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Einschalt-Rücksetzschaltung
für eine
Chipkarte
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Einschaltrücksetzschaltkreis, welcher
bei einer IC-Karte verwendet wird, die ihre elektrische Energieversorgung
von einer externen elektrischen Stromversorgungsspannungsquelle
erhält,
ohne kontaktiert zu werden, z. B. über elektromagnetische Wellen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
den letzten Jahren wurden so genannte IC-Karten mit integrierten
Halbleiterschaltungseinrichtungen weit verbreitet. Die IC-Karte
besitzt die Fähigkeit,
Informationen zwischen einer externen Lese-/Schreibvorrichtung und
der integrierten Halbleiterschaltungseinrichtung, die auf der IC-Karte
vorgesehen ist, auszutauschen. Dadurch wird es möglich, notwendige Informationen
in einer internen und nichtflüchtigen
Speichereinrichtung der integrierten Halbleiterschaltungseinrichtung
zu speichern und auf der anderen Seite Informationen aus der nichtflüchtigen Speichereinrichtung
zu lesen. Durch Verwendung derartiger IC-Karten ist es möglich, eine
Vielzahl von Funktionen zu realisieren, die herkömmlicherweise bisher durch
magnetische Karten oder Magnetkarten ausgeführt wurden.
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Mit
dem jüngsten
Fortschritt in der Technologie für
hohe Packungsdichten und Speicherdichten weisen diese IC-Karten
auch nichtflüchtige
Speicher mit höherer
Speicherkapazität
auf. Entsprechend hat eine Karte für vielfache Verwendungen eine
Mehrzahl von Anwendungsmöglichkeiten,
die innerhalb einer einzigen IC-Karte möglich sind und daher weite Verbreitung
finden.
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Im
Hinblick auf die IC-Karte wurden IC-Kartensysteme vom nicht kontaktierenden
Typ untersucht, bei welchen die elektrische Energieversorgung oder
die Zufuhr elektrischer Energie und auch die Datenkommunikation
ohne Kontaktierung unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen
mit Trägerfrequenzen
in der Größenordnung
von einigen MHz bis einigen Zehn MHz erfolgen. Im Fall einer kontaktfreien
Kommunikation unter Verwendung einer IC-Karte sind keine Anschlüsse zum
Kontaktieren notwendig und folglich entfallen Beschädigungen,
die bewirkt werden durch kontaktierende Teile dieser Anschlüsse. Daher
hat eine IC-Karte verschiedene Vorteile, z. B. im Hinblick auf das
Sinken oder Absenken von Instandhaltungskosten, und darüber hinaus
den Vorteil der einfacheren Handhabung.
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Eines
der signifikanten Merkmale eines IC-Kartensystems vom kontaktfreien
Typ ist, dass es möglich
ist, ein System auszubilden, das in der Lage ist, auf einfache und
schnelle Art und Weise eine Informationsaustauschverarbeitung zu
bewirken. Zum Beispiel erlaubt eine IC-Karte vom kontaktfreien Typ, welche
z. B. als Ticket dient für
ein Verkehrsmittel, z. B. für
einen Zug oder einen Bus, einer Person, durch den Fahrkartenschalter
zu gehen, und zwar ausschließlich
durch Halten der IC-Karte vom kontaktfreien Typ über den Bereich der Fahrkartenschranke (nachfolgend
als "Haltevorgang" (holding process) bezeichnet)
oder durch Berühren
der Fahrkartenschranke mit der IC-Karte vom kontaktfreien Typ zu einem
Zeitpunkt (nachfolgend bezeichnet als "touch-and-go-Vorgang").
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Folglich
können
bei einem derartigen IC-Kartensystem vom kontaktfreien Typ unterschiedliche Formen
des Informationsaustauschs zwischen einer IC-Karte und einer Lese-/Schreibvorrichtung
betrachtet werden. Dabei sind folgende Beispiele gegeben: (1) Die
Möglichkeit
des Haltens der IC-Karte in einem Bereich über der Lese-/Schreibvorrichtung
in einem kurzen Abstand innerhalb von ungefähr einigen cm (Haltevorgang).
(2) Die Möglichkeit
des Einführens der
IC-Karte in einen Kartenhalter, welcher in der Lese-/Schreibvorrichtung
angeordnet ist (Einfuhrvorgang). (3) Die Möglichkeit des Zuführens einer
Spannung zu der IC-Karte beim Einschalten beim in die Nähe bringen
der IC-Karte zur Lese-/Schreibvorrichtung.
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Diese
Möglichkeiten
unterscheiden sich voneinander in der Weise, wie die IC-Karte in
die Nähe der
Lese-/Schreibvorrichtung gebracht wird. Entsprechend unterscheiden
sich diese Möglichkeiten
im Hinblick auf die Bedingungen im Inneren der IC-Karte zum Erzeugen
einer Stromversorgungsspannung, wenn die Energie mittels elektromagnetischer
Induktion durch die oder von der Lese-/Schreibvorrichtung der IC-Karte
zugeführt
wird.
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Ferner
macht die elektromagnetische Induktion das Zuführen großer oder hoher Elektrizitätsmengen
unmöglich
und bewirkt Änderungen,
Variationen oder Schwankungen in der Energieversorgung. Daher muss
ein Einschaltrücksetzvorgang
beim Beginnen der Zufuhr an Energie in höchstem Maße zuverlässig sein.
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Das
US-Patent 4,798,978 offenbart
ein generisches Quellenfolger-OR-Gate (Source-Follower OR-Gate;
Bezugszeichen
60), welches gebildet wird von zwei FETs.
Ein OR-Gate gibt ein Signal aus, welches die Erzeugung eines Signals
anzeigt, und zwar auf mindestens einer von zwei Eingangsleitungen.
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Nachfolgend
wird erklärt,
welche Formen von Einschaltrücksetzschaltkreisen
oder Fehlfunktionsverhinderungsschaltkreisen bei Rücksetzschaltkreisen
in herkömmlichen
IC-Karten vom kontaktfreien Typ möglich sind.
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Zum
Beispiel offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung
Nr.
269327/1998 (Tokukaihei
10-269327), auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht,
eine Schaltkreisanordnung zum Ausführen eines Einschaltrücksetzvorgangs
bei einer IC-Karte vom kontaktfreien Typ. Bei der in dieser Publikation
beschriebenen Technologie wird bei einem Logikschaltkreis die Energiezufuhr
abgeschaltet, und zwar auf einen Rücksetzvorgang hin, und zwar
ferner durch Detektion der Stromversorgungsspannung in einem analogen
Modus. Durch dieses Abschalten wird dem Eingangs-/Ausgangsschaltkreis
zum/vom Mikrocomputer und einem Mikrocomputerschaltkreis keine Spannung
aufgeprägt.
Diese Anordnung wird in größerem Detail
unten beschrieben.
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10 zeigt
ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels einer Schaltungsanordnung.
Die von einer Antennenspule 51 ausgegebene Spannung wird
zu jedem der Schaltkreise zugeführt,
nachdem sie den Abschnitten REG-A 55 und REG-B 56 als
Regulatorschaltkreise und VREF 57 als Bezugsspannungserzeugungsschaltkreise
zugeführt
wurde. Von REG-A 55 wird die Spannung einem Mikrocomputer 64 und dessen
Schnittstelle zugeführt.
Ferner wird durch REG-B 56 die Spannung einem CLK-Wiedererzeugungsschaltkreis 53,
einem Rücksetzerzeugungsschaltkreis 54,
einem MOD 66 als Modulationsschaltkreis, einem DEMO 67 als
Demodulationsschaltkreis und einem (+) Anschluss eines Vergleicherschaltkreises 59 zugeführt.
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Der
Ausgang von VREF 57 als Bezugsspannungserzeugungsschaltkreis
dient der Spannungsversorgung zu REG-A 55 und REG-B 56.
Es ist ein Schalter 60 auf dem Pfad zu REG-A 55 vorgesehen, um
die Energieanstiegssequenz (power rising sequence) zu steuern. Ferner
ist der Ausgang von VREF 57 mit einem (+) Anschluss eines
Vergleicherschaltkreises 58 vorgesehen, um den ON-/OFF-Vorgang
des Schalters 60 zu steuern.
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Die
Ausgabespannungen oder Ausgangsspannungen von REG-A 55 und
REG-B 56 können auf
demselben Potential oder einem unterschiedlichen Potential liegen.
Jedoch wird bevorzugt, dass REG-A 55 und REG-B 56 als
Regulatoren dieselben Schaltungsanordnungen besitzen.
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Im
Ergebnis eines Vergleichs der Energieeinstiegsrate (power rising
rate) in Bezug auf einen analogen Detektionsabschnitt mit einem
Widerstand 61 und einer Diode 62 und in Bezug
auf VREF 57, REG-A 55 und REG-B 56 besitzen
REG-A 55 und REG-B 56 unter diesen die geringsten
Anstiegsraten oder langsamsten Anstiegsraten. Der analoge Detektionsabschnitt
steigt mit der schnellsten Rate an. Der Abschnitt VREF 57 steigt
mit der zweitschnellsten Rate an. Durch den Vorteil des Unterschieds
in der Energieanstiegsrate (power rising rate) wird der Anstieg
der Energie oder Leistung (power rising) wie folgt gesteuert.
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Zunächst bestimmt
der Vergleicherschaltkreis 59, welche der Ausgangsspannungen
oder Ausgabespannungen von REG-B 56 und VREF 57 größer ist.
Im gewöhnlichen
oder normalen Betrieb ist die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
von REB-B 56 größer als
die von VREF 57. Jedoch ist die Energieanstiegsrate (power
rising rate) von REG-B 56 vergleichsweise gering, wie das
oben beschrieben wurde. Daher wird zu einem Zeitpunkt, wenn die IC-Karte
vom kontaktfreien Typ über
die Lese-/Schreibvorrichtung gehalten wird, die Ausgangsspannung
oder Ausgabespannung VREF 57 größer als die vom REG-B 56.
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In
einer derartigen Situation muss der Mikrocomputer 64 sich
in einem Rücksetzzustand
(reset state) befinden, da die Größe der Stromversorgungsspannung,
die dem Mikrocomputer 64 zugeführt wird, nicht ausreichend
ist für
einen stabilen Betrieb. Daher erzeugt der den Rücksetzvorgang erzeugende Schaltkreis 54 ein
Rücksetzsignal
gemäß dem Ergebnis
des Vergleichs in dem Vergleicherschaltkreis 59. Über einen
Pufferschaltkreis 69D wird dem Mikrocomputer 64 das
Rücksetzsignal
zugeführt.
Folglich kann der Mikrocomputer 64 in Betrieb gehen, wenn er
den Rücksetzzustand
verlässt, und
zwar nur dann, wenn die Stromversorgungsspannung, die zugeführt wird,
für einen
stabilen Betrieb ausreichend ist.
