DE102017125424A1

DE102017125424A1 - Verfahren und lese/schreib-einheit zum programmieren mehrerer chipvorrichtungen zur kontaktlosen datenübertragung und chipvorrichtung zur kontaktlosen datenübertragung

Info

Publication number: DE102017125424A1
Application number: DE102017125424.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Lanschützer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Gemäß einem Aspekt wird bereitgestellt ein Verfahren zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen (30) zur kontaktlosen Datenübertragung, bei dem die Chipvorrichtungen (30) mit einer Lese/Schreib-Einheit (20) gekoppelt werden, von der Lese/Schreib-Einheit (20) mindestens ein Datenblock gesendet wird, der für die Chipvorrichtungen (30) bestimmt ist, der Datenblock von den Chipvorrichtungen (30) empfangen wird, und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf den Chipvorrichtungen (30) gespeichert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Lese/Schreib-Einheit zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung und eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung.
Eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Vorrichtung, die einen Chip, beispielsweise einen Mikrochip, und ein Kommunikationsmodul, insbesondere zur kontaktlosen Nahfeld-Kommunikation, aufweist. Eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung kann beispielsweise eine Chipkarte, eine intelligente Uhr („Smartwatch“), oder ein Mobiltelefon, beispielsweise ein Smartphone, sein.
Heutzutage werden Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung, insbesondere Chipkarten, häufig zunächst so hergestellt, dass lediglich Speicherelemente („Flashs“) von Chips der Chipvorrichtungen initialisiert sind und bestenfalls eingeschränkte Betriebssysteme auf den Chips installiert sind. Die eingeschränkten Betriebssysteme dienen beispielsweise ausschließlich der Authentifizierung, wobei nach erfolgreicher Authentifizierung ein vollwertiges Betriebssystem auf den Chips installiert werden kann. Die Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung werden in diesem Zustand von ihren Herstellern an Kunden verkauft.
Die Kunden speichern, installieren und/oder programmieren jeweils das für Ihre Firma individuelle vollwertige Betriebssystem auf den Chips. Bei Chips ohne eine kontaktbasierte Schnittstelle kann dieser Vorgang jeweils über eine kontaktlose Schnittstelle der Chips durchgeführt werden. Das entsprechende standardisierte kontaktlose Kommunikationsverfahren im Falle von Chipkarten entspricht beispielsweise der Norm ISO 14443, der Norm ISO 18092 oder der NFC Forum Spezifikation. Gemäß diesen Normen ist grundsätzlich eine Kommunikation mit mehreren Chipkarten möglich, und zwar mittels einer Antikollisionsprozedur, bei der eine kontaktlos arbeitenden Lese/Schreib-Einheit durch Vergabe individueller Chipvorrichtung-IDs, insbesondere Chipkarten-IDs (CIDs) die einzelnen Karten ansprechen kann. Anschaulich gesprochen findet dabei ein logisches Vereinzeln der sich im Feld befindlichen Chipkarten statt. Diese Antikollisionsprozedur ist jedoch relativ zeitaufwendig. Außerdem können sogenannte „höhere“ Kommandos, beispielsweise Programmierkommandos, nur an die jeweils selektierte Chipkarte, also die zu einem Zeitpunkt mit ihrer individuellen Chipkarten-ID angesprochene Chipkarte, gesendet werden. Deshalb werden zum Programmieren die Chipkarten, insbesondere deren Chips, einzeln und nacheinander in der Nähe der Lese/Schreib-Einheit positioniert und nacheinander einzeln programmiert („geflasht“). Aufgrund der Dauer dieser einzelnen Programmier-Vorgänge, genannt Flash-Vorgänge, stellt dieser Fertigungsschritt derzeit einen Flaschenhals in der Produktion der Chipvorrichtungen dar.
Alternativ zu der im Vorhergehenden erläuterten kontaktlosen Programmierung können die Chipvorrichtungen auch kontaktgebunden, insbesondere über eine galvanische Kopplung, von der Lese/Schreib-Einheit programmiert werden. Ein derartiger galvanischer Kontakt kann so ausgestaltet sein, dass die Chipvorrichtungen bei der Kommunikation keinen Unterschied zu der kontaktlosen Kommunikation erkennen, wobei beispielsweise die an sich für die kontaktlose Kommunikation vorgesehene kontaktlose Schnittstelle galvanisch kontaktiert werden kann. Dann kann die kontaktgebundene Programmierung der Chipvorrichtungen durch die Lese/Schreib-Einheit der im Vorhergehenden erläuterten kontaktlosen Programmierung entsprechend erfolgen.
Bisher wurde versucht, die Produktionsdauern kurz zu halten, indem beispielsweise beim Speichern der entsprechenden Daten und beim Programmieren der Chips besonders hohe Datenraten verwendet wurden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung bereitzustellen, das dazu beiträgt, dass die Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung schnell, einfach und/oder kostengünstig programmierbar sind, und insbesondere dass ein Betriebssystem schnell, einfach und/oder kostengünstig auf den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung speicherbar und/oder installierbar ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lese/Schreib-Einheit zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung bereitzustellen, die dazu beiträgt, dass die Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung schnell, einfach und/oder kostengünstig programmierbar sind, und insbesondere dass ein Betriebssystem schnell, einfach und/oder kostengünstig auf den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung speicherbar und/oder installierbar ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung bereitzustellen, die schnell, einfach und/oder kostengünstig programmierbar ist, und auf der insbesondere ein Betriebssystem schnell, einfach und/oder kostengünstig speicherbar und/oder installierbar ist.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung, bei dem: die Chipvorrichtungen mit einer Lese/Schreib-Einheit gekoppelt werden; von der Lese/Schreib-Einheit mindestens ein Datenblock gesendet wird, der für die Chipvorrichtungen bestimmt ist; der Datenblock von den Chipvorrichtungen empfangen wird; und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf den Chipvorrichtungen gespeichert werden.
Somit werden mehrere Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung gleichzeitig von einer einzigen Lese/Schreib-Einheit mittels eines Datenblocks, der für alle Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung bestimmt ist, programmiert. Dies trägt dazu bei, dass die Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung schnell, einfach und/oder kostengünstig programmierbar sind, und insbesondere dass ein Betriebssystem, das zumindest teilweise in dem Datenblock codiert ist, schnell, einfach und/oder kostengünstig auf den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung speicherbar und/oder installierbar ist.
Die Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung kann beispielsweise eine Chipkarte, eine Uhr, beispielsweise eine Smartwatch, oder ein Mobiltelefon, beispielsweise ein Smartphone, sein. Der Datenblock weist die Daten auf. Zusätzlich kann der Datenblock eine Chipvorrichtung-ID, beispielsweise eine Chipkarten-ID, eine Befehlskennung, eine Zieladresse, an der die Daten gespeichert werden sollen, und/oder eine Anzahl von Bytes, die die Daten umfassen, aufweisen. Optional können zusätzlich zu dem einen Datenblock ein, zwei oder mehr weitere Datenblöcke gesendet, empfangen und/oder gespeichert werden.
