DE69721335T2

DE69721335T2 - Datenaustauschvorrichtung mit kontakt- und kontaktloser betriebsart

Info

Publication number: DE69721335T2
Application number: DE69721335T
Authority: DE
Inventors: Oded Bashan; Nehemya Itay; Ronnie Gilboa; Moshe Aduk
Original assignee: On Track Innovations Ltd
Current assignee: On Track Innovations Ltd
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2017-12-30
Also published as: DE69721335D1; US6045043A; HK1029202A1; AU7893098A; EP1012784A1; IL119943A0; WO1998029830A1; AU725675B2; ATE238591T1; CA2276132A1; ES2197375T3; EP1012784B1; IL119943A

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Datentransaktionseinrichtung bzw. Datenübertragungseinrichtung, die einen Prozessor auf der Platine hat, um sowohl einen „Kontaktmodus" als auch einen „Kontaktlosmodus" einer Datenübertragung zu bewirken.
Hintergrund der Erfindung
Sowohl „Kontakteinrichtungen" als auch „Kontaktloseinrichtungen" sind per se bekannt. Im allgemeinen werden derartige Einrichtungen in der Form von Smart-Karten entweder mit elektrischen Kontakten, zur Bewirkung eines unmittelbaren elektrischen Kontakts mit einer Kartenleseeinrichtung, oder sonst mit einer Spulenantenne zur Verfügung gestellt, um eine kontaktlose bidirektionale Kommunikation mit einer entfernten Kartenleseeinrichtung zu bewirken. Das US-Patent Nr. 5,206,495 für eine Chip-Karte auf den Namen von H. D. Kreft offenbart eine Chip-Karte, die sowohl eine Kontaktkommunikation als auch eine kontaktlose Kommunikation in einer einzigen Smart-Karte ermöglicht.
Kontaktlose Smart-Karten sind insbesondere zweckmäßig für Anwendungen, wie etwa Transportsysteme, in denen eine Datenkommunikation sehr schnell durchgeführt werden muss ohne die Überbeanspruchung einzubringen, die durch das manuelle Einführen der Smart-Karte in den Schlitz einer Kartenleseeinrichtung aufgebracht wird.
Das US-Patent Nr. 5,206,495 weist als eine grundlegende Aufgabe die Bereitstellung einer Kontakt-/Kontaktlos-Chip-Karte auf, die einen Mikroprozessor hat, der selektiv entweder an ein Kontaktfeld oder an eine Spule angekoppelt wird. Ein weiter vorgebrachtes Merkmal ist, dass der Mikroprozessor gemäß dem Kontaktmodusprotokoll (ISO-Standard 7816) arbeitet, ungeachtet des Modus des Datentransfers, so dass der Mikroprozessor 14 keinen Unter schied zwischen der kontaktierten und der kontaktfreien Verwendung der Chip-Karte wahrnimmt.
Derartige Chip-Karten setzen einen Mikrocomputer auf der Platine bzw. der Karte ein, der einen Speicher und eine Verarbeitungsfähigkeit enthält, um die gewünschte bidirektionale Datenübertragung und die Datenspeicherung zu bewirken. In dem Fall, in dem eine „Kontakt"-Datenübertragung erforderlich ist, wird ein sogenanntes „Kontaktfeld" zur Verfügung gestellt, das mehrere Kontakte hat, von denen jeder an den Mikrocomputer mittels eines jeweiligen elektrischen Anschlusses angeschlossen ist. Die Datenübertragung mit einer externen Leseeinrichtung wird dann durch Einsetzen der Karte in eine zweckmäßige Leseeinrichtung bewirkt, die vorbelastete Kontakte hat, die auf jeweiligen Kontakten in dem Kontaktfeld der Chip-Karte lagern.
Wenn alternativ eine kontaktlose Datenübertragung erforderlich ist, wird eine Spulenantenne in der Chip-Karte angebracht, um Daten von einer Leseeinrichtung zu empfangen und Daten zu dieser zu übertragen, die eine ähnliche bzw. gleiche Antenne hat.
Die 1 zeigt die Zwischenverbindung von funktionellen Bestandteilen der Chip-Karte, die Gegenstand des US-Patents Nr. 5,206,495 ist, und setzt die gleichen Bezugsziffern ein, wie sie in der Beschreibung des US-Patents verwendet werden. Folglich schließt eine Schaltelementeinrichtung 2.1 entweder ein Kontaktfeld 3 oder ein Paar von Spulen 4 und 5 an eine Halbleitereinrichtung 2 an.
Bevorzugt ist die Schaltelementeinrichtung 2.1 eine Multiplexeinrichtung, die dazu dient, entweder die Spulen 4 und 5 oder das Kontaktfeld 3 auszuwählen und der die dadurch empfangenen Daten in die Halbleitereinrichtung 2 einspeist. Weil die Daten, die durch die Schaltelementeinrichtung 2.1 für die Halbleitereinrichtung 2 zur Verfügung gestellt werden, die gleichen sind, ob sie von dem Kontaktfeld 3 oder den Spulen 4 und 5 stammen, erkennt die Halbleitereinrichtung 2 keinen Unterschied zwischen der kontaktierten und der kontaktlosen Verwendung der Chip-Karte 1.
Folglich ermöglicht es die durch das US-Patent 5,206,495 zur Verfügung gestellte Zwischenverbindung einem Mikroprozessor, der dem ISO-Standard 7816 entspricht, eine „kontaktierte" bidirektionale Datenübertragung auch für einen „kontaktlosen" Typ von Datenübertragung zu verwenden, ohne den Mikroprozessor in irgendeiner Weise abzuändern. Auf der anderen Seite erfordert ein derartiger Ansatz einen Preis bezüglich der Effizienz der Datenübertragung in Folge der inhärenten Unterschiede zwischen kontaktlosen Datenprotokollen und Protokollen mit Kontakt nach der ISO 7816, was folglich erfordert, dass die Karte eine Datenumwandlungsmöglichkeit enthält, falls der Mikroprozessor das gleiche Protokoll sowohl in den kontaktierten als auch den kontaktlosen Modi wahrnehmen soll. Die Verwendung von zwei Spulen wird auch als ein Rückschritt betrachtet, an dem man sich von dem frühen US-Patent Nr. 3,299,424 (vinding) erinnert, in dem mehrere Spulen eingesetzt werden: eine Stossrichtung, die lange zu Gunsten der Verwendung nur einer einzigen Spule vergessen worden ist.
Die WO 96/38814, die in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gewürdigt worden ist, die dem US-Patent Nr. 6,168,083 entspricht, das der US-Philips Corporation zugeordnet ist, offenbart eine Chip-Karte, die in einem kontaktlosen Modus und einem Modus mit angekoppeltem Kontakt betreibbar ist. Zum Betrieb in dem kontaktlosen Modus weist die Chip-Karte eine Spulenantenne und einen Gleichrichter auf. In dem kontaktlosen Modus empfängt die Chip-Karte ein AC-Signal. Der Gleichrichter stellt ein gleichgerichtetes, empfangenes AC-Signal zur Verfügung. Das gleichgerichtete Signal wird verwendet, um die interne Schaltung der Chip-Karte mit Leistung zu versorgen. Die Chip-Karte hat ferner eine Erkennungsschaltung, die erkennt, ob ein AC-Signal aktuell durch die Antennenspule empfangen wird. Falls das AC-Signal erkannt worden ist, schaltet die Erkennungsschaltung die Chip-Karte in den kontaktlosen Modus. Falls kein AC-Signal erkannt wird, schaltet die Erkennungsschaltung die Chip-Karte in dem Modus mit angekoppeltem Kontakt. Der Ausgang der Erkennungsschaltung dient als eine Steuerleitung für eine Multiplexeinrichtung, in die Takt-, Rücksetz- und Datenleitungen sowohl von der kontaktlosen Schnittstelle als auch der Schnittstelle mit Kontakt eingespeist werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerleitung für die Multiplexeinrichtung von der Leistungszufuhrleitung erhalten werden, die in die Kontaktschnittstelle eingespeist wird.
Noch eine weitere Betrachtung, die mit der wachsenden Verwendung von Smart-Karten verknüpft ist, ist die Notwendigkeit, jede Smart-Karte für die bestimmte Anwendung, für die sie bestimmt ist, individuell aufzumachen. Offensichtlich steigert die Bereitstellung sowohl von kontaktierten als auch von kontaktlosen Modi der Datenübertragung die Vielseitigkeit der Karte, weil der tatsächliche Modus der Datenübertragung dann gemäß den Anforderungen des Benutzers ausgewählt werden kann. Jedoch gibt es in der Praxis viele andere Merkmale, die mit Smart-Karten verknüpft sind, die auch für jede spezifische Anwendung optimiert werden müssen, sei es eine kontaktlose Zugriffssteuerung oder eine Machenbeförderung oder Bankanwendungen mit Kontaktmodus usw.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Datentransaktionskarte bzw. Datenübertragungskarte zur Verfügung zu stellen, die einen Betrieb im Kontaktmodus und in einem kontaktlosen Modus hat, die jeweils verschiedenen Kommunikationsprotokollen entsprechen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine solche Datentransaktionskarte bzw. Datenübertragungskarte zur Verfügung zu stellen, in der Betriebsparameter, die mit den Kommunikationsprotokollen verknüpft sind, durch den Hersteller oder den Benutzer gemäß den Kundenanforderungen eingestellt werden können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Karte gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugt enthält die Antennenschnittstelle eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle, die einen Demodulator zur Amplitudendemodulation eines elektromagnetischen Feldes über der Spule enthält, so dass in dem kontaktlosen Modus das elektromagnetische Feld als eine modulierte Trägerwelle funktioniert, wobei es ermöglicht wird, dass die Daten davon extrahiert werden. Alternativ werden in dem Kontaktmodus Daten seriell über die Kontakte in dem Kontaktfeld eingespeist. Eine Ladeschaltung ist in der Antennenschnittstelle enthalten, um die Spule in dem kontaktlosen Modus in Reaktion auf Daten zu laden, die in diese durch den Mikroprozessor eingespeist werden, wobei es der Trägerwelle ermöglicht wird mit den Datenamplituden moduliert zu werden.
