DE102004053475B4

DE102004053475B4 - Digital universal chip card

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Publication number: DE102004053475B4
Application number: DE200410053475
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2024-11-06
Also published as: DE102004053475A1

Abstract

Universelle Chipkarte mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (Chip) und zwei oder mehreren verschiedenen Chipkarteneingängen, von denen im ordnungsgemäßen Betrieb immer nur einer benutzt wird (aktiv ist) und bei denen Betriebsspannung (Energieversorgung) und bidirektionaler Datenaustausch entweder über Kontakte oder kontaktlos über Spulen erfolgt, bei der jedem Chipkarteneingang ein elektrisches Tor zugeordnet ist, durch das der Datenaustausch und die Energieversorgung verläuft und das durch Steuersignale geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei die Ausgänge aller Tore zusammengefasst und einem Eingang der zentralen Datenverarbeitungseinheit zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des jeweils aktiven Chipkarteneingangs zum richtigen Öffnen und Schließen aller Eingänge unter Verzicht auf eine übliche Vergleichsschaltung erfolgt, indem einerseits die jeweiligen Betriebsspannungen wie üblich zusammen mit den Eingangsdaten durch Tore den zugeordneten Eingängen der zentralen Datenverarbeitungseinheit (Chip) zugeführt werden, andererseits aber auch noch zur Ansteuerung der anderen Tore und zur Informationsübermittlung für den eigenen zentralen Chip verwendet werden, wozu jede der vor den...universal Chip card with a central data processing unit (chip) and two or more different chip card inputs, of which in proper operation only one is used (active) and where operating voltage (Power supply) and bidirectional data exchange either via contacts or contactless about Coils take place, with each chip card input an electrical Tor is assigned, through which the data exchange and the power supply runs and that opened by control signals or can be closed, with the outputs of all gates grouped together and an input of the central data processing unit, characterized in that the determination of the respective active Chip card input for correct opening and closing of all inputs waiving a usual Comparison circuit takes place, on the one hand, the respective operating voltages as usual together with the input data through gates to the assigned inputs of the central data processing unit (chip) are supplied, on the other hand also to control the other gates and to transmit information for the own central chip are used, to which each of the before the ...

Description

Stand der Technik: Bei der Dual-Interface-Chipkarte nach H.-D. Kreft (deutsches Patent DE 39 35 364 C1 , Europapaten EP 0 424 726 B1 , US-Patent US 5,206,495 A , Japanisches Patent JP 275 58 09 B2 ), die sowohl einen Kontakteingang als auch einen induktiven Eingang hat, wird das Problem der Dateneingabe und Datenausgabe so gelöst, daß die Chipkarte automatisch selbsttätig ihre Funktionsweise bestimmt, d. h. sie ermittelt zuerst, welcher Eingang aktiv ist, um dementsprechend die Datenwege von dort zu dem zentralen Datenverarbeitungschip durchzuschalten. Dabei ist es möglich, die Information darüber, welcher von beiden Eingängen gerade aktiv ist, auch an den zentralen Chip weiterzuleiten, was wichtig ist, weil die eintreffenden Daten verschieden behandelt werden müssen, je nachdem, ob sie von dem sog. "sicheren" Kontakteingang kommen oder von dem sog. "unsicheren" induktiven Eingang.State of the art: In the case of the dual-interface chip card according to H.-D. Kreft (German patent DE 39 35 364 C1 , European data EP 0 424 726 B1 , US Patent US 5,206,495 A , Japanese Patent JP 275 58 09 B2 ), which has both a contact input and an inductive input, the problem of data input and data output is solved so that the smart card automatically automatically determines their operation, ie, it first determines which input is active to accordingly the data paths from there to the durchzuschalten central data processing chip. It is possible, the information about which of two inputs is currently active, also forward to the central chip, which is important because the incoming data must be treated differently, depending on whether they from the so-called. "Safe" contact input come or from the so-called "uncertain" inductive input.

In der bekannten Anordnung wird im einzelnen ein erster patentrelevanter aber allgemein bekannter Schaltungsteil (Komparator) beschrieben, der ermittelt, von welchem Karteneingang die Signale kommen und ein zweiter an sich ebenfalls bekannter patentrelevanter Schaltungsteil (Multiplexer), der von dem ersten gesteuert wird und der den für den Datenfluß erforderlichen richtigen Weg zum zentralen Datenverarbeitungschip durchschaltet. Der genannte erste patentrelevante Schaltungsteil besteht aus einer analogen Schaltung, wie man in der zitierten Patentschrift, Spalte 2, Zeilen 17–20 nachlesen kann "Diese gewonnene Gleichspannung (U₁) wird über den Eingang E₁ an ein spannungsvergleichendes Element (z. B. Komparator, Operationsverstärker), hier als Teil 2.1.2. gekennzeichnet, geführt". Inder europäischen Patentschrift EP 0 424 726 B1 , Spalte 4, Zeilen 32–40 ist im ersten Anspruch ebenfalls deutlich zu lesen, daß, "... the first DC voltage supply (U₁) ... is supplied to the first input (E₁) of a comparator (Part 2.1.2) whereby a second DC voltage supply (U₂) ... is supplied to a second input (E₂) of a comparator (Part 2.1.2)". ... Der Komparator ist in 3 durch das international bekannte Dreieckssymbol 2.1.2, das solche analogen Standardschaltungen kennzeichnet, noch bildlich dargestellt. Der zweite patentrelevante Teil (additional circuit) ist der Multiplexer.In the known arrangement, a first patertenelevanter but generally known circuit part (comparator) is described in detail, which determines from which card input the signals come and a second also known patently relevant circuit part (multiplexer), which is controlled by the first and the for the data flow required right path to the central data processing chip through. Said first patentrelevant circuit part consists of an analog circuit, as can be read in the cited patent, column 2, lines 17-20 "This DC voltage obtained (U ₁ ) is applied via the input E ₁ to a voltage comparing element (eg. Comparator, operational amplifier), here identified as part 2.1.2., ". In the European patent specification EP 0 424 726 B1 , Col. 4, lines 32-40 is also clearly read in the first claim that, "... the first DC voltage supply (U ₁ ) ... is supplied to the first input (E ₁ ) of a comparator (Part 2.1.2) a second DC voltage supply (U ₂ ) ... is supplied to a second input (E ₂ ) of a comparator (Part 2.1.2) ". ... the comparator is in 3 by the internationally known triangular symbol 2.1.2, which characterizes such analog standard circuits, still pictorially represented. The second paternelevante part (additional circuit) is the multiplexer.