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Jedoch
kann der Mikrocomputer 64 nicht immer die beabsichtigten
oder angestrebten Signale von den Ausgängen der Pufferschaltkreise 69A bis 69D im
unstabilen oder instabilen Betrieb von den Logikschaltkreisen, wie
z. B. den Rücksetzvorgang
erzeugenden Schaltkreis 54, erhalten. Dies bedeutet mit
anderen Worten, dass ein Rücksetzauslösesignal oder
Rücksetzfreigabesignal
(reset releasing signal) an den Mikrocomputer 64 ausgegeben
werden kann, und zwar unter Vorhandensein einer niedrigen Stromversorgungsspannung,
bevor die Ausgabe oder der Ausgang von REG-A 55 dem Mikrocomputer 64 zugeführt wird.
In einem derartigen Fall werden die Spannungen anderer Anschlüsse höher als
diejenige des Mikrocomputers 64, wodurch sich ergibt, dass
eine Beschädigung
und eine Fehlfunktion von Elementen des Mikrocomputers 64 auftreten
können. Dasselbe
Ereignis kann auch auftreten bei einem Anschluss für den Takt
oder im Zusammenhang mit einem Anschluss für Daten.
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Um
derartige Nachteile zu verhindern, ist es in der in 10 gezeigten
Anordnung vorgesehen, dass der Schalter 60 auf demjenigen
Pfad ausgebildet ist, über
welchen die Bezugsspannung oder Referenzspannung zur Anordnung RECT-A 55 zugeführt wird.
Der Schalter 60 unterbricht derart, dass die Energie nicht
während
derjenigen Zeitspanne zum Mikrocomputer 64 gelangt, während der
eine adäquat
hohe Spannung für
den Betrieb nicht zur Verfügung
steht. Des Weiteren wird dieselbe Spannungsquelle oder Energiequelle
für den
Mikrocomputer 64 mit den Pufferschaltkreisen 69A bis 69D derart
verbunden, dass die Spannung, die größer ist als diejenige eines
Energie- oder Spannungsversorgungsanschlusses nicht an andere Anschlüsse des
Mikrocomputers 64 angelegt werden kann.
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Des
Weiteren führt
der Schalter 60 einen Schaltvorgang gemäß einer Logik aus, die erzeugt wird
durch einen AND-Schaltkreis 63, so dass eine Fehlfunktion
nicht auftreten kann während
der Zeitspanne, während
der die Logikschaltkreise, z. B. der den Rücksetzvorgang erzeugende Schaltkreis 54 sich
im instabilen Betrieb befinden. Der AND-Schaltkreis 63 gibt
jedes AND aus, und zwar der Ausgänge oder
Ausgaben des Rücksetzvorgang
erzeugenden Schaltkreises 54, des Vergleicherschaltkreises 59 und
des Vergleicherschaltkreises 58. Ein derartiger AND-Schaltkreis 63 kann
realisiert werden mittels einer einfachen Transistorlogik, und zwar
derart, dass der AND- Schaltkreis 63 selbst
dann einen stabilen Betrieb gewährleistet,
wenn eine niedrige Spannung hinsichtlich der Energiequelle oder
Spannungsquelle vorliegt.
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Der
Vergleicherschaltkreis 58 vergleicht zwischen dem Ausgang
oder der Ausgabe der Anordnung VREF 57 und einer Durchlassspannung
(forward voltage) der Diode 62. Gewöhnlich ist der Anstieg der
Durchlassspannung (forward voltage), welche erhalten wird aufgrund
eines Voreinstellungsstroms oder Bias-Stroms, der Diode 62 schnell.
Daher gibt der Vergleicherschaltkreis 58 ein logisches "L" an den AND-Schaltkreis 63 aus,
und zwar bis der Ausgang oder die Ausgabe der Anordnung VREF 57 einen
Anstieg zeigt. Folglich ermöglicht
die Ausgabe oder der Ausgang des AND-Schaltkreises 63 dem Schalter 60 mit
der GND-Seite verbunden zu werden, so dass die Anordnung REG-A 55 keinen
falschen Anstieg ausführt.
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Ferner
vergleicht der Vergleicherschaltkreis 59 zwischen den Ausgaben
oder Ausgängen
der Anordnung REG-B 56 und der Anordnung VREF 57. Gewöhnlich ist
der Anstieg der Anordnung VREF 57 schneller als derjenige
der Anordnung REG-B 56. Folglich gibt der Vergleicherschaltkreis 59 ein
logisches "L" an den AND-Schaltkreis 63 aus,
bis der Ausgang oder die Ausgabe der Anordnung REG-B 56 einen
Anstieg zeigt. Folglich ermöglicht
der Ausgang oder die Ausgabe des AND-Schaltkreises 63 dem
Schalter 60, sicher mit einer GND-Seite verbunden zu werden,
bis der Ausgang oder die Ausgabe der Anordnung REG-B 56 einen
Anstieg zeigt.
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Ferner
wird während
einer Zeitspanne, während
der das Rücksetzsignal
kein geeignetes logisches "H" ist, der Ausgang
oder die Ausgabe des das Rücksetzen
erzeugenden Schaltkreises 54 in den AND-Schaltkreis 63 derart
eingeben, dass der Schalter 60 mit der GND-Seite verbunden
ist oder wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird, nachdem der analoge Detektionsabschnitt
oder Bereich, welcher den Widerstand 61 und die Diode 62 aufweist,
eine Nachfolge "succession" seines Betriebs oder
seiner Operation ermöglicht,
im Hinblick auf die Anordnung VREF 57, REG-A 55 und
REG-B 56, ein Auslösen
oder Auflösen
des Rücksetzvorgangs
ausgeführt,
so dass keine falsche Operation oder kein falscher Betrieb auftreten.
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Dagegen
wurden in den letzten Jahren mit einem steigenden Bedürfnis an
IC-Kartensystemen vom kontaktfreien Typ Verwendungsformen herkömmli cher
IC-Karten vom Kontakttyp erörtert,
die auch die Möglichkeiten
von IC-Karten vom
kontaktfreien Typ umfassten. Daher wird hinsichtlich dieser Zielsetzungen
unterschieden zwischen der Verwendung von IC-Karten vom kontaktfreien
Typ und der Verwendung von IC-Karten vom Kontakttyp. Entsprechend
korrespondiert eine Kombinationskarte oder kombinierte Karte, bei
welchem die Möglichkeiten der
IC-Karten vom kontaktfreien Typ und vom Kontakttyp in einer Karte
integriert vorliegen, mit beiden Systemen des IC-Kartensystems vom kontaktfreien Typ
und des IC-Kartensystems vom Kontakttyp, so dass erwartet werden
kann, dass eine derartige Kombinationskarte oder kombinierte Karte
in der Zukunft sehr populär
werden wird.
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Bemerkenswert
ist, dass das IC-Kartensystem vom kontaktfreien Typ einige Typen
umfasst, z. B. die Annäherungstypen
oder Nachbarschaftstypen, die insbesondere auf die Kommunikationsdistanz
abstellen. Eine Standardisierung dieser Typen wird unter den Bezeichnungen
ISO/IEC14443 und ISO/IEC10536 geführt.
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Wie
oben beschrieben wurde, existieren verschiedene Formen von IC-Karten
vom kontaktfreien Typ zur Verwendung. Die Anstiegswellenform der Spannung,
die von einer Lese-/Schreibvorrichtung vom kontaktfreien Typ zugeführt wird,
variiert in Abhängigkeit
von der Situation der Verwendung solch einer IC-Karte. Dies erschwert
das Detektieren der Spannungen in der integrierten Halbleiterschaltungseinrichtung,
die auf der IC-Karte vorgesehen sind. Das bedeutet, dass eine Bedingung
des Einstellens eines Einschaltrücksetzvorgangs
in höchstem
Maße schwierig
ist hinsichtlich der technischen Aspekte, dadurch wird die Auslegung
einer Lese-/Schreibvorrichtung vom kontaktfreien Typ schwierig.
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Nachfolgend
werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 11 und 12 die
Anstiegswellenform einer Spannung, die von einer Lese/Schreibvorrichtung
zugeführt
wird und eine Rücksetzzeitspanne
oder Rücksetzperiode
beschrieben, die zu erwarten ist. In diesen Zeichnungen bezeichnet
die REGIN-Spannung,
eine Spannung, die mittels einer Brückendiode gleichgerichtet ist
oder wurde. Bei einem Beispiel der in 10 gezeigten
Anordnung korrespondiert die REGIN-Spannung mit dem Ausgang oder
der Ausgabe einer Diodenbrücke 52 an
bestimmte Elemente, z. B. an die Anordnung REG-A 55. Des
Weiteren bezeichnet VCC2V-Spannung eine logische Spannungsversorgung
oder logische Energieversorgung von zwei Volt, die erzeugt wird
aus der REGIN-Spannung mittels eines Regel- oder Steuerelements
(regulator). In diesem Beispiel der in 10 gezeigten
Anordnung korrespondiert die VCC2V-Spannung mit der Ausgangsspannung
oder Ausgabespannung der Anordnung REG-A 55.
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In 11 ist
die Anstiegswellenform einer Spannung gezeigt, die entsteht aufgrund
einer Schaltoperation der Lese-/Schreibvorrichtung. Diese Anstiegswellenform
der REGIN-Spannung ist zu diesem Zeitpunkt steil. Die Anstiegsperiode
oder Anstiegszeitspanne der REGIN-Spannung wird beeinflusst durch
die gleichrichtende Wirkung der Antennenspule (eine Antennenspule 51 in 10),
einer Diodenbrücke
(eine Diodenbrücke 52 in 10),
und eines Glättungskondensators
oder einer Glättungskapazität (eines
Glättungskondensators 68 in 10).
Bei dem vorliegenden Schaltvorgang oder der vorliegenden Schaltoperation
ist die Anstiegsperiode oder Anstiegszeitspanne der REGIN-Spannung gesetzt
zu oder eingestellt auf eine tREGIN-Periode oder -Zeitspanne.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist die Anstiegszeitspanne oder Anstiegsperiode
eines Steuer- oder Regulationselements (regulator), der die logische
Spannung VCC2V erzeugt, nahezu gleich der Anstiegsperiode oder Anstiegszeitspanne
der REGIN-Spannung. Die VCC2V-Spannung steigt mit einer geringfügigen Verzögerung nach
dem Anstieg der REGIN-Spannung an. Ihre Anstiegswellenform ist steil. Gemäß einer
tatsächlich
durchgeführten
Messung liegt die tREGIN-Periode oder -Zeitspanne in der Größenordnung
von einigen zehn μs.
In einem derartigen Fall der Anstiegswellenform kann das Rücksetzsignal
oder Resetsignal ausgelöst
werden nach einer benötigten
Periode oder Zeitspanne für
die Systeminitialisierung, wobei dadurch der Anstiegspunkt der VCC2V-Spannung
als initialer Punkt oder Anstiegspunkt gesetzt oder eingestellt
wird.
