CN1183480C - 用于操作保护地接收ook调制信号的电路装置 - Google Patents
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Abstract
用于接收OOK调制的信号的电路装置,特别是用于在识别系统的数据载体中,具有一个解调器电路(Demod),具有一个与该解调器电路后接的解码器电路(Dekod),并且具有一个用于特别控制接收数据的接收、解调和处理的过程控制器(SM)。在解调器电路(Demod)与解码器电路(Dekod)之间布置一个由过程控制器(SM)控制的开关元件(S),其输入端与解调器(Demod)的输出端连接,并且其第一输出端与解码器电路(Dekod)的输入端连接。该开关元件具有一个第二输出端,其与该电路装置的复位输入端连接。
Description
技术领域
本发明涉及一个用于接收OOK(开关选)调制的信号的电路装置,特别是用于一个识别系统的数据载体中,具有一个接收电路、一个与该接收电路后接的解调器电路、一个与该解调器电路后接的解码器电路并且具有一个用于特别控制接收数据的接收、解调和处理的过程控制器。
背景技术
一个如此的电路公开于EP0 669 591 A2。
在识别系统中,在一个静止的或准静止单元与一个移动的或者便携的、至少具有一个存储器的单元-下面称作数据载体-之间交换数据,并且主要借助于电感耦合或电磁辐射经常地把能量从静止的单元传输到数据载体。对此例如是具有一个比如象芯片卡的便携识别卡的访问控制设备。可是具有密钥锁系统的电子移位联锁装置也被视为根据类别的识别系统。
在根据开头所述的识别系统中,借助于OOK调制把数据从静止单元传输到数据载体,其中高频载波信号-也许在数字信号处理的适合的划分和/或预处理之后-直接作为时钟脉冲信号使用,因此根据这个调制而在载波信号中产生的消隐间隙同样呈现在时钟脉冲信号中。此外,通过所传输信号的检波和滤波获得供给数据载体所必需的能量。
或者直接从所传输的和接收的信号中或者首先从由此获得的时钟脉冲信号中实现OOK调制的载波信号的解调。这是可能的,因为时钟脉冲信号同样具有消隐时间和关于此的调制。对此,如此设计在已知的识别系统的数据载体中的电路,即容许时钟脉冲的暂时渐隐。
对此根据预先确定的协议进行数据的接收,该协议由一个过程控制器(状态机器)控制。在规定接收协议之后的一个另外的时刻,允许时钟脉冲的中断,导致接收的中止。
从EP0 387 071 A中已知了在一个由时钟信号构成的应答器中,该时钟信号是由OOK调制的载波信号倒出以产生一个复位信号,当该间隔处于两个时间段之间时,该应答器的电路部分被复位,在该时间段中存在一个超过预定时间长度的载波信号。
在接收数据之后,可以说明指令或也可以说明必需执行的要处理的值。一个如此的处理包含数据的读出或写入,例如在数据载体的非易失的存储器中的值以及同样包含数据到静止单元的发送,并且也许可能包含数据的编码。在处理接收的数据期间,数据载体不等待另外的数据,并且因此不中断时钟脉冲,因为没有实现静止单元的载波信号的调制。
然而这导致一个安全性的危险,因为原理上容许时钟脉冲的停止。为了获得仿真的可能性,黑客目前可以停止或者渐隐时钟脉冲,并且检查电路的当时的状态,因此查明结构和工作原理。
为了应付这个问题,已经在专业领域中存在一种倾向,使用一个具有较低调制指数的调幅代替100%的OOK调制。可是这意味着,在数据载体上必需实现一个不大耐用的解调,这由于较低的产量而提高了费用,并且拥有昂贵的测试方法或差的兼容性。
发明内容
本发明的问题在于,在开头所述的电路装置中避免上述缺点。
通过下述技术方案的特征解决了这个问题。在后文中还给出了有益的扩展。
用于接收OOK调制的信号的电路装置,特别是应用于一个识别系统的数据载体中,
-具有一个解调器电路(Demod),
-具有一个与该解调器电路后接的解码器电路(Dekod),和
-具有一个用于特别控制接收数据的接收、解调和处理的过程控制器(SM),
