DE19823028A1

DE19823028A1 - Sicherheitssteuervorrichtung für die Stromversorgungseinrichtung eines Computers

Info

Publication number: DE19823028A1
Application number: DE19823028A
Authority: DE
Inventors: Cheng-Chih Wang
Original assignee: Winbond Electronics Corp
Current assignee: Winbond Electronics Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1998-12-03
Also published as: JP3074230U; US6041413A; JPH11102240A; US6202161B1; TW320697B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Stromver sorgungseinrichtung eines Computersystems, insbesondere eine Sicherheitssteuervorrichtung für die Stromversorgungseinrich tung eines Computersystems zum Beschränken der Möglichkeiten für einen unbefugten Zugriff auf das System und zum Vermeiden eines möglichen Systemschadens als Folge des Einschaltens des Systems durch wiederholte Zugriffsversuche.

Bei älteren Ausgestaltungen von typischen auf Mikroprozessoren basierenden Personalcomputern oder Arbeitsplatzsystemen (workstation systems) werden einfache mechanische Ein/Aus-Schalter (Netzschalter) verwendet, um die Zufuhr oder das Abschalten elektrischer Energie zu bzw. von der Stromversorgungseinrichtung des Computersystems zu ermöglichen. Wenn der in der Stromversorgungseinrichtung eines Computersystems installierte mechanische Ein/Aus-Schalter ausgeschaltet wird, wird die Zufuhr elektrischer Energie zur Stromversorgungsschaltungsanordnung wegen des geöffneten Zustands des Netzschalters beendet und das gesamte Computersystem ausgeschaltet. Wenn andererseits derselbe Netzschalter eingeschaltet wird, wird der Stromver sorgungsschaltungsanordnung über den geschlossenen Netz schalter elektrische Energie, z. B. von einer 110 Volt Wechsel spannungsquelle, zugeführt, wobei die Stromversorgungs schaltungsanordnung die Wechselspannung in geeignete Gleich spannungen konvertiert, wie z. B. in positive und negative Gleichspannungen von 5 und 12 Volt, um diese allen Subsystemen des Computers zuzuführen. Mit der stabilen Zufuhr aller erforderlichen Gleichspannungen kann das Computersystem seine Startsequenz beginnen, und das System startet (bootet).

Die in solchen älteren Computersystemen verwendeten mechanischen Ein/Aus-Schalter müssen manuell betätigt werden, um das Computersystem ein- oder auszuschalten. Ohne das Eingreifen einer Bedienperson, steht dem Computer kein Mittel zur Verfügung, die Energiezufuhr selbst ein- oder auszu schalten. Ist der Hauptnetzschalter einmal eingeschaltet worden und bleibt dieser eingeschaltet, so beginnt das System die Aus führung seiner Startsequenz-Operationen. Falls weder in der Firmware (Basis-Ein/Ausgabesystem (BIOS) im Falle eines auf einem x86-Mikroprozessor basierenden IBM-kompatiblen Computers) des Systems noch auf der Betriebssystemebene ein wirksames Kennwortkontrollprogramm vorgesehen ist, ist das gesamte System, sofern es einmal eingeschaltet wurde, zusammen mit allen seinen Daten für jeden offen, der Zugang zum System hat.

Bei den von der Firma Apple Computer Inc. aus Cupertino, Kalifornien hergestellten Personalcomputersystemen nach den Modellen der Macintosh-Serie wird eine bestimmte Taste der Tastatur verwendet, um das Ein- und Ausschalten zu steuern. Obwohl diese Personalcomputersysteme bequem zu bedienen sind, mangelt es jedoch auch ihnen, wie den frühen IBM-kompatiblen Computern, an einem wirksamen Sicherheitskonzept. Wenn einmal das Netzkabel des Systems mit einer eine Versorgungsspannung liefernden Steckdose verbunden ist, kann jeder, der Zugang zu dem Computer hat, das System durch Betätigen der Einschalttaste der Tastatur einschalten. Eine solche "Softpower-Steuerung" ist für jeden offen, der Zugang zu der Tastatur des Systems hat. Programmroutinen in der Firmware und/oder auf Betriebssyste mebene, die ähnlich zu denen der oben angesprochenen, auf einem x86-Mikroprozessor (x86) basierenden Systeme sind, werden zum Beschränken der Möglichkeiten des Zugriffs auf diese Computer systeme verwendet.

Anderseits hat die Firma Intel Corperation aus Santa Clara, Kalifornien, eine als ATX-Standard bekannte Computerhaupt platinenspezifikation vorgeschlagen, deren Stromversorgungs einrichtungs-Subsystem nicht länger von einem einfachem mechanischen Ein/Aus-Schalter zum direkten Ein- und Ausschalten des Computersystems abhängig ist. Statt dessen wird durch den ATX-Standard eine Art von Softpower-Steuerung geschaffen, die von einer Schaltungsanordnung überwacht wird, die in dem Computersystem integriert ist. Eine Hauptplatine nach dem ATX-Standard bietet mehr Funktionalität als das einfache und manuelle Ein- und Ausschalten des Netzhauptschalters, so daß die Steuerung des Computersystems flexibler gestaltet werden kann.

