarte,
– die Empfangs- und Analyseschaltung 32 bestätigt die von der Speicherkarte empfangene Meldung,
– die Empfangs- und Analyseschaltung 22 überträgt über die Übertragungsschaltung eine Empfangsbestätigung der Meldung an das Terminal, mit Angabe eines Codes für den guten oder schlechten Empfang der Meldung,
– die Prüfschaltung 14 führt die Anweisung aus, und
– die Prüfschaltung 14 überträgt über das Ausgangsregister 32 und die Übertragungsschaltung 34 eine Meldung an das Terminal, die die Ausführung oder nicht der Anweisung bescheinigt.

Claims

Speicherkarte (40) mit Kontakten (16), mit einem Speicher (10), der über Zugriffschaltungen, bestehend aus einer Adressierschaltung (12) und einer Prüfschaltung (14), mit einem Terminal (18) zusammenwirken kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugriffschaltungen Speicher (10) ferner umfassen: – eine Empfangs- und Analyseschaltung (22) der elektrischen Signale, die vom Terminal (18) an die Kontakte (16) der Speicherkarte angelegt werden, wobei die besagte Empfangs- und Analyseschaltung Meldungen und Codes liefert; – eine Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung (24) der von der Empfangs- und Analyseschaltung (22) gelieferten Codes, je nachdem ob es sich um einen Adressencode des Speichers, einen Datencode oder einen Steuer- oder Anweisungscode handelt; – ein Adressenregister (26), das den von der Interpretierungs- und Zuweisungsschaltung gelieferten Adressencode aufzeichnet, um ihn der Adressierschaltung (12) zur Verfügung zu stellen; – mindestens ein Datenregister, das den Befehlscode der am Speicher vorzunehmenden Operation oder den dort eventuell aufzuzeichnenden Datencode aufzeichnet, um die besagten Codes der Prüfschaltung (14) zur Verfügung zu stellen, um damit die vom Befehlscode angegebene Operation durchzuführen, – mindestens ein Ausgangsregister (32), das den im Speicher (10) gelesenen Code oder den von der Prüfschaltung (14) gelieferten Code des Ausführungszustands des Befehls aufzeichnet, und – eine Übertragungsschaltung (34) an die Kontakte der vom Ausgangsregister (32) gelieferten Codes und der von der Empfangs- und Analyseschaltung gelieferten Meldungen, um sie an das Terminal (18) zu übertragen.
Speicherkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Analyseschaltung (22) Daten gemäß einem asynchronen Kommunikationsprotokoll austauschen kann.
Speicherkarte nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Analyseschaltung (22) Daten mit Unversehrtheitsprüfung der den übertragenen elektrischen Signalen entsprechenden Meldung austauschen kann.
Speicherkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Analyseschaltung (22) vom Terminal (18) gemäß einem asynchronen Kommunikationsprotokoll übertragene elektrische Signale erfassen und verstehen kann, mit Unversehrtheitsprüfung der den übertragenen Signalen entsprechenden Meldung.
Speicherkarte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsschaltung (34) die von der Empfangs- und Analyseschaltung (22) gelieferten Meldungen und die vom Ausgangsregister (32) in einer vom Terminal (18) erfassbaren und verständlichen Form gemäß dem asynchronen Kommunikationsprotokoll gelieferten Codes übertragen kann.
Speicherkarte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- und Analyseschaltung (22) ein Signal erzeugen kann, das den korrekten und kompletten Empfang der vom Terminal übertragenen Signale anzeigt, wobei das besagte Signal an eine Übertragungsschaltung (34) angelegt wird.
Speicherkarte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfschaltung einen Zustandscode erzeugen kann, der die Ausführung oder nicht der Anweisung anzeigt.