Damit die Kommunikation zwischen der Lese/Schreib-Einheit und den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung einwandfrei funktioniert, obwohl mehrere der Chipvorrichtungen mit der Lese/Schreib-Einheit gekoppelt sind und obwohl mehrere der Chipvorrichtungen gleichzeitig den gleichen Datenblock empfangen und verarbeiten, kann das Kommunikationsprotokoll, das die Kommunikation zwischen der Lese/Schreib-Einheit und den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung festlegt, geändert werden und die Funktionalitäten der Lese/Schreib-Einheit und der Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung können entsprechend an das geänderte Kommunikationsprotokoll angepasst werden. Das Kommunikationsprotokoll kann beispielsweise auf der Norm ISO 14443, der ISO 18092 oder dem NFC Forum basieren und in geeigneter Weise abgeändert werden. Nach Beendigung des Programmierens der Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung kann dann wieder das normale, unveränderte Kommunikationsprotokoll verwendet werden.
Von der Lese/Schreib-Einheit kann vor dem Senden des Datenblocks geprüft werden, welche Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung mit ihr gekoppelt sind. Bei diesem Prüfen kann die Lese/Schreib-Einheit den Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung individuelle Chipvorrichtung-IDs zuweisen. Dies kann Teil eines Antikollisionsvorgangs sein oder diesen bilden. Der Antikollisionsvorgang ermöglicht grundsätzlich, dass die Lese/Schreib-Einheit die Antworten der Chipvorrichtungen den entsprechenden Chipvorrichtungen zuordnen kann, dass die Chipvorrichtungen jeweils wissen, wann sie angesprochen werden, und/oder dass die Lese/Schreib-Einheit prüfen kann, ob die Chipvorrichtungen die Daten ordnungsgemäß gespeichert haben. Außerdem kann für jede Chipvorrichtung, sofern nötig, ein Authentifizierungsprozess durchgeführt werden.
Das Programmieren der Chipvorrichtungen kann kontaktlos, beispielsweise über kontaktlose Schnittstellen der Chipvorrichtungen, oder kontaktgebunden, beispielsweise über galvanische Kontakte der Chipvorrichtungen oder mittels galvanischer Kontaktierung der kontaktlosen Schnittstellen der Chipvorrichtungen erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung wird zum Initiieren der Programmierung eine einzige vorgegebene Chipvorrichtung-ID an die mehreren Chipvorrichtungen gesendet. Die Chipvorrichtungen sind so eingerichtet, dass jede der Chipvorrichtungen, die die vorgegebene Chipvorrichtung-ID empfängt, die Programmierung initiiert. Eine geeignete Chipvorrichtung-ID ist im Falle von Chipkarten beispielsweise die in der Norm ISO 14443 definierte Chipkarten-ID 15, die bisher für den zukünftigen Gebrauch freigehalten wurde. Das Initiieren des Programmiermodus bedeutet beispielsweise, dass die nachfolgenden Daten, insbesondere die in dem Datenblock enthaltenen Daten, in den Speicher geschrieben werden. Somit schreiben beispielsweise alle Chipkarten, die die Chipkarten-ID 15 empfangen, die in dem Datenblock nachfolgenden Daten in ihren Speicher.
Gemäß einer Weiterbildung wird unter Verwendung der einzigen vorgegebenen Chipvorrichtung-ID zum Initiieren der Programmierung eine erste Befehlskennung an die mehreren Chipvorrichtungen gesendet. Die erste Befehlskennung kann als Auslöser für die Initiierung der Programmierung verwendet werden. Beispielsweise kann die Programmierung nur dann initiiert werden, wenn unter Verwendung der einzigen vorgegebenen Chipvorrichtung-ID die erste Befehlskennung an die mehreren Chipvorrichtungen gesendet wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist die erste Befehlskennung mit der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID in dem Datenblock enthalten. Insbesondere bilden die Chipvorrichtung-ID gefolgt von der ersten Befehlskennung einen Anfang des Datenblocks. Somit schreiben alle Chipvorrichtungen, die den Datenblock empfangen, der mit der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID beginnt, die in dem Datenblock auf die vorgegebene Chipvorrichtung-ID folgenden Daten in ihren Speicher, gegebenenfalls in Reaktion auf die erste Befehlskennung. Falls weitere Datenblöcke benötigt und/oder gesendet werden, so können diese jeweils auch die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und optional die erste Befehlskennung aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung wird zum Initiieren der Programmierung unter Verwendung individueller Chipvorrichtung-IDs je eine zweite Befehlskennung an die Chipvorrichtungen gesendet. Die zweite Befehlskennung kann gleich sein wie oder anders sein als die erste Befehlskennung. Die Chipvorrichtungen sind so eingerichtet, dass jede der Chipvorrichtungen, die die ihr zugeordnete individuelle Chipvorrichtung-ID mit der zweiten Befehlskennung empfängt, in Reaktion auf das Erhalten der zweiten Befehlskennung in einen Mehrkarten-Programmiermodus schaltet. Die Chipvorrichtungen werden somit nacheinander mit der jeweiligen, ihnen individuell zugeteilten Chipvorrichtung-ID angesprochen und schalten dann aufgrund der zweiten Befehlskennung in den Mehrkarten-Programmiermodus. In dem Mehrkarten-Programmiermodus verhalten sich die Chipvorrichtungen nicht normkonform. Beispielsweise können die Chipvorrichtungen so eingerichtet sein, dass sie in dem Mehrkarten-Programmiermodus die Daten speichern, die in einem empfangenden Datenblock enthalten sind, unabhängig davon, ob der Datenblock die entsprechende individuelle Chipvorrichtung-ID und/oder die entsprechende Befehlskennung aufweist. Ferner können die Chipvorrichtungen so eingerichtet sein, dass sie so lange in dem Mehrkarten-Programmiermodus bleiben, bis sie einen Befehl zum Beenden des Mehrkarten-Programmiermodus erhalten.
Gemäß einer Weiterbildung ist die zweite Befehlskennung in dem Datenblock enthalten. Beispielsweise kann die zweite Befehlskennung zusammen mit der entsprechenden individuellen Chipvorrichtung-ID einen Anfang des Datenblocks bilden. Dies bewirkt, dass zusätzlich zu dem Datenblock keine weiteren Daten gesendet werden müssen. Alternativ dazu kann die zweite Befehlskennung in einem eigenen Datenblock enthalten sein. Gegebenenfalls können die weiteren Datenblöcke im Mehrkarten-Programmiermodus optional keine Chipvorrichtung-ID und/oder keine Befehlskennung aufweisen. Diese sind im Mehrkarten-Programmiermodus nicht unbedingt nötig, da im Mehrkarten-Programmiermodus alle Chipvorrichtungen die gleichen Daten speichern sollen.
Gemäß einer Weiterbildung werden in dem Mehrkarten-Programmiermodus von den Chipvorrichtungen eine oder mehrere empfangene Chipvorrichtung-IDs ignoriert und/oder die Chipvorrichtungen reagieren auf alle von ihnen empfangenen und ihnen bekannten Befehle und/oder speichern alle empfangenen Daten, insbesondere gegebenenfalls unabhängig von der empfangenen Chipvorrichtung-ID. Die Chipvorrichtungen reagieren in dem Mehrkarten-Programmiermodus somit unabhängig von den nachfolgend empfangenen Chipvorrichtung-IDs und/oder Befehlskennungen auf die entsprechenden Datenblöcke. Insbesondere speichern sie die entsprechenden Daten und/oder installieren das entsprechende Programm.