Als weiterer Stand der Technik wurden noch die WO 99/53426 A1 und die DE 29804510 U1 gewürdigt. Sie nehmen den Erfindungsgedanken ebenfalls nicht vorweg.As another state of the art were still the WO 99/53426 A1 and the DE 29804510 U1 appreciated. They also do not anticipate the idea of the invention.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein völlig anderes Verfahren zu entwerfen, bei dem die kritischere der beiden patentrelevanten Schaltungsteile der bekannten Anordnung eliminiert ist, nämlich die spannungsvergleichende analoge Schaltung, bestehend aus einem Komparator oder einem Operationsverstärker. Solche Schaltungen werden in der Beschreibung und den Ansprüchen der bekannten Patentschriften ausdrücklich erwähnt, wie zum Stand der Technik schon zitiert wurde. Es sind bekannte Grundschaltungen aus dem Gebiet der analogen Schaltungstechnik, die so häufig benötigt werden, daß man sie bei allen Herstellern schon einzeln in integrierter Form kaufen kann. Sie enthalten in der Regel eine Vielzahl von Transistoren, die sehr sorgfältig dimensioniert werden müssen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche engtolerierten größeren Analogschaltungs-Bausteine zu vermeiden und stattdessen kleine robuste digitale Schaltungen zu verwenden, die bekanntlich sehr viel größere Toleranzen haben dürfen. Sie sollen dabei nicht einfach den komplexen Baustein "analoger Komparator" durch einen äquivalenten Baustein "digitaler Komparator" ersetzen, (den es bekanntlich garnicht gibt), der genauso wie sein Vorbild in den vorliegenden Patenten ein zweiwertiges Signal zu erzeugen hätte, das der zentralen Datenverarbeitung im Chip zugeführt würde. Vielmehr sollen die einfacheren kleinen digitalen Schaltungen an geeigneten Stellen der Gesamtschaltung verteilt plaziert werden, damit sie die von den Chipkarteneingängen kommenden Signale einzeln aufnehmen und auf separaten Wegen führen können, so daß die den Anforderungen entsprechenden Steuersignale auch ihr Ziel erreichen. Dadurch wird vor allem der Komparator als zentrales Steuerungselement überflüssig, weil man – um einen Vergleich zu benutzen – an geeigneten Stellen der Schaltungslandschaft gewissermaßen digitale Wegweiser und Absperrungen aufstellt, damit die von den Chipkarteneingängen kommenden Daten die richtigen Wege finden. Schließlich werden nicht nur die richtigen Wege erlaubt und die falschen verboten sondern die zentrale Datenverarbeitung bekommt auf separaten Wegen noch die notwendige Information, von wo bzw. von welchem Chipkarteneingang die Daten kommen.task the present invention is to design a completely different method in which the more critical of the two patent relevant circuit parts the known arrangement is eliminated, namely the voltage comparison analog circuit consisting of a comparator or an operational amplifier. Such Circuits are described in the description and claims of known patents express mentioned, as already cited in the prior art. They are well-known Basic circuits in the field of analog circuit technology, the most common needed become that one They already buy individually in integrated form from all manufacturers can. They usually contain a variety of transistors, the very carefully must be dimensioned. It is an object of the present invention to provide such close tolerance larger analog circuit devices and instead use small rugged digital circuits too use, which are known to have much larger tolerances. she should not simply the complex building block "analog comparator" by an equivalent Building block "digital Replace comparator " (which, as you know, does not exist), as well as his role model to generate a bivalent signal in the present patents would have that the central data processing would be supplied in the chip. Rather, the simpler small digital circuits in appropriate places of the overall circuit distributed so that they come from the chip card inputs Record signals individually and run on separate paths, so that the meet the requirements of the control signals and their goal. As a result, especially the comparator as a central control element is superfluous, because man - um to use a comparison - on appropriate places of the circuit landscape in a sense digital Signposts and barriers sets, so that coming from the chip card inputs Find the right ways for data. After all, not just the right ones Ways allowed and the wrong banned but the central data processing gets on separate ways nor the necessary information, from where or from which chip card input the data comes.

