DE69015585T2

DE69015585T2 - Kontaktchipkarten-Leser.

Info

Publication number: DE69015585T2
Application number: DE69015585T
Authority: DE
Inventors: Eric Diehl; Joeel Hamon
Original assignee: EUROP RECH ELECTR LAB
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: EP0427600A1; FR2654235B1; DE69015585D1; JP3100621B2; ES2065507T3; EP0427600B1; MX172854B; FR2654235A1; AU6585990A; RU2084956C1; JPH03179989A; US5128523A; NZ235967A; AU629712B2; DK0427600T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Leser für Kontaktchipkarten, insbesondere für den Empfang von Gebührenfernsehsendungen. Ein Gebührenfernsehsystem, bei dem ein Kartenleser verwendet wird, ist in der EP-A-0 243 312 beschrieben.
Die Kontaktchipkarten finden immer zahlreichere Anwendungen (siehe z. B. EP-A-0 202 622 und US-A-4 808 802). Diese Karten besitzen das rechteckige Format der Kreditkarten, wobei in der Oberfläche eine integrierte Schaltung vorgesehen ist, die im allgemeinen vertrauliche Informationen enthält. Werden die Karten beispielsweise dazu verwendet, die Berechtigung für den Empfang von Gebührenfernsehsendungen zu erteilen, so enthält die integrierte Schaltung eine Berechtigungsinforination, die es einer Empfangseinrichtung gestattet, die empfangenen gestörten Videosignale zu entstören.
Die Leser solcher Karten enthalten eine Schaltung zum Steuern des Protokolls eines Informationsaustausches zwischen diesem Leser und der Karte, die in Abhängigkeit von durch die Schaltung der Karte gelieferten Daten die Parameter der Karte bestimmt, solche wie: die eventuell erforderliche Programmierspannung, d. h. die Spannung für ein festes Einschreiben von Informationen in einen Speicher der integrierten Schaltung, die Taktfrequenz, die Stärke des Versorgungsstroms, die Geschwindigkeit eines Austausches von Informationen zwischen der Karte und dem Leser sowie dessen Betriebsmodus, synchron oder asynchron.
Die Erfindung ermöglicht die Schaffung eines solchen Lesers für Chipkarten, insbesondere für eine Einrichtung für den Empfang von Gebührenfernsehsendungen, der einen einfachen Aufbau besitzt und wirtschaftlich ist, ohne die korrekte Betriebsweise dieses Lesers zu beeinträchtigen.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Leser einen ersten Mikrocontroller für den Empfang von Informationen, inbesondere Fernsehsignalen, und einen zweiten Mikrocontroller aufweist, um das Protokoll für den Austausch von Informationen mit der Chipkarte zu steuern, wobei dieser zweite Mikrocontroller durch den ersten Mikrocontroller gesteuert ist und wobei dieser zweite Mikrocontroller eine Stromversorgung für die Karte steuert, die die für das Lesen und eventuell das Programmieren der Karte erforderlichen Spannungen liefert.
Die Aufteilung der Funktionen auf einen ersten Mikrocontroller für den Empfang von Informationen und einen durch den ersten gesteuerten zweiten Mikrocontroller zum Steuern des Protokolls des Austausches von Informationen mit der Karte gestattet es, die Kosten des Lesers zu optimieren.
Bestimmte kostengünstige Mikrocontroller liefern Ausgangssignale mit schwebendem Potential, d. h. mit einem sich auf Zufallsbasis ändernden Wert, wenn sie auf Null zurückgestellt werden (RESET). Ein Mikrocontroller mit dieser Eigenschaft ist z. B. der mit der Bezeichnung 8052 von der Gesellschaft INTEL.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wählt man als zweiten Mikrocontroller, der zum Steuern des Protokolls des Austausches von Informationen zwischen der Karte und dem Leser bestimmt ist, eine Schaltung von diesem Typ, d. h. einem solchen Typ, dessen Ausgänge während der Nullstellung einen schwebenden Zustand annehmen. Da dieser zweite Mikrocontroller jedoch die Versorgung der Karte steuert, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, damit diese schwebenden Spannungen nicht Versorgungsspannungen von einem Wert hervorrufen, der für die Karte schädlich ist. Dies ist der Grund, weshalb der erste Mikrocontroller während der Nullstellungen auf Festpotential liegende Ausgänge aufweist und im Verlauf dieser Zeitabschnitte die Versorgung steuert. Vorzugsweise sperrt der erste Mikrocontroller während der Nullstellungen die Versorgung. Als Variante ist vorgesehen, daß der erste Mikrocontroller während der Nullstellungen minimale Werte für die Spannungen der Stromversorgung zuweist.
Ein Zurückstellen der Mikrocontroller auf Null erfolgt insbesondere beim Anlegen des Lesers an Spannung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dieser Erfindung, wobei auf die einzige Figur Bezug genommen wird, die eine schematische Darstellung eines Lesers für eine Chipkarte für den Empfang von gestörten Fernsehsendungen ist.
Zum Entstören der gestört empfangenen Fernsehsendungen sieht man gewöhnlich eine Empfangseinrichtung mit einer Entstörungsschaltung (nicht dargestellt) vor, die nur arbeitet, wenn sie eine Berechtigungsinformation einer Karte 10 vom Typ einer Chipkarte entsprechend der Norm ISO 7618 empfängt.
Diese Einrichtung 11 enthält einen ersten Mikrocontroller oder Mikroprozessor 12 des Typs 6305 der Gesellschaft INTEL, der dazu bestimmt ist, an einem Eingang 13 digitale Informationen zu empfangen, die von dem Fernsehsignal stammen. Diese digitalen Informationen stammen z. B. von einem Signal vom Typ MAC-PAQUET oder "Vidéocrypt". Ein Vidéocrypt-System wird beispielsweise in der FR-A-2631193 (veröffentlicht am 10.11.1989) oder der FR-A-2641152 (verö£fentlicht am 29.06.1990), beide auf den Namen der Anmelderin lautend, beschrieben.