其特征在于,
在解调器电路(Demod)和解码器电路(Dekod)之间布置一个由过程控制器(SM)控制的开关元件(S),其输入端与解调器电路(Demod)的输出端连接,其第一输出端与解码器电路(Dekod)的输入端连接,并且
开关元件(S)具有一个第二输出端,其与该电路装置的复位输入端连接,并且
该开关元件(S)如此能够由过程控制器(SM)进行控制,在运行状态下,在接收数据时,该解调器电路(Demod)的输出端通过开关元件(SM)与解码器电路(Dekod)的输入端进行连接,并且在运行状态下,在没有接收数据时,该解调器电路(Demod)的输出端与该电路装置的复位输入端进行连接;
所述的解调器电路(Demod)具有一个第一间隔识别电路(PE1)。根据本发明在识别系统的数据载体电路装置的解调器电路与解码器电路之间布置一个开关元件,借助于该开关元件处在没有接收数据-通过过程控制器控制-的工作状态的解调器电路的输出端与该电路装置的复位输入端连接。
如果没有数据从识别系统的一个读出站被发送到数据载体,则不调制依然必须发送的用于能量传输的载波信号,因此解调器电路输出一个恒定的信号,然而同样从载波信号中导出的时钟脉冲不具有间隙。
如果一个黑客这时为了在这个中断时间间隔内能够检查电路装置的状态而中断载波信号并因此中断时钟脉冲信号,则解调器电路在其输出端上改变状态,然后其以根据本发明的方式导致该电路装置复位,因此不可能通过中断时钟脉冲检查该电路装置的目前的状态。
例如可以通过限制和转换电路电平实现从高频载波信号中时钟脉冲信号的导出。依赖于所选择的逻辑,时钟脉冲信号此外在一个时钟脉冲间隔中具有一个低的或一个高的电平。如果解调器电路具有一个第一间隔识别电路,以有益的、因为简单的并且因此成本低的方式用一个可以重复触发的单稳态触发器形成这个识别电路,则在载波信号渐隐期间了解要解调的信号的状态是必须的。正如已经阐述的,对此要解调的信号或者可以是已经从由一个读出站发出的并且由数据载体接收的信号中导出的时钟脉冲信号,或者可以是在解调器电路中从接收的信号中导出的并且转换为电路电平的信号。
为了保证更好地防止黑客攻击,以有益的方式可以不定义供给第一间隔识别电路的信号的空用状态。在这种情况下,以根据本发明的方式把在解调器电路中包括的第一间隔识别电路并接一个另外的具有反向输入端的间隔识别电路,其中这个另外的间隔识别电路的输出端与该电路装置的复位输入端连接。例如可以借助于或门电路实现不仅开关元件的第二输出端而且这个第二间隔识别电路的输出端与该电路装置的复位输入端的连接。通过这个有益的扩展保证,独立地从在这种情况下出现的转交给解调器电路的信号的电平中识别每个时钟脉冲的中断,并导致复位。以等效的方式,在解调器电路中的第一间隔识别电路串接一个微分电路也是可以的。
如果该电路装置处在数据处理工作状态,也就是没有等待接收数据,则根据本发明的电路装置的一个以前的安排允许复位。在接收数据期间容许中断时钟脉冲,因为每个传输的逻辑“0”导致一个中断。黑客也可以滥用这个实际情况。
为了解决这个问题,在本发明的一个有益的扩展中第一间隔识别电路并接一个第三间隔识别电路。该第三间隔识别电路的输出端也与该电路装置的复位输入端、例如同样经过或门电路进行连接。然而这个第三间隔识别电路有一个与第一间隔识别电路相比明显长的延迟时间,因此虽然绝对实现了电路复位,可是首先在相当长的在时钟脉冲中的间隔的期间。
附图说明
下面借助于附图根据实施例详细阐述本发明。图示:
图1一个根据本发明的电路装置的原理方框图,
图2一个可重复触发的单稳态触发器的详细说明的电路,和
图3附属的信号示意图。
具体实施方式
图1指出了形成为线圈SP的根据类别的识别系统的数据载体的接收天线。线圈SP的端子与整流器电路GL连接,在其输出端上提供使用了对于数据载体所必需的电源电压。为了把数据从数据载体传输到一个静止单元而预先规定一个调制器Mod,仅仅通过一个箭头表示其控制,因为这个调制器对于本发明来说没有意义。接收天线SP的端子此外与一个时钟脉冲获得电路CL连接,该时钟脉冲获得电路在其输出端上给出时钟脉冲信号。