Gemäß einer Weiterbildung wird von den Chipvorrichtungen in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten keine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit gesendet. Das Unterlassen des Sendens der Antwort kann beispielsweise erfolgen, wenn sich die entsprechenden Chipvorrichtungen in dem Mehrkarten-Programmiermodus befinden und/oder wenn die Chipvorrichtungen mit der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID angesprochen werden. Das Unterlassen des Sendens der Antwort bewirkt auf Seiten der Chipvorrichtungen, dass dafür keine Ressourcen, wie beispielsweise Zeit und/oder Energie, verbraucht werden. Das Unterlassen des Sendens der Antwort bewirkt auf der Seite der Lese/Schreib-Einheit, dass diese nicht gleichzeitig mehrere Antworten von verschiedenen Chipvorrichtungen erhält und/oder dass die Antworten von den verschiedenen Chipkartenarten nicht voneinander unterschieden werden müssen. Dies trägt auf einfache Weise dazu bei, dass die mehreren Chipvorrichtungen mittels der einen Lese/Schreib-Einheit gleichzeitig programmiert werden können.
Gemäß einer Weiterbildung wird von der Lese/Schreib-Einheit eine Antwort oder das Ausbleiben einer Antwort der Chipvorrichtungen in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten ignoriert. Falls die Chipvorrichtungen in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks bzw. der Daten die Antwort senden, bewirkt das Ignorieren dieser Antworten, dass die Lese/Schreib-Einheit die Antworten nicht voneinander unterscheiden und nicht verarbeiten muss. Falls die Chipvorrichtungen in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks bzw. der Daten die Antwort nicht senden, beispielsweise weil sie sich in dem Mehrkarten-Programmiermodus befinden oder weil sie mit der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID angesprochen wurden, so trägt das Ignorieren des Ausbleibens der Antworten der Chipvorrichtungen dazu bei, dass die Lese/Schreib-Einheit mit dem Programmieren der Chipvorrichtungen und/oder dem Senden von Daten, beispielsweise in Form eines weiteren Datenblocks, fortfahren kann, obwohl von ihr keine Antworten der Chipvorrichtungen empfangen werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird von der Lese/Schreib-Einheit den Chipvorrichtungen jeweils eine Information zugesendet, die repräsentativ ist für eine für die entsprechende Chipvorrichtung individuelle Zeitdauer, nach deren Ablauf von der entsprechenden Chipvorrichtung nach Empfang des Datenblocks und/oder der Daten eine entsprechende Antwort gesendet wird. Auf diese Weise kann das Senden der Antworten der Chipvorrichtungen derart koordiniert werden, dass die Chipvorrichtungen die Antworten nacheinander senden. Dies bewirkt, dass die Lese/Schreib-Einheit eine Antwort nach der anderen empfangen und verarbeiten kann, ohne dass sich die Antworten überschneiden, und dass die Lese/Schreib-Einheit die Antworten aufgrund der individuellen Zeitdauer, nach deren Ablauf die Chipvorrichtungen die Antwort senden, den entsprechenden Chipvorrichtungen zuordnen kann.
Gemäß einer Weiterbildung wird von der Chipvorrichtung ausschließlich beim Auftreten eines Fehlers eine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit gesendet. Beispielsweise können die Chipvorrichtungen nach Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID und/oder im Mehrkarten-Programmiermodus ausschließlich beim Auftreten des Fehlers die Antwort an die Lese/Schreib-Einheit senden, so dass die Lese/Schreib-Einheit an dem Empfangen der Antwort selbst erkennt, dass der Fehler aufgetreten ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise, dass die Lese/Schreib-Einheit das Auftreten des Fehlers erkennt.
Gemäß einer Weiterbildung wird zum Abschluss des Programmiervorgangs von der Lese/Schreib-Einheit geprüft, ob die Chipvorrichtungen die Daten ordnungsgemäß gespeichert haben, und/oder, falls sich die Chipvorrichtungen in dem Mehrkarten-Programmiermodus befinden, ein Befehl zum Beenden des Mehrkarten-Programmiermodus an die Chipvorrichtungen gesendet wird.
Gemäß einer Weiterbildung erfolgt die Kopplung zwischen der Lese/Schreib-Einheit und den Chipvorrichtungen kontaktlos. Beispielsweise erfolgt die kontaktlose Kopplung über kontaktlose Schnittstellen der Chipvorrichtungen. Die kontaktlosen Schnittstellen der Chipverrichtungen können beispielsweise die kontaktlosen Schnittstellen sein, die im normalen Betrieb der Chipvorrichtungen, also außerhalb der Programmierung, für die kontaktlose Datenübertragung genutzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung werden die Chipvorrichtungen innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit in Richtung einer Flächennormalen auf einer Oberfläche einer der Chipvorrichtungen übereinander angeordnet. Dies ermöglicht auf einfache Weise, die mehreren Chipvorrichtungen in der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit anzuordnen. Ferner ermöglicht dies, dass die mehreren Chipvorrichtungen alle gleichzeitig den Datenblock empfangen. Die Chipvorrichtungen können direkt aufeinander gelegt werden. Alternativ dazu können die Chipvorrichtungen derart übereinander angeordnet werden, dass zwischen je zwei Chipvorrichtungen ein vorgegebener Abstand größer null vorhanden ist. Die Chipvorrichtungen können parallel zu der Oberfläche zueinander versetzt sein. Letzteres kann dazu beitragen, dass die Chipvorrichtungen untereinander wenig oder zumindest vernachlässigbar wenig induktiv miteinander koppeln.
Eine Aufgabe wird gelöst durch die im Vorhergehenden erläuterte Lese/Schreib-Einheit zum Programmieren der mehreren Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung, mit einer Sende/Empfangs-Einheit, die dazu ausgebildet ist, den Datenblock, der für die Chipvorrichtungen bestimmt ist, an die Chipvorrichtungen zu senden, die mit der Lese/Schreib-Einheit gekoppelt sind.
Die im Vorhergehenden erläuterten Vorteile und Weiterbildungen des Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung können ohne weiteres auf Vorteile bzw. Weiterbildungen der Lese/Schreib-Einheit übertragen werden. Insbesondere kann eine Funktionsweise der Lese/Schreib-Einheit an die im Vorhergehenden erläuterten Schritte des Verfahrens angepasst werden. Beispielsweise kann die Lese/Schreib-Einheit so ausgebildet sein, dass sie die vorgegebene Chipvorrichtung-ID, die erste Befehlskennung zum Initiieren der Programmierung, die zweite Befehlskennung zum Initiieren des Mehrkarten-Programmiermodus, den Befehl zum Beenden des Mehrkarten-Programmiermodus und/oder die Information, die repräsentativ ist für die individuelle Zeitdauer, an die Chipvorrichtungen sendet und/oder dass sie die Antworten der Chipvorrichtungen oder das Ausbleiben der Antworten der Chipvorrichtungen ignoriert. Auf eine erneute Darstellung der Vorteile und Weiterbildungen wird daher an dieser Stelle verzichtet, um Wiederholungen zu vermeiden, und es wird lediglich auf die vorstehenden Erläuterungen bezüglich der Vorteile bzw. Weiterbildungen verwiesen.