Bevorzugt hat der Mikroprozessor zweckmäßiger Weise Eingangs-/Ausgangs(I/O)-Ports und Daten werden in diesem im Kontaktmodus und im kontaktlosen Modus durch unterschiedliche I/O-Ports eingespeist. Dies ermöglicht die Kontakte in dem Kontaktfeld fest an den Mikroprozessor angeschlossen zu sein, wobei Daten bei Nichterscheinen von der Spule ausgewählt werden, falls ein elektromagnetisches Feld über der Spule durch den Demodulator in der Antennenschnittstelle erfasst wird; und Daten werden von dem Kontaktfeld ansonsten ausgewählt.
Der Prozessor und die Antennenschnittstelle können, falls gewünscht, auf einem einzigen Chip integriert werden.
Kurzbeschreibung der Darstellungen
Um die Erfindung zu verstehen und um zu erkennen, wie diese in der Praxis ausgeführt werden kann, wird nun eine bevorzugte Ausführungsform im Wege eines lediglich nicht beschränkenden Beispieles mit Bezug, auf die begleitenden. Darstellungen beschrieben, in denen:
1 eine Chip-Karte nach dem Stand der Technik funktional zeigt, und die einen Kontaktmodus und einen nicht kontaktierten Modus des Betriebes hat;
2 die Datenübertragungskarte gemäß der vorliegenden Erfindung funktionell zeigt;
3 im einzelnen schematisch die Datenübertragungskarte, die funktional in 2 gezeigt ist, zeigt;
4 den Effekt einer Hysterese auf die Rücksetzspannung RST zeigt;
5 eine Tabelle ist, die Steuersignale und einen Datenstrom in den Mikroprozessor und in der Antennenschnittstelle für einen Kontaktmodus bzw. einen kontaktlosen Modus vergleicht;
6 ist ein Flussdiagramm, das die prinzipiellen Betriebsschritte beim Hochfahren des Mikroprozessors zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das die prinzipiellen Betriebsschritte zeigt, die mit dem Hochfahren der Antennenschnittstelle verknüpft sind;
8a zeigt schematisch eine Schaltung, um die Feineinstellungskapazitanz der Antennenresonanzschaltung unter Verwendung des EEPROM auszuwählen;
8b zeigt schematisch eine Schaltung, um den Rücksetzpegel RST des Rücksetzsignales des Mikroprozessors zu ändern;
9 zeigt schematisch in weiteren Einzelheiten die in 3 gezeigte Datenübertragungskarte;
10 zeigt die in 3 gezeigte Datenübertragungskarte gemäß einer zweiten Ausführungsform schematisch in einer Einzelheit;
11 zeigt schematisch eine Einzelheit der Datenübertragungskarte, die in 3 gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt ist; und
12 zeigt schematisch eine Einzelheit der Datenübertragungskarte, die in 3 gezeigt ist, gemäß einer vierten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Die 2 zeigt die strukturelle Zwischenverbindung einer Datenübertragungskarte 10 gemäß der Erfindung, die sowohl einen „Kontaktmodus" als auch einen „kontaktlosen" Modus einer bidirektionalen Datenübertragung hat. Es wird ein Kontaktfeld 11 zur Verfügung gestellt, das mehrere Kontakte hat, von denen jedes durch eine getrennte Leitung 13 an einen Mikroprozessor 14 angeschlossen ist. Verknüpft mit dem Mikroprozessor 14 sind Verarbeitungs- und Speichermöglichkeiten, wie es in Smart-Karten bekannt und z. B. in unserem US-Patent Nr. 5,241,160 beschrieben ist. Typischerweise werden sechs oder acht Kontakte zur Verfügung gestellt, von welchen fünf typischerweise als Standard in dem Kontaktfeld 11 aktiv sind, und jede von diesen ist durch eine getrennte Leitung 13 an den Mikroprozessor 14 angeschlossen.
Eine bidirektionale kontaktlose Datenübertragung wird durch eine Spule 15 bewirkt, die an vier der Leitungen 13 über eine Antennenschnittstelle 16 angeschlossen ist und die es ermöglicht, spezifische Merkmale des Mikroprozessors 14 zu steuern. Daten selbst werden seriell über eine fünfte Leitung 17 zwischen der Antennenschnittstelle 16 und dem Mikroprozessor 14 übertragen.
Es ist folglich zu bemerken, dass das Kontaktfeld 11 permanent an den Mikroprozessor 14 angeschlossen ist, wie es gegenüber der Konstruktion nach dem Stand der Technik, die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, unterschiedlich ist, wobei das Kontaktfeld 3 an die Halbleitereinrichtung 2 nur angeschlossen ist, wenn es über die Schaltelementeinrichtung 2.1 geschaltet ist.
Um den geforderten Betriebsmodus ordentlich auszuwählen, ist der Mikroprozessor 14 programmiert, um den anfänglichen Zustand beim „Einschalten" gemäß des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines elektromagnetischen Feldes, das durch die Spule 15 induziert wird, zu erkennen. Dies kann natürlich eine Anzeige bereitstellen, ob die Daten in einem kontaktlosen Modus zu übertragen sind, in welchem Falle der Mikroprozessor 14 irgendwelche Daten an der Leitung 13 ignoriert, die diesem im kontaktierten Modus übertragen werden und irgendwelche hereinkommenden Daten dekodiert, die in dem „kontaktlosen" Modus gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll übertragen worden sind. Alternativ werden Daten von dem Speicher in den Mikroprozessor 14 zu einer externen Leseeinrichtung in dem „kontaktlosen" Modus über die Spulenantenne 15 unter Verwendung des passenden Kommunikationsprotokolls übertragen.
Eine derartige Anordnung ermöglicht es folglich, getrennte Kommunikationsprotokolle für die bidirektionale Übertragung von Daten im „kontaktierten" und „nicht kontaktierten" Modus einzusetzen. Da der Einsatz des nicht veränderten ISO-Standards 7816 für die „kontaktlose" Datenübertragung unzweckmäßig ist, bedeutet dies, das ein Mikroprozessor, der vorprogrammiert für die Übertragung im „kontaktierten" Modus unter Verwendung des ISO-Standard 7816 ist, nicht zweckmäßig für eine direkte bidirektionale Datenübertragung im „kontaktlosen" Modus ohne weitere Modifikationen ist.
Die 3 zeigt in weiteren Einzelheiten das System 10, das das Kontaktfeld 11 aufweist, das Kontakte hat, die mit C1 bis C5, C7 und C8 benannt sind. Der Kontakt C1 ist an den Spannungszufuhreingang Vdd des Mikroprozessors 14 angeschlossen, der ein Paar von I/O-Ports IO₁ und IO₂ hat, die an die Kontakte C7 bzw. C4 in dem Kontaktfeld 11 angeschlossen sind. Der Mikroprozessor hat auch einen Rücksetzanschluss RST, der an den Kontakt C2 im Kontaktfeld 11 angeschlossen ist; und einen Taktanschluss, CLK, der an den Kontakt C3 in dem Kontaktfeld 11 angeschlossen ist. Der Mikroprozessor 14 hat auch einen Erdungsanschluss, GND, der an den Kontakt C5 des Kontaktfeldes angeschlossen ist, das an GND angeschlossen ist.
Die Antennenschnittstelle 16 weist ein Paar von Spulenverbindungsanschlüssen 20 und 21 zum Anschließen der Spulenantenne 15 daran und einen Spannungszufuhranschluss 22 zum Anschließen des Spannungszufuhreinganges Vdd des Mikroprozessors 14 parallel mit dem Kontakt C1 in dem Kontaktfeld 11 auf. Ein Erdungsanschluss GND ermöglicht den Anschluss der Antennenschnittstelle 16 an dem GND-Anschluss des Mikroprozessors 14 parallel mit dem Erdungskontakt C5 in dem Kontaktfeld 11. Ein Programmierungsverbindungsanschluss 23 ermöglicht den Anschluss der Antennenschnittstelle 16 an den Kontakt C8 in dem Kontaktfeld 11. Ein Rücksetzverbindungsanschluss 24 ermöglicht den Anschluss der Antennenschnittstelle 16 an einen Rücksetz-Port RST des Mikroprozessors 14 parallel mit dem Kontakt C2 des Kontaktfeldes 11. Gleichermaßen ermöglicht es ein Taktverbindungsanschluss 25 den Anschluss der Antennenschnittstelle 16 an einen Takt-Port CLK des Mikroprozessors 14 parallel mit dem Kontakt C3 des Kontaktfeldes 11. Ein I/O- bzw. E/A-Anschluss 26 für Daten ermöglicht den Anschluss der Antennenschnittstelle 16 über die Leitung 17 an den zweiten I/O- bzw. E/A-Port IO₂ des Mikroprozessors 14 (bildet einen kontaktlosen I/O-Port davon) parallel mit dem Kontakt C4 des Kontaktfeldes 11.
Nachdem die externen Anschlüsse der Antennenschnittstelle 16 beschrieben worden sind, wird nun deren interne Schaltung beschrieben. An die Spulenverbindungsanschlüsse 20 und 21 sind AC-Spannungsschienen 35 und 36 angeschlossen, um eine AC-Spannung darüber anzulegen, wenn die Spulenantenne 15 induktiv an ein elektromagnetisches Feld angekoppelt ist, wie es in unserem oben aufgezeigten US-Patent Nr. 5,241,160 beschrieben ist.