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12 zeigt
eine Anstiegswellenform einer Spannung in zuvor beschriebenen Betriebsformen. Das
bedeutet, in einem Haltevorgang, bei einem Einführungsvorgang oder bei einem
Touch-and-Go-Vorgang. Zu diesem Zeitpunkt ist die Wellenform der
REGIN-Spannung allmählich
oder graduell (gradual ???). Gemäß einer
tatsächlich
durchgeführten
Messung liegt die tREGIN-Periode
oder -Zeitspanne d. h. eine Anstiegsperiode oder Einstiegszeitspanne
der REGIN-Spannung in der Größenordnung
von einigen Hundert μs.
In einem derartigen Fall beginnt die VCC2V-Spannung anzusteigen,
wenn die REGIN-Spannung einen gesetzten oder eingestellten Spannungspegel
erreicht, obwohl dies abhängig
ist von den Einstellungen des Steuer- oder Re gulationselements (regulator).
Dies bedeutet, dass in einem Fall, bei welchem die Anstiegswellenform
der REGIN-Spannung allmählich
oder graduell (gradual) ist, die VCC2V-Spannung eine Zielspannung
erreicht, bevor die REGIN-Spannung einen kompletten Anstieg durchlaufen
hat.
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In
einem derartigen Fall für
die Anstiegswellenform kann das Resetsignal oder Rücksetzsignal an
einem Punkt der VCC2V-Spannung als initialen Punkt oder Startpunkt
ausgelöst
werden. Es ist jedoch notwendig, das Resetsignal oder Rücksetzsignal
nach dem Anstieg der REGIN-Spannung als Hauptspannungsversorgung
oder Hauptenergieversorgung auszulösen. Es sind eine extrem lange
Resetperiode oder Rücksetzperiode
oder -zeitspanne im Vergleich zu dem in 11 gezeigten
Fall notwendig.
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Bei
dem in 10 dargestellten Schaltkreis, also
in einem Fall, bei welchem der Anstieg der Spannung allmählich oder
graduell (gradual) erfolgt, sind, wie das oben bereits beschrieben
wurde, der Gateausgang oder die Gateausgabe der Struktur AND 63 instabil
im Verlauf oder infolge eines zeitweiligen Anstiegs (transitional
rising) des Ausgangs oder der Ausgabe von der Struktur REG-B 56,
korrespondierend zur VCC2V-Spannung. Dies bewirkt eine Fehlfunktion
des Schalters 60. Im Ergebnis davon besteht die Möglichkeit,
dass das Auslösen
des Resets oder des Rücksetzens
nicht in normaler Art und Weise ausgeführt werden kann.
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Also
variiert die Resetperiode oder Rücksetzperiode
oder -zeitspanne zwischen dem Fall einer steil oder scharf ansteigenden
Spannung und dem Fall einer allmählich
oder graduell ansteigenden Spannung. Folglich besteht dahingehend
ein Problem, dass es schwierig ist, die Rücksetzperioden oder -zeitspannen
wiederzugeben, wiederzugewinnen oder zu reproduzieren und zwar auf
der Grundlage desselben Rücksetzschaltkreises.
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Ferner
ist bei IC-Karten, die bei herkömmlichen
IC-Kartensystemen vom kontaktfreien Typ verwendet werden, die zur
Verfügung
stehende oder erhältliche
Strommenge bei einem LSI nicht größer als 10 mW. Jedoch steigt
bei jüngsten
IC-Karten vom Mehrzwecktyp mit einer steigenden Anzahl von Anwendungen,
die in einer nichtflüchtigen
Speichereinrichtung gespeichert werden, die Nachfrage in Bezug auf
IC-Karten mit hoher Kapazität.
Aufgrund dessen steigt der bei der LSI-Anordnung notwendige Stromwert
bis zu einer Größenordnung
von etwa 200 mW. Aufgrund dessen entsteht ein großes Problem
dahingehend, dass bestehende IC-Kartensysteme vom kontaktfreien Typ
nur eine begrenzte Möglichkeit
besitzen, eine entsprechende Energie oder Leistung zur Verfügung zu
stellen, wie das zuvor bereits beschrieben wurde. Entsprechend entsteht
die Möglichkeit,
dass die Stromversorgungsspannung abgesenkt wird, insbesondere aufgrund
des Schreibens/Löschens
in Bezug auf nichtflüchtige
Speichereinrichtungen, wobei diese Operationen einen hohen Anteil
der elektrischen Energie verbrauchen. Dies bedeutet, dass ein IC-Kartensystem
vom kontaktfreien Typ dahingehend problematisch ist, dass ein derartiger
Wechsel oder eine derartige Änderung
in der Stromversorgungsspannung fälschlicherweise erkannt wird
als Anstieg in der Stromversorgungsspannung. Daher ist es notwendig,
dem Resetschaltkreis oder Rücksetzschaltkreis
eine Verbesserung zukommen zu lassen.
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Ferner
muss bei der Verwendung eines A/D-Wandlers oder eines ausgeklügelten analogen Detektionsschaltkreises
zum Detektieren der Stromversorgungsspannung verhindert werden,
dass ein zusätzlicher
Anstieg der verbrauchten Strommenge im Rücksetzschaltkreis oder Resetschaltkreis
auftritt. Die Verwendung einer derartigen Anordnung resultiert nicht
nur in einem Anstieg in der verbrauchten Strommenge sondern auch
im Anstieg der Größe des Schaltkreises.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Einschaltrücksetzschaltkreis
zu schaffen, welcher ein verlässliches
und effektives Resetsignal oder Rücksetzsignal selbst dann ausgibt,
wenn der Anstieg der elektrischen Energieversorgung von einer externen
Energieversorgungsquelle variiert oder schwankt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Einschaltrücksetzschaltkreis
geschaffen, wie er in den Ansprüchen
definiert ist.
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In
einem Fall, bei welchem die elektrische Energie von einer externen
Energieversorgungsquelle mit elektromagnetischer Induktion ohne
Kontaktierung erhalten wird, variieren die Bedingungen für die Erzeugung
der Versorgungsspannung mit der Situation, z. B. in Abhängigkeit
davon, ob die Versorgungsspannung steil oder graduell ansteigt.
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In
dem Fall, bei welchem die Versorgungsspannung steil ansteigt (d.
h. mit einer Rate des Anstiegs, die größer ist als eine Bezugsrate),
steigt auch die Stromversorgungsspannung, die von einem gleichrichtenden
Schaltkreis ausgegeben wird, steil an und nachfolgend steigt auch
die Logikstromversorgungsspannung, die dem Logikabschnitt oder Logikbereich
zugeführt
wird, steil an. In einem derartigen Fall bedeutet dies. wenn geprüft wird,
dass die Logikstromversorgungsspannung, die dem Logikbereich oder
Logikabschnitt zugeführt
wird, angestiegen ist, dass die Stromversorgungsspannung, die vom
gleichrichtenden Schaltkreis ausgegeben wird, auch ansteigt. Daher
kann der das Rücksetzsignal oder
Resetsignal ausgebende Schaltkreis das Rücksetzsignal oder Resetsignal
als erstes Rücksetzsignal
oder Resetsignal aus dem ersten Rücksetzschaltkreis oder Resetschaltkreis
ausgeben, welcher die dem Logikabschnitt oder Logikbereich zugeführte Logikstromversorgungsspannung
detektiert.
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Bei
dem Fall, bei welchem die Versorgungsspannung graduell ansteigt
(d. h. also mit einer Rate des Anstiegs, die geringer ist als die
Bezugsrate) steigen die Stromversorgungsspannung, die vom gleichrichtenden
Schaltkreis ausgegeben wird, und die Logikstromversorgungsspannung,
die dem Logikabschnitt oder Logikbereich zugeführt wird, ebenfalls allmählich oder
graduell an. Folglich ist der Anstieg der Ausgangsspannung oder
Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises höher als der
Anstieg derjenigen Spannung, die dem Logikbereich oder Logikabschnitt
zugeführt
wird, so dass der Anstieg der Logikversorgungsspannung, welche dem Logikbereich
oder Logikabschnitt zugeführt
wird, in schnellerer Art und Weise abgeschlossen wird, in dem Fall,
bei welchem die Versorgungsspannung allmählich oder graduell ansteigt.
Daher kann der das Rücksetzsignal
oder Resetsignal ausgebende Schaltkreis als Rücksetzsignal oder Resetsignal
das zweite Rücksetzsignal
oder Resetsignal des zweiten Rücksetzschaltkreises
oder Resetschaltkreises ausgeben, welcher die Ausgangsspannung oder
Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises detektiert.
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Folglich
ist es gemäß der oben
beschriebenen Anordnung möglich,
einen Einschaltrücksetzschaltkreis
zu schaffen, welcher in verlässlicher
Art und Weise den Resetzustand oder Rücksetzzustand eines Systems
steuert, und zwar entweder in einem Fall mit steil ansteigender
Versorgungsspannung oder in einem Fall mit allmählich oder graduell ansteigender
Versorgungsspannung.
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Des
Weiteren weist eine IC-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
den oben beschriebenen Einschaltrücksetzschaltkreis auf.
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Die
Anwendung des oben beschriebenen Einschaltrücksetzschaltkreises z. B. bei
einer IC-Vorrichtung, z. B. in Form einer IC-Karte, kann in verlässlicher
Art und Weise den Resetvorgang oder den Rücksetzvorgang in Bezug auf
verschiedene funktionale Blöcke
im Inneren der IC-Vorrichtung steuern, z. B. auch im Hinblick auf
eine IC-Vorrichtung vom kontaktfreien Typ, bei welcher eine instabile
Energieversorgung von einer externen Energieversorgungsquelle vorliegt.
Daher ist es möglich,
eine IC-Vorrichtung zu schaffen, welche einen stabilen Betrieb gewährleistet.
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Ferner
ist es auch möglich,
eine IC-Karte zu realisieren, die sowohl in Zusammenhang mit Karten vom
kontaktfreien als auch im Zusammenhang mit Karten vom Kontakttyp
verwendet werden kann, und zwar durch Schaffen von Anschlüssen vom
Kontakttyp bei einer IC-Karte vom oben beschriebenen kontaktfreien
Typ.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch ein System geschaffen, welches geeignet ist, eine
Stromversorgungsspannung von einer externen Energieversorgungsquelle
mittels elektromagnetischer Induktion ohne Kontaktierung zu erhalten,
diese Stromversorgungsspannung in eine Logikstromversorgungsspannung
zu wandeln und die Logikstromversorgungsspannung einem Logikabschnitt oder
Logikbereich zum Ausführen
einer Logikoperation zuzuführen,
wobei das System die oben beschriebene Einschaltrücksetzschaltung
aufweist, um ein Einschaltrücksetzsignal
zu generieren zum Steuern des Rücksetzzustands
oder Resetzustands des Systems.