Im Extremfall kann sogar der Komparator durch eine reine Verbindungstechnik ersetzt werden (später zu sehen in den Bildern 1 und 2), die noch durch die erwähnten örtlich verteilten einfachen digitalen Schaltungen ergänzt werden können (später in den Bildern 3, 4 und 5 zu sehen). Es sollen im Kern der Chipkarte Mischformen von analogen und digitalen Schaltungen vermieden werden, so daß nur digitale Schaltungen übrig bleiben, die sehr fehlertolerant sind und sich gut integrieren lassen. Ferner soll das Verfahren auf mehr als zwei Chipkarteneingänge erweitert werden, was mit der Digitaltechnik sehr leicht, mit den bekannten analogen Schaltmitteln aber nur sehr schwer oder gar unmöglich ist, weil ein Komparator nur jeweils zwei Spannungen miteinander vergleichen und nur ein einziges zweiwertiges Ergebnis abgeben kann. Der Einfachheit halber wird im folgenden in den Bildern aber meist nur der Fall von zwei verschiedenen Karteneingängen (induktiver Eingang, Kontakteingang) gezeichnet. Die grundsätzliche Aufgabenstellung bleibt gegenüber den bekannten Anordnungen natürlich dieselbe. Das heißt, die zentrale Datenverarbeitungsschaltung soll auf kostengünstige Weise mit Energie und allen Daten sowie mit der Information über den jeweils aktiven Chipeingang versorgt werden, mit allem also, was für eine fehlerfreie einheitliche Verarbeitung benötigt wird.In extreme cases, even the comparator can be replaced by a pure connection technique (shown later in Figures 1 and 2), which can still be supplemented by the mentioned locally distributed simple digital circuits (seen later in Figures 3, 4 and 5). , It should be avoided in the core of the smart card mixed forms of analog and digital circuits, so that only digital circuits are left, which are very fault tolerant and can be easily integrated. Furthermore, the method should be extended to more than two smart card inputs, which is very difficult or even impossible with digital technology, but with the known analog switching means, because a comparator only compare two voltages with each other and can deliver only a single bivalent result , For the sake of simplicity, however, the following is usually only the case of drawn two different card inputs (inductive input, contact input). The fundamental task remains of course the same compared to the known arrangements. That is, the central data processing circuit is to be supplied in a cost-effective manner with energy and all data and with the information about the respective active chip input, with everything that is needed for a faultless uniform processing.

Die erfindungsgemäße Lösung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Funktion wird mit Hilfe von Bild 1 erläutert (im folgenden wird nur jeweils auf den wesentlichen Kern von universell verwendbaren Chipkarten eingegangen). Pheriphere Schaltungen wie z. B. Spulen, Gleichrichter und auch verschiedene Sicherungsmaßnahmen sowie zeitlich aufeinander abgestimmte Aufeinanderfolgen externer und interner. Spannungen sind Zusätze zum Kern der Chipkarte und Stand der Technik und sollen hier nicht weiter behandelt werden). Sowohl vom induktiven Eingang I als auch vom Kontakteingang II führen Mehrfach-Datenleitungen zu zwei elektronischen Toren. Dies sind bekannte elektronische Schaltungen, die den Datenfluß auf den Leitungen hindurchlassen oder sperren können, unabhängig von seiner Richtung (solche Tore sind z. B. im Lehrbuch "Grundlagen elektronischer Schaltungen" von W. Hilberg beschrieben, Verlag Oldenbourg München, 2. Auflage 1992, Seiten 349–353. Es gibt zudem logische Digitalschaltungen, die bei einer rein digitalen Datendarstellung auch äquivalent eingesetzt werden können). Beide Chipkarteneingänge liefern neben den baten auch Energie in Form einer Betriebsspannung (die Betriebsspannungsanschlüsse sind hier separat gezeichnet und mit Strichen gekennzeichnet). Die eine oder die andere Betriebsspannung (je nach aktivem Karteneingang) wird zur Energieversorgung allen elektronischen Schaltungen der Chipkarte zugeführt, insbesondere den Toren und dem Chip (das ist hier nicht gezeichnet). Es sind in dem Schaltbild in Bild 1 jedoch auch die Leitungen für Betriebsspannungen gezeichnet, die eine besondere Signal- oder Datenfunktion haben. Sie werden vor allem von einem jeden Karteneingang (im Innern der Karte abzweigend) dem Steuereingang des Tores zugeführt, das denn jeweils anderen Karteneingang zugeordnet ist und dieses mit Auftauchen der Betriebsspannung sperrt. Auf diese Art werden nur die Signale des aktiven Einganges durch das zugeordnete Tor fließen können – ob vom Eingang zum Chip hin oder vom Chip zurück zum Eingang. Der Vorteil gegenüber der bekannten Schaltung liegt darin, daß ersichtlich kein Komparator und auch kein irgendwie gearteter, als Diskriminationsschaltung ansprechbarer kompakter Schaltungsbaustein benötigt wird, sondern lediglich zwei einfach aufgebaute Tore.The Solution according to the invention with the features of claim 1. Advantageous embodiments The invention are specified in the subclaims. The function is explained with the help of picture 1 (in the following is only on the essential core of universal usable chip cards received). Pheripheral circuits like z. B. coils, rectifiers and various security measures as well as temporally coordinated successions of external and internal. Voltages are additions to the core of the chip card and prior art and will not be discussed further here). Both inductive input I and contact input II carry multiple data lines to two electronic gates. These are known electronic circuits, the flow of data can pass or block the lines, regardless of its direction (such Gates are z. B. in the textbook "Fundamentals of electronic Circuits "from W. Hilberg described, publishing Oldenbourg Munich, 2nd edition 1992, pages 349-353. There are also logical digital circuits that are used in a purely digital Data representation also equivalent can be used). Both chip card inputs In addition to the baten, they also supply energy in the form of an operating voltage (the operating voltage connections are drawn here separately and marked with dashes). The one or the other operating voltage (depending on active card input) is used to power all electronic circuits of the Chip card supplied, in particular the gates and the chip (this is not drawn here). There are in the diagram in Figure 1 but also the lines for operating voltages drawn which have a special signal or data function. you will be especially from each card input (branching off inside the card) Supplied to the control input of the gate, which is assigned to each other card input and this with the emergence of the operating voltage blocks. Become this way only the signals of the active input through the assigned gate flow can - whether from Entrance to the chip or from the chip back to the entrance. The advantage across from the known circuit is that obviously no comparator and no kind, as a discrimination circuit addressable compact circuit module is needed, but only two simply constructed goals.