Die Lese/Schreib-Einheit kann zum kontaktlosen Programmieren der Chipvorrichtungen eine oder mehrere Antennen zum Senden des Datenblocks aufweisen. Die Antenne kann bezüglich ihrer Form und/oder Position an die mehreren Chipvorrichtungen, insbesondere an die beabsichtigte Anordnung der mehreren Chipvorrichtungen angepasst sein. Beispielsweise kann die Antenne mehrere Schleifen aufweisen, die an die mehreren Chipvorrichtungen und insbesondere deren beabsichtigte Anordnung angepasst sind. Alternativ dazu kann die Lese/Schreib-Einheit mehrere Antennen aufweisen, beispielsweise für jede gleichzeitig zu programmierende Chipvorrichtung genau eine Antenne. Diese Antennen können dann wiederum an die Chipvorrichtungen und insbesondere deren beabsichtigte Anordnung angepasst sein.
Falls keine kontaktlose sondern eine kontaktgebundene Programmierung der Chipvorrichtungen vorgesehen ist, kann die Antenne weggelassen werden. Die kontaktgebundene Programmierung kann beispielsweise erfolgen, wenn die Chipvorrichtung noch keine Antenne aufweist oder die Chips noch nicht mit der Antenne verbunden sind. In diesem Fall kann mittels direkter galvanischer Kontaktierung eine elektrische Verbindung zwischen der Lese/Schreib-Einheit und den Chips hergestellt werden.
Optional können mehrere Lese/Schreib-Einheiten gleichzeitig betrieben werden, beispielsweise nebeneinander, wobei jede der Lese/Schreib-Einheiten mehrere voneinander verschiedene Chipvorrichtungen, insbesondere je einen Stapel von mehreren Chipvorrichtungen, programmiert. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung gleichzeitig programmiert werden.
Eine Aufgabe wird gelöst durch die Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung bzw. die Chipvorrichtungen zu kontaktlosen Datenübertragung, jeweils aufweisend ein Speicherelement zum Speichern von Daten und einen integrierten Schaltkreis, der dazu ausgebildet ist, von der Lese/Schreib-Einheit den Datenblock zu empfangen, der für mehrere Chipvorrichtungen bestimmt ist, und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf dem Speicherelement zu speichern.
Die im Vorhergehenden erläuterten Vorteile und Weiterbildungen des Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung können ohne weiteres auf Vorteile bzw. Weiterbildungen der Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung übertragen werden. Insbesondere kann eine Funktionsweise der Chipvorrichtungen an die im Vorhergehenden erläuterten Schritte des Verfahrens angepasst werden. Beispielsweise können die Chipvorrichtungen in Reaktion auf das Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID die Programmierung initiieren und/oder in Reaktion auf das Empfangen der Befehlskennung den Mehrkarten-Programmiermodus initiieren und/oder den Mehrkarten-Programmiermodus in Reaktion auf das Empfangen des entsprechenden Befehls beenden und/oder eine oder mehrere andere Chipvorrichtung-IDs ignorieren und/oder in Reaktion auf das Empfangen der Information, die repräsentativ ist für die individuelle Zeitdauer, gegebenenfalls die Antwort nach der individuellen Zeitdauer senden und/oder das Senden der Antwort unterdrücken oder ausschließlich beim Auftreten des Fehlers die Antwort senden. Auf eine erneute Darstellung der Vorteile und Weiterbildungen wird daher an dieser Stelle verzichtet, um Wiederholungen zu vermeiden, und es wird lediglich auf die vorstehenden Erläuterungen bezüglich der Vorteile bzw. Weiterbildungen verwiesen.
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen figurenübergreifend auf gleiche Elemente. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt auf die Darstellung der grundlegenden Prinzipien der Erfindung gelegt ist. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug zu den angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:

1 seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen;
2 eine schematische Draufsicht auf Funktionsblöcke eines Ausführungsbeispiels einer Chipvorrichtung;
3 seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen;
4 seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen;
5 Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen;
6 Seitenansichten von Ausführungsbeispielen mehrerer Lese/Schreib-Einheiten und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen;
7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen; und
8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen.

Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die verschiedene Details und Ausführungsformen veranschaulichen, gemäß denen die Erfindung ausgeführt werden kann.
Der Begriff „beispielsweise“ bedeutet hierin „dienend als ein Beispiel“ oder „dienend als eine Darstellungsform“. Eine Ausführungsform oder eine Darstellung, die hierin als „Ausführungsbeispiel“ beschrieben ist, ist nicht notwendigerweise vorteilhafter als andere Ausführungsformen oder Darstellungen.
Eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung ist eine Vorrichtung, die einen Chip, beispielsweise einen Mikrochip, und ein Kommunikationsmodul, insbesondere zur kontaktlosen Nahfeld-Kommunikation, aufweist. Eine Chipvorrichtung zur kontaktlosen Datenübertragung ist beispielsweise eine Chipkarte, eine Uhr, beispielsweise eine Smartwatch, oder ein Mobiltelefon, beispielsweise ein Smartphones.
Zum Programmieren einer Chipvorrichtung müssen Daten auf dieser Chipvorrichtung gespeichert werden. Die Daten bilden beispielsweise ein Betriebssystem. Die Daten können in einen, zwei oder mehr Datenblöcke aufgeteilt sein. Gegebenenfalls weist jeder der Datenblöcke einen Teil der Daten auf. Beispielsweise können die zu speichernden Daten 32 Bytes umfassen. Die Daten können dann beispielsweise in vier Datenblöcken à 8 Bytes übertragen werden. Zusätzlich kann ein derartiger Datenblock eine Chipvorrichtung-ID, beispielsweise eine Chipkarten-ID, eine Befehlskennung, eine Zieladresse, an der die Daten gespeichert werden sollen, und/oder eine Anzahl von Bytes, die die Daten umfassen, aufweisen.
1 zeigt seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit 20 und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen 30 zur kontaktlosen Datenübertragung. Die Lese/Schreib-Einheit 20 dient zum Programmieren der mehreren Chipvorrichtungen 30 zur kontaktlosen Datenübertragung, beispielsweise zum kontaktlosen Programmieren der mehreren Chipvorrichtungen 30. Die Lese/Schreib-Einheit 20 weist eine Steuereinheit 22, eine Sende/Empfangs-Einheit 24 und, sofern die kontaktlose Programmierung gewünscht ist, mindestens eine Antenne 26 auf, die elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Chipvorrichtungen 30 zur kontaktlosen Datenübertragung sind mit der Lese/Schreib-Einheit 20 gekoppelt und sind im Falle der kontaktlosen Programmierung in der Reichweite der Lese/schreib-Einheit 20, insbesondere der Antenne 26, in Richtung einer Flächennormalen, die parallel zu einer ersten Richtung 28 ist, auf einer Oberfläche einer der Chipvorrichtungen 30 übereinander angeordnet. Die Chipvorrichtungen 30 sind derart übereinander angeordnet, dass zwischen je zwei der Chipvorrichtungen 30 ein vorgegebener Abstand größer null vorhanden ist. Dazu können beispielsweise mehrere zwischen je zwei Chipvorrichtungen 30 angeordnete Abstandshalter angeordnet sein oder die Chipvorrichtungen 30 können in einer entsprechenden Haltevorrichtung, die den Abstand zwischen je zwei der Chipvorrichtungen 30 vorgibt, befestigt sein. Alternativ dazu können die Chipvorrichtungen 30 direkt aufeinander gelegt sein. Alternativ dazu können die Chipvorrichtungen 30 auch anders angeordnet sein, beispielsweise nebeneinander angeordnet sein. Ferner kann die Programmierung der Chipvorrichtungen 30 zur kontaktlosen Datenübertragung alternativ kontaktgebunden erfolgen, beispielsweise mittels entsprechender galvanischer Verbindungen.