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Für ein besseres
Verständnis
der Natur und der Vorteile der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen
auf die folgende Detailbeschreibung unter Zusammenschau mit den
beigefügten
Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
eines Einschaltrücksetzschaltkreises
zeigt, welcher in einer Halbleiterschaltungseinrichtung vorgesehen
ist, und zwar gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
eines ersten Rücksetzschaltkreises
zeigt, bei welchem die Einschaltrücksetzschaltung vorgesehen
ist.
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
eines zweiten Rücksetzschaltkreises
zeigt, bei welchem die Einschaltrücksetzschaltung vorgesehen
ist.
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
der zweiten Rücksetzschaltung
zeigt, bei welcher ein Hysteresevergleicher vorgesehen ist.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
einer Halbleiterschaltungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht in Bezug auf Wellenformen, welche den Verlauf jedes Signals in
einem Fall zeigt, bei welchem die REGIN-Spannung steil ansteigt.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht in Bezug auf Wellenformen, welche den Verlauf jedes Signals in
einem Fall zeigt, bei welchem die REGIN-Spannung allmählich oder
graduell ansteigt.
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8(a) ist ein Schaltungsdiagramm, welches in schematischer
Art und Weise eine Anordnung des Hysteresevergleichers zeigt.
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8(b) ist eine erläuternder Ansicht einer Wellenform,
welche den Betrieb des Hysteresevergleichers zeigt.
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9 ist
ein Blockdiagramm in Bezug auf Wellenformen, welches den Verlauf
jedes Signals in einem Fall eines zweiten Rücksetzschaltkreises 22 gemäß 4 zeigt.
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10 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
einer herkömmlichen
Halbleiterschaltungseinrichtung zeigt.
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11 ist
eine erläuternde
Ansicht, welche Wellenformen der REGIN-Spannung und der VCC2V-Spannung
in einem Fall zeigt, bei welchem die REGIN-Spannung steil ansteigt.
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12 ist
eine erläuternde
Ansicht, welche Wellenformen der REGIN-Spannung und der VCC2V-Spannung
in einem Fall zeigt, bei welchem die REGIN-Spannung allmählich oder
graduell ansteigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren wird nachfolgend eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches in schematischer Art und Weise eine Anordnung
einer Halbleiterschaltungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. Die Halbleiterschaltungsanordnung ist in einer IC-Karte vorgesehen,
die ihrerseits sowohl Funktionen von IC-Karten vom Kontakttyp als
auch Funktionen von IC-Karten vom kontaktfreien Typ und einen Einschaltrücksetzschaltkreis aufweist.
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Die
Halbleiterschaltungseinrichtung weist gewöhnlich einen RF-Abschnitt 1A (RF:
Radiofrequenz; Abschnitt zum Erhalten von Energie), welcher unter
Verwendung elektromagnetischer Wellen die Kommunikation ausführt, einen
Logikabschnitt oder Logikbereich 1B, welcher eine Mehrzahl
logischer Schaltkreise aufweist, die verschiedene logische Operationen
durchführen,
einen nichtflüchtigen
Speicher 8 und einen Spannungssteuerschaltkreis 9 auf. Der
Logikabschnitt oder Logikbereich 1B weist eine CPU 2 (Central
Processing Unit: zentrale Verarbeitungseinheit) zur Datenverarbeitung,
einen Sicherheitsprozessor 3 zum Ausführen einer schnellen Verschlüsselung,
ein Arbeits-RAM 4 (Random Access Memory: Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) als Arbeitsbereich in einem Verarbeitungsprozess, ein Boot-ROM 5 (Read
Only Memory: Nurlesespeicher), der unter Aktivierung verwendet wird,
ei nen Protokollsteuerschaltkreis 6, einen Rücksetzschaltkreis 7, ein
Element CG12 (Clock Generator: Takterzeuger) und einen Bussteuerschaltkreis 10 auf.
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Des
Weiteren weist der RF-Bereich 1A eine Antennenspule 13 zum
Bewirken elektromagnetischer Induktion, einen gleichrichtenden Schaltkreis 14 mit
Verbindungsanschlüssen
zur Antennenspule 13 und mit Schottky-Dioden, einen Modulationsschaltkreis 15,
einen Demodulationsschaltkreis 16, einen Taktextraktionsschaltkreis 17 und
einen Einschaltrücksetzschaltkreis 18 auf.
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Das
Merkmal der Halbleiterschaltungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Aufnahme des Einschaltrücksetzschaltkreises 18, wie
er unten beschrieben wird, und des nichtflüchtigen Speichers 8 mit
einem Speicher mit hoher Kapazität,
z. B. einem Flash-Speicher. Der nichtflüchtige Speicher 8 weist
z. B. ein Flash-EEPROM (EEPROM: Electrically Erasable/Programmable
Read Only Memory: elektrisch löschbarer/programmierbarer
Nurlesespeicher) auf. Das Schreiben und Lesen von Daten in Bezug
auf den nichtflüchtigen
Speicher 8 wird ausgeführt
mittels einer Bussteuerschaltung 10 im Logikbereich 1B.
Es ist bemerkenswert, dass der nichtflüchtige Speicher 8 nicht
auf die Verwendung so genannter Flash-EEPROMs beschränkt ist. Jegliche nichtflüchtige Speichereinrichtungen,
z. B. FeRAMs und MRAMs können
verwendet werden.
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Zunächst werden
nachfolgend im Überblick die
Operationen und Vorgänge
in Bezug auf die oben beschriebene Anordnung erläutert. Die mittels elektromagnetischer
Induktion erzeugte elektrische Energie wird durch den gleichrichtenden
Schaltkreis 14 gleichgerichtet. Die REGIN-Spannung wird
als Stromversorgungsspannung, in Bezug auf welche eine Vollwellengleichrichtung
(full-wave rectification) mittels des gleichrichtenden Schaltkreises 14 durchgeführt wird
oder wurde, in den Spannungssteuerschaltkreis 9 eingegeben.
Es wird für
jeden Block eine optimale Spannung durch die Spannungssteuerschaltung 9 erzeugt,
welche dann jeweils dem jeweiligen Block zugeführt wird. Ferner werden Wellenformen
aus den Trägerwellen
des gleichrichtenden Schaltkreises 14 extrahiert, und zwar
mittels des Taktextraktionsschaltkreises 17, um Taktsignale
zu erzeugen.
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Ferner
wird eine Amplitudenmodulation durch den Modulationsschaltkreis 15 und
den Demodulationsschaltkreis 16 zu Datenkommunikationszwecken ausgeführt. Die
empfangenen Signale werden durch den Demodulationsschaltkreis 16 demoduliert.
Die demodulierten Signale werden über einen Auswahlschaltkreis 11 der
Protokollsteuerschaltung 6 eingegeben und durch die CPU 2 verarbeitet.
Ferner werden durch die CPU 2 erzeugte Transmittersignale
oder Übertragungssignale über den
Auswahlschaltkreis 11 von der Protokollsteuerschaltung 6 der Modulationsschaltung 5 zugeführt. Nachdem
die Transmittersignale oder Übertragungssignale
in für die Übertragung
geeignete Signale umgewandelt wurden, und zwar in der Modulationsschaltung 15, werden
die umgewandelten Signale über
die Antennenspule 13 übertragen.
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Es
ist bemerkenswert, dass die in der vorliegenden Erfindung verwendete
IC-Karte und die
zur IC-Karte korrespondierende Lese-/Schreibvorrichtung auf der
Grundlage des Typ-B-Standards des ISO/IEC14443 definiert sind. Zusätzlich empfängt der
RF-Abschnitt 1A Trägerwellen
mit einer Frequenz von 13,56 MHz, die von der Lese-/Schreibvorrichtung
ausgesandt wurden. Die Modulationsschaltung 15 und die
Demodulationsschaltung 16 modulieren bzw. demodulieren
die Daten, welche mittels der Trägerwellen
amplitudenmoduliert überlagert
sind, und zwar um 10% des ASK (Amplitude Shift Keying).
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Als
zweites werden nachfolgend die Operationen in jeder der in 5 dargestellten
Anordnungen beschrieben. Die von der Lese-/Schreibvorrichtung übertragenen
Trägerwellen
werden über
die Antennenspule 13 empfangen, die ihrerseits optimal
angepasst sind an das Zuführen
von Energie. Die durch die Antennenspule 13 aktivierte
elektrische Energie wird durch den gleichrichtenden Schaltkreis 14,
welcher Schottky-Barrieredioden aufweist, gleich gerichtet.
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Die
von der gleichrichtenden Schaltung 14 erzeugten elektrischen
Signale sind die nachfolgenden Signale: ein CLK-Signal von 13,56
MHz, welches extrahiert ist oder wurde aus den Trägerwellen
des Taktextraktionsschaltkreises 17, ein Datensignal, welches
um 10% des ASK im Demodulationsschaltkreis 16 amplitudenmoduliert
ist, und eine Stromversorgungsspannung (nachfolgend bezeichnet als
REGIN-Versorgungsspannung), in Bezug auf welche in der gleichrichtenden
Schaltung 14 eine Vollwellengleichrichtung durchgeführt würde.
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Wie
oben beschrieben wurde, existieren verschiedene Verfahren und Methoden
des Zugangs zum magnetischen Feld von IC-Karten vom kontaktfreien
Typ. Es existieren auch verschiedene Möglichkeiten, wie die Versorgungsspannung
ansteigen kann. Hier werden die folgenden zwei Fälle als typische Szenarien
beschrieben.
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In
einem Fall wird angenommen, dass die Spannung von der Lese-/Schreibvorrichtung
zur IC-Karte zugeführt
wird, nachdem die IC-Karte vom kontaktfreien Typ zur Lese-/Schreibvorrichtung
gebracht wurde. In diesem Fall sind die Wellenformen der REGIN-Energie
(REGIN-Spannung) und der VCC2V-Spannung
Wellenformen, wie sie in 11 dargestellt
sind. In diesem Fall steigt die REGIN-Spannung innerhalb einiger
Zehn μs
nach dem Einschalten an und die Anstiegswellenform ist somit steil.
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Es
ist zu bemerken, dass in dem Fall, bei welchem die so durchgeführte Spannungsversorgung
durch Umsetzen des Schalters durchgeführt wird, ein Flattern, Schwingen
oder Überschwingen (chattering)
zum Zeitpunkt des Ansteigens der Spannung auftreten kann. Es ist
daher notwendig, eine Rücksetzzeitspanne
oder -Periode bei der Betrachtung dieses Schwingens oder Überschwingens
(chattering) zu berücksichtigen.
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Wie
in 5 dargestellt ist, ist die VCC2V-Spannung eine
Stromversorgungsspannung, welche einerseits dem Logikabschnitt 1B und dem
nichtflüchtigen
Speicher 8 zugeführt
und andererseits von einem Regulationsschaltkreis (regulator) ausgegeben
wird, welcher seinerseits den Spannungssteuerschaltkreis 9 bildet.