Über die AC-Spannungsschienen 35 und 36 ist ein Brückengleichrichter 37 angekoppelt, dessen negativer Ausgang an GND angeschlossen ist und dessen positiver Ausgang an den hohen DC-Spannungsanschluss 22 angeschlossen ist, so dass, wenn die Datenübertragungskarte 10 in einem kontaktlosen Modus ist und ein hinreichend elektromagnetisches Feld über die Spulenantenne 15 induziert wird, ein ausreichend hoher DC-Spannungspegel durch die Brückengleichrichtereinrichtung 37 erzeugt wird, um eine Leistung an den Mikroprozessor 14 parallel mit dem Kontakt C1 in dem Kontaktfeld 11 zuzuführen.
Über die AC-Spannungsschienen 35 und 36 ist ein Einstell- bzw. Justagekondensator 38 angekoppelt, dessen Kapazitanz variiert werden kann, wie es in weiteren Einzelheiten unten erläutert. wird. Zusammen mit der Spulenantenne 15 bildet der Einstell- bzw. Abstimmkondensator 38 eine Resonanzschaltung, dessen Resonanzfrequenz folglich einstellbar ist, indem die Kapazitanz des Abstimmkondensators 38 geändert wird.
Die Spannung, die über die Zuführschienen 35 und 36 erscheint, ist von der Stärke des elektromagnetischen Feldes abhängig, das über die Spulenantenne 15 induziert wird, und dieses in Folge hängt von der Stärke des externen elektromagnetischen Feldes wie auch der Nähe der Spulenantenne 15 dazu ab. Um sicher zu stellen, dass die Spannung, die so über die Zufuhrschienen 35 und 36 entwickelt wird, niemals zu groß ist, um den Mikroprozessor 14 zu beschädigen, wird über die Zufuhrschienen 35 und 36 eine Klemme 39 angeschlossen, die sicherstellt, dass die Spannung über die Zufuhrschienen 35 und 36 einen vorbestimmten Schwellenwert V_MAX nicht überschreiten kann. Der hohe DC-Ausgang Vdd des Brückengleichrichters 37 wird in dem Eingang des Bezugsspannungsgenerators 40 eingespeist, der an seinem Ausgang eine Bezugsspannung V_REF erzeugt, die als die Bezugsspannung für die übrige Schaltung in der Antennenschnittstelle dient. Die Spannungsreferenz V_REF bzw. Bezugsspannung wird zu der Klemme 39 zurückgeführt, um so dieser eine Steuerspannung einzugeben, die gleich k × Vdd – V_REF ist, um dem Klemmenschwellenwert V_MAX zu steuern, wobei folglich die maximale DC-Spannungszufuhr freigegeben wird, um an verschiedene Betriebsumgebungen angepasst zu werden. Um die bidirektionale Übertragung von Daten im kontaktlosen Modus zu ermöglichen, enthält die Antennenschnittstelle 16 eine bidirektionale Datenkommunikationsschaltung 45, die über die AC-Spannungsschienen 35 und 36 angeschlossen ist und die einen Ausgang hat, der an den Ein gangs-/Ausgangs/Verbindungsanschluss 26 für Daten angeschlossen ist. Die bidirektionale Datenkommunikationsschaltung 45 enthält einen Demodulator 46, um die Stärke des elektromagnetischen Feldes über der Spulenantenne 15 zu dekodieren, um so darauf durch eine (nicht gezeigte) entfernte Leseeinrichtung modulierte Daten zu extrahieren. Gleichermaßen enthält die bidirektionale Datenkommunikationsschaltung 45 einen Modulator 47, um die Spulenantenne 15 in Reaktion auf Daten zu laden, die einem Trägersignal zu überlagern sind, das durch das elektromagnetische Feld gebildet wird, um das elektromagnetische Feld mit Daten zu modulieren, die durch die Datenübertragungskarte 10 zu der entfernten Leseeinrichtung zu übertragen sind. Der Demodulator 46, wie auch der Modulator 47, können herkömmliche Schaltungen sein, die in dem Bereich der Smart-Kartentechnologie sehr wohl bekannt sind, wie sie etwa z. B. in unserem oben aufgezeigten US-Patent Nr. 5,241,160 beschrieben sind.
Der Demodulator 46 wie auch der Modulator 47 können gleich gut andere bekannte Schaltungen sein, wie sie in dem Bereich der Smart-Kartentechnologie verwendet werden. Folglich beziehen die Modulations- und die Modulationsschemata auch beispielsweise die Verwendung der Manchester oder der Miller-Codierung ein; wie auch die Verwendung eines Subträgers, der mit den Daten moduliert wird, die entweder Manchester- oder Biphasen-Verschiebungsverschlüsselungsschemata (BPSK-Schema) verwenden. Bei geringen bis mittleren Datenübertragungsraten bzw. – geschwindigkeiten kann der Datenbit-Codierungs-/Decodierungs-Betrieb unmittelbar durch Software des Mikroprozessors 14 durchgeführt werden. Bei höheren Datenübertragungsdaten bzw. -geschwindigkeiten können herkömmliche Schaltungen, die in dem Bereich der Kommunikationselektroniken wohl bekannt sind, bevorzugt basierend auf einem Taktungs- bzw. Zeitsteuerungssignal, das von der Frequenz des induzierten elektromagnetischen Signals erhalten wird, eingesetzt werden, um die gewünschte Datenbitcodierung und -decodierung zu bewirken.
Eine Rücksetzschaltung 50 hat einen Ausgang RST, der an dem Rücksetzverbindungsanschluss 24 der Antennenschnittstelle angeschlossen ist, um verschiedene Rücksetzungen gemäß dem, ob das Datenübertragungssystem 10 in dem kontaktierten Modus oder dem nicht kontaktierten Modus ist, zu bewirken. Der Rücksetzschaltung 50 wird eine Spannung von der Hochspannungs-DC-Schiene Vdd eingespeist und sie spricht auf die Bezugsspan nung V_REF an und auf ein Modus-Status-Flag CM, das anzeigt, ob das Datenübertragungssystem 10 im Kontaktmodus oder im kontaktlosen Modus betrieben wird.
Taktungs- bzw. Zeitsteuerungssignal für den Mikroprozessor 14 werden mittels einer Takteinrichtung 51 zur Verfügung gestellt, die einen Eingang hat, der an die AC-Spannungsschiene 35 und 36 angekoppelt ist, um so auf die Frequenz des elektromagnetischen Feldes über der Antennenspule 15 zu reagieren, um die erforderlichen Taktungs- bzw. Zeitsteuerungssignale zur Verfügung zu stellen. Die Taktschaltung 51, wie die Rücksetzschaltung 50, die oben beschrieben ist, reagiert auf das Modus-Status-Flag CM und hat einen weiteren Eingang, der an ein Programmierungssignal PROG angeschlossen ist, wie es unten in weiteren Einzelheiten beschrieben wird.
Um das erforderliche Modus-Status-Flag CM bereit zu stellen, das der Rücksetzschaltung 50 und der Takteinrichtung 51 zugeführt wird, wird ein Modusdetektor 52 bereitgestellt, der einen Eingang hat, der an die Hochspannungsschiene 35 angeschlossen ist, um so die Gegenwart des elektromagnetischen Feldes der Spulenantenne 15 zu erfassen, wenn das Datentransaktions- bzw. -übertragungssystem 10 in dem kontaktlosen Modus ist. In diesem Fall wird der Ausgang CM des Modusdetektors 52 auf eine logische „0" gesetzt; ansonsten wird er auf eine logische „1" gesetzt.
Der Betrieb der Antennenschnittstelle 16 kann gesteuert und Anwendungsangepasst werden mittels eines EEPROM 53 und einer Programmiereinheit 54. Die Programmiereinheit 54 ist an das EEPROM 53 angeschlossen um so gewünschten Programmierungs- und atensignalen zu ermöglichen, zu dem EEPROM 53 eingespeist zu werden. Insbesondere während eines anfänglichen Programmierungsstadiums wird eine Spannung von 5 Volt dem PG-Anschluss 23 der Antennenschnittstelle 16 über den Kontakt C8 in dem Kontaktfeld 11 eingespeist, wenn Daten in die Programmiereinheit 54 einprogrammiert werden sollen. Während einer nachfolgenden „Einbrenn"-Stufe bzw. eines nachfolgenden „Einbrenn"-Stadiums wird eine angehobene Spannung von 12 Volt in diese eingespeist, wenn die Daten in den EEPROM 53 eingeschrieben werden. Die Programmiereinheit 54 empfängt Taktungs- bzw. Zeitsteuerungssignale CLK von der Takteinrichtung 51 und hat einen Dateneingang, der an den Dateneingangs-/Ausgangs-Anschluss 26 angeschlossen ist, um es so zu ermöglichen, dass externe Daten in diesen über den Kontakt r in dem Kontaktfeld 11 eingespeist zu werden. Unterschiedliche E² -Ausgänge des EEPROM 53 werden in dem Abstimmkondensator 38, den Bezugsspannungsgenerator 40, die bidirektionale Datenkommunikationsschaltung 45, die Rücksetzschaltung 50 und die Takteinrichtung 51 eingespeist. Gleichermaßen ist der Modusdetektor 52 auch reagierend an den EEPROM 53 angekoppelt, so dass sein Zustand bzw. Status programmiert werden kann, damit der Ausgang CM auf einen gewünschten logischen Pegel eingestellt bzw. gesetzt werden kann, ungeachtet der Gegenwart oder der Abwesenheit des elektromagnetischen Feldes über die Spulenantenne 15. Dies wird in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf 11 der Darstellungen erläutert.