Die Lese/Schreib-Einheit 20 ist dazu ausgebildet, die Chipvorrichtungen 30 gleichzeitig zu programmieren. Die Sende/Empfangs-Einheit 24 ist dazu ausgebildet, einen Datenblock, der für die Chipvorrichtungen 30 bestimmt ist, beispielsweise mittels der Antenne 26, an die Chipvorrichtungen 30, die innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 angeordnet sind, zu senden. Zum gleichzeitigen Programmieren der Chipvorrichtungen 30 kann die Lese/Schreib-Einheit 20 so ausgebildet sein, dass sie die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und optional die erste Befehlskennung oder die individuelle Chipvorrichtung-ID und die zweite Befehlskennung zum Initiieren eines Mehrkarten-Programmiermodus oder einen Befehl, beispielsweise eine weiteren Datenblock mit einer weiteren Befehlskennung, zum Beenden des Mehrkarten-Programmiermodus an die Chipvorrichtungen 30 sendet, und optional dass sie eine Information, die repräsentativ ist für eine individuelle Zeitdauer, an die Chipvorrichtungen 30 sendet und/oder Antworten der Chipvorrichtungen 30 oder das Ausbleiben der Antworten der Chipvorrichtungen 30 ignoriert, was weiter unten mit Bezug zu den 7 und 8 näher erläutert wird.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf Funktionsblöcke eines Ausführungsbeispiels einer Chipvorrichtung 30. Die Chipvorrichtung 30 ist beispielsweise eine der im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtungen 30. Die Chipvorrichtung 30 bzw. die Chipvorrichtungen 30, weisen jeweils einen integrierten Schaltkreis 32, beispielsweise einen Chip 32, ein Speicherelement 34, das beispielsweise in den Chip 32 integriert ist, zum Speichern von Daten und eine Antenne 36 zum Empfangen der Daten und/oder zum Senden einer Antwort auf. Ein Teil des Chips 32 und die Antenne 36 bilden ein Kommunikationsmodul der Chipvorrichtung 30, das zur kontaktlosen Kommunikation, beispielsweise zum kontaktlosen Programmieren und/oder zum kontaktlosen Übertragung von Daten, verwendet werden kann. Das Kommunikationsmodul kann auch als kontaktlose Schnittstelle bezeichnet werden.
Die Chipvorrichtungen 30 sind jeweils dazu ausgebildet, mittels der einen Lese/Schreib-Einheit 20 gleichzeitig programmiert werden zu können. Der integrierte Schaltkreis 32 ist dazu ausgebildet, von der Lese/Schreib-Einheit 20 den Datenblock zu empfangen, der für die Chipvorrichtungen 30 bestimmt ist, und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf dem Speicherelement 34 zu speichern. Damit die Chipvorrichtungen 30 mittels der einen Lese/Schreib-Einheit 20 gleichzeitig programmiert werden können, können die Chipvorrichtungen 30 beispielsweise in Reaktion auf das Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID und optional der ersten Befehlskennung die Programmierung initiieren und/oder in Reaktion auf das Empfangen der zweiten Befehlskennung den Mehrkarten-Programmiermodus initiieren und/oder in Reaktion auf das Empfangen des entsprechenden Befehls den Mehrkarten-Programmiermodus beenden und/oder eine oder mehrere andere Chipvorrichtung-IDs ignorieren und/oder in Reaktion auf das Empfangen der Information, die repräsentativ ist für die individuelle Zeitdauer, gegebenenfalls eine Antwort nach der individuellen Zeitdauer senden und/oder das Senden der Antwort unterdrücken oder ausschließlich beim Auftreten eines Fehlers die Antwort senden, was weiter unten mit Bezug zu den 7 und 8 näher erläutert wird.
3 zeigt seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit 20 und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen 30. Die Lese/Schreib-Einheit 20 kann beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 können jeweils beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtung 30 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 sind parallel zu deren Oberflächen, also senkrecht zu der ersten Richtung 28, zueinander versetzt angeordnet. Die Antenne 26 der Lese/Schreib-Einheit 20 ist korrespondierend zu dieser versetzten Anordnung der Chipvorrichtungen 30 relativ groß ausgebildet, damit nach wie vor alle Chipvorrichtungen 30 in deren Reichweite angeordnet sind.
4 zeigt seitliche Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit 20 und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen 30. Die Lese/Schreib-Einheit 20 kann beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 können jeweils beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtung 30 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 sind parallel zu deren Oberflächen, also senkrecht zu der ersten Richtung 28, zueinander versetzt angeordnet. Die Lese/Schreib-Einheit 20 weist korrespondierend zu dieser versetzten Anordnung der Chipvorrichtungen 30 mehrere Antennen 26 auf. Beispielsweise weist die Lese/Schreib-Einheit 20 zu jeder der Chipvorrichtungen 30 genau eine Antenne 26 auf. Die Antennen 26 können bezüglich ihrer jeweiligen Position an die Chipvorrichtungen 30, insbesondere an deren Anordnung, angepasst sein. Die Antennen 26 können beispielsweise in die gleiche Richtung und/oder um den gleichen Betrag zueinander versetzt sein, wie die Chipvorrichtungen 30. Alternativ dazu kann die Antenne 26 lediglich mehrere Schleifen aufweisen, die an die Positionen der Chipvorrichtungen 30 und insbesondere deren versetzter Anordnung entsprechend angepasst sind.
5 zeigt Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels einer Lese/Schreib-Einheit 20 und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen 30. Die Lese/Schreib-Einheit 20 kann beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 können jeweils beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtung 30 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 sind in mehreren Stapeln angeordnet. Die Stapel sind lateral nebeneinander angeordnet. Innerhalb eines Stapels sind die entsprechenden Chipvorrichtungen 30 vertikal übereinander angeordnet. Die Stapel werden nacheinander mittels der einen Lese/Schreib-Einheit 20 programmiert. Nach der Fertigstellung der Programmierung eines der Stapel wird dieser parallel zu einer zweiten Richtung 40 weiter transportiert und der nachfolgende Stapel wird programmiert. Der Transport kann beispielsweise mittels eines Fließbands erfolgen.
