CN1196807A - 和便携式数据载体进行通讯的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种至少使用一个由电能源(4)提供的供电信号(AL)、一个指令信号(SC1)和一个数据传送信号(I/O)、和一个便携式数据载体进行通讯的装置,其特征在于它包括:用于如果便携式数据载体(2)和装置(1)不配合便切断电源对便携式数据载体的供电信号(AL)的供给的中断装置(5);用来储存从电源接收的电能、并在电源不再供电时向便携式数据载体供给所说的供电信号的装置(8);设置用于保证将所说的信号(AL、SC1、I/O)按预先规定的定序传送给便携式数据载体、以及用于探测电源对供电信号(AL)供给的中断、然后在储能装置提供供电信号期间按预先规定的定序对其他信号(SC1、I/O)触发中断的信息处理装置(3)。
Description
本发明涉及依据一种至少使用一个由电能源提供的供电信号、一个指令信号和一个数据传送信号的通讯和一个便携式数据载体进行通讯的装置。
一般地说，该便携式数据载体可以是一个加入了微处理器或微电缆逻辑电路、划定出其接通可以控制的区的芯片卡、因而能够深藏机密信息如密钥(见例如在美国专利N°4.211.919中描述的便于携带的物体)。
本发明的目的是提出一种独创性的解决办法，以解决信号定序的一般问题，特别是为了遵守在这种情况下合适的标准(例如标准ISO7816-3)。它许可简单地满足在取下便携式数据载体的情况下探测供电信号的中断和在此探测之后一段给定时间内力求将这一信号供给便携式数据载体的相矛盾的要求。
为此按照本发明的装置包括：
-设置在电源和便携式数据载体之间并由后者控制，使得如果便携式数据载体和该装置不配合便切断电源对便携式数据载体的供电信号的供给，而如果便携式数据载体和该装置相配合，便许可供给该供给的中断装置；
-设置用来存放从电源收到的电能的能量的储存装置，被连接至便携式数据载体的供电输入端，使得在电源对供电信号所说的供给中断之后一段预定时间内对其提供所说的供电信号；
-设置用于保证将所说的信号按预先规定的定序传送给便携式数据载体、和用于按预先规定的定序中断这种传送的、以及用于探测电源对供电信号供给的中断、然后在储能装置提供供电信号期间按预先规定的定序对其他信号触发中断的信息处理装置。
本发明的其他细节和优点在下面的叙述期间由优先选择的但不是作为限制的若干实现形式对照附图进行说明，其中：
图1为按照本发明的装置的原理图；
图2为按照本发明的装置的一种优先选择的实现形式的原理图；
图3为按照标准ISO 7816-3和一个芯片卡交换信号的时间图；
图4为按照本发明的装置1和在图2的芯片卡2之间交换信号的时间图；
在图1上表示出了一个装置1用于和一个便携式数据载体2配合工作。装置1包含有具有微处理器或微电缆逻辑电路形式的、包括有信息存储装置的信息处理装置3。此信息处理装置3包含有控制和便携式数据载体2进行通讯、特别是用于控制许多此后说明的、被用来依照一个可适用的标准引导此通讯、使这些信号按照预定的定序出现和消失的信号的装置。在微处理器的情况，此装置包含有一个特别的程序。在微电缆逻辑电路的情况，它们包含有特定的微电缆逻辑电路。
装置1还包含一个电源4，后者一方面和信息处理装置3连接，另一方面通过一个和反回复(reverse-locking)装置6串联安装的便携式数据载体的到位开关5连接到便携式数据载体2。这个反回复装置6被连接到便携式数据载体2的用于接收一个供电信号AL的供电输入端7。电源4可以例如包括一个由电发生器如电池组、光电池、或容量很高的电容器构成的电压源。在一种优先选择度较低的实现方案中，电源4是在装置1外面的。
