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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontaktloses Speicherkartensystem,
das so ausgelegt ist, dass es ein Senden und Empfangen von Daten
mittels elektromagnetischer Kopplung (auch als elektromagnetische
Induktion bezeichnet) durchführt,
und insbesondere auf ein Speichermediumsystem, das eine kontaktlose
Speicherkarte aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie ein Senden
und Empfangen von Daten mittels elektromagnetischer Kopplung (auch
als elektromagnetische Induktion bezeichnet) über einen LC-Schwingkreis durchführt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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in
den letzten Jahren wurden große
Fortschritte bei der Entwicklung praktisch verwendbarer kontaktloser
Speicherkarten als ein kleines, höchst zuverlässiges Speichermedium gemacht,
was zu einer großen
Vielzahl ihrer Anwendungsmöglichkeiten sowie
zu einer beträchtlichen
Steigerung ihrer Speicherkapazität
geführt
hat.
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Zusammen
mit der Erzielung einer großen Speicherkapazität besteht
natürlich
auch ein Bedarf nach der Übertragung
von Daten mit hoher Geschwindigkeit.
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Allgemein
ist es jedoch extrem schwierig, die Geschwindigkeit der Datenübertragung
zu steigern, wenn eine Übertragung
unter der Verwendung einer elektromagnetischen Kopplung über einen LC-Schwingkreis
durchgeführt
wird.
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Verfahren
zum Steigern der Übertragungsgeschwindigkeit,
die in Betracht gezogen werden können,
sind zum Beispiel die folgenden Verfahren: (1) Einfach die Zeit
verringern, die zum Senden des jeweiligen Bits benötigt wird,
(2) Vorsehen einer Vielzahl von LC-Schwingkreisen, um so die Daten
parallel zu senden, und (3) die Verwendung einer Multiphasenmodulation,
um so eine Vielzahl von Datenbits gleichzeitig zu senden.
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Das
letztere Verfahren (3) erfordert eine Vielzahl von Modulator- und
Demodulatorschaltungen für Multiphasen-PSK
oder Multiphasen-FSK, wodurch die Anwendung auf dem Gebiet kontaktloser
Speicherkartensysteme besonders schwierig wird, bei denen ein erheblicher
Bedarf nach kompakten, billigen Lese- und Schreibgeräten besteht.
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Ein
bekanntes Speichermediumsystem, das eine solche kontaktlose Speicherkarte
nutzt, wie sie zum Beispiel in 8 gezeigt
ist, weist einen elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 1 auf
der Seite des Lese-Schreib-Geräts und einen elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitt 10 auf der Seite der Speicherkarte
auf.
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8 ist
der Schaltplan der Kommunikationsschaltung für ein kontaktloses Speicherkartensystem
der Vergangenheit, und 9 ist eine Zeichnung, welche
die hauptsächlich
darin verwendeten Wellenformen zeigt.
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Bei
einem Speichermediumsystem, das die kontaktlose Speicherkarte der
Vergangenheit, wie sie in 8 gezeigt
ist, einsetzt, liegen sich eine aufgedruckte Spulenantenne 2 der
elektromagnetischen Kopplungsschnittstelle 1 der Seite
des Lese-Schreib-Geräts
und eine aufgedruckte Spulenantenne 12 des LC-Schwingkreises 11 der
elektromagnetischen Kopplungsschnittstelle 10 der Speicherkartenseite
einander gegenüber,
wenn ein Zugriff durchgeführt
wird, wodurch diese Elemente in einen elektromagnetischen Kopplungszustand
gebracht werden, so dass Daten zwischen ihnen ausgetauscht werden
können.
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Das
bedeutet, dass die Antennen 2 und 12 der Lese-Schreib-Gerätseite bzw.
der Kartenseite beide sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet
werden.
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Wenn
die start-stopp-synchronisierten seriell übertragenen Daten BD eine Bitzeitdauer
(Zeitlänge eines
Bits) von tb haben, wenn sie, wie in 9 gezeigt,
von der Kartenseite an die Lese-Schreib-Gerätseite gesendet werden, welche
der Zeit entspricht, wenn die übertragenen
Daten BD 0 sind, wird an der Übertragungssignalformungsschaltung 15 durch
ein Einzelschusssignal ein Übertragungssignal
TX gebildet, wobei dieses Signal den Sendeansteuerungstransistor 13 ansteuert.
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Das
bedeutet, dass jedes Mal, wenn die oben genannten Übertragungsdaten
DB 0 sind, der Schwingkreis 11 einzelschussangesteuert
wird, was zu einer elektromagnetischen Induktion in der Antenne 2 des
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitts 1 der
Lese-Schreib-Gerätseite
führt.
