DE69112433T2

DE69112433T2 - Speicherkarte.

Info

Publication number: DE69112433T2
Application number: DE69112433T
Authority: DE
Inventors: Serge Skorski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2011-10-08
Also published as: FR2661019A1; WO1993007620A1; EP0607133A1; FR2661019B1; EP0607133B1; US5724545A; ES2076551T3; DE69112433D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare, unabhängige Speicherkarte, die zum Speichern größerer Mengen an Informationen dient, wobei sie die Abmessungen einer Kreditkarte haben soll.
Es sind Telefonkarten bekannt, die auf einem Silizium-Speicherplättchen eine Schaltkreislogistik aufweisen, die so verkabelt ist, daß die Speicher zerstört werden, die den vorbezahlten Telefoneinheiten entsprechen.
Eine andere bekannte Speicherkarte, eine sogenannte Chipkarte, beruht auf einer Mikroprozessorkarte (CPU). Diese Speicherkarte stellt die Sicherheit und Vertraulichkeit einer begrenzten Anzahl von Daten sicher. Diese Daten dienen beispielsweise im Zahlungswesen (für Zahlkarten) oder auch für persönliche Informationen (medizinische Daten, Universitätsdaten) oder auch für die Codierung der Zugangberechtigung zu gewissen Stellen oder auch für eine Kombination dieser Informationen. Der Zugang zu den Daten erfolgt in einer Serienschaltung über eine einzige Leitung und mit Hilfe des Mikroprozessors, wobei ein komplexes Protokoll für die Übertragung der Daten zu Hilfe genommen wird.
Der Mikroprozessor benötigt Platz auf dem Siliziumplättchen und ermöglicht es auch nicht, eine sehr große Speicherkapazität hinzuzufügen.
Figur 1 zeigt den Aufbau der beiden vorstehend erläuterten Karten. Sie benutzen für den Anschluß an Benutzergeräte eine Gesamtheit von Kontakten des Typs ISO (ISO-Norm 7816-1), wobei die Anzahl der Kontakte auf 8 verringert ist. Dadurch können diese Karten sehr einfach hergestellt werden, wozu das Plättchen 1 auf die Unterseite eines kleinformatigen Kontaktmoduls 2 aufgklebt und damit verbunden wird. Der Modul 2 wird durch den Auftrag einer leitenden Fläche auf einen Film hergestellt und anschließend wird der Modul in eine Aufnahme 3 eingesetzt, die zu diesem Zweck in der Kunststoffdicke von 0,76 mm der Karte 4 angelegt worden ist.
Diese Ausführungsform ist sehr wirtschaftlich und ermöglicht somit eine weite Verbreitung dieser Karte.
Es gibt auch einen anderen Speicherkartentyp, der eine besondere Anordnung eines oder mehrerer Standardspeicher verwendet, die über eine feste gedruckte Schaltung miteinander verbunden sind, an die ebenfalls ein Verbinder angeschlossen ist. Die Schaltung wird dann in einen Kunststoffträger eingesetzt, der das Format einer Kreditkarte hat. Dieser Verbinder besitzt eine große Anzahl von Kontakten, insbesondere für die Adressenleitungen, deren Anzahl mit der Speicherkapazität der Karte zunimmt.
Der letztgenannte Speicherkartentyp wird vor allem für Drucker als Medium für Strichcode-Schriften verwendet oder bei Taschenrechnern, wo er die magnetischen Scheiben ersetzt hat, die sonst üblicherweise bei tragbaren Kleinrechnern eingesetzt werden.
Figur 2 zeigt die Ausbildung eines derartigen Kartentyps. Die den Speichter ausbildenden Plättchen 5a sind nackt befestigt (sog. technologie chip on board) oder sie sind, wie bei Pos. 5b angedeutet, in einem Gehäuse untergebracht. Sie sind mit den Leitungen einer gedruckten Schaltung 6 verbunden, die im allgemeinen aus Kunstharz besteht. Die Übertragung der Daten erfolgt über einen Verbinder, der üblicherweise am Ende der gedruckten Schaltung vorgesehen ist und der entweder von Kontakten 7 ausgebildet wird, die durch Auftrag einer leitenden Fläche direkt auf der gedruckten Schaltungskarte realisiert werden, oder durch me chanische Kontakte 8, die vorher in ein Kunststoffgehäuse 9 eingebaut worden sind, das am Ende der gedruckten Schaltungskarte vorgesehen ist. Die Kontakte sind mit den Leitungen der Schaltung verlötet.
Die gedruckte Schaltung wird anschließend sandwichartig zwischen zwei Halbgehäuse 10 aus Kunststoff montiert und bildet dann die Speicherkarte aus.
Diese Technologie ist in Bezug auf die vorher erläuterte Technologie teuer und findet daher keine sehr weite Verbreitung mit Ausnahme im professionellen Bereich.
Die hauptsächlichen Gründe hierfür bestehen in folgendem:
- Es müssen mehrere Speicherplättchen mit kleinerer Kapazität vereinigt werden, was eine große Oberfläche benötigt, die große Anzahl der notwendigen Kontakte für Speicher mit großer Kapazität bedingt einen großen linearen Platzbedarf an einer Seite der Karte.
Die bei diesen Karten vorgesehene Speicherplatzmenge liegt häufig in der Größenordnung von 256 Kilooktett bis zu mehreren Megaoktett. Dieser Speicherbedarf benötigt bei einer zufälligen Adressierung mindestens 18 Adressenleitungen, so daß bei 8 Adressierungen mindestens 4 oder 5 Auswahlleitungen für das Lese/Schreibgehäuse und für die Erdung wenigstens 32 elektrische Verbindungsleitungen nötig sind, und zwar bei einer Kapazität von 256 Kilooktett.
Wenn sich die Speicherkapazität pro Speicherplättchen erhöht, so verringert sich die notwendige Schaltungsfläche und es besteht dann nicht mehr das Hindernis der hohen Kontaktzahl.
Der vorliegenden Erfindung Iiegt die Aufgabe zugrunde, das letztgenannte Hindernis zu vermeiden, so daß Karten mit großer Speicherkapazität hergestellt werden können, die in großem Maßstab Verbreitung finden können, weil sie mit Hilfe der ersten Technologie verwirklicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Besonderheit in der Verwendung der Daten vorgeschlagen, die in diesem Kartentyp enthalten sind.
Diese Speicherkarten werden in der Tat als Massen-Speicherkarten eingesetzt und ihr Inhalt wird bei der Verwendung in die flüchtigen Speicher des Benutzergerätes übertragen. Für die Verwendung bei Taschenrechnern haben die Hersteller Programme geschaffen, die von denjenigen Programmen abgeleitet worden sind, die die Führung von Dateien auf Magnetscheiben ermöglichen derart, daß die Karten so betrachtet werden wie diejenigen des Lesesystems des Benutzergerätes.
In jedem Fall werden die Daten in die flüchtigen Speicher des Benutzergeräts sequentiell Oktett für Oktett oder Wort für Wort übertragen.
Die japanische Druckschrift JP-A-30 038 985, die die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 zeigt, hat dies berücksichtigt.
Dort ist vorgesehen, die Adresse des Speichers in einen oberen Teil und in einen unteren Teil zu unterteilen, wobei jeder Teil vom Inhalt eines Zählers gesteuert wird und wobei der dem unteren Zeit zugehörige Zähler der Adresse von Impulsen einer Zeitschaltung so erhöht werden kann, um bei jedem Impuls die Adresse um 1 zu erhöhen, und um somit einen sequentiellen Zugang zu den Daten zu realisieren. Dadurch können die Adressenkontakte für den unteren Teil der Adresse unterdrückt werden und es kann somit die Zuverlässigkeit der Karten erhöht werden, die dieses Verfahren benutzen. Diese Druckschrift hat aber immer noch einen Adressenbus, um den oberen Teil der Adresse in den Speicher zu laden. Man kann also nicht die Anzahl der Adressenkontakte unabhängig von der Speicherkapazität machen und es ist auch nicht möglich, die vorstehend beschriebene Herstellungstechnologie zu verwenden. Zumindest in den Figuren dieser Druckschrift ist auch keinerlei Mittel beschrieben, um einen sequentiellen Zugang in umgekehrter Richtung zu ermöglichen, weil nur ein Kontakt für die Nullstellung für den Zähler der niedrigen Adresse vorgesehen ist. Man muß also von neuem inkrementieren, um eine große Verschiebung der Adresse zu erhalten, was dann wichtig ist, wenn man eigentlich eingegeringfügige Verschiebung der Adresse in umgekehrtem Sinn erreichen will.
Die für die vorliegende Erfindung vorgeschlagene Architektur verwendet vollständig die Besonderheit des sequentiellen Zugangs zu den Daten, wodurch es möglich ist, sich vom Adressenbus vollständig zu befreien, der viele Kontakte hat, die für einen zufälligen Zugang notwendig sind, und wodurch ein bidirektionaler, sequentieller Zugang ermöglicht wird.
Figur 3 zeigt die interne Architektur einer erfindungsgemäßen Speicherkarte.
Das erfindungsgemäße Adressensystem besteht aus zwei Aufwärtszählern/Abwärtszählem, die in den Speicher integriert sind, nämlich ein Zähler 11 von 8 bis 16 bits und ein Zähler 12 von 10 bis 18 bits. Diese sind zueinander parallel angeordnet. Sie sind über eine Halteleitung R miteinander verbunden. Sie erhalten Impulse vom Benutzergerät, und zwar jeder über eine Leitung.
Kommt ein Impuls am Zähler von 8 bis 16 bits an, so wird die Adresse um 1 geändert. Kommt ein Impuls am Zähler von 10 bis 18 bits an, so wird die Adresse um 255 bis 4.096 geändert. Der eine oder andere der Zähler kann getrennt autwärts oder abwärts zählen, und zwar entsprechend dem logischen Niveau einer dritten Leitung.