Im Fall der ATX-Spezifikation der Version 2.01 ist z. B. die 5VSB Bereitschafts-(Stand-by-)Stromquelle eine eine Spannung von 5 Volt liefernde Gleichstromquelle, die einen maximalen Strom von 0,7 A abgeben kann. Von dieser Stromquelle wird Energie an die grundlegende Schaltungsanordnung für die Energieverwaltung des Computersystems geliefert, wenn die Hauptstromversorgung ausgeschaltet ist. Die Schaltungsanordnung für die Energieverwaltung kann derart programmiert werden, daß unterschiedliche, vorteilhafte Funktionalitäten des Computersystems implementiert werden können. Das System kann z. B. derart programmiert werden, daß es sich automatisch um Mitternacht startet, ohne daß eine Bedienperson erforderlich ist, um eine internationale Telefaxübertragung während der kostengünstigen Zeiten einer örtlichen Telefongesellschaft vorzunehmen. Oder das Computersystem kann sich am Abend als Folge einer empfangenen Aufforderung zur Herstellung einer Modemfernverbindung einschalten, um eine Datei zu empfangen.

Solche Konzepte von Softpower-Verwaltung, die bei den jüngsten Standards wie ATX implementiert sind, leiden jedoch noch immer an dem Mangel, daß wie bei den oben beschriebenen Computer systemen keine geeigneten Sicherheitsvorkehrungen zum Daten schutz getroffen sind. Wenn ein Computersystem mit ATX-Standard von einem Anwender (entweder berechtigt oder nicht) durch Einschalten des Hauptnetzschalters eingeschaltet wird, wird die Stromversorgungseinrichtung eingeschaltet, und das System beginnt damit, seine Startsequenz-Operationen auszuführen. Wenn zu diesem Zeitpunkt weder die System-Firmware noch das Betriebssystem mit einem adäquaten Sicherheitsprogramm wie eine Kennwortüberprüfung ausgestattet sind, hat jedermann direkten Zugriff auf das System und damit Zugriff auf die im Computer gespeicherten Daten. Solche Systeme sind genauso ungeschützt wie die frühere Generation von Computern mit mechanischen Hauptnetzschaltern.

Wenn solche herkömmlichen Computersysteme mit einem Sicher heitssystem in der Firmware oder auf Betriebssystemebene zum Vermeiden des unbefugten Zugangs ausgestattet sind, muß jeder, der Zugang zum System haben möchte, ein richtiges Kennwort eingeben. Viele herkömmliche Computersysteme verwenden jedoch eine einfache Vorschrift zur Kennworteingabe, nämlich die, daß der Anwender eine beschränkte Anzahl von Versuchen zur Eingabe des Kennworts zur Verfügung hat. Falls nach der vorbestimmten Anzahl von Versuchen der unberechtigte Anwender das richtige Kennwort nicht eingegeben hat, ist das System für weitere Eingaben gesperrt. Die Tastatur des Computersystems reagiert nicht länger auf irgendwelche neuen Eingaben. In diesem Fall wird der unberechtigte Anwender das Computersystem ausschalten und danach erneut wieder einschalten. Dieses Vorgehen ermöglicht dem unberechtigten Anwender die Kennworteingabe erneut durchzuführen. Dieser Vorgang des Aus- und Einschaltens muß in der Regel wiederholt durchgeführt werden, bevor das richtige Kennwort von dem unberechtigten Anwender, der versucht in das System einzudringen, eingegeben worden ist. Während des Vorgangs des wiederholten Aus- und Einschaltens der Hauptstrom versorgung, ist das Computersystem vielen Möglichkeiten eines frühzeitigen Versagens ausgesetzt. Dies ist der Fall, da ein herkömmliches Computersystem nicht dazu ausgelegt ist, in dieser Art und Weise betrieben zu werden.

Auf diesem Fachgebiet erfahrene Personen sind damit vertraut, daß es verboten ist oder zumindest nicht empfehlenswert ist, ein auf einem Mikroprozessor basierendes Computersystem, das mit einem Stromversorgungs-Subsystem betrieben wird, innerhalb einer kurzen Zeitdauer ein- und auszuschalten. Das aufeinander folgende Ein- und Ausschalten innerhalb einer kurzen Zeitdauer ist als abnormaler Betrieb zu betrachten, obwohl das aufein anderfolgende Ein- und Ausschalten bei gut ausgelegten Strom versorgungseinheiten im Grunde genommen erlaubt ist. Diese Stromversorgungseinrichtungen sind mit einer Schutzschaltungs anordnung ausgestattet, die sie selbst vor dem Einschalten innerhalb einer bestimmten Zeitdauer schützt, z. B. für einige Sekunden nach dem Ausschalten. Obwohl die Platinen in einem Computersystem somit vor möglichen Schäden als Folge eines auf einanderfolgenden Aus- und Einschaltens geschützt sind, wenn ein unberechtigter Anwender versucht, Zugang zu dem System zu erlangen, sind andere Komponenten wie Plattenlaufwerke nicht so gut geschützt. Dies ist der Fall, da die Spindelmotoren moderner Festplattenlaufwerke nicht für derartige Betriebs vorgänge ausgelegt sind. Die Motoren sind für einen längeren Dauerbetrieb nach dem Einschalten ausgelegt.

Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen einer Sicherheitssteuer vorrichtung für das Stromversorgungs-Subsystem eines Computers, welche auf der Basis der Gültigkeit eines eingegebenen Kenn worts bestimmt, ob die Hauptstromversorgung eingeschaltet wird oder ausgeschaltet bleibt, und durch unberechtigte Zugriffs versuche zum System hervorgerufene mögliche Beschädigungen von Computersystemkomponenten vermeidet.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Sicherheits steuervorrichtung für das Stromversorgungs-Subsystem eines Computers geschaffen, mit einer Tastaturabfangeinheit zum Abfangen der Tastatursignale, welche zwischen der Tastatur und der Schnittstelle der Tastatursteuervorrichtung der Haupt platinenschaltungsanordnung übertragen werden, wenn das Computersystem ausgeschaltet ist. Ein Tastatureingabedaten dekoder empfängt und dekodiert die von der Tastaturabfang einheit abgefangenen Tastatursignale. Ein an den Ausgang des Tastatureingabedatendekoders angeschlossener FIFO-Puffer (first-in-first-out-Puffer) speichert die dekodierten Daten der Tastatursignale in einem vorbestimmten Format. Ein Kennwort speicher wird zum Speichern des voreingestellten Kennwortes verwendet, das zum befugten Einschalten des Computersystems bestimmt ist. Eine Vergleichseinheit ist mit ihrem einen Ein gang mit dem Ausgang des FIFO-Puffers und mit ihrem anderen Eingang mit dem Ausgang des Kennwortspeichers verbunden, wobei die Vergleichseinheit die Tastatursignale und das voreingestellte Kennwort auf Übereinstimmung überprüft und ein das Ergebnis des Vergleichs kennzeichnendes Vergleichssignal erzeugt. Eine Stromversorgungssteuereinheit empfängt das von der Vergleichseinheit erzeugte Vergleichssignal zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Basis des logischen Zustands des Vergleichssignals, um die Stromversorgungseinrichtung des Computersystems bei von der Vergleichseinheit festgestellter Übereinstimmung mittels des Steuersignals einzuschalten.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, aus welchem eine Schaltkreiskonfiguration eines herkömmlichen Computersystems mit einer Tastatursteuervorrichtung ersichtlich ist, welche mit einer externen Tastatureinheit verbunden ist,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, aus welchem die Schaltkreis konfiguration eines Computersystems ersichtlich ist, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitssteuer vorrichtung für die Tastatursteuervorrichtung zum Anschließen einer externen Tastatureinheit verwendet,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, aus welchem die Schaltkreiskon figuration der Sicherheitssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 ersichtlich ist, und

Fig. 4 ein schematisches Diagramm, aus welchem die Schalt kreiskonfiguration der Sicherheitssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ersichtlich ist.

Aus Fig. 1 ist eine Schaltkreiskonfiguration ersichtlich, die den Tastaturschnittstellenteil eines herkömmlichen Computer systems, wie ein auf einem x86 basierender IBM-kompatibler Personalcomputer, zeigt, mit einer Tastatursteuerschnittstelle (KBCI) 12, welche die innere Logik (core logic) des Computer systems mit der externen Tastatureinheit (KB) 20 verbindet.

Diese Ausgestaltung ist für das Anschließen der externen Tastatureinheit 20 an die Hauptplatine oder Mutterplatine (MB) 10 einer modernen Computersystemeinheit geeignet. In der Tastatureinheit 20 ist ein Programmschaltwerk (Mikrokontroller) (nicht gezeigt) installiert. Wegen der Tatsache, daß eine herkömmliche Tastatureinheit nur dazu erforderlich ist, von einer Bedienperson getippte Tastatureingaben zu handhaben, ist die von dem in der Tastatureinheit installierten Programmschaltwerk aufgenommene Leistung gering.

In einem Computersystem wird typischerweise eine serielle Kommunikation zum Datenaustausch zwischen der Tastatureinheit 20 und der Hauptplatine 10 der Systemeinheit verwirklicht. Z.B. werden im Fall der aus Fig. 1 ersichtlichen herkömmlichen Schaltungsanordnung zwei Signale KBDATA und KBCLK verwendet, um den Datenaustausch zwischen der Tastatureinheit 20 und der Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 der System einheit zu realisieren. Eine derartige serielle Kommunikation erfüllt die an die Verarbeitung der von der Bedienperson eingetippten Eingaben gestellten Anforderungen gut. Die Verwendung eines leistungsarmen Programmschaltwerks und serieller Kommunikationskanäle wirkt sich günstig auf die Reduzierung der Kosten für das gesamte Computersystem aus.

Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen herkömmlichen Computersystem sind zusätzlich zu den Leitungen für die Signale KBDATA und KBCLK auch Leitungen für eine Versorgungsspannung V_DD und für Masse GND vorgesehen. Zur Vermeidung von Hochfrequenzstörungen sind die beiden Versorgungsleitungen für die Tastatureinheit 20 im allgemeinen abgeschirmt. Im Fall der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird der Strom an die externe Tastatureinheit 20 von der Tastatursteuervorrichtung 12 geliefert.