Es ist bekannt, daß kriminelle Personen in speziell präparierten Terminals versuchen, den zentralen Datenverarbeitungs-Chip in ihrem Sinne zu beeinflussen. Dabei benutzen sie meistens den induktiven Eingang, der aus physikalischen Gründen eine ungeschützte Übertragungsstrecke hat und deshalb als "unsicher" angesehen werden muß. Um dem entgegenzuwirken, bekommt in der bekannten Anordnung der "sichere" Datenfluß vom und zum Kontakteingang eine höhere Priorität als der Datenfluß vom und zum induktiven Eingang. Mit welcher Priorität dagegen der Chip die Daten verarbeiten muß, ist in der bekannten Anordnung abhängig vom Ergebnis des Spannungsvergleichs der Diskriminationsschaltung. Diese hat ja durch den Vergleich ermittelt, von welchem Eingang der Datenfluß kommt und wird das Ergebnis dem zentralen Chip mit einem zweiwertigen Signal mitteilen.It is known that criminal Persons in specially prepared Terminals try the central processing chip in their To influence the senses. They usually use the inductive Input, which for physical reasons an unprotected transmission link and therefore considered "unsafe" got to. Around counteract this, gets in the known arrangement of the "secure" data flow from and to the contact input a higher priority as the data flow from and to the inductive input. By contrast, with which priority the chip the data must process is in the known arrangement dependent on the result of the voltage comparison the discrimination circuit. This has determined by the comparison, from which input the data flow comes and becomes the result tell the central chip with a two-valued signal.

In der vorliegenden Erfindung gibt es dagegen überhaupt keinen Diskriminator, welcher ermitteln könnte, von welchem Eingang die Daten kommen. Stattdessen wird lediglich eine charakteristische Spannung des höherwertigen Kontakteinganges dem zentralen Chip direkt zugeführt. Das ist vorzugsweise die Betriebsspannung. Erfindungsgemäß wird sie einem besonderen Dateneingang des zentralen Chips zugeführt. Nur wenn dieser Eingang sein besonderes Datensignal bekommt (angenommen, es sei als HIGH gewählt), ist der Zentraleinheit bekannt, daß gerade der Kontakteingang aktiv ist und sie wird die Daten mit einer höheren Priorität bearbeiten.In By contrast, there is no discriminator at all in the present invention. which could determine from which input the data comes. Instead, it only becomes a characteristic voltage of the higher-value contact input fed directly to the central chip. This is preferably the operating voltage. According to the invention it is fed to a special data input of the central chip. Just if this input gets its special data signal (assuming it was chosen as HIGH), the central unit is known that just the contact input is active and it will process the data with a higher priority.

Die erfindungsgemäße Schaltung hat eine weitere Eigenschaft, die es den Fälschern schwer macht, die Chipkarte zu manipulieren. Wie im Bild gezeigt, wird die Betriebsspannung des Kontakteinganges nicht nur dem erwähnten Dateneingang des Chips zugeführt, sondern zugleich auch dem Tor des anderen Einganges und wird dieses sperren. Daher können die "unsicheren" Daten niemals eine höhere Priorität erhalten.The inventive circuit has another feature that makes it difficult for the counterfeiters, the chip card to manipulate. As shown in the picture, the operating voltage the contact input not only the mentioned data input of the chip supplied but at the same time also to the gate of the other entrance and becomes this lock. Therefore, you can the "unsafe" data never one get higher priority.

Auch wenn Fälscher auf die Idee kommen sollten, beide Eingänge in speziell präparierten Terminals gleichzeitig zu aktivieren, um damit eine Vermischung der Daten zu erreichen, würden sie keinen Erfolg haben. Da nämlich jeder aktive Eingang das Tor des anderen Einganges sperrt, schließen sofort beide Tore und lassen keine Daten mehr durch. Die Chipkarte merkt gewissermaßen den Manipulationsversuch und bricht alle Datenverbindungen ab. Weil in einem ordentlichen Betrieb immer nur ein Eingang aktiv ist, kann es hier keinen Ärger geben.Also if counterfeiters should come up with the idea, both entrances in specially prepared Activate terminals at the same time, thus mixing them up to reach the data they do not succeed. Because namely every active entrance locks the gate of the other entrance, close both at once Goals and leave no data through. The chip card, so to speak, notes the Manipulation attempt and aborts all data connections. Because in a proper operation only one input is active, can there is no hassle here give.

Auch dann, wenn man in speziell präparierten Terminals versuchen sollte, Daten in den unsicheren Eingang zu geben und zugleich in den sicheren Eingang eine Betriebsspannung zu schicken, um dadurch die höhere Priorität zu erreichen, wird sich kein Erfolg einstellen. Diese Betriebsspannung wird nämlich sogleich das dem unsicheren Eingang zugeordnete gesamte Tor sperren und damit die Dateneingabe verhindern.Even if, in specially prepared terminals, one tries to transfer data to the insecure input and at the same time send an operating voltage to the safe input in order to achieve the higher priority, no one will Stop success. Namely, this operating voltage will immediately block the entire gate associated with the insecure input and thus prevent data entry.