Nach dem Anstieg der REGIN-Spannung, die von dem gleichrichtenden Schaltkreis 14 zugeführt wird,
wird in einem Erzeugungsschaltkreis für eine Bezugsspannung im Inneren
des Spannungssteuerschaltkreises 9 eine Bezugsspannung
VREF erzeugt. Wenn die Bezugsspannung VREF einen geeigneten Spannungswert erreicht,
wird von dem Steuer- oder Regulationselement die VCC2V-Spannung
erzeugt. Aus diesem Grund tritt eine Zeitdifferenz auf zwischen
den Anstiegen der REGIN-Spannung und der VCC2V-Spannung, wie das
in 11 dargestellt ist. Zu bemerken ist, dass die
Bezugsspannung VREF auf einem optimalen Spannungswert (z. B. 1,5
V) zwischen dem GND-Pegel und dem Spannungspegel der Stromversorgungsspannung
eingestellt werden muss.
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Bei
einem anderen Fall wird angenommen, dass durch die Lese-/Schreibvorrichtung
der IC-Karte die Spannung zugeführt
wird und zwar durch einen Vorgang des Haltens, einen Vorgang des
Einführens und/oder
durch einen Touch-and-Go-Vorgang. In einem derartigen Fall sind
die Wellenformen der REGIN-Spannung und der VCC2V-Spannung Wellenformen,
wie sie in 12 dargestellt sind. In einem derartigen
Fall beträgt
eine Anstiegsperiode der REGIN-Spannung einige hundert ms und die
Anstiegswellenform verläuft
allmählich
oder graduell.
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Der
Einschaltrücksetzschaltkreis 18 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in sicherer Art und Weise das Rücksetzsignal in jedem der oben
beschriebenen Fälle
des Anstiegs der Stromversorgungsspannung ausgeben und auslösen. Unter
Bezugnahme auf das Blockdiagramm der 1 wird nun
der Einschaltrücksetzschaltkreis 18 im
Detail beschrieben.
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Der
Einschaltrücksetzschaltkreis 18 weist auf
einen ersten Rücksetzschaltkreis 21,
einen zweiten Rücksetzschaltkreis 22,
einen NOR-Schaltkreis 23 (Rücksetzsignalausgabeschaltkreis),
einen NAND-Schaltkreis 24 und einen Inverter 25.
In Bezug auf den ersten Rücksetzschaltkreis 21 werden
die RE-GIN-Spannung,
die VCC2V-Spannung und die Bezugsspannung VREF zugeführt, das
RST1-Signal (erstes Rücksetzsignal)
wird ausgegeben. In Bezug auf den zweiten Rücksetzschaltkreis 22 werden
die REGIN-Spannung und die Bezugsspannung VREF zugeführt, ein
RST2-Signal (zweites Rücksetzsignal) wird
ausgegeben.
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Der
NOR-Schaltkreis 23 gibt im Ergebnis einer logischen NOR-Operation
in Bezug auf das Signal RST1, welches eingegeben wird vom ersten Rücksetzschaltkreis 21 und
in Bezug auf das Signal RST2, welches eingegeben wird vom zweiten
Rücksetzschaltkreis 22,
aus. Des Weiteren gibt der NAND-Schaltkreis 24 im
Ergebnis einer logischen NAND-Operation in Bezug auf den Eingang
oder die Eingabe des Ausgangs oder der Ausgabe vom NOR-Schaltkreis 23 das
P-RSTB-Signal und das RSTB-Signal aus. Der Inverter 25 gibt
ein P-RST-Signal aus, welches eine invertierte Version des P-RSTB-Signals darstellt,
und zwar als Einschaltrücksetzsignal.
Zu bemerken ist, dass das RSTB-Signal und der NAND-Schaltkreis 24 später beschrieben
werden.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung detektiert der erste Rücksetzschaltkreis 21 den
Anstieg der VCC2V-Spannung unter Verwendung der Referenzspannung
VREF, und zwar als Standard, um das RST1-Signal auszugeben. Der
zweite Rücksetzschaltkreis 22 detektiert
den Anstieg der REGIN-Span nung und zwar unter Verwendung der Referenzspannung
VREF und zwar als Standard, um das RST2-Signal auszugeben. Dadurch
wird der Resetschaltkreis realisiert, der in beiden Fällen zur
Verfügung
steht: Bei einer steil ansteigenden Spannung und bei einer allmählich oder
graduell ansteigenden Spannung. Der erste Rücksetzschaltkreis 21 und
der zweite Rücksetzschaltkreis 22 werden
nun im Detail beschrieben.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf 2 die Anordnung des ersten Rücksetzschaltkreises 21 beschrieben.
Der erste Rücksetzschaltkreis 21 weist auf
einen Vergleicherschaltkreis 26, dessen Stromversorgungsspannung
die REGIN-Spannung ist. Ferner ist der Inverter 27 vorgesehen.
Die VCC2V-Spannung wird über
den (+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 26 über einen
Serien-Parallelschaltkreis (series-parallel circuit) zugeführt, wobei
letzterer einen Widerstand R1 und eine Kapazität C1 aufweist. Des Weiteren
wird die Referenzspannung VREF dem (–) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 26 zugeführt. Eine
derartige Anordnung führt
dazu, dass der erste Rücksetzschaltkreis 21 den
Anstieg der VCC2V-Spannung detektiert und ausgibt. Zu bemerken ist,
dass der Inverter 27 vorgesehen ist zum Bestimmen der Polarität des RST1-Signals
als Resetsignal oder als Rücksetzsignal.
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Hier
wird die Ausgabe des RST1-Signals vom ersten Rücksetzschaltkreis 21 ausgelöst nach einer
Verzögerung
tRST1 mit einer Zeitkonstanten R1C1 durch den Serien-Parallelschaltkreis
mit dem Widerstand R1 und der Kapazität C1, und zwar vom Beginn oder
vom Start der Ausgabe an. Daher wird die Zeitkonstante R1C1 so eingestellt,
dass die Zeit erhalten wird für
die Initialisierung des Systems nach dem Anstieg der VCC2V-Spannung.
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Das
bedeutet, dass der erste Rücksetzschaltkreis 21 derart
ausgebildet ist, dass er einen Schaltkreis bildet, der eine Antwort
oder eine Reaktion erzeugt, wie sie in 11 dargestellt
ist, und zwar in dem Fall, bei welchem der Anstieg der REGIN-Spannung
steil ist. Dies wird nun beschrieben.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist in dem Fall, bei welchem der Anstieg
der REGIN-Spannung steil ist, der Anstieg der Bezugsspannung VREF
schnell und im Wesentlichen gleich zu demjenigen der REGIN-Spannung.
Eine derartige Bezugsspannung VREF wird dem (–) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 26 eingegeben.
Dies bedeutet andererseits, dass der Anstieg der VCC2V-Spannung
demjenigen der REGIN-Spannung leicht hinterher eilt.
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Eine
derartige VCC2V-Spannung wird dem (+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 26 eingegeben
und zwar nach einer Verzögerung
mit der Zeitkonstanten R1C1 durch den Serien-Parallelschaltkreis.
Dies bedeutet, dass das Vorsehen der Verzögerungszeit durch die Zeitkonstante
R1C1 die Rücksetzzeitspanne
oder Resetzeitspanne oder -Periode gewährleistet.
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Zum
Zeitpunkt des Anstiegs der REGIN-Spannung ist die (–) Anschlussspannung
des Vergleicherschaltkreises 26, an welchem eine schnell
ansteigende Bezugsspannung VREF eingegeben wird, höher als
die (+) Anschlusspannung, in Bezug auf welche die VCC2V-Spannung
ein wenig nacheilt. Daher erhält
das RST1-Signal, welches ausgegeben wird über den Inverter 27,
einen "H"-Pegel. Nachfolgend
steigt die VCC2V-Spannung an nach der Verzögerungszeit der Zeitkonstanten
R1C1. Mit diesem Anstieg steigt die (+) Anschlussspannung an. Das
RST1-Signal erhält
einen "L"-Pegel zu einem Zeitpunkt,
bei dem die (+) Anschlussspannung größer ist als die (–) Anschlussspannung.
Dabei ist die Periode oder Zeitspanne, für die sich das RST1-Signal auf dem "H"-Pegel befindet, eine Resetperiode oder
Rücksetzzeitspanne
oder -Periode.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 die Anordnung
des zweiten Rücksetzschaltkreises 22 beschrieben.
Der zweite Rücksetzschaltkreis 22 weist
auf einen Vergleicherschaltkreis 28, dessen Stromversorgungsspannung
die REGIN-Spannung ist, sowie einen Inverter 29. Die REGIN-Spannung,
welche geteilt wird durch die Widerstände R3 und R4, wird eingegeben über den
(+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 28 über die
Kapazität
C2, die Position dazu geschaltet ist. Die Bezugsspannung VREF wird
dem (-) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 28 eingegeben.
Eine derartige Anordnung ermöglicht
es, den zweiten Rücksetzschaltkreis 22,
den Anstieg der REGIN-Spannung zu detektieren und ein Signal zum
Auslösen
des Rücksetzens
oder des Resets auszugeben. Zu bemerken ist, dass der Inverter 29 vorgesehen
ist für
die Bestimmung der Polarität
des RST2-Signals als ein Resetsignal oder Rücksetzsignal.
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Dabei
wird das RST2-Signal vom zweiten Rücksetzschaltkreis 22 als
ein Signal zum Auslösen des
Rücksetzzustands
oder Resetzustands ausgegeben, und zwar nach einer Verzögerungszeit
mit der Zeitkonstanten R3R4C2/(R4 + R3) durch die geteilten Widerstände R3 und
R4 und eine Kapazität
C2 vom Anstieg der REGIN-Spannung. Daher ist die Zeitkonstante R4R3C2/(R4
+ R3) so gewählt,
dass eine Zeit für
die Initialisierung des Systems nach dem Anstieg der REGIN-Spannung
erhalten wird.
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Das
bedeutet, dass der zweite Rücksetzschaltkreis 22 ein
derartiger Schaltkreis ist, der eine Reaktion oder Antwort generiert,
wie sie in 12 dargestellt ist, und zwar
in einem Fall, bei welchem der Anstieg der REGIN-Spannung allmählich oder graduell
ist. Dies wird nun beschrieben.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist in einem Fall, bei welchem der Anstieg
der REGIN-Spannung allmählich
oder graduell ist, die Ausgabe oder der Ausgang der Bezugsspannung
VREF oder Referenzspannung VREF dem Anstieg der REGIN-Spannung folgend.
Dies ist so, weil die Antwort oder die Reaktion der Referenzspannung
VREF schneller erfolgt als der Anstieg der REGIN-Spannung.