Unterschiedliche Bits des EEPROM 53 enthalten Steuerparameter zum Ändern der Charakteristiken der Antennenschnittstelle 16. Insbesondere zwei Arten von Steuerparametern werden in dem EEPROM 53 gespeichert, wobei diese (e) Größenordnungsauswahlparameter und (ii) Freigabe/Sperrparameter sind. Die Größenauswahlparameter ermöglichen die Anpassung an Kundenwünsche und/oder die Optimierung der Bezugsspannung V_REF , des Vdt-Schwellenwertes, der durch die Rücksetzschaltung 50 erfasst wird, der Kapazität des Abstimmkondensators 38 und der Taktausgangsfrequenz der Takteinrichtung 54. Gleichermaßen wird die Schaltung (nicht gezeigt) innerhalb der Antennenschnittstelle 16 an den Ausgang des EEPROM 53 angeschlossen und reagiert auf die Freigabe-/Sperrsteuerparameter, so dass sie permanent gesperrt werden können. Der EEPROM 53 bildet folglich eine Codiereinrichtung zum Codieren, ob die ausgewählten Schaltungsbestandteile frei zu geben sind oder zu sperren sind. Da deshalb solche Module keine wesentlichen Bestandteile der Antennenschnittstelle 16 sind, sind diese aus 3 weggelassen worden und werden getrennt unten unter Bezug auf die 9 bis 12 der Darstellungen beschrieben, die verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
Das Programmieren des EEPROM 53 über die Programmiereinheit 54 wird durch Takten einer Datenfolge bzw. Datenfrequenz in ein Schieberegister innerhalb der Programmiereinheit 54 über den Daten-I/O-Kontakt C4 verwirklicht. Die Programmierdaten werden seriell eingespeist, um so das Schieberegister zu füllen, während die Inhalte des Schieberegisters in den EEPROM 53 geladen werden, indem ein DC-Pegel von 12 Volt an den Kontakt C8 in dem Kontaktfeld 11 angelegt wird. Während dieser Prozedur wird das Taktsignal, das in die Programmiereinheit 54 eingespeist wird, nicht durch die Takteinrichtung 51 erhalten, sondern wird eher extern über den Kontakt C3 in dem Kontaktfeld 11 eingespeist. Die Rücksetzschaltung 50 bewirkt verschiedenen Rücksetzungen dem gemäß, ob das Datenübertragungssystem 10 im Kontaktmodus oder im kontaktlosen Modus ist. Insbesondere im Kontaktmodus geht der Ausgang RST der Rücksetzschaltung 50 in einen Dreistufenzustand, um so die Mikroprozessorrücksetzung zu ermöglichen, um diese von extern in den Mikroprozessor 14 über den Kontakt C2 in dem Kontaktfeld 11 einzuspeisen. Im kontaktlosen Modus wird ein aktives niedriges (LOW) Rücksetzsignal dem Mikroprozessor 14 eingespeist und der Rücksetzzustand hängt von dem Pegel der Schiene mit hoher DC-Spannung Vdd gemäß Daten ab, die in dem EEPROM 53 gespeichert sind. Falls folglich Vdd größer als ein vorbestimmter Schwellenwert V_HIGH ist, der in dem EEPROM gespeichert ist, wird dann der Ausgang RST auf ein hohes Potential (HIGH) gehen. Falls andererseits der Wert von Vdd geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert V_LOW , der in dem EEPROM 53 gespeichert ist, dann geht der Ausgang RST auf ein niedriges Potential (LOW).
Die 4 summiert das Verhältnis zwischen dem Ausgang RST der Rücksetzschaltung 50 als eine Funktion der DC-Spannung Vdd. Folglich wird es bemerkt, dass wenn der Wert von Vdd ansteigt, die Rücksetzspannung RST leicht ansteigen kann bis bei einem bestimmten Pegel, der gleich ungefähr 1 Volt ist, die Rücksetzspannung RST abfällt und auf einem niedrigen Pegel (LOW) verbleibt, bis Vdd den Schwellenwert V_H erreicht, während die Rücksetzspannung RST auf ein hohes Potential (HIGH) geht. Wenn Vdd nun reduziert ist, fällt der Wert der Rücksetzspannung RST langsam proportional zu dem Abfall in Vdd ab, bis Vdd den Spannungsschwellenwert V_L erreicht, während die Rücksetzspannung RST von hoch (HIGH) auf niedrig (LOW) geht. Der Unterschied zwischen den zwei Spannungsschwellenwerten V_H und V_L definiert den Histaresegrad, der mit der Rücksetzschaltung 50 verknüpft ist, und ist gemäß einem Steuerparameter einstellbar, der durch den EEPROM 53 der Rücksetzschaltung 50 eingespeist wird.
Der Takt 51 erzeugt verschiedene Taktsignale, den gemäß ob das Datenübertragungssystem 10 in dem Kontaktmodus oder in dem kontaktlosen Modus ist. Falls insbesondere im Kontaktmodus die Takteinrichtung 51 im Dreistufenzustand ist, um es so dem gewünschten Taktsignal CLK zu ermöglichen, extern in den Mikroprozessor 14 über den Kontakt C3 in dem Kontaktfeld 11 eingeführt zu werden. In dem kontaktlosen Modus wird ein Taktsignal in den Mikroprozessor 14 eingespeist, dessen Frequenz eine ganzzahlige Teilung des übertragenen Trägersignals ist, wobei das Teilungsverhältnis variabel ist und durch jeweilige E² -Bits in dem EEPROM 53 eingestellt wird.
Die 5 zeigt in tabellarischer Form einen Vergleich der Steuersignale und von Daten, die in den Mikroprozessor 14 und in die Antennenschnittstelle 16 im Kontaktmodus bzw. im kontaktlosen Modus eingespeist worden sind. Im Kontaktmodus werden das Rücksetzsignal RST und das Taktsignal CLK in den Mikroprozessor 14 über die Kontakte C2 bzw. C3 in dem Kontaktfeld 11 eingespeist. In dem kontaktlosen Modus werden über die Kontakte C2 und C3 des Kontaktfeldes 11 keine externen Signale eingespeist und das Rücksetzsignal RST und das Taktsignal CLK werden durch die Rücksetzschaltung 15 bzw. die Taktschaltung 51 erzeugt.
Das Modusstatusflag CM, das durch den Modusdetektor 52 innerhalb der Antennenschnittstelle 16 erzeugt wird, wird für einen kontaktlosen Modus auf eine logische „0" gesetzt und wird für den Kontaktmodus auf eine logische „1" gesetzt. Das Modusstatusflag CM wird durch die Steuerlogik innerhalb der Antennenschnittstelle 16 verwendet, um ihre Betriebsart vorzugeben, wie es in weiteren Einzelheiten unten unter Bezugnahme auf 7 der Darstellungen erläutert werden wird.
Der Mikroprozessor 14 bestimmt, welcher Betriebszustand erforderlich ist, d. h. der kontaktiert oder der kontaktlose, indem der zweite I/O-Port IO₂ abgetastet wird, der an die Antennenschnittstelle 16 angeschlossen ist. In dem Fall, dass die Datenübertragungskarte 10 in ein Kartenlesegerät eingesetzt wird und Daten extern in das Kontaktfeld 11 eingespeist werden, dann wird dies durch den Kontakt C7 vorgenommen, der an den ersten I/O-Port IO₁ des Mikroprozessors 14 angeschlossen ist. In diesem Fall werden keine Daten durch den zweiten I/O-Port IO₂ des Mikroprozessors 14 wahrgenommen, der deshalb weiß, dass das Datenübertragungssystem 10 im kontaktierten Modus arbeitet. Das umgekehrte trifft in dem kontaktlosen Modus zu, wenn Daten über den Daten-I/O-Verbindungsanschluss 26 dem kontaktlosen I/O-Port IO₂ des Mikroprozessors 14 zugeführt werden. Es ist folglich zu bemerken, dass sowohl der Mikroprozessor 14 als auch die Antennenschnittstelle 16 bestim men, ob gemäß dem kontaktierten oder im kontaktlosen Modus zu arbeiten ist. Im Kontaktmodus empfängt der Mikroprozessor 14 Zeitsteuerungs- bzw. Taktsignale extern von der Kartenleseeinrichtung über den Kontakt C3 in dem Kontaktfeld 11 gleichermaßen wird in dem kontaktlosen Modus eine ähnliche Form eines Taktsignales CLK durch die Takteinrichtung 51 erzeugt und wird dem Mikroprozessor 14 zugeführt. Insofern die Antennenschnittstelle 16 betroffen ist, wird hier wiederum im kontaktlosen Modus das Taktsignal CLK durch den Takt 51 erzeugt, wobei kein Signal extern dem Kontakt C3 des Kontaktfeldes 11 zugeführt wird. Andererseits wird im Kontaktmodus das Taktsignal CLK tatsächlich extern über den Kontakt C3 im Kontaktfeld 11 eingespeist, und, um nicht mit diesem Signal zu interferieren, geht der Ausgang der Takteinrichtung 51 in einem prestabilen Zustand.
In dem Kontaktmodus wird die Datenübertragung zwischen dem Kontakt C7 in dem Kontaktfeld 11 und dem Mikroprozessor 14 unter Verwendung eines Datenkommunikationsprotokolls bewirkt, das der ISO 7816 entspricht. Im kontaktlosen Modus wird die Datenübertragung zwischen dem Mikroprozessor 14 und dem Daten-I/O-Verbindungsanschluss 26 der Antennenschnittstelle 16 unter Verwendung eines kontaktlosen Protokolls bewirkt, wie etwa z. B. dem im unserem oben Bezug genommenen US-Patent 5,241,160 beschrieben.