Um besonders zuverlässige Potentialverhältnisse zu erzielen, kann man noch dafür sorgen, daß dem Datenverarbeitungs-Chip über eine weitere besondere Leitung auch die Betriebsspannung des induktiven Einganges I direkt zugeführt wird, siehe in Bild 2 den Eingang c. Das hat die Wirkung, daß bei ordnungsgemäßer Aktivierung des unsicheren induktiven Einganges dem Chip eindeutig gemeldet wird, daß die ankommenden Daten keine höhere Priorität genießen. Der Chip ist also nicht darauf angewiesen, die u. U. unbestimmten Potentiale des nicht aktivierten Kontakteinganges zu interpretieren. Schließlich kann man dafür sorgen, daß der Chip intern auch noch entscheidet, daß durch das deutlich gemeldete Datensignal an den Eingängen b oder c, der jeweils andere besondere Eingang des Chips (also c oder b) sicher gesperrt wird. Schaltungen mit vergleichbarer Wirkung, z. B. Inverter, lassen sich auch außerhalb des Chips vorsehen.Around particularly reliable potential conditions You can still achieve that worry that Data processing chip over another special line also the operating voltage of the inductive Input I fed directly is, see in Figure 2 the input c. This has the effect of being properly activated the uncertain inductive input the chip clearly reported will that the incoming data no higher Enjoy priority. Of the So chip is not dependent on the u. U. indefinite potentials of the non-activated contact input. Finally, can one for that take care that the Chip internally also decides that by the clearly reported data signal at the entrances b or c, the other particular input of the chip (ie c or b) is locked securely. Circuits with comparable effect, z. As inverters can also be provided outside the chip.

In Bild 3a ist dies als Beispiel noch einmal in einem Schaltbild dargestellt. Die Klemmen 1' und 2' sind wiederum den Betriebsspannungen zugeordnet und lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung separat gezeichnet. Die beiden senkrecht gezeichneten Leitungen, die von 1' oder 2' kommen und die die Energie für die Schaltungen liefern (normale Betriebsspannung), werden jeweils einem groß gezeichneten Tor (A oder B) zugeführt, das für die Daten und die normale energieliefernde Betriebsspannung vorgesehen ist und, geeignet angesteuert, diese durchlassen oder auch nicht durchlassen kann. Von jeder dieser Leitungen zweigt, waagerecht gezeichnet, eine Leitung ab, auf der eine zugeführte Betriebsspannung als Signal- oder Datenspannung zu interpretieren ist. Wenn sie von einem ordnungsgemäß angesteuerten Chipkarteneingang kommt, durchläuft sie eine Schaltung (als kleines Kästchen C oder D gezeichnet), welche die zugeführte Spannung invertiert und sie mit niedrigem Innenwiderstand weitergibt. Ein offener und daher nicht ordnungsgemäß angesteuerter Chipkarteneingang kann dagegen ein beliebiges Potential aufweisen. Es wird aber kaum Strom fließen können, was bezüglich des Karteneinganges einer Quelle mit sehr hohem Innenwiderstand entspricht. In der Regel genügt daher für die Potentialfestlegung hier ein einfacher Inverter mit einem vorgeschalteten Spannungsteiler, siehe eine mögliche Realisierung in Bild 3b. Die aus C oder D kommende Ausgangsspannung wird dann dem steuernden Eingang eines Tores (A oder B) zugeführt. Kommt also die Betriebsspannung von einem gerade aktiven Chipkarteneingang, sperrt sie das Tor des dann nicht aktiven Einganges gegenüber allen eventuell induzierten Spannungen oder auch gegenüber Spannungen krimineller Herkunft.In Fig. 3a this is shown again as an example in a circuit diagram. The clamps 1' and 2 ' are in turn assigned to the operating voltages and drawn separately only to simplify the description. The two vertically drawn lines, by 1' or 2 ' are coming and provide the power for the circuits (normal operating voltage) are each supplied to a large drawn gate (A or B), which is provided for the data and the normal power-supplying operating voltage and, suitably driven, let them through or can not pass , From each of these lines, drawn horizontally, branches off a line on which a supplied operating voltage is to be interpreted as a signal or data voltage. When it comes from a properly driven smart card input, it goes through a circuit (shown as small box C or D) which inverts the supplied voltage and passes it on with low internal resistance. An open and therefore not properly controlled chip card input, however, may have any potential. But it will hardly be able to flow current, which corresponds to the card input of a source with a very high internal resistance. As a rule, therefore, a simple inverter with an upstream voltage divider is sufficient for determining the potential, see a possible implementation in Figure 3b. The output voltage coming from C or D is then fed to the controlling input of a gate (A or B). Thus, if the operating voltage from a currently active chip card input, it locks the gate of the then not active input against any induced voltages or voltages of criminal origin.