Im Vergleich zu der Systemlogikschaltungsanordnung des herkömmlichen Computersystems kann die erfindungsgemäße Sicher heitssteuervorrichtung für das Stromversorgungs-Subsystem eines Computers eine unabhängige Schaltungsanordnung sein, welche einem herkömmlichen Computersystem nach Fig. 1 hinzugefügt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung zwischen die externe Tastatureinheit 20 und die Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 geschaltet werden, wobei die die externe Tastatureinheit 20 und die Tastatursteuervorrichtung 12 ver bindenden Signalleitungen angezapft werden. Ein Blockdiagramm dieser Ausführungsform ist aus Fig. 2 ersichtlich. Wie ersicht lich, kann die gemäß der Ausführungsform konstruierte Sicher heitssteuervorrichtung 40 in die Logikschaltungsanordnung eines Computersystems eingegliedert werden und mit der Tastatur steuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10, der externen Tastatureinheit 20 und der Stromversorgungseinrichtung (PSU) 30 zusammenwirken. Aus Fig. 2 ist die Konfiguration einer derartigen Ausgestaltung ersichtlich.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, ist die Sicherheits steuervorrichtung 40 gemäß der Ausführungsform ein unabhängiges Schaltkreismodul, welches die Tastatursignale KBDATA und KBCLK abfangen kann, welche zwischen der externen Tastatureinheit 20 und der Tastatursteuervorrichtung 12 der Computerhauptplatine 10 übertragen werden. Die Sicherheitssteuervorrichtung 40 kann die Signalübertragung zwischen diesen beiden funktionalen Blöcken überwachen, um zu erkennen, ob die Tastatur 20 von einer befugten oder einer unbefugten Bedienperson betätigt wird, indem die von dieser eingegebene Zeichenkette mit dem gültigen Kennwort verglichen wird.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Sicherheits steuervorrichtung 40 auch dann mit Strom von der Stromver sorgungseinheit 30 versorgt, wenn der Computer ausgeschaltet ist, wobei die Stromversorgungseinheit 30 den erforderlichen Strom zum Aufrechterhalten der gewünschten Sicherheitsfunktion liefert. Im Fall einer ATX-Hauptplatine kann die Sicher heitssteuervorrichtung 40 von der 5VSB Stromquelle versorgt werden, wenn sich das System im abgeschalteten Zustand befindet. Die 5VSB Stromquelle der ATX-Hauptplatine kann in ausreichendem Maße elektrische Energie zum Betrieb der Sicher heitssteuervorrichtung 40 liefern, um eine Eingabe über die Tastatur 20 zu überwachen, wenn das System ausgeschaltet ist. Ferner wird die Stromversorgungseinheit 30 auch dazu verwendet, die für den Betrieb der externen Tastatureinheit 20 erforder liche elektrische Energie derselben zuzuführen, so daß die Schaltungsanordnung zum Abtasten von Tastatureingaben unter der Steuerung von dem Programmschaltwerk der Tastatur betrieben wird.

Falls ein befugter oder unbefugter Anwender Tasten der externen Tastatur 20 betätigt, um Zugang zu dem Computersystem zu erlangen und dabei versucht dem Computersystem eine Zeichen kette einzugeben, die dem voreingestellten Kennwort entspricht, überwacht die Sicherheitssteuervorrichtung 40 die betätigten Tasten und vergleicht diese mit dem vorab gespeicherten Kennwort. Falls das Ergebnis des Vergleichs des gespeicherten Kennworts mit der eingegebenen Zeichenkette positiv ist, wird ein Freigabesignal von der Sicherheitssteuervorrichtung 40 erzeugt, um die Stromversorgungseinheit 30 einzuschalten, welche dann das gesamte Computersystem startet.

Wenn die Stromversorgungseinheit 30 einmal eingeschaltet ist, fährt das Computersystem mit seiner normalen Startsequenz fort, und der Computer funktioniert normal. Wenn zum Beispiel bei einer ATX-Spezifikation die Sicherheitssteuervorrichtung 40 feststellt, daß eine eingegebene Zeichenkette ein gültiges Kennwort ist, wird das von der Sicherheitssteuervorrichtung 40 erzeugte Freigabesignal dem PS-ON-Eingang der ATX-Stromver sorgungseinheit 30 zugeführt. Wie es dem Fachmann bekannt ist, schaltet die ATX-Stromversorgungseinrichtung 30 die Stromver sorgungseinheit ein, wenn ein logisch positives Signal, d. h. ein Signal mit logischem L-Pegel dem PS-ON-Eingang zugeführt wird, wodurch das Computersystem gestartet wird.

Falls andererseits die Sicherheitssteuervorrichtung 40 fest stellt, daß das eingegebene Kennwort nicht gültig ist, bleibt der PS-ON-Eingang der ATX-Stromversorgungseinrichtung auf einem logisch negativen Status. Das logische H-Pegel-Signal erhält den ausgeschalteten Zustand der ATX-Stromversorgungseinheit 30 aufrecht. In diesem Fall bleibt mit Ausnahme der externen Tastatureinheit 20 und der Sicherheitssteuervorrichtung 40 das gesamte Computersystem einschließlich der CPU, den Platten laufwerk-Subsystemen und der Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 ausgeschaltet. Mit anderen Worten, unabhängig davon, wie oft der unbefugte Anwender versucht, über die externe Tastatureinheit 20 das Computersystem zu starten, bleibt die Stromversorgungseinheit 30 so lange in ihrem ausgeschalteten Zustand, bis das richtige Kennwort eingegeben wird. Da die Stromversorgungseinheit 30 ausgeschaltet bleibt, während der unbefugte Anwender versucht das Kennwort zu erraten, werden wesentliche Komponenten des Computersystems, insbesondere das empfindliche und relativ ungeschützte Platten laufwerk-Subsystem nicht wiederholt innerhalb einer kurzen Zeitspanne ein- und ausgeschaltet. Mögliche Beschädigungen der Komponenten des Computersystems als Folge eines wiederholten Ein- und Ausschaltens innerhalb einer kurzen Zeitspanne können damit praktisch vermieden werden.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Sicherheits steuervorrichtung 40 ein anderes Steuersignal SW, das an die Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 übertragen werden kann. Wenn das Computersystem im ausgeschalteten Zustand ist, ermöglicht das von der Sicherheitssteuervorrichtung 40 erzeugte Steuersignal SW das Abfangen der Tastatursignale KBDATA und KBCLK, um die Gültigkeit einer Kennworteingabe zu überwachen, falls die Tasten der Tastatur 20 betätigt werden. Wenn andererseits das Computersystem erfolgreich eingeschaltet ist (d. h. über die Eingabe des richtigen Kennworts), kann das Steuersignal SW dafür verwendet werden, den normalen Signalfluß der Tastatursignale KBDATA und KBCLK zwischen der Tastatur steuervorrichtung 12 und der externen Tastatureinheit 20 wieder herzustellen, wie dies in einem herkömmlichen Computersystem normalerweise der Fall ist.