Die 6 ist ein Flussdiagramm, das die wesentlichen Betriebsschritte des Mikroprozessors 14 von einem anfänglichen ausgeschaltetem Zustand zusammenfasst. Der Betrieb des Mikroprozessors 14 beginnt, wenn sämtliche der drei Vdd-, CLK- und RST-Signale entweder über die passenden Kontakte in dem Kontaktfeld 11 oder alternativ über die Antennenschnittstelle 16 in diesen eingespeist werden. Beim Einschalten wird der zweite Daten-I/O-Port IO₂ , wie oben erläutert, abgetastet, um die Gegenfahrt eines elektromagnetischen Feldes entsprechend dem kontaktlosen Modus oder seine Abwesenheit entsprechend dem Kontaktmodus zu bestimmen. In dem Fall des Kontaktmodus weist der Mikroprozessor 14, das sowohl hereinkommende als auch herausgehende Daten über den ersten Daten-I/O-Port IO₁ gemäß einem Kommunikationsprotokoll zu kanalisieren sind, das der ISO 7816 entspricht. In dem Fall des kontaktlosen Modus weist der Mikroprozessor 14, dass sowohl hereinkommende als auch herausgehende Daten über den zweiten Daten-I/O-Port IO₂ gemäß einem kontaktlosen Protokoll zu kanalisieren sind, das in dem Mikroprozessor 14 gespeichert ist.
Die 7 ist ein Flussdiagramm, das die prinzipiellen Betriebsschritte zeigt, die mit der Antennenschnitstelle 16 von einem anfänglich ausgeschaltetem Zustand verknüpft sind. Der Wert der DC-Spannungszufuhr des Ausganges Vdd über den Brückengleichrichter 37 wird konstant bzw. fortwährend abgetastet und mit einem gespeichertem Schwellenwert, der typischerweise gleich 1,5 Volt unter dem ist, der eine nicht ausreichende Spannung darstellt, um die Schaltung innerhalb der Antennenschnittstelle 16 zu erheben, verglichen. Wenn die Spannung Vdd über den minimalen Schwellenwert ansteigt, arbeitet der Kontaktmodusdetektor 52 um einzurichten bzw. zu veranlassen, wenn ein kontaktierter oder ein kontaktloser Modus erforderlich ist. Im kontaktlosen Modus wird ein Flag IO₂ auf „0" gesetzt und, wie oben erörtert das Taktsignal CLK und das Rücksetzsignal RST werden beide in einem prestabilen Zustand versetzt. Andererseits wird im kontaktlosen Modus das Flag IO₂ auf „1" gesetzt, wobei das Rücksetzsignal RST auf „0" gesetzt wird, (d. h. seinen aktiven niedrigen bzw. LOW-Pegel) und der Taktausgang CLK wird auf eine Frequenz gesetzt, die gleich f₀/N1 ist, wobei F₀2 die Eingangsfrequenz des Trägersignales ist, das typischerweise gleich 13,56 MHz ist und N ein Divisionsfaktor ist, der in dem EEPROM 53 gespeichert ist, der typischerweise gleich 3, 4, 6 oder 8 ist. Durch derartige Mittel kann die Taktfrequenz durch den Endbenutzer gemäß spezifischen Anforderungen eingestellt werden.
Danach wird die Größe der Spannungszufuhr Vdd fortwährend mit einem Spannungsschwellenwert V_th verglichen, dessen Wert gleichermaßen in dem EEPROM 53 gespeichert ist, so dass, wenn die Spannungszufuhr Vdd den Spannungsschwellenwert V_th übersteigt, das Rücksetzsignal RST auf hoch bzw. HIGH geht, eine logische „1". Der Wert des Flags IO₂ ist gleich den Daten, die darin über die bidirektionale Datenkommunikationsschaltung 45 eingespeist werden.
Die zwei Vergleiche von Vdd mit der minimalen Schwellenwertspannung von 1,5 Volt und mit der Schwellenwertspannung V_th werden beide in dem Hintergrund fortwährend durchgeführt. Sie dienen, um sicher zu stellen, dass die Antennenschnittstelle 16 nur aufmerksam wird bzw. erwacht, wenn die Spannung Vdd den minimalen Schwellenwert von 1,5 Volt überschreitet; und die Datenübertragung wird nur bewirkt, wenn die Trägerwelle, die durch die elektromagnetische Welle über die Spulenantenne 15 gebildet wird, ausreichend stark ist, so dass die Spannungszufuhr Vdd den minimalen Spannungsschwellenwert Von über steigt, der selbst größer als 1,5 Volt ist. Da die Datenübertragungskarte 10 in und aus dem externen magnetischen Feld bewegt wird, wird die Spannung, die über die Spulenantenne 15 induziert wird, variieren und es ist deshalb nötig, die Datenübertragung zu unterbrechen, wenn eine unzureichende induzierte Spannung vorhanden ist, bis die induzierte Spannung wieder ausreichend groß ist.
Es ist oben bemerkt worden, dass der EEPROM 53 so programmiert werden kann, um eine Anpassung der Antennenschnittstelle 16 an Kundenwünsche zu ermöglichen. Insbesondere ermöglicht der EEPROM 53 es, verschiedene Bestandteile innerhalb der Antennenschnittstelle 16, die funktionsmäßig in 3 gezeigt ist, freizugeben/ zu sperren; und ermöglicht die Auswahl von Komponentenwerten, wo es angemessen ist. Die Freigabe von Schaltungskomponenten reduziert den Stromverbrauch der Datenübertragungskarte und ist insbesondere ein Vorteil, wenn Daten im kontaktlosen Modus übertragen werden, da der Bereich dadurch erhöht wird.
Es wird nun Bezug genommen auf 8a, wo die Verwendung des EEPROM 53 zur Auswahl von einem von acht vorbestimmten Werten, die von 0 bis 7C für den Abstimmkondensator 38 in der Antennenschnittstelle 16 reichen, beschrieben wird. Der Abstimmkondensator 38 wird durch eine Kondensatorbank verwirklicht, die allgemein als 55 aufgezeigt ist und 3 Kondensatoren 56, 57 und 58 aufweist, die parallel angeschlossen sind und jeweilige Kapazitanzen haben, die gleich C, 2C und 4C sind. Folglich kann durch Anschließen ausgewählter der Kondensatoren an die Schaltung die Gesamtkapazitanz der Kondensatorbank 55 von 0 (wenn keiner der Kondensatoren angeschlossen ist) auf 7C (wenn sämtliche Kondensatoren angeschlossen sind) verändert werden.
Um die erforderliche Auswahl zur Verfügung zu stellen, wird jeder der Kondensatoren 56, 57 und 58 in Serie an einen entsprechenden MOSFET 59, 60 und 61 angeschlossen, deren Gate-Anschlüsse an ein jeweiliges Bit in dem EEPROM 53 angeschlossen sind, welcher folglich die Gatespannung hoch bzw. HIGH oder niedrig bzw. LOW zum Ein- oder Ausschalten von jedem MOSFET zur Verfügung stellt. Durch solche Mittel beeinflussen die entsprechenden Bits in dem EEPROM 53 die Freigabe oder Sperrung der Kondensatoren 56, 57 und 58, wobei es ermöglicht wird, die Kapazitanz bzw. Kapazität der Kondensator bank 55, wie erforderlich, zu verändern. Die Anzahl von verschiedenen Kapazitanz- bzw. Kapazitätspegeln, die folglich auswählbar ist, ist natürlich gleich 2^N, wobei N die Anzahl der Kondensatoren in der Kondensatorbank 55 ist, die jeweilige Kapazitanzen bzw. Kapazitäten hat, die in ihrem Wert von C bis C × 2 (^N–1) reicht, und wobei jeder durch ein zugeordnetes Bit in dem EEPROM 53 auswählbar ist. Durch derartige Mittel kann die Netzkapazität bzw. -kapazitanz der Kondensatorbank 55 von 0 bis C × (2^N – 1) verändert werden.
Der EEPROM 53 ermöglicht die Auswahl von Werten der Komponenten in der Tat durch Schalten von Komponenten in und aus der Schaltung. Es wird nun Bezug auf 8b genommen, die einen Rücksetzpegel-Schwellenwertkomparator 62 zeigt, der einen veränderbaren und auswählbaren Schwellenwertpegel hat. Ein Kettennetzwerk von MOSFETs 63a, 63b, 63c und 63d, das über einen Spannungsteiler angeschlossen ist, weist Widerstände 64a, 64b, 64c und 64d auf, die Werte von R, 2R, 4R bzw. 8R haben. Der Komparator 62 weist einen nicht invertierenden Eingang auf, an welchem eine Bezugsspannung V_REF anges^chlossen ist, und einen invertierenden Eingang, an dem ein veränderbarer Rücksetzpegel-Schwellenwert kVdd angelegt ist. Die Widerstände 64a, 64b, 64c und 64d können wahlweise kurz geschlossen werden, indem ein hoher logischer Pegel „1" an das Gate des entsprechenden MOSFET angelegt wird, wobei folglich der Gesamtwiderstand des Spannungsteilers geändert wird. Der Faktor k ist veränderbar abhängig davon, welcher der Widerstände 64a, 64b, 64c und 64d in dem Spannungsteiler in die Schaltung oder aus dieser geschaltet ist, so dass der Anteil, der an dem invertierenden Eingang des Rücksetzpegel-Schwellenwertkomparators 62 erscheint, auch variiert.
Durch solche Mittel ermöglicht der EEPROM 53 die Anpassung an Kundenwünsche in der Fabrik für die Antennenschnittstelle 16 gem. spezifischen Endverbraucheranforderungen. Einige Beispiele der Vielseitigkeit dieses Ansatzes werden nun unter besonderer Bezugnahme auf die 9 bis 12 der Darstellungen beschrieben, die verschiedene Ausführungsformen der Antennenschnittstelle 16 zeigen. In dem Ausmaß, dass die Antennenschnittstelle 16 identische Komponenten zu jenen aufweist, die bei der ersten Ausführungsform verwendet werden, die unter Bezug auf 3 beschrieben worden ist, werden die gleichen Bezugsziffern nun eingesetzt werden.