Durch die Einfügung der Spannungsteiler und der Inverter C und D hat sich gegenüber der Schaltung in Bild 2 funktionell nichts geändert (abgesehen von einer lokalen Umkehrung der logischen Potentiale). Es wird lediglich dafür gesorgt, daß auch von dem inaktiven Chipkarteneingang über den Abzweig aus der Betriebsspannungsleitung keine beliebigen Potentiale in die Schaltung kommen können, sondern daß dort sowohl das Tor des aktiven Chipkarteneinganges durch ein klar definiertes Steuersignal geöffnet wird, als auch dem zugeordneten Prioritätseingang des Chips durch ein digitales Signal unzweideutig gemeldet wird, von wo die Daten kommen und welche Priorität deshalb beansprucht wird. Man beachte, daß an den Eingängen b und c des Chips immer unterschiedliche logische Potentiale liegen und daß die Verteilung für jeden aktiven Karteneingang charakteristisch ist. Eine Variante der Schaltung von Bild 3a besteht darin, daß man die beiden Inverter am Eingang durch elekronische Schalter S₁ und S₂ ergänzt oder ersetzt, siehe Bild 3c. Die Schalter werden jeweils so angesteuert, daß eine ordnungsgemäße Betriebsspannung von einem Chipkarteneingang die Weiterleitung unberechtigter Spannungen oder zufälliger Störspannungen vom anderen Chipkarteneingang unterbindet, indem sie einfach einen Schalter so ansteuert, daß er die Leitung dort unterbricht. Dann wird von diesem Chipkarteneingang weder Strom noch Spannung an den zugehörigen Eingang des inneren Chips gelangen. Er muß also die ihn erreichenden Signale nicht auf HIGH oder LOW untersuchen, sondern kann seine Entscheidung einfach danach treffen, an welchem der beiden Eingänge b oder c überhaupt eine Spannung eintrifft.Due to the insertion of the voltage divider and the inverters C and D, nothing has functionally changed with respect to the circuit in Figure 2 (apart from a local reversal of the logical potentials). It is only ensured that even from the inactive chip card input via the branch from the operating voltage line any potential can not come into the circuit, but that there is opened both the gate of the active chip card input by a clearly defined control signal, as well as the associated priority input of Chips is unambiguously reported by a digital signal from where the data comes from and what priority is claimed. Note that there are always different logic potentials at the inputs b and c of the chip, and that the distribution is characteristic of each active card input. A variant of the circuit of Figure 3a is that the two inverters are supplemented or replaced at the input by electronic switches S ₁ and S ₂ , see Figure 3c. The switches are each controlled so that a proper operating voltage of a chip card input prevents the transmission of unauthorized voltages or random interference voltages from the other smart card input by simply controlling a switch so that it interrupts the line there. Then, neither current nor voltage will reach the associated input of the inner chip from this chip card input. So he does not have to examine the signals reaching him to HIGH or LOW, but can make his decision simply on which of the two inputs b or c at all a voltage arrives.

Um auf einer Chipkarte mehr als zwei Chipkarteneingänge unterbringen und integrieren zu können, eignet sich die Schaltung in Bild 4a. Hier ist am steuernden Eingang eines jeden Tores noch eine logische Verknüpfungsschaltung (E und F) angebracht, die nur bei erfüllten Ansteuerbedingungen das Tor öffnet. Stellt man sich die Betriebsspannung als HIGH-Potential vor, entspricht dies einer UND-Schaltung, deren Bedingung bekanntlich nur dann erfüllt ist, wenn beide Eingänge das Potential HIGH erhalten. Das heißt, die Bedingung ist erfüllt, wenn der UND-Schaltung die Betriebsspannung eines zugeordneten, gerade aktiven Chipkarteneinganges zugeführt wird (z. B. ergibt sich U_II mit dem Wert HIGH aus der Betriebsspannungsklemme 2' nach der Diode) und wenn zugleich von dem nicht aktiven Eingang (z. B. von Klemme 1') über den Spannungsteiler ein Potential U, mit dem Wert LOW entsteht, das nach Durchlaufen des Inverters, den Wert HIGH annimmt. Die Konjunktionsschaltung F hat zwei Ausgänge mit gleichen Potentialen HIGH. Eine öffnet das Tor B und die andere wird zum zugeordneten Prioritätseingang c der zentralen Verarbeitungsschaltung (Chip) geführt. Dort meldet sie mit HIGH, welcher Eingang aktiv ist und welche Priorität zur Anwendung kommen muß. Währenddessen ist auf der anderen Seite von Bild 4a die Konjunktion E nicht erfüllt, weil sie an beiden Eingängen das Potential LOW bekommt und demzufolge an den beiden Ausgängen nur LOW abgeben kann, womit das Tor A gesperrt wird und dem Chip zusätzlich am Eingang b gemeldet wird, daß der Karteneingang I nicht aktiviert ist. Man prüft auch leicht nach, daß im Falle von Manipulationen, bei denen beide Chipkarteneingänge aktiviert werden, am Ausgang beider Inverter das Potential LOW erscheint, so daß die Konjunktionen nicht erfüllt sind und beide Tore gesperrt bleiben. Der Chip bekommt an beiden Prioritätseingängen das Potential LOW, er kann also die Manipulation erkennen.In order to accommodate and integrate more than two chip card inputs on a chip card, the circuit in Figure 4a is suitable. Here, a logic operation circuit (E and F) is attached to the controlling input of each gate, which opens the door only when the driving conditions are fulfilled. If one imagines the operating voltage as a HIGH potential, this corresponds to an AND circuit whose condition is known to be fulfilled only if both inputs receive the potential HIGH. That is, the condition is met when the AND circuit is supplied with the operating voltage of an associated, currently active chip card input (eg, U _II with the value HIGH results from the operating voltage terminal 2 ' after the diode) and if at the same time from the non-active input (eg from terminal 1' ) via the voltage divider a potential U, with the value LOW arises, which assumes after passing through the inverter, the value HIGH. The Konjunktionsschaltung F has two outputs with the same potentials HIGH. One opens gate B and the other one becomes the associated priority input c of the central processing circuit (Chip) led. There it reports with HIGH, which input is active and which priority must be used. Meanwhile, on the other side of Figure 4a, the conjunction E is not met, because it gets the potential LOW at both inputs and therefore can deliver only LOW at the two outputs, so that the gate A is blocked and the chip is additionally reported at the input b in that the card input I is not activated. It is also easy to verify that in the case of manipulations in which both chip card inputs are activated, the potential LOW appears at the output of both inverters, so that the conjunctions are not met and both gates remain locked. The chip gets the potential LOW at both priority inputs, so it can detect the manipulation.