Während die Sicherheitssteuervorrichtung 40 den Status der Tasten der externen Tastatureinheit 20 im ausgeschalteten Zustand des Computersystems überwacht, wird die Versorgungs spannung V_KB für die Tastatureinheit 20 von der Bereitschafts-Strom versorgung 5VSB der ATX-Stromversorgungseinheit 30 geliefert. Dies ist erforderlich, da die eine Spannung von 5 Volt liefernde Hauptstromversorgung V_DD bei einem ATX-System abgeschaltet ist, wenn das Computersystem im ausgeschalteten Zustand ist. Die eine Spannung von 5 Volt liefernde Bereitschafts-Stromversorgung 5VSB bleibt jedoch auch dann eingeschaltet und kann elektrische Energie abgeben, wenn das Computersystem im ausgeschalteten Zustand ist. Nach dem normalen Einschalten des Computersystems kann die Stromver sorgung für die externe Tastatureinheit von der 5VSB Bereit schafts-Stromversorgung zu der Hauptstromversorgung V_DD umge schaltet werden. Das Computersystem ist jedoch auch dann betriebsfähig, wenn die externe Tastatureinheit an der Bereit schafts-Stromversorgung nach dem normalen Startvorgang des Computersystems angeschaltet bleibt.

Die Schaltungsanordnung der Sicherheitssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform wird nun beschrieben. Aus Fig. 3 ist die Schaltkreiskonfiguration der Sicherheitssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, weist die Sicherheitssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform einen Tastatureingabedatendekoder (KBDEC) 41, einen FIFO-Puffer 42, einen Kennwortspeicher (PWM) 43, eine Vergleichseinheit (CL) 44, eine Tastaturabfangeinheit (KBIL) 45 und eine Stromversorgungssteuereinheit (PSCL) 46 auf.

Die Tastaturabfangeinheit 45 erzeugt ein Tastatursignal abfangsteuersignal SW in Abhängigkeit davon, ob das Computersystem ein- oder ausgeschaltet ist. Gemäß der Aus führungsform kann die Tastaturabfangeinheit 45 ein Logikschalt kreis sein, der ein logisches Signal SW in negativer Logik erzeugt, um den eingeschalteten bzw. den ausgeschalteten Zu stand des Computersystems zu repräsentieren. Wenn das Computer system ausgeschaltet ist, kann der logische Zustand des Signals SW dazu verwendet werden, das Abfangen der Tastatursignale KBDATA und KBCLK zum Überwachen der Kennworteingabe zu steuern. Wenn andererseits das Computersystem eingeschaltet ist, kann der umgekehrte logische Zustand des Signals SW dazu verwendet werden, zur normalen Tastatursignalübertragung zwischen der externen Tastatureinheit 20 und der Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 zurückzukehren, wie dies aus dem Block diagramm nach Fig. 2 ersichtlich ist.

Zum Beispiel kann gemäß der Ausführungsform für jedes der Tastatursignale KBDATA und KBCLK ein separater Puffer mit Tristate-Ausgang (Tristate-Puffer) verwendet werden. Dies vereinfacht das Steuern des Abfangens der beiden Tastatur signale KBDATA und KBCLK zwischen der externen Tastatureinheit 20 und der Tastatursteuervorrichtung 12 der Hauptplatine 10 des Computersystems. Aus Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm der Schaltungsanordnungskonfiguration der Sicherheitssteuer vorrichtung 40 gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Die Sicherheitssteuervorrichtung 40 fängt die Tastatursignale KBDATA und KBCLK ab, um festzustellen, ob ein von dem System empfangenes Kennwort gültig ist oder nicht und das Starten des Computersystems entsprechend zu steuern. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weist die Tastatursteuerungsschnittstelle 12 ein typisches Programmschaltwerk 120 auf, welches in herkömmlichen IBM-kompatiblen Systemen ein Intel 8042/8048 8-Bit Programm schaltwerk oder ein ähnliches Programmschaltwerk sein kann. Bei der Tastatursteuerschnittstelle 12 eines IBM-kompatiblen Systems weist das die Schnittstelle steuernde Programmschalt werk 120 zwei Ein-Ausgabe-Kanäle (Ports) P27 und P26 auf, welche die Tastatursignale KBDATA und KBCLK jeweils über einen Puffer mit Open-Collector-Ausgang ausgeben. Bei einem die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung verwendenden Computersystem können die beiden Puffer mit Open-Collector- Ausgängen durch zwei Tristate-Puffer 121 bzw. 122 ersetzt werden.

Gemäß der Ausführungsform können die beiden Tristate-Puffer 121 und 122 mit derselben Versorgungsspannung V_KB gespeist werden, welche der externen Tastatureinheit 20 zugeführt wird. Dies ist der Fall, da diese beiden Puffer zusammen mit der externen Tastatur aktiviert bleiben müssen.