6 zeigt Seitenansichten von Ausführungsbeispielen mehrerer Lese/Schreib-Einheiten 20 und von Ausführungsbeispielen mehrerer Chipvorrichtungen 30. Die Lese/Schreib-Einheiten 20 können jeweils beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entsprechen. Die Chipvorrichtungen 30 können jeweils beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtung 30 entsprechen. Die Lese/Schreib-Einheiten 20 sind beispielsweise übereinander oder nebeneinander angeordnet. Jeder der Lese/Schreib-Einheiten 20 ist genau ein Stapel von Chipvorrichtungen 30 zugeordnet. Die Lese/Schreib-Einheiten 20 werden gleichzeitig betrieben, wobei jede der Lese/Schreib-Einheiten 20 die Chipvorrichtungen 30 des ihr zugeordneten Stapels von Chipvorrichtungen 30 gleichzeitig programmiert.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung. Die Chipvorrichtungen zur kontaktlosen Datenübertragung können jeweils beispielsweise weitgehend den im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtungen 30 entsprechen. Die Programmierung der Chipvorrichtungen 30 kann beispielsweise mittels einer Lese/Schreib-Einheit erfolgen, die weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entspricht. Das Verfahren dient dazu, die Chipvorrichtungen 30 mittels der einen Lese/Schreib-Einheit 20 gleichzeitig zu programmieren. Die Programmierung kann beispielsweise kontaktlos folgen. Das Verfahren basiert auf einem Kommunikationsprotokoll, beispielsweise gemäß der Norm ISO 14443, der Norm ISO 18092 oder dem NFC Forum.
In einem Schritt S2 werden die Chipvorrichtungen 30 mit der Lese/Schreib-Einheit 20 gekoppelt. Dazu werden im Falle der kontaktlosen Programmierung die Chipvorrichtungen 30 innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 angeordnet. Beispielsweise werden die Chipvorrichtungen 30 innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 in Richtung einer Flächennormalen auf einer Oberfläche einer der Chipvorrichtungen 30 übereinander angeordnet. Dabei können die Chipvorrichtungen 30 direkt aufeinander gelegt werden. Alternativ dazu können die Chipvorrichtungen 30 derart übereinander angeordnet werden, dass zwischen je zwei der Chipvorrichtungen 30 ein vorgegebener Abstand größer null vorhanden ist. Die Chipvorrichtungen 30 können zueinander bündig angeordnet sein oder parallel zu ihren Oberflächen zueinander versetzt sein. Ferner können im Falle der kontaktgebundenen Programmierung die Chipvorrichtungen 30 galvanisch mit der Lese/Schreib-Einheit 20 verbunden werden.
Außerdem werden in dem Schritt S2 die Chipvorrichtungen 30 mittels mehrerer Chipvorrichtung-IDs aktiviert, die den Chipvorrichtungen 30 individuell zugeteilt werden. Im Falle von Chipkarten als Chipvorrichtungen 30 sind die Chipvorrichtung-IDs Chipkarten-IDs. Diese individuellen Chipvorrichtung-IDs können beispielsweise die Zahlen von 1 bis 14 sein. Dadurch kann die Lese/Schreib-Einheit 20 prüfen, welche Chipvorrichtungen 30 innerhalb ihrer Reichweite angeordnet sind. Dieser Vorgang wird auch Antikollision genannt. Die Antikollision ist anschaulich gesprochen eine Detektion und logische Vereinzelung aller sich im Feld befindlichen bzw. mit der Lese/schreib-Einheit 20 verbundenen Chipvorrichtungen 30 und ist beispielsweise Bestandteil des Kommunikationsprotokolls gemäß ISO14443, weswegen auf eine detaillierte Darstellung an dieser Stelle verzichtet wird.
In einem optionalen Schritt S4 kann die Lese/Schreib-Einheit 20 eine Authentifizierung der Chipvorrichtungen 30 mittels der entsprechenden individuellen Chipvorrichtung-IDs durchführen.
In einem Schritt S6 wird von der Lese/Schreib-Einheit 20 mindestens ein Datenblock gesendet, der für alle Chipvorrichtungen 30 in der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 bestimmt ist. Das Kommunikationsprotokoll ist so angepasst, dass die Kommunikation zwischen der Lese/Schreib-Einheit 20 und den Chipvorrichtungen 30 einwandfrei funktioniert, obwohl mehrere der Chipvorrichtungen 30 in der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 angeordnet bzw. mit dieser verbunden sind und obwohl mehrere der Chipvorrichtungen 30 gleichzeitig den gleichen Datenblock empfangen und verarbeiten.
Beispielsweise geht dem Senden des Datenblocks entweder das Senden einer einzigen vorgegebenen Chipvorrichtung-ID voraus oder die einzige vorgegebene Chipvorrichtung-ID ist in dem Datenblock enthalten. Auf die vorgegebene Chipvorrichtung-ID kann optional eine erste Befehlskennung folgen, beispielsweise innerhalb des Datenblocks vor den zu speichernden Daten. Der Datenblock, insbesondere die vorgegebene Chipvorrichtung-ID, gegebenenfalls die erste Befehlskennung und die Daten werden von den Chipvorrichtungen 30 empfangen. Alle Chipvorrichtungen 30, die die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und gegebenenfalls die erste Befehlskennung empfangen, reagieren auf die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und gegebenenfalls die erste Befehlskennung, indem sie Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, speichern. Das Senden der einzigen vorgegebenen Chipvorrichtung-ID und gegebenenfalls der ersten Befehlskennung initiiert somit die Programmierung der mehreren Chipvorrichtungen 30.
Die Chipvorrichtungen 30 sind somit so eingerichtet, dass jede der Chipvorrichtungen 30, die die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und gegebenenfalls die erste Befehlskennung empfängt, auf die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und gegebenenfalls auf die erste Befehlskennung reagiert und in Reaktion darauf die Programmierung initiiert und die auf die vorgegebene Chipvorrichtung-ID folgenden Daten speichert. Im Falle von Chipkarten ist eine geeignete vorgegebene Chipvorrichtung-ID beispielsweise die in der Norm ISO 14443 enthalte Chipvorrichtung-ID 15, die bisher für den zukünftigen Gebrauch freigehalten wurde. Falls die zu speichernden Daten auf mehrere Datenblöcke aufgeteilt sind, so kann jeder dieser Datenblöcke die vorgegebene Chipvorrichtung-ID und optional die erste Befehlskennung aufweisen.
Optional wird von den Chipvorrichtungen 30 in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten keine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit 20 gesendet. Das Unterlassen des Sendens der Antwort kann beispielsweise erfolgen in Reaktion auf das Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID und/oder während des Programmiervorgangs.
Optional wird von der Lese/Schreib-Einheit 20 unmittelbar nach Senden der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID eine Antwort oder das Ausbleiben einer Antwort der Chipvorrichtungen 30 in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten ignoriert.
Alternativ oder zusätzlich wird von der Lese/Schreib-Einheit 20 den Chipvorrichtungen 30 jeweils eine Information zugesendet, die repräsentativ ist für eine für die entsprechende Chipvorrichtung 30 individuelle Zeitdauer, nach deren Ablauf von der entsprechenden Chipvorrichtung 30 nach Empfang des Datenblocks und/oder der Daten eine entsprechende Antwort gesendet wird. Auf diese Weise kann das Senden der Antworten der Chipvorrichtungen 30 derart koordiniert werden, dass die Chipvorrichtungen 30 die Antworten nacheinander senden. Dies ermöglicht der Lese/Schreib-Einheit 20, die Antworten der Chipvorrichtungen 30 anhand der Zeitpunkte, an denen die Chipvorrichtungen 30 die Antworten senden, den richtigen Chipvorrichtungen 30 zuzuordnen.