Die 9 zeigt in weiteren Einzelheiten die Antennenschnittstelle 16, die in 3 dargestellt ist, die bestimmte Bestandteile enthalten, die gegenwärtig gesperrt sind. Insbesondere gibt es auch einen selbst gleichrichtenden bzw. selbst synchronisierenden Schwellenwertdatenverstärker 65, der Dateneingangs-, Datenausgangs- und Taktgeber- bzw. Synchronisationsleitungen hat, die jeweils an DATIN-, DATOUT- und FILCAP-Verbindungsanschlüsse 66, 67 und 68 der Antennenschnittstelle 16 angeschlossen sind. Gleichermaßen hat ein Pulsverstärker 70 Dateneingangs- und Datenausgangsleitungen, die jeweilig an PULIN- und PULOUT-Verbindungsanschlüsse 71 und 72 der Antennenschnittstelle 16 angeschlossen sind.
Sowohl der selbst synchronisierende bzw. selbst nachführende Schwellenwertdatenverstärker 65 als auch der Pulsverstärker 70 sind an jeweilige Bits des EEPROM 53 angeschlossen, wie es oben erläutert ist, um so deren Freigabe/Sperrung während der Herstellung zu ermöglichen. Folglich ist in der in 3 gezeigten Ausführungsform keine der Bestandteile funktional, wobei beide gesperrt sind, sodass die Antennenschnittstelle 16, die in 9 gezeigt ist, funktional identisch zu der in 3 gezeigten ist.
Die 10 zeigt eine Abänderung der Antennenschnittstelle 16, wobei der Daten-Eingangs/Ausgangs-Verbindungsanschluß 26 an die jeweiligen zugeordneten Dateneingangs- und -ausgangs-Ports des Mikroprozessors 14, die mit PA6 bzw. PA7 benannt sind, parallel mit dem Kontakt C4 in dem Kontaktfeld 11 angeschlossen. Der Mikroprozessor 14 enthält einen internen Takt, der an erste und zweite Oszillatoranschlüsse OSC1 und OSC2 angeschlossen ist, und der nicht betrieben wird, es sei denn, die Anschlüsse OSC1 und OSC2 sind mittels eines Widerstandes 73 miteinander zwischenverbunden, dessen Widerstand die interne Taktfrequenz bestimmt. Wenn der Widerstand 73 folglich angeschlossen ist, läuft der interne Takt in einem Freilaufmodus bei einer Frequenz f, die von dem Wert des Widerstandes 73 abhängt. Die grundlegende Freilauffrequenz f des internen Taktes ist unzureichend genau, um es frequenzabhängigen Datenübertragungsprotokollen zu ermöglichen, eingesetzt zu werden, und deshalb enthält jede Datensequenz ein Referenzbit, um den Einsatz einer pulsbreiten Modulation (PWM) zu ermöglichen, wie es in unserem US-Patent Nr. 5,241,160 beschrieben wird. Die Verwendung des internen Taktes innerhalb des Mikroprozessors 14 beugt der Notwendigkeit vor, die Taktschaltung 51 innerhalb der Antennen schnittstelle 16 einzusetzen, wobei folglich Energie bzw. Leistung eingespart wird und signifikant ist, weil diese Ausführungsform zur Verwendung im kontaktlosen Modus gedacht ist. Die erforderliche Sperrung der Taktschaltung 51 wird wieder durch deren wahlweises Einschalten in und aus der Schaltung unter der Steuerung eines zweckmäßigen Bits in dem EEPROM 53 erzielt.
Als eine weniger bevorzugte Alternative zur Verwendung des internen Takts innerhalb des Mikroprozessors 14 kann der Widerstand 73 freigegeben bzw. weggelassen werden und der Taktverbindungsanschluss 25 der Antennenschnittstelle 16 kann unmittelbar an den ersten Oszillatoreingang OSC1 des Mikroprozessors 14 parallel zu dem Kontakt C3 in dem Kontaktfeld angeschlossen werden. In diesem Fall wird das Taktsignal durch die Taktschaltung 51 innerhalb der Antennenschnittstelle 16 zur Verfügung gestellt.
Da, wie oben bemerkt, die Datenübertragungskarte 10 nur für den Betrieb im kontaktlosen Modus gedacht ist, muss der Stromverbrauch zur Vergrößerung der Reichweite bzw. des Bereiches minimiert werden. Deshalb werden sowohl der selbst synchronisierende bzw. selbst nachführende Schwellenwertdatenverstärker 65 als auch der Pulsverstärker 70, wie oben erörtert, gesperrt, da keiner erforderlich ist. Ferner wird nur das Kontaktfeld 11 bei dieser Ausführungsform nur im Programmierungsmodus verwendet, um externe Daten ^über den Kontakt C4 und das Taktsignal CLK über den Kontakt C3 in die Programmierungseinheit 54 einzuspeisen, während der korrekte Spannungspegel an dem Kontakt C8 eingestellt wird.
Die 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antennenschnittstelle 16, wobei eine Spulenantenne 15 an die Spulenanschlüsse 20 und 21 angeschlossen ist und es wird eine entfernte Spulenantenne 74 angeschlossen, die um eine Entfernung von mehreren Metern von der Antennenschnittstelle 16 entfernt platziert sein kann. Dies ermöglicht es, die Datenübertragungskarte 10 in Situationen einzusetzen, in denen sie entfernt von der Spulenantenne 75 lokalisiert werden muss. Eine solche Ausführungsform ist z. B. in einem automatischen Treibstoffverwaltungssystem zweckmäßig, bei dem eine Datenübertragungskarte 10 innerhalb eines Fahrzeuges platziert ist, wobei aber die Spulenantenne 75 entfernt davon in der Umgebung des Treibstofftanks des Fahrzeuges angeordnet sein muss, um so mit einer Leseantenne zu kommunizieren, die in Verknüpfung mit der Treibstoffdüse aufgebaut ist.
Bei dieser Ausführungsform wird wieder weder der selbst synchronisierende bzw. selbst nachführende Schwellenwertdatenverstärker 65 noch der Pulsverstärker 70 benötigt und beide sind deshalb gesperrt. Da gleichermaßen die Spulenantenne 15 nicht in Betrieb bzw. nicht funktional ist, wird auch die Verbindung bzw. Klemme 39 gesperrt. Die entfernte Spulenantenne 75 ist parallel mit einem Abstimmkondensator 76 und Gleichrichterdioden 77 und 78 angeschlossen. Ein Zentralabgriff der Spulenantenne 75 ist an GND angeschlossen, während die negativen Anschlüsse der Gleichrichterdioden 77 und 78 gemeinsam an eine externe Zufuhr und an eine Datenschiene 80 angeschlossen sind, deren Spannung an 5,1 Volt mittels einer Zenerdiode 81 angeklemmt ist, die parallel mit einem Pulldown-Widerstand 82 angeschlossen ist. Die externe Zufuhr und die Datenschiene 80 sind über eine Gleichrichterdiode 83 an die DC-Hochspannungsschiene Vdd angeschlossen. Gleichermaßen sind die externe Zufuhr und die Datenschiene 80 gemeinsam über eine Gleichrichterdiode 84 und einen Pulldown-Widerstand 85 an die Dateneingangs- und -ausgangs-Ports des Mikroprozessors 14, PA6 bzw. PA7, angeschlossen.
Es ist oben erläutert worden, dass der Modusdetektor 52 auf das Vorhandensein eines elektromagnetischen Feldes über der Spulenantenne 15 anspricht, um den "kontaktlosen" Modus freizugeben. Dies infolge gibt die Rücksetzschaltung 50 und die Takteinrichtung 51 frei, die beide ansprechend bzw. reagierend an den Ausgang des Modusdetektors 52 angekoppelt sind. In der in 11 gezeigten Ausführungsform ist die Spulenantenne 15 nicht mehr in Betrieb bzw. in Funktion und die Datenübertragung wird folglich im Kontaktmodus bewirkt. Jedoch ist es noch erforderlich, dass RST- und CLK-Signale von der Rücksetzschaltung bzw. der Takteinrichtung erhalten werden, da ansonsten externe RSD- und CLK-Signale über das Kontaktfeld 11 zuzuführen wären. Um sicherzustellen, dass die Rücksetzschaltung 50 und die Takteinrichtung 51 aktiv bleiben, obwohl die Spulenantenne 15 gesperrt wird, wird der Modusdetektor 52 mittels des EEPROM 53 gesteuert, um so den Betrieb im "kontaktlosen" Modus zu ermöglichen. Dies wird unter Verwendung der gleichen Technologie gemacht, wie sie zur Freigabe und zur Sperrung anderer Funktionen der Antennenschnittstelle 16 beschrieben worden ist.
Schließlich wird auf 12 Bezug genommen, wobei dort eine weitere Ausführungsform zu der Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, gezeigt wird, wobei wieder eine entfernte Antenne 75 zur Verfügung gestellt wird und keine Spulenantenne 15 an die Spulenanschlüsse 20 und 21 angeschlossen ist. Hier kann auch die Datenübertragungskarte 10 in einem automatischen Treibstoffverwaltungssystem angewendet werden, wobei es erforderlich ist, eine Aufzeichnung der Treibstoffverbrauchsrate bzw. -geschwindigkeit beizubehalten. Hierzu werden Pulse von dem Geschwindigkeitsmesser des Fahrzeuges in den PULIN-Verbindungsanschluss 71 der Antennenschnittstelle 16 eingespeist, wo sie durch den Pulsverstärker 70 verstärkt werden. Die verstärkten Signale werden über den PULOUT-Verbindungsanschluss 72 einem Unterbrecher-Port IRQ des Mikroprozessors 14 eingespeist.