Diese gespeicherten und eventuell durch den Mikrocontroller 12 verarbeiteten Informationen werden auf einem Bus 14 zu einem zweiten Mikrocontroller 15 gesendet, der die Schaltung zum Steuern des Protokolls für einen Austausch der Informationen zwischen der Karte 10 und dem Leser 11 bildet.
Das Potential der Ausgänge des Mikrocontrollers 12 bleibt während der Nullstellung auf einem festen Wert. Dagegen weist der Mikrocontroller 15, der bei dem Beispiel vom Typ INTEL 8052 ist, während des Nullstellungsvorgangs, der von dem Mikrocontroller 12 gesteuert wird, schwebende Ausgangspotentiale auf.
An den Ausgängen 16, 17 und 18 des Mikrocontrollers 15 treten Signale auf, die zu den entsprechenden Eingängen 20 einer Gleichspannungen Vcc und Vpp erzeugenden Einrichtung 21 übertragen werden. So weist die Stromerzeugungseinrichtung 21 einen Ausgang 22 auf, der die Spannung Vcc zur Versorgung der Schaltungen der Karte 10 liefert, und sie besitzt einen Ausgang 23, der die Spannung Vpp liefert, die zum Programmieren der Karte 10, d. h. zum festen Einschreiben der Informationen in diese Karte erforderlich ist.
Die Werte der Spannungen Vcc und Vpp hängen von den an die Eingänge 20 angelegten, d. h. den von den Ausgängen 16, 17 und 18 des Mikrocontrollers 15 gelieferten Signalen ab.
Überdies tritt eine Spannung Vcc nur dann an dem Ausgang 22 auf, wenn eine Berechtigungsspannung an einen entsprechenden Eingang 24 der Stromerzeugungseinrichtung 21 angelegt wird. Das Signal an dem Eingang 24 bildet so den Befehl für ein "Ein- und Ausschalten" (E/A) der Spannung Vcc. Desgleichen ist ein Eingang 25 der Stromerzeugungseinrichtung 21 für den Empfang eines Berechtigungssignals oder Einschalt-Ausschalt- Signals für die Spannung Vpp an dem Ausgang 23 vorgesehen. Die Signale an den Eingängen 24 und 25 der Stromerzeugungseinrichtung 21 werden bei normalem Betrieb von den Ausgängen 26 und 27 des Mikrocontrollers 15 geliefert.
Da während eines Nullstellungsvorgangs, insbesondere beim Anlegen des Lesers 11 an Spannung, die Ausgänge 16, 17, 18, 26 und 27 des Mikrocontrollers 15 auf schwebenden Potentialen liegen, d. h. sich quasi auf Zufallsbasis ändern, könnten nun an den entsprechenden Eingängen 20, 24 und 25 der Stromerzeugungseinrichtung 21 Signale auftreten, die an dem Ausgang 23 eine Programmierspannung Vpp hervorrufen und an dem Ausgang 22 eine Spannung Vcc von falschem Wert bewirken, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Schaltungen der Karte 10 besteht.
Um diese Betriebsart zu verhindern, sieht man während der Nullstellungen vor, daß der Mikrocontroller 12 direkt die Eingänge 24, 25 der Stromerzeugungseinrichtung 21 derart steuert, daß an den Ausgängen 22 und 23 keinerlei Spannung geliefert wird. Anders ausgedrückt: bei normalem Betrieb wird die Stromerzeugungseinrichtung 20 durch den Mikrocontroller 15 gesteuert; dagegen erfolgt die Steuerung der Stromerzeugungseinrichtung 21 während der Nullstellungen unmittelbar durch den Mikrocontroller 12. Dieses Vorgehen wird dadurch ermöglicht, daß es gerade der Mikrocontroller 12 ist, der die Nullstellungen des Mikrocontrollers 15 steuert, und daß, wie bereits erwähnt, die Ausgänge des Mikrocontrollers 12 während der Nullstellungen auf Festpotential liegen.
Bei dem Beispiel steuert ein Ausgang 30 des Mikrocontrollers 12 ein Tor 31, dessen Ausgänge 32 und 33 mit den Eingängen 24 und 25 verbunden sind. Bei normalem Betrieb hängen die Ausgänge 32 und 33 in der Luft, während diese Ausgänge während den Zeitabschnitten einer Nullstellung auf einem Festpotential liegen, z. B. dem der Masse, derart, daß ausgeschlossen ist, daß die Ausgänge 22 und 23 der Stromerzeugungseinrichtung 21 irgendeine Spannung liefern. In anderen Worten, die Signale an den Eingängen 24 und 25 sind während der Nullstellungen Ausschalt-Signale.
Beim Anlegen des Lesers 11 an Spannung steuert der Mikrocontroller 12 das Nullstellen des Mikrocontrollers 15, wonach der Mikrocontroller 15 unter der Steuerung des Mikrocontrollers 12 die charakteristischen Merkmale der Karte 10 bestimmt. Die Werte der Versorgungs- und Programmierspannungen der Karte 10 werden an den Ausgängen 16, 17, 18, 26 und 27 des Mikrocontrollers 15 geliefert, um die Stromerzeugungseinrichtung 21 wie oben angegeben zu steuern. Der Mikrocontroller bestimmt auch die anderen charakteristischen Eigenschaften der Karte: Taktfrequenz, Stromverbrauch, Austauschgeschwindigkeit, Betriebsmodus (synchron oder asynchron).
Danach werden Informationen zwischen der Schaltung der Karte 10 und den Mikrocontrollern 12 und 15 ausgetauscht, um festzustellen, ob die Karte eine Berechtigung für ein Entstören der Sendungen enthält. Im Fall einer positiven Antwort erfolgt die Entstörung auf eine herkömmliche Weise, die nicht in den Rahmen der Erfindung fällt und daher hier nicht beschrieben werden muß.
Bei dem Beispiel können die Programmierspannungen vier Werte annehmen: 5 Volt, 12,5 Volt, 15 Volt und 21 volt, und die Taktfrequenz kann folgende Werte annehmen: 3,5 MHz, 7 MHz und einen weiteren, für die Karte charakteristischen Wert, während der Stromverbrauch bei 80 mA liegt, die Austauschgeschwindigkeit bei 9600 Baud oder 19200 Baud liegt und der Betriebsmodus allgemein vom asynchronen Typ ist.
Es versteht sich, daß bei jeder Nullstellung die aufgrund des Mikrocontrollers 12 an die Eingänge 24 und 25 angelegten Signale die Ausgänge 22 und 23 sperren.
Bei einer Variante treten bei jeder Nullstellung an den Ausgängen 22 und 23 unter der Steuerung des Mikrocontrollers 12 Spannungen minimaler Werte auf, bei denen keine Gefahr besteht, daß die Schaltungen in der Karte 10 beschädigt werden.