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In
einem Fall, bei welchem die Bezugsspannung oder Referenzspannung
VREF eine vorgegebene Spannung erreicht, wird die VCC2V-Spannung ausgegeben
vom Ausgabeschaltkreis für
eine Regulation im Inneren des Spannungssteuerschaltkreises 9.
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Die
mittels der Widerstände
geteilte Spannung wird dem (+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 28 eingegeben,
so dass das Potential des (+) Anschlusses des Vergleicherschaltkreises 28 niedriger
liegt als dasjenige des (–)
Anschlusses, welchem die Referenzspannung VREF eingegeben wird.
Daher erhält
das vom Inverter 29 ausgegebene RST2-Signal einen "H"-Pegel.
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In
dem Fall, bei welchem die Bezugsspannung VREF sättigt, z. B. bei 1,5 V. fährt der
Anstieg des Potentials am (+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 28 fort
und das Potential des (+) Anschlusses des Vergleicherschaltkreises 28 übersteigt dasjenige
des (–)
Anschlusses zum Schluss. Zu diesem Zeitpunkt erhält das RST2-Signal einen "L"-Pegel. Dabei sind die Eingabe oder
der Eingang der REGIN-Spannung verzögert, und zwar um die Verzögerungszeit
der Zeitkonstanten R4R3C2/(R4 + R3). Daher erhält das RST2-Signal einen "L"-Pegel
nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit,
und zwar beginnend mit dem Anstieg der REGIN-Spannung.
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Der
Einschaltrücksetzschaltkreis 18 weist auf
einen ersten Rücksetzschaltkreis 21 und
einen zweiten Rücksetzschaltkreis 22,
welche die oben beschriebenen Operationen durchführen. Das Einschaltrücksetzsignal
P-RST wird erhalten durch die jeweiligen Ergebnisse in Bezug auf
das RST1-Signal und das RST2-Signal vermittelt durch eine OR-Operation.
Das bedeutet, dass es der Einschaltrücksetzschaltkreis 18 ermöglicht,
ein Einschaltrücksetzsignal
P-RST auszugeben, welches in der Lage ist, eine geeignete Rücksetzzeitspanne
oder Resetperiode einzustellen, und zwar unabhängig davon, ob die REGIN-Spannung
steil oder allmählich
oder graduell ansteigt.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben,
wie sich Änderungen jedes
Signals im Einschaltrücksetzschaltkreis 18 in den
beiden Fällen
einer steil ansteigenden Stromversorgungsspannung und einer allmählich oder
graduell ansteigenden Stromversorgungsspannung gestalten.
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In 6 beträgt die Anstiegsperiode
oder Anstiegszeitspanne tREGIN der REGIN-Spannung einige μs. Das bedeutet,
dass 6 denjenigen Fall einer steil ansteigenden REGIN-Spannung
zeigt. Wie oben beschrieben wurde, besteht eine Zeitdifferenz zwischen
den Anstiegen der REGIN-Spannung und der VCC2V-Spannung, und zwar
wegen der Operation durch den Regulator oder das Regulationselement.
Andererseits steigen das RST1-Signal und das RST2-Signal mit demselben
Zeitverlauf des Anstiegs der REGIN-Spannung an.
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Zunächst detektiert
der zweite Resetschaltkreis 22 den Anstieg der REGIN-Spannung. Das RST2-Signal
erhält
einen "L"-Pegel. Zu bemerken
ist, dass die Einstellungen in der vorliegenden Ausführungsform
so gewählt
sind, dass das RST2-Signal einen "L"-Pegel
erhält,
wenn die REGIN-Spannung ansteigt, und zwar auf ungefähr 4,0 V.
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Nachfolgend
erhält
das RST1-Signal einen "L"-Pegel, und zwar
nach Verstreichen der Rücksetzzeitspanne
tRST1, welche bestimmt ist aufgrund der Verzögerungszeit der Zeitkonstanten
R1C1 vom Anstieg der VCC2V-Spannung.
Zu diesem Zeitpunkt erhält
das P-RST-Signal einen "H"-Pegel. Die Auslösung des
Rücksetzens
oder des Resets wird ausgeführt.
Also kann in dem Fall einer steil ansteigenden REGIN-Spannung der
erste Rücksetzschaltkreis 21 in
wirkungsvoller Art und Weise operieren.
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In 7 beträgt die Anstiegszeitspanne
tREGIN der REGIN-Spannung einige hundert ms. Das bedeutet, dass 7 den
Fall zeigt, bei welchem die REGIN-Spannung allmählich oder graduell ansteigt. Wie
oben beschrieben wurde, steigt gemäß dem Anstieg der REGIN-Spannung
die Bezugsspannung oder Referenzspannung VREF in der gleichen Art und
Weise an. In dem Fall, bei welchem die Bezugsspannung VREF eine
vorbestimmte Spannung erreicht, beginnt die Ausgabe der VCC2V-Spannung. Zu
diesem Zeitpunkt bestimmt der erste Rücksetzschaltkreis 21 zunächst den
Anstieg der VCC2V-Spannung.
Es wird ermittelt, dass das RST1-Signal einen "L"-Pegel
aufweist.
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Nachfolgend
wird dann das RST2-Signal mit einem "H"-Pegel
gemäß dem Anstieg
der REGIN-Spannung ausgegeben. Wenn der zweite Rücksetzschaltkreis 22 ermittelt,
dass die REGIN-Spannung die vorgegebene Spannung erreicht (z. B.
von etwa 4,0 V), wird das RST2-Signal auf einen "L"-Pegel
geändert,
und zwar nach Verstreichen der Verzögerungszeit der Zeitkonstanten
R4R3C2/(R4 + R3). Zu diesem Zeitpunkt erhält das P-RST-Signal einen "H"-Pegel
und das Auslösen
des Rücksetzens
oder des Resets wird ausgeführt.
Also wird in dem Fall, bei welchem der Anstieg der REGIN-Spannung
allmählich
oder graduell erfolgt, bewirkt, dass der zweite Rücksetzschaltkreis 22 wirkungsvoll
arbeitet.
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Zu
bemerken ist, dass bei der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf den
Anstieg der Stromversorgungsspannung der erste Rücksetzschaltkreis 21 und
der zweite Rücksetzschaltkreis 22 derart
ausgebildet sind, dass der Zeitbereich ihrer Operationen einander überlappen,
um eine Fehlfunktion zu verhindern. Das bedeutet, dass das Design
so gewählt
ist, dass der erste Rücksetzschaltkreis 21 in Betrieb
ist in einem Bereich der tREGIN-Zeitspanne von einigen μs bis zu
einigen ms und dass der zweite Rücksetzschaltkreis 22 im
Betrieb ist im Bereich der tREGIN-Zeitspanne von einigen Hundert μs bis zu
einigen Hundert ms. Das Schalten der Schaltkreise wird durchgeführt in der
tREGIN-Periode oder -Zeitspanne im Bereich zwischen einigen Hundert μs und einigen
ms. In diesem Bereich arbeiten beide Schaltkreise. Jedoch erhält dort
der zweite Rücksetzschaltkreis 22 gegenüber dem
ersten Rücksetzschaltkreis 21 den
Vorrang.
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Nun
beschreibt das Nachfolgende das RSTB-Signal, welches im Zusammenhang
mit 1 dem NAND-Schaltkreis 24 zugeführt wird.
Das RSTB-Signal (ein drittes Rücksetzsignal
oder Resetsignal) ist ein Rücksetzsignal
oder Resetsignal, welches von außerhalb zugeführt wird.
Der NAND-Schaltkreis 24 wird infolge der Eingabe des Rücksetzsignals
mit einem logischen Pegel "L" aktiv. In dem Fall,
bei welchem die Halbleiterschaltungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
für eine
Kombinationskarte verwendet wird, die als IC-Karte vom kontaktfreien
Typ und als IC-Karte vom Kontakttyp integriert in einer Karte fungiert,
korrespondiert das RSTB-Signal mit dem Resetsignal, welches über einen
externen Anschluss vom Kontakttyp eingegeben wird.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist, wie sich aus der in 1 gezeigten Anordnung ergibt,
die Einstellung so gewählt,
dass das RSTB-Signal als Resetsignal von außerhalb Vorrang erhält vor dem
RST1-Signal und vor dem RST2-Signal. Jedoch kann der Vorrang in
Bezug auf diese beiden Signale in geeigneter Art und Weise gemäß der Spezifikation der
verwendeten IC-Karten geändert
werden. Die Änderung
in dem Vorrang ist möglich
durch die Änderung
des Schaltkreises korrespondierend zum NAND-Schaltkreis 24.
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Unter
der Bedingung, dass das Rücksetzsignal
oder Resetsignal von außerhalb
zugeordnet wird der höchsten
Priorität
und zwar in dem Fall, bei welchem die IC-Karte den Einschaltrücksetzschaltkreis 18 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet, kann der Rücksetzvorgang
in schneller Antwort oder Reaktion auf die Eingabe des Rücksetzsignals
von externen Anschlüssen
Wirkungen ausschließen,
die hervorgerufen werden durch elektromagnetische Wellen in den
Peripherieeinrichtungen, z. B. der Lese-/Schreibvorrichtung.
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Nachfolgend
werden nun Maßnahmen
gegen den Anstieg des Stromverbrauchs beschrieben, welcher bisher
ein großes
Problem darstellte. Beim IC-Kartensystem vom kontaktfreien Typ ist
die Kapazität
der der IC-Karte zugeführten
Leistung relativ gering. In einem derartigen Fall kann der Anstieg
im Stromverbrauch einen Abfallpegel der Stromversorgungsspannung
bewirken. Daher müssen
Maßnahmen
ergriffen werden zum Schutz vor einer Fehlfunktion der Reset- oder
Rücksetzoperation
in einem Fall, bei welchem Schreibvorgänge oder Löschvorgänge, welche einen großen Betrag
an elektrischer Leistung benötigen,
wenn diese Operationen ausgeführt
werden in Bezug auf nichtflüchtige
Speicher mit hoher Kapazität
bei IC-Karten vom kontaktfreien Typ.
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4 zeigt
ein Beispiel einer Anordnung des zweiten Rücksetzschaltkreises 22 mit
derartigen Einrichtungen oder Maßnahmen zum Verhindern von Fehlfunktionen
in Bezug auf das Rücksetzsignal
oder Resetsignal. Der zweite Rücksetzschaltkreis 22 unterscheidet
sich in seiner Anordnung vom zweiten Rücksetzschaltkreis 22 aus 3 dahingehend, dass
ein Widerstand R5 vor gesehen ist zwischen den geteilten Widerständen R3
und R4 und der Kapazität C2.