Das Decodieren des Inhalts der Zähler durch den Decodierer 13 ermöglicht das Adressieren des gesuchten Oktetts, das schnell aufgefunden werden kann. Die üblicherweise eingesetzten Frequenzen (12 MHz) ermöglichen hohe Übertragungsgeschwindigkeiten (12 Mo/s) sowie das Verschieben der Adresse um ein Megaoktett in einigen Millisekungen.
Das Adressieren der in der Speicherkarte enthaltenen Oktetts wird somit mit Hilfe der folgenden drei Leitungen verwirklicht:
- Erster Adressenzähler CA1
- Zweiter Adressenzähler CA2
- Aufwärtszählen/Abwärtszählen IND/DEC
Die anderen Kontaktleitungen der Karte sind wie folgt
- Daten D0-D7
- Elektrische Versorgungsleitung der Karte VCC
- Masseleitung GND
- Lesesteuerung OE
- Schreibprogrammierung PGM
- Schreibversorgung VPP
Die beiden letztgenannten Leitungen sind vorgesehen, weil der Speicher der Karte teilweise aus einem programmierbaren Speicher besteht und aus einem Speicher, der programmierbar ist und der elektrisch gelöscht werden kann. Der programmierbare Speicher 14 ermöglicht es, Informationen zu speichern, die die interne Konfiguration betreffen (Größe der Aufwärtszähler/Abwärtszähler, Größe des Speichers...) und auch die Verwendungsart der Karte. Der elektrisch programmierbare und Iöschbare Speicher 15 ermöglicht es, die Adressen der zuletzt aufgemfenen oder geschriebenen Speicher zu speichern, und zwar bei der letzten Verwendung. Der Speicher 16 dient dazu, den Text zu speichern oder auch Bilder oder Programme. Er kann vom einen oder vom anderen Typ sein.
Es ergibt sich somit, daß der Verbinder der erfindungsgemäßen Speicherkarte auf 16 Kontakte begrenzt ist, unabhängig davon, welchen Umfang der Speicher hat bis zu einem Umfang von 268 Megaoktett.
Eine abgeänderte Ausführungsform ermöglicht es, die Anzahl der Leitungen auf 10 zu begrenzen, indem die 8 bit der Daten in Serie auf eine einzige Leitung übertragen werden, und zwar mit Hilfe eines Schieberegisters. Dieses Verfahren ist aber nicht so wirksam und benötigt einen Zeitgeber und somit auch eine Leitung zum Synchronisieren.
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann leicht verwirklicht werden, und zwar mit der an erster Stelle erläuterten Technologie. Die Erfindung kann verwendet werden, um Software zu verarbeiten sowie für die Verbreitung von elektronischen Spielen oder elektronischen Büchern dienen. Diese werden mit Hilfe eines geeigneten Geräts mit einem Flüssigkristallschirm gelesen.
Die in der Karte gespeicherten Daten müssen ggfs. geschützt werden und die Herausgeber der Software, der Spiele oder Bücher, die so verbreitet werden, können es wünschen, die Anzahl der Benutzer ein und desselben Werkes zu begrenzen. Zu diesem Zweck können erfindungsgemäß zwei Codierregister vorgesehen sein, die jeweils 8 Oktette enthalten, die lediglich beim Schreiben zugänglich sind. Das eine Codierregister 17 ist definitiv mit Hilfe der ASCII-Code eines Passworts konfiguriert, das von Käufer des Werks beim Kauf der Karte oder vom Benutzer der Erstbenutzung ausgewählt wird. Das andere Codierregister 18 besteht aus einem nicht permanenten RAM-Speicher und wird bei jeder Verwendung der Karte aufgebaut. Der Vergleich der beiden Codierregister, bit für bit, durch einen Vergleicher 19, der beispielsweise durch ein einfaches System von AND- oder NAND- Torschaltungen realisiert ist, ermöglicht den Zugang zur Speicherzone, die die zu benutzenden Daten enthält, und zwar wegen eines Verschlusses 20, der von einem Decodierer 21 gesteuert wird, der die zu verschließenden Speicher bestimmt. Der Ausgang oder der Eingang der Darten erfolgt über einen Puffer 22, der seinerseits von einer Schaltkreislogistik 23 zum Lesen und zum Programmieren gesteuert wird.
Nachdem die Architektur der Karte erläutert wurde, zeigt die Figur 4 eine mögliche Anordnung der Kontakte der Karte. Diese Anordnung entspricht den zwei Kontaktpositionen, die in der ISO-Norm 7816-2 vom Oktober 1988 beschrieben sind, die hier gleichzeitig angewendet werden.
Weitere Abwandlungen der Verbinder sind möglich, ohne daß vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Der Patentinhaber behält sich das ausschließliche Recht zur Nutzung der nachstehenden Patentansprüche in jedweder Ausführungsform vor.