Claims

1. Leser (11) für Kontaktchipkarten (10), mit einer Versorgung (21) für die Schaltungen der Karte (10), einem Mittel vom Typ eines Mikrocontrollers zum Steuern des Austausches von Informationen zwischen der Karte und dem Leser und einem Eingang (13) für externe Signale wie Fernsehsignale, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten Mikrocontroller (12) enthält, der die externen Signale empfängt und einen zweiten Mikrocontroller (15) steuert, der den Austausch von Informationen mit der Karte (10) steuert und in Abhängigkeit von den von den Schaltungen der Karte (10) empfangenen Informationen Signale zum Steuern der Versorgung (21) liefert.

2. Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des ersten Mikrocontrollers (12) während der Nullstellungen auf Festpotential und die Ausgänge des zweiten Mikrocontrollers (15) während den Nullstellungen auf schwebendem Potential liegen, und daß er ein Mittel (30, 31) enthält, damit der erste Mikrocontroller (12) die Versorgung (21) während den Nullstellungen steuert.

3. Leser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (22, 23) der Versorgung (21) während den Nullstellungen gesperrt sind.

4. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Mikrocontroller (15) Ausgänge (16, 17, 18) aufweist, die Signale liefern, die Werte der Ausgangsspannungen der Versorgung (21) repräsentieren, und wenigstens einen Ausgang (26, 27) aufweist, der Signale für ein Ein- und Ausschalten der Ausgänge (22, 23) der Versorgung (21) liefert.

5. Leser nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (24, 25) für ein Ein- und Ausschalten der Versorgung während der Nullstellungen durch den ersten Mikrocontroller gesteuert sind.

6. Leser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung (21) einen ersten Ausgang (22) für die Versorgungsspannungen (Vcc) der Karte (10) und einen Ausgang (23) für die Programmierspannungen (Vpp) dieser Karte aufweist.