Wenn das Computersystem ausgeschaltet wird, erzeugt die Tastaturabfangeinheit 45 der Sicherheitssteuervorrichtung 40 ein Steuersignal SW, welches einen logischen L-Pegel aufweist. Da die gemäß der bevorzugten Ausführungsform verwendeten und aus Fig. 4 ersichtlichen Tristate-Puffer 121 und 122 jeweils einen für positive Logik ausgelegten Freigabeeingang aufweisen, versetzt das einen logischen L-Pegel aufweisende Steuersignal SW die Ausgänge beider Puffer in den hochohmigen Zustand. In diesem Zustand kann angenommen werden, daß die vor dem Eingangsanschluß der Puffer angeordnete Schaltungsanordnung praktisch von den Tastatursignalleitungen KBDATA bzw. KBCLK abgetrennt ist. Wenn andererseits als Folge einer richtigen Kennworteingabe das Computersystem eingeschaltet wird, erzeugt die Tastaturabfangeinheit 45 das nun dem eingeschalteten Zustand entsprechende Steuersignal SW mit einem logischem H-Pegel. Dieser Zustand des Steuersignals SW bewirkt eine Verbindung der Ports P27 und P26 des Programmschaltwerks 120 mit der externen Tastatureinheit 20. Diese Verbindung ermöglicht die Datenübertragung der Tastatursignale KBDATA und KBCLK über die beiden aktivierten Tristate-Puffer 121 und 122. Dadurch ist die normale elektrische Signalverbindung zwischen der externen Tastatureinheit 20 und der Hauptplatine 10 des Computersystems wieder hergestellt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann daher die Tastaturabfangeinheit 45 durch die eine Spannung von 5 Volt liefernde Hauptstromversorgung V_DD der Stromversorgungseinheit 30 ersetzt werden. Mit anderen Worten können die Freigabe eingänge der beiden Tristate-Puffer 121 und 122 für die Tastaturschnittstelle direkt oder über geeignete Pull-Up- Widerstände an die Stromversorgung V_DD angeschlossen werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist, sobald das Computersystem abgeschaltet ist, die Tastaturabfangeinheit 45 fähig, die Tastatursignale KBDATA und KBCLK abzufangen und der Sicher heitssteuervorrichtung 40 zuzuführen. Die abgefangenen Tastatursignale können daher zum Dekodieren derselben direkt an den Tastatureingabedatendekoder 41 übermittelt werden. Der Dekoder 41 kann dann die von der Tastatur empfangenen Signale, welche alphanumerische Zeichen repräsentieren, nacheinander in Standardcodes konvertieren, die im Computersystem verwendet werden. Diese konvertierten Codes repräsentieren die über die Tastatur eingegebenen Zeichen und werden dem FIFO-Puffer 42 zugeführt, um die Codes für eine weitere Verarbeitung in einem vorbestimmten Datenformat zu speichern.

Durch im voraus ausgeführte Betriebsabläufe kann andererseits das bestimmte Kennwort in dem Kennwortspeicher 43 gespeichert werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist dieser Kenn wortspeicher 43 ein nicht-flüchtiger Speicher mit wahlfreiem Zugriff (NVRAM), wobei der Speicher seine gespeicherten Informationen nach dem Abschalten der Stromversorgung dauerhaft aufrecht erhalten kann. Im Fall eines IBM-kompatiblen Computers kann der Kennwortspeicher 43 auch ein bestimmter Speicher bereich im CMOS-Speicher sein, der zum Speichern von Informationen für die Konfiguration der Hardware des Computer systems vorgesehen ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Kennwortspeicher 43 auch ein einfacher statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) sein, wobei der Speicher eine Pufferbatterie aufweist, um seinen Speicherinhalt nach dem Abschalten des Computersystems aufrechtzuerhalten.

Beim Aktivierungsvorgang der Stromversorgungseinrichtung des Computersystems über die Kennworteingabe, kann das Kennwort z. B. durch Betätigen der Eingabetaste ("Return"-Taste) der Tastatur abgeschlossen werden. Mit anderen Worten, die für ein Kennwort nicht zugelassenen Eingabetaste wird zum Kennzeichnen des Endes der Kennworteingabe verwendet. Nach dem Empfangen des die Eingabetaste kennzeichnenden Signals kann eine Firmware- Routine des Computersystems gestartet werden, welche die Vergleichseinheit 44 veranlaßt, das eingegebene, in dem FIFO-Puffer 42 gespeicherte Kennwort zu laden und mit dem gültigen, in dem Kennwortspeicher 43 vorgespeicherten Kennwort zu ver gleichen. Als Folge des Vergleichs erzeugt die Vergleichs einheit 44 ein Vergleichssignal PM, welches dann der Stromver sorgungssteuereinheit 46 zugeführt wird.

Auf der Basis des logischen Zustands des Vergleichssignals PM erzeugt die Stromversorgungssteuereinheit 46 ein Stromver sorgungssteuersignal, welches direkt der Stromversorgungs einheit des Computersystems zum Steuern derselben zugeführt werden kann. Im Fall einer ATX-Stromversorgungseinrichtung kann z. B. das erzeugte Stromversorgungssteuersignal ein der ATX-Spezifikation entsprechendes PS-ON-Signal in negativer Logik sein, welches direkt dem PS-ON-Eingang der ATX-Stromversorgungs einrichtung zugeführt wird. Im Fall einer ATX-Strom versorgungseinrichtung hat ein logisches H-Pegel-Signal an dem PS-ON-Eingang zur Folge, daß die Stromversorgungsein richtung im ausgeschalteten Zustand bleibt. Andererseits wird ein logisches L-Pegel-Signal am PS-ON-Eingang die Stromver sorgungseinrichtung aktivieren und das Computersystem starten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können andere, von der Steuerlogik des Computersystems abgeleitete Steuersignale der Stromversorgungssteuereinheit 46 zugeführt werden. Diese zusätzlichen Steuersignale können als mitwirkende Faktoren beim Vorgang der Erzeugung des Stromversorgungssteuer signals verwendet werden, welches dem aus Fig. 3 ersichtlichen PS-ON-Signal entspricht, das zum Steuern der ATX-Stromver sorgungseinheit 30 verwendet wird. Falls das Computersystem z. B. mit einem Hauptnetzschalter ausgestattet ist, kann ein Signal MSW, welches zum Bestimmen des logischen Ein/Aus-Zustandes des Schalters verwendet wird, dem Eingang der Stromversorgungssteuereinheit 46 zugeführt werden, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Für den Fall einer positiven Logik kann von der Stromversorgungssteuereinheit 46 das Vergleichssignal PM mit dem Hauptnetzschalterzustandssignal MSW einer logischen UND-NICHT-Verknüpfung unterzogen werden, um das PS-ON-Ausgangs signal in negativer Logik zu erhalten.