Alternativ dazu werden von den Chipvorrichtungen 30 unmittelbar nach Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID ausschließlich beim Auftreten eines Fehlers Antworten an die Lese/Schreib-Einheit 20 gesendet. Beispielsweise können die Chipvorrichtungen 30 nach Empfangen der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID ausschließlich beim Auftreten des Fehlers die Antwort an die Lese/Schreib-Einheit 20 senden, so dass die Lese/Schreib-Einheit 20 an dem Empfangen der Antwort selbst erkennt, dass der Fehler aufgetreten ist.
In einem Schritt S8 kann optional von der Lese/Schreib-Einheit 20 geprüft werden, ob die Chipvorrichtungen 30 die Daten ordnungsgemäß gespeichert haben.
Nach dem Speichern der Daten können die Chipvorrichtungen 30 die Daten verwenden, beispielweise das entsprechende Programm und/oder Betriebssystem installieren bzw. initiieren.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen. Die Chipvorrichtungen können jeweils beispielsweise weitgehend den im Vorhergehenden erläuterten Chipvorrichtungen 30 entsprechen. Die Programmierung der Chipvorrichtungen 30 kann beispielsweise mittels einer Lese/Schreib-Einheit erfolgen, die weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Lese/Schreib-Einheit 20 entspricht. Das Verfahren dient dazu, die Chipvorrichtungen 30 mittels der einen Lese/Schreib-Einheit 20 gleichzeitig zu programmieren. Die Programmierung kann beispielsweise kontaktlos erfolgen. Das Verfahren basiert auf einem Kommunikationsprotokoll, beispielsweise gemäß Norm ISO 14443, der Norm ISO 18092 oder dem NFC Forum.
In einem Schritt S10 werden die Chipvorrichtungen 30 mit der Lese/Schreib-Einheit 20 gekoppelt. Dazu werden die Chipvorrichtungen 30 im Falle der kontaktlosen Programmierung innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 angeordnet. Beispielsweise werden die Chipvorrichtungen 30 innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 in Richtung einer Flächennormalen auf einer Oberfläche einer der Chipvorrichtungen 30 übereinander angeordnet. Dabei können die Chipvorrichtungen 30 direkt aufeinander gelegt werden. Alternativ dazu können die Chipvorrichtungen 30 derart übereinander angeordnet werden, dass zwischen je zwei der Chipvorrichtungen 30 ein vorgegebener Abstand größer null vorhanden ist. Die Chipvorrichtungen 30 können parallel zu der Oberfläche zueinander versetzt sein. Im Falle der kontaktgebundenen Programmierung werden die Chipverrichtungen 30 mit der Lese/Schreib-Einheit 20 galvanisch verbunden.
Außerdem werden in dem Schritt S10 die Chipvorrichtungen 30 mittels mehrerer Chipvorrichtung-IDs aktiviert, die den Chipvorrichtungen 30 individuell zugeteilt werden. Diese individuellen Chipvorrichtung-IDs können beispielsweise die Zahlen von 1 bis 14 sein. Ferner kann die Lese/Schreib-Einheit 20 optional prüfen, welche Chipvorrichtungen 30 innerhalb ihrer Reichweite angeordnet sind. Dadurch kann die Lese/Schreib-Einheit 20 prüfen, welche Chipvorrichtungen 30 innerhalb ihrer Reichweite angeordnet sind. Dieser Vorgang wird auch Antikollision genannt. Die Antikollision ist anschaulich gesprochen eine Detektion und logische Vereinzelung aller sich im Feld befindlichen Chipvorrichtungen 30 und ist beispielsweise Bestandteil des Kommunikationsprotokolls gemäß ISO14443, weswegen auf eine detaillierte Darstellung an dieser Stelle verzichtet wird.
In einem optionalen Schritt S12 kann die Lese/Schreib-Einheit 20 eine Authentifizierung der Chipvorrichtungen 30 mittels der entsprechenden Chipvorrichtung-IDs durchführen.
In einem Schritt S14 wird von der Lese/Schreib-Einheit 20 unter Verwendung der individuellen Chipvorrichtung-IDs je eine zweite Befehlskennung an die Chipvorrichtungen 30 gesendet. Die zweite Befehlskennung kann gleich sein wie oder anders sein als die erste Befehlskennung. Die zweite Befehlskennung wird von den Chipvorrichtungen 30 empfangen. Die Chipvorrichtungen 30 sind so eingerichtet, dass jede der Chipvorrichtungen 30, die die ihr zugeordnete Chipvorrichtung-ID und die zweite Befehlskennung empfängt, in Reaktion auf das Erhalten der zweiten Befehlskennung in den Mehrkarten-Programmiermodus schaltet und die Programmierung initiiert.
In einem Schritt S16 wird mindestens ein Datenblock gesendet, der für alle Chipvorrichtungen 30 in dem Mehrkarten-Programmiermodus bestimmt ist. Alternativ dazu, dass die Schritte S14 und S16 nacheinander abgearbeitet werden, können die Schritte S14 und S16 auch gleichzeitig abgearbeitet werden, beispielsweise indem die individuellen Chipvorrichtung-IDs und/oder die zweiten Befehlskennungen in den Datenblöcken enthalten sind, insbesondere jeweils den Anfang der Datenblöcke bilden.
Das Kommunikationsprotokoll ist in dem Mehrkarten-Programmiermodus so angepasst, dass die Kommunikation zwischen der Lese/Schreib-Einheit 20 und den Chipvorrichtungen 30 einwandfrei funktioniert, obwohl mehrere der Chipvorrichtungen 30 in der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit 20 angeordnet sind und obwohl mehrere der Chipvorrichtungen 30 gleichzeitig den gleichen Datenblock empfangen und verarbeiten.
Beispielsweise können in dem Mehrkarten-Programmiermodus von den Chipvorrichtungen 30 eine oder mehrere empfangene Chipvorrichtung-IDs ignoriert werden. Die Chipvorrichtungen 30 reagieren dann unabhängig von den empfangenen Chipvorrichtung-IDs auf den empfangenen Datenblock. Insbesondere speichern sie die entsprechenden Daten und/oder installieren das entsprechende Programm.
Optional wird in dem Mehrkarten-Programmiermodus von den Chipvorrichtungen 30 in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten keine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit 20 gesendet.
Optional wird in dem Mehrkarten-Programmiermodus von der Lese/Schreib-Einheit 20 eine Antwort oder das Ausbleiben einer Antwort der Chipvorrichtungen 30 in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks und/oder der Daten ignoriert.
Alternativ oder zusätzlich wird in dem Mehrkarten-Programmiermodus von der Lese/Schreib-Einheit 20 den Chipvorrichtungen 30 jeweils eine Information zugesendet, die repräsentativ ist für eine für die entsprechende Chipvorrichtung 30 individuelle Zeitdauer, nach deren Ablauf nach Empfang des Datenblocks von der entsprechenden Chipvorrichtung 30 und/oder der Daten eine entsprechende Antwort gesendet wird. Auf diese Weise kann das Senden der Antworten der Chipvorrichtungen 30 derart koordiniert werden, dass die Chipvorrichtungen 30 die Antworten nacheinander senden. Dies ermöglicht der Lese/Schreib-Einheit 20, die Antworten der Chipvorrichtungen 30 anhand der Zeitpunkte, an denen die Chipvorrichtungen 30 die Antworten senden, den richtigen Chipvorrichtungen 30 zuzuordnen.