Claims

1. Tragbare, unabhängige Speicherkarte zur Benutzung in einem Lesegerät oder Schreibgerät, die zwei Zähler (Aufwärtszähler, Abwärtszähler) (11, 12) enthält, die in den Speicher integriert sind und die durch Decodieren ihres Inhalts zum Adressieren des Speichers dienen, die über eine Halteleitung (R) miteinander verbunden sind, wobei ein erster Zähler (11) den unteren Teil der Adresse zu bestimmen gestattet und ein zweiter Zähler (12) den oberen Teil der Adresse, wobei die Zähler über drei Kontakte des Verbinders elektrische Signale erhalten, von denen ein Kontakt (CA1) Impulse an den ersten Zähler (11) überträgt, um die Adresse bei jedem Impuls um 1 zu ändern, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Speicherkarte einen zweiten Kontakt (CA2) des Verbinders aufweist, der Impulse an den zweiten Zähler (12) überträgt, um bei jedem Impuls die Adresse um die größte Zahl, die im ersten Zähler (11) enthalten ist, zu ändern und

- daß der dritte Kontakt (IND/DEC) des Verbinders an beide Zähler ein Signal überträgt, dessen logisches Niveau die Zunahme oder die Abnahme der beiden Zähler (11, 12) durch Impulse steuert.

2. Speicherkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder als weitere Kontakte aufweist:

- acht Datenkontakte (D0 - D7),

- einen Kontakt (VCC) zur Stromversorgung,

- einen elektrischen Massenkontakt (GND),

- einen Lesesteuerungskontakt (OE),

- einen Steuerungskontakt zum Programmieren beim Schreiben (PGM),

- einen Stromversorgungskontakt zum Schreiben (VPP).

3. Speicherkarte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie sechzehn Kontakte (CA1, CA2, IND/DEC, D0 - D7, VCC, GND, OE, PGM, VPP) aufweist, die in zwei Reihen zu acht Kontakten angeordnet sind (Fig. 4).

4. Speicherkarte nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet daß ein programmierbarer, ansprechbarer Speicher vorgesehen ist, um den internen Konfigurationstyp sowie das Verfahren zur Verwendung der Karte zu speichern.

5. Speicherkarte nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch löschbarer und wiederprogrammierbarer Speicher vorgesehen ist, um die Adresse der zuletzt angesprochenen oder geschriebenen Daten bei der letzten Verwendung der Karte zu speichern.

6. Speicherkarte nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch programmierbarer Speicher zum Speichern von Texten, Bildern oder Programmdaten vorgesehen ist.

7. Speicherkarte nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch programmierbarer und löschbarer Speicher zum Speichern von Texten, Bildern oder Programmdaten vorgesehen ist.