Die durch die entfernte Antenne 75 empfangenen Signale sind im Allgemeinen schwach und werden deshalb durch den selbst synchronisierenden bzw. selbst nachführenden Schwellenwertdatenverstärker 65 verstärkt, der ein Verstärker/Komparator ist, der einen selbst synchronisierenden bzw. selbst nachstellenden Schwellenwertpegel hat. Der Ausgang des selbst synchronisierenden bzw. selbst nachstellenden Schwellenwertdatenverstärkers 65 wird an den Eingangs-Port PA6 des Mikroprozessors 14 angekoppelt. Der Ausgangs-Port PA7 des Mikroprozessors 14 ist unmittelbar an die entfernte Spulenantenne 75 angeschlossen, um so dadurch Daten zu einer Leseantenne (nicht gezeigt) zu übertragen, die in Verbindung mit einer Kraftstoffdüse (auch nicht gezeigt) aufgebaut ist.
Anders als bei der Ausführungsform nach 11, bei der das System passiv ist und nur über eine induktive Ankopplung mit Leistung versehen wird, wenn die Treibstoffdüse in den Treibstofftank eingeführt wird, ist das in 12 gezeigte System aktiv und muss erregt bzw. mit Energie versorgt bleiben, selbst wenn es tatsächlich nicht abgehört bzw. abgerufen wird. Die Hochspannungs-DC-Schiene Vdd ist an einer Batterie 86 innerhalb des Fahrzeuges über eine herkömmliche Spannungsherabsetzungs- und -regelschaltung angeschlossen, die als 87 angezeigt ist, und die eine Anzeigelampe 88 enthält, um anzuzeigen, dass die Schaltung in Betrieb ist.
Es ist folglich offensichtlich, dass die Datenübertragungskarte 10 äußerst vielseitig ist und leicht während der Herstellung programmiert werden kann, um optimal einer breiten Vielfalt von verschiedenen Anwendungen dienlich zu sein. Diese Vielseitigkeit stammt zum Teil von der gleichzeitigen Bereitstellung des Kontaktmodus und des kontaktlosen Modus der Datenübertragung, welche ausgewählt werden können gemäß dem, ob ein elektromagnetisches Feld über die Spulenantenne der Karte erfasst wird oder nicht. Darüber hinaus stammt die Vielseitigkeit der Karte von der Bereitstellung eines EEPROM, das programmiert ist, um verschiedene Schaltungsfunktionen freizugeben oder zu sperren, und um die Werte von Schaltungskomponenten so zu variieren, dass die gleiche Karte für die spezifischen Anwendungen optimiert werden kann, für die sie gedacht ist.
Es ist verständlich, dass Modifikationen bewirkt werden können, ohne den Bereich der Erfindung, wie sie in den beigeschlossenen Ansprüchen beansprucht ist, zu verlassen. Zum Beispiel wird in der bevorzugten Ausführungsform eine Ladeschaltung an die Antennenschnittstelle gekoppelt, um die Spule im kontaktlosen Modus in Reaktion auf Daten zu laden, die in diese durch den Mikroprozessor eingespeist werden. Jedoch kann stattdessen eine Entkopplungsschaltung verwendet werden und kann durch den Mikroprozessor gesteuert werden, um so wirksam die abgestimmte Antennenschaltung davon abzuhalten, Energie der verbleibenden Datenträgerschaltung zuzuführen, in Reaktion auf Daten, die durch den Mikroprozessor 14 erzeugt werden. Eine derartige Anordnung wird im Einzelnen in unserem US-Patent Nummer 5,241,160 beschrieben, das eine Datenträgerschaltung zeigt, die einen Mikroprozessor, einen nicht flüchtigen Speicher und einen Modulator/Demodulator hat, ähnlich bzw. gleich der, die oben unter Bezugnahme auf 3 beschrieben worden ist, jedoch ohne eine getrennte an Kundenanforderungen anpassbare Antennenschnittstelle. Eine abgestimmte Antennenschaltung innerhalb des Datenträgers wird auf eine erste Frequenz abgestimmt bzw. abgeglichen, entsprechend einem Trägersignal, das durch eine Stationsantenne übertragen worden ist. Der Mikroprozessor und der nicht flüchtige Speicher in dem Datenträger werden durch eine Spannung erregt, die in die abgestimmte bzw. abgeglichene Antennenschaltung induziert worden ist, und der Modulator enthält eine Entkopplungseinrichtung, die durch den Mikroprozessor gesteuert wird, um so wirksam die abgestimmte Antennenschaltung davor zu bewahren, der verbleibenden Datenträgerschaltung in Reaktion auf Daten, die durch den Mikroprozessor erzeugt worden sind, Energie zuzufüh ren. Dies entlädt die abgeglichene bzw. abgestimmte Antennenschaltung und moduliert das erste Signal, indem seine Amplitude erhöht wird. Die Modulation mittels Entkopplung führt zu einer wesentlichen Steigerung der Modulationstiefe im Vergleich zur Modulation mittels Aufladung bzw. Ladung.
Gleichermaßen wird es bevorzugt, dass, während bei der bevorzugten Ausführungsform die Datenübertragung im Kontaktmodus unter Verwendung des Protokolls nach ISO 7816 bewirkt wird, kann jedes andere zweckmäßige Protokoll eingesetzt werden.
Es wird auch bevorzugt, dass, während die bevorzugte Ausführungsform unter Bezug auf eine Amplitudenmodulation des Trägersignals wegen des Ladens der Karte beschrieben worden ist, eine derartige Ladung bzw. Aufladung in der Praxis auch Anlass zur Phasenmodulation des Trägersignales gibt. Folglich kann die Leseeinrichtung auch die Änderung der Phase des Trägersignales relativ zu seinem eigenen Master-Takt verfassen, um so die Genauigkeit zu verbessern, mit der Daten von der Karte gelesen werden.
Es sollte auch bemerkt werden, dass, während bei der bevorzugten Ausführungsform die Codierungsmittel mittels eines EEPROM realisiert worden sind, irgendein anderes zweckmäßiges Mittel eingesetzt werden kann. Zum Beispiel kann ein DIP-Schalter oder schmelzbare Schalter zusätzlich oder stattdessen verwendet werden.
Es wird deutlich, dass sich die Datenkarte gemäß der Erfindung von bislang vorgeschlagenen Datenkarten auch dadurch unterscheidet, dass Daten bei der Erfindung an bzw. auf dem Kontaktfeld selbst vorhanden sein können, wenn Daten an der Spulenantenne zugegeben sind. In einer derartigen Situation kann der Mikroprozessor programmiert werden, um sich auf die Daten an nur einer der Datenleitungen oder auf beide Datenleitungen gleichzeitig gemäß einem vorbestimmten Protokoll zu beziehen.
Es wird ferner zu verstehen sein, dass, während die Erfindung mit einer bestimmten Bezugnahme auf eine Datenübertragungseinrichtung in der Form einer Karte beschrieben worden ist, irgendeine andere zweckmäßige Einrichtung in das Gerüst der Erfindung einbezogen ist, wie sie in den beigeschlossenen Ansprüchen definiert wird. Gleichermaßen kann eine derar tige Einrichtung nicht nur ein selbstständiges Modul sein, sondern, falls gewünscht, kann sie mit anderer Hardware, die tragbar sein kann oder auch nicht, integriert sein.

Claims

Datenübertragungskarte (10), die kontaktierte und nicht kontaktierte Betriebsmodi hat, die aufweist: einen Mikroprozessor (14), um in den kontaktierten und nicht kontaktierten bzw. kontaktlosen Modi gemäß einem kontaktierten oder kontaktlosen Datenkommunikationsprotokoll zu arbeiten, ein Kontaktfeld (11) enthält Kontakte (11), die durch erste Anschlüsse (13) an den Mikroprozessor während des kontaktierten Modus angeschlossen sind, und eine Datenübertragung zwischen den Kontakten und dem Mikroprozessor gemäß dem Kontakt-Datenkommunikationsprotokoll ermöglichen, eine Spulenantenne (15), um eine kontaktlose Datenübertragung von der Karte über die Antennenspule gemäß dem kontaktlosen Datenkommunikationsprotokoll zu ermöglichen, eine Antennenschnittstelle (16), die an die Antennenspule angekoppelt ist, die an zumindest einige der Kontakte in dem Kontaktfeld angeschlossen ist und die durch zweite Anschlüsse (13, 17) an den Mikroprozessor angeschlossen ist, und die Schnittstelle spricht auf ein elektromagnetisches Feld, das über der Spule anliegt, an, um die kontaktlose Datenübertragung zu bewirken; und eine Auswahl zwischen dem kontaktlosen und dem kontaktierten Modus wird durch den Mikroprozessor demgemäß bewirkt, ob das elektromagnetische Feld über der Spule erscheint oder nicht; dadurch gekennzeichnet, dass: der Mikroprozessor getrennte erste und zweite Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Ports (IO1, IO2) hat, die jeweils an erste und zweite Anschlüsse (13, 17) angeschlossen sind, um eine Datenübertragung zu bewirken; wobei verbleibende zweite Anschlüsse (13) jeweils elektrisch an entsprechende der ersten Anschlüsse (13) sowohl während der kontaktierten als auch der kontaktlosen Modi angeschlossen sind, und der Mikroprozessor spricht auf einen Spannungspegel des zweiten Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Ports (IO2) beim „Hochfahren" an, um auszuwählen, welches der Kommunikationsprotokolle freizugeben bzw. zu verwenden ist.
Datenübertragungskarte nach Anspruch 1, wobei: der Mikroprozessor mit Takt(CLK)-, Leistungs(Vdd)- und Rücksetz(RST)-Ports versehen ist, die gemeinsam an jeweilige Takt(C3)-, Leistungs(C1)- und Rücksetz(C2)-Anschlüsse in dem Kontaktfeld bzw. der Antennenschnittstelle angeschlossen sind, und die Takt-, Leistungs- und Rücksetz-Ports des Mikroprozessors empfangen jeweilige Takt-, Leistungs- und Rücksetzsignale über das Kontaktfeld in dem Kontaktmodus und über die Antennenschnittstelle in dem kontaktlosen Modus.