Alternativ dazu werden in dem Mehrkarten-Programmiermodus von den Chipvorrichtungen 30 ausschließlich beim Auftreten eines Fehlers Antworten an die Lese/Schreib-Einheit 20 gesendet. Beispielsweise können die Chipvorrichtungen 30 im Mehrkarten-Programmiermodus ausschließlich beim Auftreten des Fehlers die Antwort an die Lese/Schreib-Einheit 20 senden, so dass die Lese/Schreib-Einheit 20 an dem Empfangen der Antwort selbst erkennt, dass der Fehler aufgetreten ist.
In einem Schritt S18 wird zum Abschluss des Programmiervorgangs ein entsprechender Befehl, beispielsweise in Form eines Datenblocks mit einer entsprechenden Befehlskennung, an die Chipvorrichtungen 30 gesendet. Diese verlassen in Reaktion darauf den Mehrkarten-Programmiermodus, wodurch der Mehrkarten-Programmiermodus beendet wird. Nun kann zur Kommunikation wieder das herkömmliche, unveränderte Kommunikationsprotokoll verwendet werden.
In einem optionalen Schritt S20 kann von der Lese/Schreib-Einheit 20 geprüft werden, ob die Chipvorrichtungen 30 die Daten ordnungsgemäß gespeichert haben.
Nach dem Speichern der Daten können die Chipvorrichtungen 30 die Daten verwenden, beispielweise das entsprechende Programm und/oder Betriebssystem installieren.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die angegebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann auch bei einer nicht versetzten Anordnung der Chipvorrichtungen 30, wie sie mit Bezug zu 1 erläutert ist, die Antenne 26 der Lese/Schreib-Einheit 20 mehrere Schleifen aufweisen oder die Lese/Schreib-Einheit 20 mehrere Antennen 26 aufweisen, wie mit Bezug zu 4 erläutert. Ferner können die Lese/Schreib-Einheit 20 und/oder die Chipvorrichtungen 30 jeweils mehr als die dargestellten Bauelemente aufweisen. Ferner können auch bei einer versetzten Anordnung der Chipvorrichtungen 30, wie sie mit Bezug zu den 3 und 4 erläutert ist, zeitlich nacheinander mehrere Stapel von Chipvorrichtungen 30, wie mit Bezug zu 5 erläutert, und/oder mehrere Stapel von Chipvorrichtungen 30 gleichzeitig mit entsprechenden mehreren Lese/Schreib-Einheiten 20 programmiert werden, wie mit Bezug zu 6 erläutert. Ferner kann bei allen Ausführungsbeispielen die Programmierung kontaktlos oder kontaktgebunden erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 14443 [0004, 0050, 0063]
Norm ISO 18092 [0004, 0050, 0063]

Claims

Verfahren zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen (30) zur kontaktlosen Datenübertragung, bei dem die Chipvorrichtungen (30) mit einer Lese/Schreib-Einheit (20) gekoppelt werden, von der Lese/Schreib-Einheit (20) mindestens ein Datenblock gesendet wird, der für die Chipvorrichtungen (30) bestimmt ist, der Datenblock von den Chipvorrichtungen (30) empfangen wird, und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf den Chipvorrichtungen (30) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Initiieren der Programmierung eine einzige vorgegebene Chipvorrichtung-ID an die mehreren Chipvorrichtungen (30) gesendet wird, wobei die Chipvorrichtungen (30) so eingerichtet sind, dass jede der Chipvorrichtungen (30), die die vorgegebene Chipvorrichtung-ID empfängt, die Programmierung initiiert.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem unter Verwendung der einzigen vorgegebenen Chipvorrichtung-ID zum Initiieren der Programmierung eine erste Befehlskennung an die mehreren Chipvorrichtungen (30) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die erste Befehlskennung mit der vorgegebenen Chipvorrichtung-ID in dem Datenblock enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Initiieren der Programmierung unter Verwendung individueller Chipvorrichtung-IDs je eine zweite Befehlskennung an die Chipvorrichtungen (30) gesendet wird, wobei die Chipvorrichtungen so eingerichtet sind, dass jede der Chipvorrichtungen, die die ihr zugeordnete individuelle Chipvorrichtung-ID mit der zweiten Befehlskennung empfängt, in Reaktion auf das Erhalten der zweiten Befehlskennung in einen Mehrkarten-Programmiermodus schaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die zweite Befehlskennung in dem Datenblock enthalten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem in dem Mehrkarten-Programmiermodus von den Chipvorrichtungen (30) eine oder mehrere empfangene Chipvorrichtung-IDs ignoriert werden und/oder die entsprechenden Chipvorrichtungen (30) auf alle von ihnen empfangenen und ihnen bekannten Befehlskennungen reagieren und/oder alle empfangenen Daten speichern, insbesondere gegebenenfalls unabhängig von der empfangenen Chipvorrichtung-ID.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem von den Chipvorrichtungen (30) in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks keine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit (20) gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem von der Lese/Schreib-Einheit (20) eine Antwort oder das Ausbleiben einer Antwort der Chipvorrichtungen (30) in Reaktion auf das Empfangen des Datenblocks ignoriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem von der Lese/Schreib-Einheit (20) den Chipvorrichtungen (30) jeweils eine Information zugesendet wird, die repräsentativ ist für eine für die entsprechende Chipvorrichtung (30) individuelle Zeitdauer, nach deren Ablauf von der entsprechenden Chipvorrichtung (30) nach Empfang des Datenblocks und/oder der Daten eine entsprechende Antwort gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem von den Chipvorrichtungen (30) ausschließlich beim Auftreten eines Fehlers eine Antwort an die Lese/Schreib-Einheit (20) gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zum Abschluss des Programmiervorgangs von der Lese/Schreib-Einheit (20) geprüft wird, ob die Chipvorrichtungen (30) die Daten ordnungsgemäß gespeichert haben, und/oder, falls sich die Chipvorrichtungen (30) in dem Mehrkarten-Programmiermodus befinden, ein Befehl zum Beenden des Mehrkarten-Programmiermodus an die Chipvorrichtungen (30) gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Kopplung zwischen der Lese/Schreib-Einheit und der Chipvorrichtung kontaktlos erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Chipvorrichtungen (30) innerhalb der Reichweite der Lese/Schreib-Einheit (20) in Richtung einer Flächennormalen auf einer Oberfläche einer der Chipvorrichtungen (30) übereinander angeordnet werden.
Lese/Schreib-Einheit (20) zum Programmieren mehrerer Chipvorrichtungen (30) zur kontaktlosen Datenübertragung, mit einer Sende/Empfangs-Einheit (24), die dazu ausgebildet ist, einen Datenblock, der für die Chipvorrichtungen (30) bestimmt ist, an die Chipvorrichtungen (30) zu senden, die mit der der Lese/Schreib-Einheit (20) gekoppelt sind.
Chipvorrichtung (30) zur kontaktlosen Datenübertragung, aufweisend ein Speicherelement (34) zum Speichern von Daten und einen integrierten Schaltkreis (32), der dazu ausgebildet ist, von einer Lese/Schreib-Einheit (20) einen Datenblock zu empfangen, der für mehrere Chipvorrichtungen (30) bestimmt ist, und Daten, die in dem Datenblock enthalten sind, auf dem Speicherelement (34) zu speichern.
Chipvorrichtung (30) nach Anspruch 16, die als Chipkarte ausgebildet ist.