为了把数据从静止单元传输到数据载体而使用了OOK调制,因此在载波信号中存在消隐间隙。时钟脉冲信号C1同样表明了该消隐间隙,因此为了在解调器Demod中解调可以加入这个时钟脉冲信号C1。可是天线线圈SP的输出信号直接供给解调器Demod一样是可能的。在这种情况下-依赖于所使用的解调器类型-一个适合的信号预处理电路是附加必需的。
解调器电路Demod的输出信号经过开关元件S被供给解码器电路Dekod。解码器电路Dekod的输出信号在数据载体中继续处理,这通过一个箭头表明。这个另外的处理对于根据本发明的理解是没有意义的,并且在此不再阐述。
开关元件S由一个过程控制器SM控制,并且有一个第二输出端,其与过程控制器SM的复位输入端连接。依赖于通过过程控制器SM的控制开关元件S使解调器电路Demod的输出端或者与解码器电路Dekod的输出端连接,或者-在所描述的实例中-经过一个或门电路OR与过程控制器SM的复位输入端连接。
对此,在第一种工作情况下,在这种工作情况中静止单元接收数据,解码器电路Dekod与解调器电路Demod连接。如此设计整个电路装置,即容许在时钟脉冲信号C1中的消隐间隙,因此其在接收协议的帧内长时间地出现。
在一个第二工作情况下,在该工作情况中在该电路装置中处理接收的数据,该电路装置或者数据载体不等待静止单元的数据,因此不存在载体信号的调制并且因此也不准许出现消隐间隙。但是如果出现了消隐间隙,则以较高的概率存在滥用。为了排除这种滥用,以根据本发明的方式在第二种工作情况下由过程控制器SM使解调器电路Demod的输出端与过程控制器SM的复位输入端连接,以致在时钟脉冲信号C1中的消隐间隙的出现导致整个电路装置的复位。
解调器电路Demod具有一个第一间隔识别电路PE1,其例如可以用一个在图2中描述的可重复触发的单稳态触发器形成。一个如此的间隔识别电路可以仅仅识别确定的极性的时钟脉冲间隔。如果时钟脉冲信号C1的消隐极性具有未定义的极性,这可能发生在黑客攻击时,在根据本发明的改进中预先规定一个具有同第一间隔识别电路反向的输入端的第二间隔识别电路PE2,其输出端同样经过或门电路OR被供给过程控制器的复位输入端。
因为根据图1的电路装置在接收工作情况下容许在时钟脉冲信号C1中的消隐间隙,所以黑客可以试图在这种工作情况下通过延长消隐间隙来检查该电路。为了预防一个如此的滥用,在根据本发明的改进中预先规定了一个第三间隔识别电路PE3,其同样供给了时钟脉冲信号C1,并且其经过或门电路OR作用于过程控制器SM的复位输入端。可是该第三间隔识别电路PE3有跟二个另外的间隔识别电路PE1、PE2相比较大的时间延迟,因为其一方面应当绝对响应,而另一方面在通过正常的调制引起的消隐间隙的情况下不应当导致电路复位。对于间隔识别电路来说,典型的延迟时间在13.56MHz的载体频率的情况下对于第一和第二间隔识别电路PE1、PE2是大约300ns,对于第三间隔识别电路大约是6μs。
代替具有反向输入端的第二间隔识别电路的使用,第一间隔识别电路PE1也可以串接一个微分电路DS,这在图1中以虚线表明。因此也可以探测在时钟脉冲信号C1中的消隐间隙的二个极性。
图2以一个可重复触发的单稳态触发器的形式指出了一个间隔识别电路的实施例。所描述的单稳态触发器包括三个串联的倒相器IN1至IN3,其中在第二倒相器IN2的n沟道晶体管Tr2源级端口与地线端口Vss之间接入一个电阻R。此外电容C并接于第二倒相器IN2的n沟道晶体管Tr2的负载线路和电阻R。