当便携式数据载体2被插入装在装置1上用于接收该便携式数据载体2的一个连接器中时，该便携式数据载体的到位开关5便合上。装置1还包括被连接到反回复装置6的输出端14、并被设置用于储存从电源4接收的电能的能量储存装置8。反回复装置6被设置用于阻止电能从储存装置8回到放电装置11。它们包含有例如一个二极管、一个晶体管或一种安排用于完成这种功能的调整电路。
装置1还包括一个放电加速器9，后者一方面被连接到储能装置8，另一方面有端子10并由此连接到信息处理器3。放电加速器9是安排用于由信息处理装置3控制、使储能装置8通过电能流出而放电。它可以包含例如一个电阻、一个晶体管、或一组晶体管、或一个逻辑门。
上述的放电装置11包含有一个输入端，后者被连接到反回复装置6的输入端12，该装置本身再由此连接到载体的到位开关5，放电装置11的输出端激励信息处理装置3的中断输入端13。这些装置是安排用于将在载体的到位开关5打开时端子12的电能瞬间放掉，使信息处理装置3探测到这种打开。这些装置例如可以包括一个或多个电阻、或一个或多个晶体管。此放电装置11只在端子12处，计及使用的元件，实际上不能获得一个零电容的情况，以及因而应该将此电容放电的情况下才有必要。
反回复装置6象放电装置11一样，能由位于装置1的任何处的、对电源4供给供电信号AL的停止进行探测的、允许完成这种探测的任何其他的装置来代替。此装置可以是一个使用例如光学装置或感应装置测量在电源4和储能装置8之间的零电流的装置。
装置1还最好包括适配装置15，以用于向便携式数据载体2供给控制信号SC1和SC2，以及用于与其交换数据传送信号I/O。此适配装置15使用的这些信号和可能适用的标准一致。
当然，装置1如上定义的各种装置将可以物理上位于具有在微处理器或微电缆逻辑电路的同一部件上，而不一定要在不同的部件上。
当将便携式数据载体2插入装置1中进行运行时，载体的到位开关5闭合，并引起如下结果：
-反回复装置6的输入端12从电能的低电平过渡到电能的高电平；
-放电装置11向信息处理装置3的输入端13反馈此高电平，向其表明便携式数据载体2已插入，因而有必要开始和其进行通讯的程序；
-对储能装置8进行充电；
-便携式数据载体2经由其供电输入端7得到使其能进行运转的电能；
-放电加速器9由作用在端子10处的信息处理装置3保持在不作用状态。
-信息处理装置3被设置依照可适用的标准按一个预先确定的定序引起信号I/O、SC1、SC2出现。
装置1和便携式数据载体2这时已准备好可用于进行一个对话程序。
当以后将便携式数据载体2取出装置1时，载体2的到位开关5打开，引起如下结果：
-反回复装置6的输入端12从一个电能的高电平过渡到电能的低电平；
-放电装置11向信息处理装置3的输入端13反馈被信息处理装置3探测到的此电能的低电平，使其全部进行着的处理工作中断而依照适用的标准按一个预先确定的定序触发取消信号I/O、SC1、SC2；
-接着，放电加速器9由信息处理装置3控制通过端子10而使储能装置8放电，结果使在便携式数据载体2的供电输入端7处可用的电能为零，使其作好准备和装置1脱开。
在图2上，和图1的相类似的元件带有同样的参考数据。信息处理装置3包含有一个微处理器，电源4包含有两个串联安装的电池组。放电装置11包含有两个电阻R1和R2串联安装在电压调整器6的端子12和装置1的地线之间，这些电阻的一个公共点被连接到微处理器的端子13。反回复装置6包含有一个电压线性调整器或具有在输出端不大的电压降落的特性的“低压降输出”调整器；一个同样的电压调整器6A被插放在电源4和微处理器3之间。
储能装置包括一个安装在电压调整器的端子14和地线之间之间的电容器8。放电加速器包含一个安装在端子14和微处理器之间的电阻9。
供电信号AL由一个电压信号VCC表示；指令信号包含一个时钟信号CLK和一个复位信号RST。