Herkömmliche IBM-kompatible Computersysteme verwenden z. B. ein einfaches 8-Bit Programmschaltwerk, um die Tastaturschnitt stellensteuerung auf der Hauptplatine des Systems zu implementieren. Die typische externe Tastatureinheit, welche in derartigen, auf einem x86-Prozessor basierenden Computern verwendet wird, kann daher ein Programmschaltwerk aufweisen, das eine entsprechend kompatible Verarbeitungsfähigkeit aufweist, um das Steuern der unabhängigen Tastatureinheit auszuführen. Die Programmschaltwerke auf beiden Seiten der Tastaturschnittstelle können miteinander seriell kommunizieren. Jedoch sind auch andere Arten der Kommunikation möglich, um die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung zu auszuführen.

Da auch andere Peripheriegeräte an den XA/XD-Peripheriebussen angeschlossen sind, an denen auch das Programmschaltwerk der Tastaturschnittstelle angeschlossen ist, kann für das Programm schaltwerk eine größere Leistungsfähigkeit als die des herkömmlichen 8042/8048-Bauelements von Intel erforderlich sein, welches im Fall von IBM-kompatiblen Computern verwendet wird. Auch bei einer solchen Systemkonfiguration ist die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung anwendbar.

Aufgrund der Tatsache, daß moderne Personalcomputer mittler weile mit ASICs (anwenderspezifische integrierte Schaltkreise) ausgestattet sind, kann die erfindungsgemäße Sicherheitssteuer vorrichtung auch in einem ASIC implementiert und in die Kern logik-Chipsätze (core logic chipsets) des Computersystems eingegliedert werden. Da die logische Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Sicherheitssteuervorrichtung im Vergleich zur Kernlogik des Computers relativ einfach ist, ist das Eingliedern der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen ASIC der Kernlogik des Computers kaum als Kostenerhöhung für das gesamte Computersystem wahrnehmbar. Mit anderen Worten erhöht das Eingliedern der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen ASIC die gesamten Halbleiter-Fabrikationskosten nur unwesentlich. Da die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung andererseits eine relativ einfache logische Schaltungsanordnung aufweist, wird nur wenig elektrische Leistung aufgenommen. Mit anderen Worten eignet sich die erfindungsgemäße Sicherheitssteuervorrichtung gut für die Eingliederung in ein Computersystem, dessen Strom versorgungseinheit, wie z. B. eine Stromversorgungseinheit gemäß der ATX-Spezifikation, eine Bereitschafts-Stromversorgung aufweist.

Ferner sind neben einer Stromversorgungseinheit gemäß der ATX-Spezifikation auch andere Standards, wie z. B. NLX oder PS/2, welche durch einen aktivierbaren Eingang zum Ausführen einer Softpower-Steuerung gekennzeichnet sind, zum Verwenden mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand geeignet.