Die Schaltung in Bild 4a läßt sich leicht auf den Fall erweitern, daß es noch mehrere Chipkarteneingänge (also Eingänge III, IV, V, ...) mit verschiedenen Prioritäten gibt, siehe Bild 4b. Hierzu muß man zunächst nur dafür sorgen, daß jeder aktive Eingang die Tore sperrt, die den anderen Eingängen zugeordnet sind. Jeder nicht aktive Eingang wird dann automatisch mit seinem komplementären Potential umgekehrt Freigabesignale verteilen. Dann kann man generell von jedem einzelnen Eingang die Betriebsspannung über eine besondere Leitung, eventuell über eine Konjunktionsschaltung, direkt einem zugeordneten Eingang des Chips zuführen.The Circuit in picture 4a can be easily expand to the case that there are several chip card inputs (ie inputs III, IV, V, ...) with different priorities, see Figure 4b. For this one must first only ensure, that everybody active entrance blocks the gates assigned to the other entrances are. Any inactive input will then be automatically with its complementary Potential reversed Distribute release signals. Then you can generally from each individual input the operating voltage over one special direction, possibly over a conjunctive circuit, directly to an associated input of the Feed chips.

Die logischen Verknüpfungsschaltungen vor den Steuereingängen der Tore weisen bei n Chipkarteneingängen, (n ≥ 2), genau n Eingänge auf, denn bei der Konjunktion, die dem Tor des aktiven Chipkarteneinganges zugeordnet ist, sind gerade n Signale mit dem Wert HIGH notwendig, um das Tor zu öffnen, während bei den anderen Toren allein durch das LOW-Signal nach dem Inverter des aktiven Chipkarteneinganges die Konjunktionen gerade nicht erfüllt sind, die Tore also geschlossen bleiben.The logical logic circuits in front of the control inputs of the ports have n inputs at n chip card inputs, (n ≥ 2), exactly n inputs, because at the conjunction, the gate of the active chip card input is assigned, just n signals with the value HIGH are necessary, to open the gate while at the other gates alone by the LOW signal to the inverter of the active Chipcard inputs the conjunctions are not fulfilled right now, the gates stay closed.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die erfindungsgemäße Universal-Chipkarte, die im Falle zweier Eingänge funktionell ebenfalls als eine Dual-Interface-Chipkarte bezeichnet werden kann, in keiner Weise wie bei den bekannten Anordnungen mit Hilfe eines zentralen Diskriminators (der als analoge Schaltung, z. B. als Komparator oder Operationsverstärker ausgeführt wird) selbsttätig ihre Funktionsweise bestimmt, daß also hier gewissermaßen ein Master-Slave-Verhältnis besteht, sondern daß sie so gestaltet ist, daß sie durch eine sinnvolle Leitungsführung völlig determiniert mit örtlich verteilten einfachen digitalen Schaltelementen genau das ausführt, was für die Daten eines jeden Karteneinganges (wenn er allein vorhanden wäre) als Behandlungsart vorgesehen ist. Jeder aktive Karteneingang sperrt die Tore der anderen Eingänge und nicht aktive Karteneingänge sorgen durch Aktivierung von Entkopplungsstufen mit einem LOW-Ruhepotential dafür, daß mit Hilfe eines Inverters das Tor des aktiven Karteneinganges geöffnet werden kann. Welche Chipkarteneingänge aktiv und nicht aktiv sind, wird direkt von ihrer Betriebsspannung, evtl. noch über Kombinationsschaltungen laufend, der zentralen Datenverarbeitung gemeldet, so daß dort ausschließlich die zugehörige Priorität zur Anwendung kommen kann.In summary It should be noted that the universal chip card according to the invention, in the case of two entrances functionally also referred to as a dual interface smart card can be, in no way as with the known arrangements with Help of a central discriminator (the analogue circuit, z. B. is performed as a comparator or operational amplifier) automatically their Functionality determines that so here, so to speak Master-slave relationship but that's how they are it is designed that they through a meaningful wiring completely determined with local distributed simple digital switching elements does exactly what for the Data of each card input (if it were alone) as Treatment is provided. Each active card input blocks the Gates of the other entrances and not active card inputs provide activation by decoupling levels with a LOW-resting potential for this, that with Help an inverter open the door of the active card input can. Which chip card inputs active and not active, is directly from their operating voltage, possibly still over Combinations circuits in progress, the central data processing reported so that there exclusively the associated priority can be used.

Der Hauptunterschied zu den bekannten Chipkarten ist also darin zu sehen, daß kein Komparator verwendet wird, der die Aufgabe hat, mit Hilfe seiner Ausgangsspannung die richtigen Wege durchzuschalten und dem Chip mit einem zweiwertigen Signal die Mitteilung zu machen, von welchem Chipkarteneingang die Daten kommen. In den Bildern 1 und 2 fehlt jede Andeutung einer solchen Schaltung und auch in den folgenden Bildern können die digitalen Schaltungen nicht als ein Ersatz für einen Komparator oder einen Operationsverstärker angesehen werden. Bekanntlich vergleicht ein Komparator immer nur zwei Spannungen beliebiger Amplituden, während eine UND-Schaltung mit standardisierten logischen Spannungen arbeitet und in der Regel sogar viele gleichartige und gleichberechtigte Eingänge haben kann. Auch die Entscheidung, welche Datenwege geöffnet und welche geschlossen werden, ergibt sich durch eine direkte Zuführung der Eingangssignale mit oder ohne Hilfe logischer Verknüpfungsschaltungen oder Trennschalter.Of the The main difference to the familiar chip cards is therefore to be seen in that no Comparator is used, which has the task with the help of his Output voltage through the right way through and the chip with a bivalent signal to make the message of which Chip card input the data is coming. In pictures 1 and 2 is missing any suggestion of such a circuit and also in the following Can pictures the digital circuits not as a substitute for a comparator or a operational amplifiers be considered. As you know, a comparator always compares two voltages of arbitrary amplitudes, while an AND circuit with Standardized logical voltages work and usually even many have equal and equal inputs can. Also, the decision as to which data paths are open and which ones closed be, results from a direct feed of the input signals or without the aid of logical logic circuits or disconnect switch.