便携式数据载体由一个信用卡类型的芯片卡2代表。
在一种优先选择的实现形式中，装置1是便携式的并与芯片卡套子一样大，而微处理器3此外被装有一个显示器16，并被安排用于一旦芯片卡被插入装置1的连接器中，显示器16即自动显示出芯片卡2中的帐目的结余金额以及其他可能的信息。这时装置1可以不要任何常用的特别操作便能很方便地成为个人用结余金额阅读器。
一般地说，和芯片卡的数据交换是由标准ISO 7816来订的。而其7816-3部份涉及加在芯片卡上的各种信号的定序。这些信号有：电位基准信号GND、供电信号VCC、存储器供电信号VPP、时钟信号CLK、复位信号RST、和数据交换信号I/O，如图3的时间图上表示的那样。
可以看到，在建立交换时，信号VCC、VPP、CLK、和RST应该按这里的次序供给；一般不使用的信号VPP这时通过和信号VCC连到一起而被短路。在交换的最后，上述信号应按相反次序消失。
在图4上，“卡到位”曲线确定芯片卡相对装置1的位置(插入或取出)。另一个曲线“点12”确定图2上点12处的电位的变化。最后，第三个图表示许多交迭的曲线，在插入芯片卡2时，依次出现电压信号VCC、数据传送信号I/O、时钟信号CLK、和复位信号RST。当取下卡时，这些信号按相反次序消失。
但信号出现的定序是由微处理器的一个特定程序支配的，这些信号的消失定序同样由图2的电子装置的参与。
电压信号VCC的曲线包围着所有其他的信号。将卡取出时，遵照标准ISO 7816-3给定的、并被表示在图上的减小界限：在卡取出后500μS时VCC＜0.4V，曲线按相应于两个连续的时间常数：τ1＝1000μS和τ2＝50μS的两个阶段下降。
信号I/O、RST、和CLK为由微处理器的一个电压产生，而此电压又是来自供给微处理器的VCC电压这一事实保证它们的高度总是低于VCC的高度。电阻R1和R2和电压调整器6相联可以探测出卡的取出。电容器8许可在相应于时间常数τ1的阶段内完成的信号I/O、RST、和CLK的置零期间继续对芯片卡2供电。电阻9和微处理器相联可以加速VCC在这一置零后在相应于时间常数τ2的阶段中的下降。
Claims (3)
1.一种至少使用一个由电能源(4)提供的供电信号(AL)、一个指令信号(SC1)和一个数据传送信号(I/O)和一个便携式数据载体进行通讯的装置，其特征在于它包括：
-设置在电源和便携式数据载体之间并由后者控制、使得如果便携式数据载体(2)和该装置(1)不配合便切断电源(4)对便携式数据载体的供电信号(AL)的供给，而如果便携式数据载体(2)和该装置(1)配合便许可供给此信号的开关装置(5)；
-设置用来储存从电源(4)接收的电能的能量储存装置(8)，被连接至便携式数据载体(2)的供电输入端(7)，使得在电源(4)对供电信号(AL)的所说的供给中断之后一段预定时间内对其提供所说的供电信号；
-设置用于保证将所说的信号(AL、SC1、I/O)按预先规定的定序传送给便携式数据载体、和用于按预先规定的定序中断这种传送的、以及用于探测电源(4)对供电信号(AL)供给的中断、然后在储能装置提供供电信号期间按预先规定的定序对其他信号(SC1、I/O)触发中断的信息处理装置(3)。
2.按照权利要求1的装置，包含有设置在中断装置(5)和储能装置之间的、并安排用于阻止电能从储能装置向中断装置(5)返回的反回复装置(6)。
3.按照权利要求1的装置，包含有被安排用于一旦其他信号(SC1、I/O)的所说的中断按预先规定的所说的定序执行时使储能装置(8)放电的放电装置(9)，该放电装置由信息处理装置(3)控制。
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