Es wird eine positive Rückkopplung
durchgeführt über den
Widerstand R6 aus dem Ausgangsanschluss oder Ausgabeanschluss zum
(+) Anschluss des Vergleicherschaltkreises 28. Jegliche
andere Anordnung ist in ähnlicher
Form ausgebildet, außer
in Bezug auf den Vergleicherschaltkreis 28. Jegliche andere
Anordnung ist auf dieselbe Art und Weise ausgebildet außer in Bezug
auf den oben beschriebenen Unterschied. Ein derartiger Schaltkreis,
welcher Hysteresevergleicher (hysteresis comparator) genannt wird,
kann verwendet werden zum Vorsehen einer Hysteresecharakteristik
beim zweiten Rücksetzschaltkreis 22.
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8(a) zeigt eine Anordnung für einen Hysteresevergleicher,
welcher Widerstände
R5 und R6 und einen Operationsverstärker aufweist. 8(b) zeigt eine Wellenform, welche den Betrieb
des Hysteresevergleichers illustriert. In 8(a) bezeichnet Vr
die Spannung, die dem (+) Anschluss des Operationsverstärkers zugeführt wird.
Vin ist diejenige Spannung, die dem (–) Anschluss desselben zugeführt wird.
Vout ist die Ausgabe des Operationsverstärkers. In 8(b) bezeichnet die horizontale Achse eine Vin.
Die vertikale Achse bezeichnet Vout.
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Die
obere Grenzspannung VH von Vin und die untere Grenzspannung VL werden
durch die folgenden Gleichungen beschrieben: VH = R5/(R5 + R6) × (VoutH – Vr) + Vr (1) VL = R5/(R5 + R6) × (VoutL – Vr) + Vr. (2)
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Gemäß den obigen
Gleichungen können
die Einstellungen in Bezug auf die Widerstände R5 und R6 die obere Grenzspannung
VH und die untere Grenzspannung VL bestimmen.
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Wegen
der in 4 beschriebenen Anordnung kann die Verwendung
oder Anwendung des Hysteresevergleichers in Bezug auf den zweiten Rücksetzschaltkreis 22,
welcher in direkter Art und Weise die REGIN-Spannung als Stromversorgungsspannung
detektiert, wirkungsvoll auf eine plötzlich geänderte Stromversorgungsspannung
reagieren.
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Das
heißt,
dass, wie das in 8(b) dargestellt ist, beim Hysteresevergleicher,
wenn Vin ansteigt, die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung von VoutH
zu VoutL bei der oberen Grenzspannung VH geändert wird. Wenn andererseits
Vin absinkt, wird die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung von
VoutL nach VoutH bei der unteren Grenzspannung VL geändert. Dies
bedeutet mit anderen Worten, dass, wenn die REGIN-Spannung ansteigt,
das RST2-Signal von "H" nach "L" zu dem Zeitpunkt wechselt, bei welchem
die REGIN-Spannung mit der oberen Grenzspannung VH korrespondiert.
Wenn andererseits die REGIN-Spannung absinkt, und zwar z. B. wegen
des Auftretens eines überschüssigen Stroms, ändert sich
das RST2-Signal so lange nicht, bis die REGIN-Spannung mit der unteren
Grenzspannung VL korrespondiert.
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9 illustriert
Wellenformen, die den Betrieb jedes Signals oder die Operation jedes
Signals für
den Fall des zweiten Rücksetzschaltkreises 22 zeigen,
wie er in 4 dargestellt ist. Zu bemerken ist,
dass 9 ein Beispiel zeigt für Operationen aufgrund des
Rücksetzschaltkreises
in dem Fall, bei welchem ein überschüssiger Strom
innerhalb der Halbleiterschaltungseinrichtung auftritt. In 9 wird angenommen,
dass der überschüssige Strom
in einer Zeitspanne zwischen (1) und (2) auftritt, wodurch der Wert
der REGIN-Spannung
absinkt.
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Es
wird hier angenommen, dass eine Spannung von 4,0 V einen Detektionspegel
darstellt für den
Anstieg der REGIN-Spannung. Wenn die REGIN-Spannung unterhalb 4,0 V absenkt, tritt
eine Fehlfunktion derart auf, dass das RST2-Signal von "L" nach "H" im
zweiten Rücksetzschaltkreis 22 endet,
wie das in 3 dargestellt ist.
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Im
Gegensatz dazu kann in dem Fall des zweiten Rücksetzschaltkreises 22 aus 4 das Vorsehen
der Hysterese im Eingangsbereich oder Eingangsabschnitt des Operationsverstärkers eine Variation
oder Schwankung in der REGIN-Spannung absorbieren oder aufnehmen,
und zwar derart, dass es möglich
ist, eine Fehlfunktion des Einschaltrücksetzschaltkreises 18 zu
verhindern.
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Gemäß einer
derartigen Anordnung ist es möglich,
eine Fehlfunktion des Rücksetzschaltkreises
im Zusammenhang mit einem Absinken der Stromversorgungsspannung
aufgrund des Verbrauchs eines hohen Betrags an Strom zu verhindern,
wodurch ermöglicht
wird, dass nichtflüchtige Speicherelemente
mit einer hohen Kapazität,
welche einen hohen Wert an Strom verbrauchen, im Zusammenhang mit
der Halbleiterschaltungseinrichtung verwendet werden. Dadurch wird
es möglich,
IC-Karten für
mehrfache Verwendungen zu realisieren, welche eine Vielzahl oder
Mehrzahl von Anwendungen speichern können.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird eine Halbleiterschaltungseinrichtung beschrieben zum Ausführen einer
RF-Stromversorgung in Bezug auf eine IC-Karte vom kontaktfreien
Typ. Jedoch können
sämtliche
Systeme in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, die eine andere Stromversorgung als eine RF-Stromversorgung
in Zusammenhang mit einer IC-Karte verwenden. Ferner ist ein Tagsystem
oder Markierungssystem vom kontaktfreien Typ ein System, bei welchem Information
ausgetauscht wird mit einem Tag oder einer Marke, die z. B. an einem
Gepäckstück angebracht
ist, und zwar ohne Kontaktierung.
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Wie
oben beschrieben wurde, erzeugt ein Einschaltrücksetzschaltkreis, welcher
vorgesehen ist in einem System, bei welchem eine Stromversorgungsspannung
erhalten wird von einer externen Stromversorgungsquelle, und zwar
ohne Kontaktierung, nämlich
mittels elektromagnetischer Induktion, wobei die so erhaltene Stromversorgungsspannung in
eine vorbestimmte Spannung gewandelt und einem Logikabschnitt oder
Logikbereich zugeführt wird,
der seinerseits eine Logikoperation durchgeführt, ein Rücksetzsignal oder Resetsignal
zum Steuern des Resetzustands oder Rücksetzzustands des Systems.
Der Einschaltrücksetzschaltkreis
weist auf:
einen ersten Rücksetzschaltkreis
zum Detektieren einer Spannung, die zugeführt wird einem Logikbereich
oder Logikabschnitt, um ein erstes Rücksetzsignal oder Resetsignal
zu erzeugen,
einen zweiten Rücksetzschaltkreis zum Detektieren einer
Ausgangsspannung eines gleichrichtenden Schaltkreises, welcher eine
Stromversorgungsspannung, die so erhalten wurde von der externen
Stromversorgungsquelle, gleich richtet, um ein zweites Rücksetzsignal
oder Resetsignal zu erzeugen, und
einen Ausgabeschaltkreis
für das
Rücksetzsignal oder
Resetsignal zum Ausgaben des ersten Rücksetzsignals oder des zweiten
Rücksetzsignals
als das Rücksetzsignal.
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Des
Weiteren ist der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet, dass der erste Rücksetzschaltkreis
einen Vergleicherschaltkreis aufweist zum Vergleichen der Spannung,
die dem Logikbereich oder Logikabschnitt zugeführt wird, mit einer Bezugsspannung,
welche im Zusammenhang mit einem Regu lationsschaltkreis verwendet
wird zum Wandeln der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden
Schaltkreises, welcher die Stromversorgungsspannung gleich richtet
in eine vorgegebene Spannung, wobei der erste Rücksetzschaltkreis ein erstes
Resetsignal oder Rücksetzsignal
in Antwort oder in Reaktion auf den Vergleicherschaltkreis erzeugt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung wird das erste Rücksetzsignal oder Resetsignal
erzeugt gemäß dem Ergebnis
des Vergleichs zwischen der Bezugsspannung, die in dem Regulatorschaltkreis
verwendet wird, und der Spannung, die dem Logikbereich oder Logikabschnitt
zugeführt
wird. Die Bezugsspannung, die im Wesentlichen mit demselben zeitlichen
Verlauf ansteigt, wie die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises, steigt schneller an als diejenige Spannung,
die dem Logikbereich oder Logikabschnitt zugeführt wird. Daher ist gemäß dem Vergleich
zwischen den beiden Spannungen, die vollständig ansteigen durch eine geeignete
Anpassung, die Bezugsspannung höher,
wenn die Spannung, die dem Logikbereich oder Logikabschnitt zugeführt wird, nicht
ansteigt. In dem Maße,
wie die Spannung, die dem Logikbereich oder Logikabschnitt zugeführt wird,
ausreichend ansteigt, ist die Spannung, die dem Logikbereich oder
Logikabschnitt zugeführt
wird, höher.
Das bedeutet, dass gemäß dem oben
beschriebenen Aufbau der Anstieg der Spannung, die dem Logikbereich
oder dem Logikabschnitt zugeführt wird,
in akkurater Art und Weise durch eine relativ einfache Anordnung
detektiert werden kann.
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Des
Weiteren kann bei der oben beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet werden, dass die Spannung, die dem Logikbereich oder
Logikabschnitt zugeführt
wird, über einen
Verzögerungsschaltkreis
dem Vergleicherschaltkreis zugeführt
wird.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung wird der Anstieg der Spannung, die dem Logikabschnitt
oder Logikbereich zugeführt
wird, dem Vergleicherschaltkreis zugeführt, und zwar nach einer Verzögerung durch
den Verzögerungsschaltkreis. Das
bedeutet, dass der Anstieg der Spannung, die dem Logikbereich oder
Logikabschnitt zugeführt wird,
detektiert wird nach einer Verzögerungszeit
aufgrund des Verzögerungsschaltkreises,
und zwar in Bezug auf den tatsächlichen
Anstieg. Daher kann das Einstellen der Verzögerungszeit derart, dass eine
Zeit erhalten wird, die benötigt
wird für
eine Systeminitialisierung, verhindern, dass eine Fehlfunktion auftritt
beim Aktivieren des Systems. Es ist zu bemerken, dass die für eine Systeminitialisierung benötigte Zeit äquivalent
ist mit der Zeitspanne von der Aktivierung des Rücksetzsignals oder Resetsignals
zur Initialisierung jedes peripheren Blocks.