Claims

1. Sicherheitssteuervorrichtung für ein Computersystem mit einer Hauptplatinenschaltungsanordnung, einer Stromversorgungs einrichtung und einer Tastatur (20), die Vorrichtung (40) mit:
einer Tastaturabfangeinheit (45), von der Tastatursignale abfangbar sind, welche zwischen der Tastatur (20) und der Tastatursteuerschnittstelle (12) der Hauptplatinenschaltungs anordnung übertragen werden, wenn das Computersystem ausge schaltet ist,
einem Tastatureingabedatendekoder (41), von dem die von der Tastaturabfangeinheit (45) abgefangenen Tastatursignale empfangbar und dekodierbar sind,
einem an den Ausgang des Tastatureingabedatendekoders (41) angeschlossenen FIFO-Puffer (42), von dem die dekodierten Daten der Tastatursignale in einem vorbestimmten Format speicherbar sind,
einem Kennwortspeicher (43), in dem ein voreingestelltes Kennwort gespeichert ist, das für den befugten Zugriff auf das Computersystem vorgesehen ist,
einer Vergleichseinheit (44), die einen an den Ausgang des FIFO-Puffers (42) angeschlossen Eingang und einen an den Aus gang des Kennwortspeichers (43) angeschlossen anderen Eingang aufweist, wobei von der Vergleichseinheit (44) die Tastatur signale und das voreingestellte Kennwort auf Übereinstimmung vergleichbar sind und ein das Ergebnis des Vergleichs kenn zeichnendes Vergleichssignal erzeugbar ist, und
einer Stromversorgungssteuereinheit (46), von welcher das von der Vergleichseinheit (44) erzeugte Vergleichssignal empfangbar und ein Steuersignal auf der Basis des logischen Zustands des Vergleichssignals erzeugbar ist, derart, daß die Stromversorgungseinrichtung des Computersystems bei von der Vergleichseinheit festgestellter Übereinstimmung mittels des Steuersignals einschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei von der Stromversorgungs steuereinheit (46) die Stromversorgungseinrichtung zum Zuführen von Strom zu dem Computersystem einschaltbar ist, wenn das von der Vergleichseinheit (44) gelieferte Vergleichssignal eine Übereinstimmung kennzeichnet, und die Stromversorgungsein richtung im ausgeschalteten Zustand haltbar ist, wenn das von der Vergleichseinheit (44) gelieferte Vergleichssignal keine Übereinstimmung kennzeichnet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromversorgungs einrichtung des Computersystems einen Freigabeeingang aufweist, und die Stromversorgungseinrichtung einschaltbar ist, wenn die Stromversorgungssteuereinheit (46) dem Freigabeeingang der Stromversorgungseinrichtung ein Freigabesignal zuführt, um die Stromversorgungseinrichtung zum Starten des Computersystems einzuschalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Stromversorgungs steuereinheit (46) ferner eine Logikschaltungsanordnung auf weist, und die Stromversorgungssteuereinheit (46) das Ergebnis einer logischen Verknüpfung ausgibt, welche mit dem Vergleichs signal und einem den logischen Zustand des Hauptschalters des Computersystems kennzeichnenden Signal ausgeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Stromversorgungs einrichtung dem ATX-Standard entspricht, und die Stromversor gungssteuereinheit (46) ein logisches UND-NICHT-Gatter auf weist, von dem eine logische UND-NICHT-Verknüpfung von dem Vergleichssignal und einem den logischen Zustand des Haupt schalters des Computersystems kennzeichnenden Signal ausführbar ist, und das Ergebnis der Verknüpfung von der Stromversorgungs steuereinheit (46) an den PS-ON-Eingang der ATX-Stromver sorgungseinrichtung ausgebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei alle der Schaltungs anordnungs-Subsysteme des Computersystems mit Ausnahme der Vorrichtung (40) und der Tastatur (20) ausgeschaltet sind, wenn das Computersystem ausgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei alle der Schaltungs anordnungs-Subsysteme des Computersystems mit Ausnahme der Vorrichtung (40) und der Tastatur (20) ausgeschaltet sind, wenn das Computersystem ausgeschaltet ist, und wobei die Vorrichtung (40) und die Tastatur (20) über die 5VSB Bereitschafts-Strom quelle einer ATX-Stromversorgungseinrichtung mit Strom versorgt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Kennwortspeicher (43) ein nicht-flüchtiger Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Kennwortspeicher (43) ein bestimmter Speicherbereich im CMOS-Konfigurations speicher des Computersystems ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Kennwortspeicher (43) ein statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist, der von einer Pufferbatterie mit Strom versorgt wird, wenn das Computersystem ausgeschaltet ist.

11. Sicherheitssteuervorrichtung für ein Computersystem mit einer Hauptplatinenschaltungsanordnung, einer Stromversor gungseinrichtung und einer Tastatur (20), die Vorrichtung (40) mit:
einer Tastaturabfangeinheit (45), von der Tastatursignale abfangbar sind, welche zwischen der Tastatur (20) und der Tastatursteuerschnittstelle (12) der Hauptplatinenschaltungs anordnung übertragen werden, wenn das Computersystem ausge schaltet ist,
einem Tastatureingabedatendekoder (41), von dem die von der Tastaturabfangeinheit (45) abgefangenen Tastatursignale empfangbar und dekodierbar sind,
einem an den Ausgang des Tastatureingabedatendekoders (41) angeschlossenen FIFO-Puffer (42), von dem die dekodierten Daten der Tastatursignale in einem vorbestimmten Format speicherbar sind,
einem Kennwortspeicher (43), in dem ein voreingestelltes Kennwort gespeichert ist, das für den befugten Zugriff auf das Computersystem vorgesehen ist,
einer Vergleichseinheit (44), die einen an den Ausgang des FIFO-Puffers (42) angeschlossen Eingang und einen an den Aus gang des Kennwortspeichers (43) angeschlossen anderen Eingang aufweist, wobei von der Vergleichseinheit (44) die Tastatur signale und das voreingestellte Kennwort auf Übereinstimmung vergleichbar sind und ein das Ergebnis des Vergleichs kenn zeichnendes Vergleichssignal erzeugbar ist, und
einer eine logische Schaltungsanordnung aufweisende Stromversorgungseinheit (46), von welcher das von der Ver gleichseinheit (44) erzeugte Vergleichssignal empfangbar ist und ein Steuersignal auf der Basis des Ergebnisses einer von dem Logikschaltkreis ausgeführten logischen Verknüpfung von dem Vergleichssignal und einem den Zustand eines Hauptnetzschalters des Computersystems kennzeichnenden Signal erzeugbar ist, der art, daß die Stromversorgungseinrichtung des Computersystems bei von der Vergleichseinheit festgestellter Übereinstimmung mittels des Steuersignals einschaltbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Stromversorgungs einrichtung dem ATX-Standard entspricht, und die Stromversor gungssteuereinheit (46) ein logisches UND-NICHT-Gatter auf weist, von dem eine logische UND-NICHT-Verknüpfung von dem Vergleichssignal und dem den logischen Zustand des Haupt schalters des Computersystems kennzeichnenden Signal ausführbar ist, und das Ergebnis der Verknüpfung von der Stromversorgungs steuereinheit (46) an den PS-ON-Eingang der ATX-Stromver sorgungseinrichtung ausgebbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Kennwortspeicher (43) ein nicht-flüchtiger Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Kennwortspeicher (43) ein bestimmter Speicherbereich im CMOS-Konfigurations speicher des Computersystems ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Kennwortspeicher (43) ein statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist, der von einer Pufferbatterie mit Strom versorgt wird, wenn das Computersystem ausgeschaltet ist.