借助于根据图3的信号示意图阐明根据图2的电路的功能。以罗马数字I至IV表示在其上面考虑信号的电路的点。例如时钟脉冲信号C1应当处在电路的输入端I上。在传输一个或也传输多个逻辑低状态时该时钟脉冲信号具有一个消隐间隙或间隔。通过第一倒相器IN1倒相该信号,并且把该信号供给第二倒相器IN2的输入端。在II下面描述这个倒相的信号。如果在第二倒相器的输入端上的信号具有一个逻辑低状态,则第二倒相器IN2的p沟道晶体管Tr1接通,因此电容C被充电。如果在第二倒相器IN2的输入端上的信号改变其状态为一个逻辑高电平,则p沟道晶体管Tr1截止,n沟道晶体管Tr2导通,因此电容C经过这个n沟道晶体管Tr2的负载线路和电阻R放电。对此必须如此对电容C和电阻R确定参数,即在半个时钟脉冲信号的周期内不能不超过第三倒相器IN3的开关阈值。首先如果在单稳态触发器的输入信号中出现间隔,则只要可以给电容C放电,就可以不超过第三倒相器IN3的开关阈值,并且第三倒相器IN3的输出端改变其状态。
按所使用的时钟脉冲预处理电路CL的形式,时钟脉冲信号也可以具有比如在II下面描述的曲线,也就是说在间隔期间具有一个高电平。为了在一个如此的信号曲线的情况下也能够以一个根据图2的电路探测间隔,只是或者必须串接一个另外的倒相器,或者必须删除第一倒相器。
以根据本发明的电路装置和有益的改进,能够以可靠的方式阻止在使用100%OOK调制的识别系统中的滥用。
Claims (5)
1.用于接收OOK调制的信号的电路装置,特别是应用于一个识别系统的数据载体中,
-具有一个解调器电路(Demod),
-具有一个与该解调器电路后接的解码器电路(Dekod),和
-具有一个用于特别控制接收数据的接收、解调和处理的过程控制器(SM),
其特征在于,
在解调器电路(Demod)和解码器电路(Dekod)之间布置一个由过程控制器(SM)控制的开关元件(S),其输入端与解调器电路(Demod)的输出端连接,其第一输出端与解码器电路(Dekod)的输入端连接,并且
开关元件(S)具有一个第二输出端,其与该电路装置的复位输入端连接,并且
该开关元件(S)如此能够由过程控制器(SM)进行控制,在运行状态下,在接收数据时,该解调器电路(Demod)的输出端通过开关元件(SM)与解码器电路(Dekod)的输入端进行连接,并且在运行状态下,在没有接收数据时,该解调器电路(Demod)的输出端与该电路装置的复位输入端进行连接;
所述的解调器电路(Demod)具有一个第一间隔识别电路(PE1)。
2.按照权利要求1的电路装置,其特征在于,第一间隔识别电路(PE1)并接于一个第二间隔识别电路(PE2),其中借助于一个或门电路(OR),第二间隔识别电路(PE2)的输出端和开关元件(S)的第二输出端连接。
3.按照权利要求1的电路装置,其特征在于,第一间隔识别电路(PE1)串接一个微分电路(DS)。
4.按照权利要求1至3之一的电路装置,其特征在于,一个具有与第一间隔识别电路(PE1)相比较大的延迟时间的第三间隔识别电路(PE3)并接于第一间隔识别电路(PE1),并且其输出端同样与该电路装置的复位输入端连接。
5.按照权利要求1至3之一的电路装置,其特征在于,以一个可重复触发的单稳态触发器形成间隔识别电路(PE1、PE2、PE3)。
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ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AG Effective date: 20030618 |
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C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20030618 Address after: Munich, Germany Applicant after: Infennian Technologies AG Address before: Munich, Germany Applicant before: Siemens AG |
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20050105 |