Der Umstand, daß die erfindungsgemäße Schaltung leicht auf den Fall von mehr als zwei verschiedenen Eingängen erweiterbar ist, zeigt weiterhin, daß sie nicht von der Struktur der bekannten Schaltungen ableitbar ist sondern einem anderen Prinzip folgt.Of the Circumstance that the inventive circuit easily expandable to the case of more than two different inputs is, continues to show that she not derivable from the structure of the known circuits but follows another principle.

Ein großer praktischer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist noch in folgendem zu sehen: Da die örtlich verteilte Verarbeitung der elektrischen Signale (durch Inverter, Verknüpfungsschaltungen, usw.) und die zentrale Datenverarbeitung im Chip in gleicher Weise digital erfolgen, kann man sie auch ohne große Mühe in einem einzigen Chip zusammenfassen. Dann bleibt nach Bild 5 nur noch ein zentraler Baustein für die Informationsverarbeitung und zwei Torbausteine für die Durchschaltung der richtigen Wege übrig. Auch diese lassen sich im Prinzip noch in einem einzigen umfangreichen Multiplexer zusammenfassen. Das eine oder andere ergibt dann eine für die Praxis sehr geeignete kleine und robuste Anordnung, die leicht in einer Plastikkarte unterzubringen ist.One greater practical advantage of the arrangement according to the invention is still in the following to see: because the local distributed processing of electrical signals (by inverters, Logic circuits, etc.) and the central data processing in the chip in the same way digital can be summarized without much effort in a single chip. Then, according to Figure 5, only a central building block remains for information processing and two gate blocks for the passage of the right ways left over. These can also be in principle, still in a single extensive multiplexer summarize. One or the other then results in a very suitable for the practice small and sturdy arrangement that can easily be accommodated in a plastic card is.

Claims

Universal chip card with a central data processing unit (chip) and two or more different chip card inputs, of which in normal operation, only one is used (active) and in which operating voltage and bidirectional data exchange takes place either via contacts or contactless via coils, in which each chip card input is assigned an electric gate through which the data exchange and the power supply runs and which can be opened or closed by control signals, the outputs of all gates are combined and fed to an input of the central processing unit, characterized in that the determination of the respective active chip card input for correct opening and closing of all inputs waiving a conventional comparison circuit is carried out by On the one hand, the respective operating voltages are supplied as usual together with the input data through gates to the assigned inputs of the central data processing unit (chip), but on the other hand also to control the other To re and the information transmission for the own central chip are used, for which each branched off at the gates operating voltages, then separately carried on internal lines and used as a control signal for gate circuits and as a signal for the central chip, by their signal inputs, with or without the interposition of digital circuits, is brought into connection (Figure 2), so that only the respective active chip card input associated gate open and all others are closed.

Arrangement according to claim 1 with specifically only two chip card inputs (dual-interface chip card), characterized in that (in Figure 3a) between each chip card input and its gate inside the card an operating voltage for logical connections is branched off, so you assigned there the role of a data voltage is, so that when an active active input II after going through a non-linear voltage divider the potential HIGH and at the other non-active input I also after passing through a non-linear Voltage divider the potential LOW is present, that after both Voltage dividers an inverter follows, on the part of the active Input II then gives the potential LOW and on the side of not active input I the potential HIGH that each of these potentials the control input of the gate is supplied to the other chip card input is assigned, whereby the active chip card input II associated Gate B opened and the gate A associated with the non-active chip card input I. is concluded that at the same time the DC voltages of both chip card inputs after the Branch, before or after the inverter, directly to the inputs b and c are supplied to the central data processing unit (chip), to report which chip card inputs are active and which are not are active, and that the outputs both gates A and B summarized and together the data terminal a of the Supplied chips become.

Arrangement according to claim 1, characterized that everyone Tor at its control input a logical combination circuit is connected upstream (In Figure 4a, b the circuits E, F and G) that the potential before the inverter the logic circuits supplied which is associated with its chip card input that is Potential after the inverters the logic circuits of the others Smart card inputs supplied is, so that in an assumed active chip card input II the gate B opened and all other gates are closed, and that from the outputs of the logic circuits Signals to assigned inputs be given to the central data processing unit to there to be able to recognize from which chipcard input the data originate.

Arrangement according to claim 1, characterized that on the branched lines located digital circuits are each placed between the branch points and the gate entrances (Fig. 3a).

Arrangement according to claim 1, characterized that the disconnectors located on the branched lines each between the gate entrances and the entrances the central processing (chip) are placed (Figure 3c).

Arrangement according to claim 1, characterized that on the branched lines located digital circuits and Konjunktionsschaltungen each between the branch points and the gate entrances are placed successively, the Konjunktionsschaltung each Branch still receives a signal of the other branch, from a spot in front of the entrance of the local digital circuit lies (Fig. 4a).