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Des
Weiteren kann bei der oben beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet sein, dass der zweite Rücksetzschaltkreis einen Vergleicherschaltkreis
aufweist zum Vergleichen der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises und einer Bezugsspannung, welche
verwendet wird in einem Regulatorschaltkreis zum Umwandeln in eine vorbestimmte
Spannung, und zwar in Bezug auf die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises, welcher die Stromversorgungsspannung
gleich richtet, wobei der Einschaltrücksetzschaltkreis auch ein
zweites Rücksetzsignal
oder Resetsignal in Antwort oder in Reaktion auf den Vergleicherschaltkreis
erzeugt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung wird das zweite Rücksetzsignal oder Resetsignal
erzeugt gemäß dem Ergebnis
des Vergleichs zwischen der Bezugsspannung, die verwendet wird im
Regulatorschaltkreis, und der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises. Die Bezugsspannung steigt an
mit einem zeitlichen Verlauf, der im Wesentlichen derselbe ist,
wie derjenige der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden
Schaltkreises. Wenn ferner die Bezugsspannung oder Referenzspannung komplett
ansteigt, ist sie niedriger als die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises. Daher ist gemäß dem Vergleich zwischen
beiden Spannungen, die gemäß einer
geeigneten Einstellung vollständig
ansteigen, die Referenzspannung oder Bezugsspannung höher, wenn die
Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises
nicht ansteigt. In dem Maße,
wie die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden
Schaltkreises ausreichend ansteigt, ist die Ausgangsspannung oder
Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises höher. Das
bedeutet, dass gemäß der oben
beschriebenen Anordnung der Anstieg der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises in genauer Art und Weise mit
einem vergleichsweise einfachen Aufbau detektiert werden kann.
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Des
Weiteren kann gemäß der oben
beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis so ausgebildet
sein, dass die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises
dem Vergleicherschaltkreis über
einen Verzögerungsschaltkreis
zugeführt
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Anordnung wird der Anstieg der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises dem Vergleicherschaltkreis nach
einer Verzögerung
durch den Verzögerungsschaltkreis
eingegeben. Das bedeutet, dass der Anstieg der Ausgangsspannung oder
Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises nach einer Verzögerungszeit
durch den Verzögerungsschaltkreis
detektiert wird, und zwar in Bezug auf den tatsächlichen Anstieg. Daher kann
das Einstellen der Verzögerungszeit,
derart, dass die Zeit erhalten wird, die notwendig ist für eine Systeminitialisierung,
verhindern, dass eine Fehlfunktion beim Aktivieren des Systems auftritt.
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Ferner
kann bei der oben beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet sein, dass der Ausgabeschaltkreis für das Rücksetzsignal
oder Resetsignal das Rücksetzsignal oder
Resetsignal zum Auslösen
eines Resetzustands oder Rücksetzzustands
des Systems ausgibt, wenn sowohl das erste als auch das zweite Rücksetzsignal
Signale werden zum Auslösen
des Rücksetzzustands
oder Resetzustands.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung ist, wenn die Stromversorgungsspannung steil
ansteigt (d. h. schneller als ein Bezugswert), der Zeitablauf des
zweiten Rücksetzsignals
oder Resetsignals, welches ein Signal wird zum Auslösen eines
Rücksetzzustands
oder Resetzustands, schneller als derjenige des ersten Rücksetzsignals
oder Resetsignals, welches dasselbe wird. Entsprechend wird ein Rücksetzsignal
oder Resetsignal zum Auslösen
des Rücksetzzustands
oder Resetzustands des Systems gegründet auf dem ersten Rücksetzsignal
oder Resetsignal. Das bedeutet, dass das Auslösen des Rücksetzens oder Resets des Systems
ausgeführt wird
gemäß dem ersten
Rücksetzsignal
oder Resetsignal vom ersten Rücksetzschaltkreis,
welcher auf sichere Art und Weise das Auslösen des Resets oder Rücksetzens
ausführt
in dem Fall, dass ein steiles Ansteigen der Stromversorgungsspannung
auftritt.
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Wenn
andererseits die Stromversorgungsspannung allmählich oder graduell ansteigt
(d. h. langsamer als der Bezugswert), wird der Zeitablauf des ersten
Rücksetzsignals
oder Resetsignals als Signal zum Auslösen eines Rücksetzzustands oder Resetzustands
schneller als derjenige des zweiten Rücksetzsignals oder Resetsignals,
welches dasselbe wird. Entsprechend wird das Rücksetzsignal oder Resetsignal
zum Auslösen
eines Rücksetzzustandes o der
Resetzustands des Systems auf das zweite Rücksetzsignal oder Resetsignal
gegründet.
Das bedeutet, dass das Auslösen
des Rücksetzens
oder Resets des Systems ausgeführt
wird gemäß dem zweiten
Rücksetzsignal
oder Resetsignal vom zweiten Rücksetzschaltkreis,
der in sicherer Art und Weise das Auslösen des Resets oder Rücksetzens
ausführt
in dem Fall, dass die Stromversorgungsspannung allmählich oder
graduell ansteigt.
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Das
bedeutet, dass es gemäß der oben
beschriebenen Anordnung möglich
ist, einen Einschaltrücksetzschaltkreis
zur Verfügung
zu stellen, der in sicherer Art und Weise den Rücksetzzustand oder Resetzustand
des Systems sowohl im Fall einer steil ansteigenden Stromversorgungsspannung
als auch im Fall einer allmählich
oder graduell ansteigenden Stromversorgungsspannung in sicherer
Art und Weise steuern kann.
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Des
Weiteren kann bei der oben beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet sein, dass der zweite Rücksetzschaltkreis eine Hysteresecharakteristik
aufweist in Bezug auf Variationen oder Schwankungen der Ausgangsspannung
oder Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises.
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Gemäß dieser
Anordnung kann der zweite Rücksetzschaltkreis
die Erzeugung des zweiten Rücksetzsignals
oder Reetsignals ändern
und zwar gemäß einer
Variation oder Schwankung der Ausgangsspannung oder Ausgabespannung
des gleichrichtenden Schaltkreises. Zum Beispiel hält der zweite
Rücksetzschaltkreis
den Rücksetzzustand
oder Resetzustand in sicherer Art und Weise, wenn die Stromversorgungsspannung
ansteigt. Andererseits ist es möglich,
einen unnötigen
Reset oder ein unnötiges
Rücksetzen
zu verhindern, wenn die Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des
gleichrichtenden Schaltkreises zeitweise absinkt, z. B. aufgrund eines
zeitweiligen Anstiegs im verbrauchten Strom, z. B. aufgrund von
Schreib- oder Löschoperationen
in einem Speicher mit hoher Kapazität.
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Insbesondere
in dem Fall, bei welchem die Stromversorgungsspannung ansteigt,
erfolgt eine Variation oder Schwankung der Ausgangsspannung oder
Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises in einer aufwärts gerichteten
Richtung. In einem derartigen Fall wird die Hysteresecharakteristik so
eingestellt, dass das zweite Rücksetzsignal
oder Resetsignal, welches den Rücksetzzustand
oder Resetzustand auslöst,
ausgegeben wird an einen Punkt, bei welchem die Ausgangsspannung
oder Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises komplett
ansteigt. Wenn andererseits sich die Variation oder Schwankung der
Ausgangsspannung oder Ausgabespannung des gleichrichtenden Schaltkreises
in einer abwärts
gerichteten Richtung, wenn die Ausgabespannung oder Ausgangsspannung
des gleichrichtenden Schaltkreises temporär abfällt, z. B. aufgrund eines zeitweiligen
Anstiegs im verbrauchten Strom, z. B. einem Zustand der Stromversorgungsspannung,
bei welchem diese komplett ansteigt und in stabiler oder konstanter
Art und Weise zugeführt
wird. In einem derartigen Fall wird die Hysteresecharakteristik
so eingestellt, dass ein bestimmter Pegel des Abfallens in der Spannung
keine Verschiebung im Resetzustand oder Rücksetzustand bewirken kann.
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Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung ist es möglich,
eine Fehlfunktion der Rücksetzoperation
und der Resetoperation im Zusammenhang mit dem Abfall der Stromversorgungsspannung
zu vermeiden, welche bewirkt wird durch einen hohen Wert in Bezug
auf den verbrauchten Strom, so dass es möglich ist, ein System aufzubauen,
bei welchem ein nichtflüchtiger
Speicher von hoher Kapazität
vorgesehen wird, welcher einen hohen Betrag an Strom verbraucht.
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Des
Weiteren kann gemäß der oben
beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis so ausgebildet
sein, dass das System eine kontaktfreie Energiezufuhr von einer
externen Energiequelle ausführt,
wobei der Ausgabeschaltkreis für das
Rücksetzsignal
oder Resetsignal das erste Rücksetzsignal
oder das zweite Rücksetzsignal
und das dritte Rücksetzsignal
als das Rücksetzsignal oder
Resetsignal des Systems ausgibt, wobei letzteres zusammen mit der
Energieversorgung in kontaktfreier Art und Weise zugeführt wird.
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Die
oben beschriebene Anordnung besitzt ein System, bei welchem sowohl
eine kontaktfreie Energiezufuhr als auch eine Energiezufuhr mit
Kontaktierung ausgeführt
werden können.
Der Ausgangsschaltkreis oder Ausgabeschaltkreis für das Rücksetzsignal
oder Resetsignal kann das Rücksetzsignal
oder Resetsignal ausgeben gemäß dem dritten
Rücksetzsignal
oder Resetsignal, welches zusammen mit der Energiezufuhr vom kontaktierenden Typ
eingegeben wird, und zwar insbesondere zusätzlich zu den ersten und zweiten
Rücksetzsignalen oder
Resetsignalen. Dadurch wird es möglich,
einen Einschaltrücksetzschaltkreis
zu schaffen, welcher in sicherer Art und Weise den Rücksetzzustand
oder Resetzustand eines Systems steuert und regelt, und zwar sowohl
bei einer Energieversorgung vom kontaktfreien Typ als auch bei einer
kontaktierenden Energiezufuhr.
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Des
Weiteren kann bei der oben beschriebenen Anordnung der Einschaltrücksetzschaltkreis
so ausgebildet sein, dass der Ausgabeschaltkreis für das Rücksetzsignal
oder Resetsignal dem dritten Rücksetzsignal
die höchste
Ausgabepriorität
als Rücksetzsignal
zuschreibt, wenn das dritte Rücksetzsignal
oder Resetsignal tatsächlich
zugeführt wird.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung wird in dem Fall einer kontaktierenden
Energiezufuhr der Rücksetzvorgang
oder Resetvorgang ausgeführt
in Reaktion oder in Antwort auf das dritte Rücksetzsignal, so dass es möglich ist,
in sicherer Art und Weise einen Rücksetzvorgang oder Resetvorgang
durchzuführen,
und zwar korrespondierend zu einer Energiezufuhr vom kontaktierenden
Typ, und zwar ohne Beeinflussungen durch periphere elektromagnetische Wellen.
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Die
vorliegende Erfindung kann in vielfältiger Art und Weise variiert
und abgewandelt werden, und zwar innerhalb des Rahmens der Patentansprüche.