Datenübertragungskarte nach Anspruch 2, wobei in dem Kontaktmodus die Antennenschnittstelle inaktiv ist und in dem kontaktlosen Modus die Antennenschnittstelle auf das elektromagnetische Feld anspricht, um dem Mikroprozessor Leistung zuzuführen.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 2, wobei in dem kontaktierten Modus die Antennenschnittstelle inaktiv ist und in dem kontaktlosen Modus die Antennenschnittstelle auf das elektromagnetische Feld anspricht, um dem Mikroprozessor ein Taktsignal zuzuführen.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 2, wobei der Kontaktmodus der Antennenschnittstelle inaktiv ist und in dem kontaktlosen Modus die Antennenschnittstelle auf das elektromagnetische Feld eines Rücksetzsignals für den Mikroprozessor anspricht.
Datenübertragungskarte gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antennenschnittstelle auf einen Spannungspegel anspricht, der über der Spule bei dem „Hochfahren" anliegt, um auszuwählen, in welchem der Modi zu betreiben ist.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 1, wobei: das elektromagnetische Feld ein amplitudenmodulierter Datenträger ist, auf dem Daten überlagert getragen werden, die durch die Datenübertragungskarte zu lesen sind, ein Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) der Antennenschnittstelle an den zweiten Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (IO2) des Mikroprozessors angekoppelt ist, um die kontaktlose Datenübertragung zu ermöglichen, und die Antennenschnittstelle enthält einen Demodulator (46), um Daten nach ihrer Amplitude zu demodulieren, die auf dem Träger überlagert sind, wobei der Demodulator einen Demodulatoreingang, der an die Spulen- bzw. Wicklungsantenne (15) angekoppelt ist, und einen Demodulatorausgang hat, der an den Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) angekoppelt ist, um an dem Demodulatorausgang ein Signal zu erzeugen; das einen Spannungspegel hat, der überlagerten Daten entspricht.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 1, wobei: das elektromagnetische Feld ein amplitudenmodulierter Datenträger ist, auf dem Daten überlagert sind, die durch die Datenübertragungskarte einer entfernten Einrichtung zugeschrieben werden, der zweite Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (IO2) des Mikroprozessors ist an einen Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) der Antennenschnittstelle angekoppelt, um die kontaktlose Datenübertragung zu bewirken, und die Antennenschnittstelle (16) weist einen Modulator (47) auf, der eine Ladeschaltung enthält, die einen Ladeschaltungseingang, der an den Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port angekoppelt ist, und einen Ladeschaltungsaungang hat, der an die Spule angekoppelt ist, um die Spule in Reaktion auf die dem Ladeschaltungseingang durch den Mikroprozessor eingespeisten Daten zu laden.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 1, wobei: das elektromagnetische Feld ein amplitudenmodulierter Datenträger ist, auf dem Daten überlagert sind, die durch die Datenübertragungskarte einer entfernten Einrichtung zuzuschreiben sind, der zweite Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (IO2) des Mikroprozessors ist an einen Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) der Antennenschnittstelle angekoppelt, um die kontaktlose Datenübertragung zu bewirken, und die Antennenschnittstelle (16) weist einen Modulator (47) auf, der eine Entkopplungsschaltung enthält, die durch den Mikroprozessor gesteuert wird, um so die Antennenschnittstelle wirksam davon abzuhalten, der übrigen Schaltung in der Datenübertragungskarte Energie in Reaktion auf Daten zuzuführen, die durch den Mikroprozessor erzeugt worden sind.
Datenübertragungskarte nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Datenübertragung bidirektional ist.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 1, wobei: die Datenübertragung bidirektional ist, der zweite Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (IO2) des Mikroprozessors an einen Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) der Antennenschnittstelle (16) angekoppelt ist, um die kontaktlose Datenübertragung zu bewirken, und die Antennenschnittstelle enthält: einen Demodulator (46) zur Amplitudendemodulation von Daten, die auf dem Träger überlagert sind, wobei der Demodulator einen Demodulatoreingang, der an die Spule angekoppelt ist, und einen Demodulatorausgang, der an den Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port angekoppelt ist, hat, um an dem Demodulatorausgang zumindest ein Signal zu erzeugen, das erste und zweite Spannungspegel entsprechend zu einer Amplitude des Trägers hat, und einen Modulator (47), der eine Ladeschaltung enthält, die einen Ladeschaltungseingang, der an den Dateneingangs-/Ausgangs-Port angekoppelt ist, und einen Ladeschaltungsausgang hat, der an die Spule angekoppelt ist, um die Spule in Reaktion auf Daten zu laden, die dem Ladeschaltungseingang durch den Mikroprozessor eingespeist worden sind.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 1, wobei: die Datenübertragung bidirektional ist, der zweite Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (IO2) des Mikroprozessors an einen Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port (26) der Antennenschnittstelle (16) angekoppelt ist, um die kontaktlose Datenübertragung zu bewirken, und die Antennenschnittstelle (16) enthält: einen Demodulator (46), zur Amplitudendemodulation von Daten, die auf dem Träger überlagert sind, wobei der Demodulator einen Demodulatoreingang, der an die Spule angekoppelt ist, und einen Demodulatorausgang, der an den Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Port angekoppelt ist, hat, um an dem Demodulatorausgang ein Signal zu erzeugen, das erste und zweite Spannungspegel entsprechend zu einer Amplitude des Trägers hat, und einen Modulator (47), der eine Entkopplungsschaltung enthält, die durch den Mikroprozessor gesteuert ist, um so wirksam die Antennenschnittstelle davon abzuhalten, Energie der übrigen Schaltung in der Datenübertragungskarte in Reaktion auf Daten zuzuführen, die durch den Mikroprozessor erzeugt werden.
Datenübertragungskarte gemäß einem der Ansprüche 8, 9, 11 und 12, wobei der Modulator auf ein Signal anspricht, das Datenbits darstellt, die diesem durch den Mikroprozessor eingespeist worden sind, und der verschiedene logische Pegel zur Erzeugung eines kodierten Signals an einem Ausgang davon hat, das einem ausgewählten Kodierungsschema entspricht.
Datenübertragungskarte gemäß einem der Ansprüche 7, 11 und 12, wobei der Demodulator ferner Mittel enthält, um ein Signal zu dekodieren, das einzelne Bits der Daten darstellt, um so an dem Demodulatorausgang ein Signal zu erzeugen, das die Daten darstellt.
Datenübertragungskarte gemäß irgendeinem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antennenschnittstelle (16) ferner integral bzw. einstöckig Mittel (53) zur Kun denanpassung enthält, um eine Antennenschnittstelle für eine spezifische Anwendung an einen Kunden anzupassen und/oder zu optimieren.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 15, wobei die Kundenanpassungsmittel eine Kodierungseinrichtung (53) im Hinblick auf verschiedene Schaltungskomponenten in der Antennenschnittstelle enthalten, um zu kodieren, ob die Schaltungsbestandteile freizugeben oder zu sperren sind.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 16, wobei die Kodierungsmittel angepasst sind, um mehrere ähnliche Schaltungselemente in der Antennenschnittstelle in einer vorbestimmten Konfiguration miteinander zu verbinden.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 15, wobei die Kundenanpassungsmittel ein Kodierungsmittel enthalten, das zum Betreiben an einen Feineinstellungskondensator (38) innerhalb der Antennenschnittstelle angekoppelt ist, der aufweist, mehrere Komponentenkondensatoren, die auswählbar parallel unter der Steuerung der Kodierungsmittel anschließbar sind, um so eine Netzkapazitanz des Feineinstellungskondensators zu verändern.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 15, wobei die Kundenanpassungsmittel ein Kodierungsmittel zum Kodieren von Auswählparametern im Hinblick auf verschiedene Schaltungskomponenten in der Antennenschnittstelle enthält, um so zu ermöglichen, dass Werte der Schaltungskomponenten ausgewählt werden.
Datenübertragungskarte gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, die enthält: einen Modusdetektor (52), um eine Anwesenheit oder Abwesenheit eines elektromagnetischen Feldes über der Antennenspule bzw. -wicklung zu fühlen, um jeweilige Kontaktlos- und Kontaktmodussignale zu erzeugen, eine Rücksetzschaltung (50), die zur Response an den Modusdetektor angekoppelt ist und die auf das Signal des Kontaktlosmodus anspricht, um ein Rücksetzsignal RST zu einem Rücksetz-Port des Mikroprozessors zuzuführen, und eine Taktschaltung (51) die zur Response an den Modusdetektor angekoppelt ist und die auf ein Kontaktlos-Modussignal anspricht, um ein Taktsignal CLK in den Takt-Port des Mikroprozessors einzuspeisen.
Datenübertragungskarte gemäß Anspruch 20, wobei die Antennenschnittstelle ferner Kundenanpassungsmittel enthält, um das Signal des kontaktlosen Modus selbst in der Abwesenheit eines elektromagnetischen Feldes über der Spulenantenne zu erzeugen, wodurch die Takt- und Rücksetzsignale in Response zu dem Signal des kontaktlosen Modus sind, um Takt- bzw. Rücksetzsignale in den Mikroprozessor selbst in der Abwesenheit eines elektromagnetischen Feldes über der Spulen- bzw. Wicklungsantenne einzuspeisen.
Datenübertragungskarte gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Kontakt-Datenkommunikationsprotokoll der ISO 7816 genügt.
Datenübertragungskarte gemäß irgendeinem der voranstehenden Ansprüche, wobei Daten gleichzeitig an den ersten und den zweiten Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Ports vorhanden sein können, und der Mikroprozessor ist programmiert, um sich auf die Daten an nur einem der Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Ports zu beziehen oder auf beide Daten-Eingangs-/-Ausgangs-Ports gleichzeitig gemäß einem vorbestimmten Protokoll.
Datenübertragungskarte gemäß irgendeinem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Mikroprozessor und die Antennenschnittstelle auf einem einzigen Chip integriert sind.