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Wenn
dies geschieht, dann ist, auch wenn die Ansteuerung in einem Einzelschussverfahren
geschieht, aufgrund des Resonanzphänomens im Schwingkreis 11 die
aktuelle Wellenform in der Antenne 12 eine frei gedämpfte Wellenform,
wobei die induzierte Wellenform in der Antenne 2 des Schnittstellenabschnitts 1 der
Lese-Schreib-Gerätseite ebenfalls
eine ähnlich
frei gedämpfte
Wellenform aufweist.
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Die
oben genannte induzierte Wellenform, die in der Antenne 2 auftritt,
wird in die Empfangsdemodulationsschaltung 3 eingegeben,
in der sie demoduliert wird, wobei die Gleichstromkomponente zuerst
von diesem Signal abgeschnitten wird und mittels des Kondensators
C1 und der Widerstände
R1 und R2 eine Vorspannung an dieses Signal angelegt wird, wodurch
hieraus das Eingabesignal WP wird, das dann in den Fensterkomparator 6 eingegeben wird
(wobei dies das Signal ist, an dem die Empfangsdemodulation ausgeführt wird).
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Während daher
die Wellenform des Eingabesignals WP ungefähr ähnlich den Wellenformen ist (die
in der Zeichnung nicht gezeigt sind), die in den Antennen 12 und 2 auftreten,
wenn dieses Eingabesignal WP die Grenzen eines Fensters W überschreitet,
das durch die Widerstände
R3, R4 und R5 erstellt wird, wird das Empfangsdemodulationssignal
RD, das aus dem Fensterkomparator 6 ausgegeben wird, auf
0 gesteuert.
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Wenn
dieses Empfangsdemodulationssignal RD auch nur für einen Moment während einer
vorgeschriebenen Abtastperiode tc auf dem Pegel 0 ist, die als ihren
relativen Phasenreferenzpunkt den erfassten Punkt TRO von dessen Startbit
hat, werden an der Empfangsdatenverarbeitungsschaltung im Lese-Schreib-Gerät die empfangenen
Daten während dieser
Periode als 0 behandelt.
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Wenn
die start-stopp-synchronisierten, seriell übertragenen Daten TD von der
Seite des Lese-Schreib-Geräts
zur Kartenseite übertragen
werden, wenn die Bitdaten der übertragenen
Daten TD 0 sind, wird ein Übertragungsträger TC einer
vorgeschriebenen Frequenz über
die Übertragungsmodulatorschaltung 4 in
die Ansteuerungsschaltung 5 eingegeben.
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Das
bedeutet, dass die Übertragungsmodulatorschaltung 4 eine
umgekehrte ASK-Modulation (bei der das Trägersignal ausgegeben wird,
wenn die übertragenen
Daten 0 sind) des Übertragungsträgersignals
TC gemäß dem übertragenen
Datensignal TD durchführt,
und während
der Periode, in welcher die übertragenen
Daten TD 0 sind, wird die in Reihe geschaltete Resonanzschaltung
angesteuert, die durch den Kondensator C2 und die Antenne 2 der Übertragungsansteuerungsschaltung 5 gebildet
wird, wobei die resonante Wellenform RS als ein Ergebnis von deren
Induktion im Schwingkreis 11 der Kartenseite erscheint.
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Da
diese resonante Wellenform RS in die Detektorschaltung 14 eingegeben
wird, in der sie erfasst wird, wenn die Antenne 2 durch
das Übertragungsträgersignal
TC angesteuert wird, sind die empfangenen Daten RX, die aus der
Detektorschaltung 14 ausgegeben werden, im Grunde auch
0.
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Für jede vorgeschriebene
Abtastzeiteinteilung TSP der empfangenen Daten RX, die während dessen
Startbit-Erfassungspunkt TSO als eine Phasenreferenz aufgestellt
wird, werden seriell empfangene Daten Bit für Bit aufgefangen.
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Wie
oben beschrieben, wird bei einem kontaktlosen Speicherkartensystem
der Vergangenheit, wie in 8 und 9 gezeigt,
ein Empfangen auf der Kartenseite über einen LC-Schwingkreis durchgeführt, wobei
dies dazu führt,
dass die Empfangsschaltung auf der Kartenseite vereinfacht wird,
um so den Empfang eines Signals maximaler Amplitude bezüglich des
vom Lese-Schreib-Gerät gesendeten
Signals zu ermöglichen.
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Da
außerdem
Rauschen bei Frequenzen, die nicht die Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises
sind, nicht einfach akzeptiert wird, hat dies den Vorteil, dass
Kommunikationsfehler, die durch Rauschen außerhalb des Systems verursacht
werden, unterdrückt
werden.
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Beim
Senden von der Kartenseite ist die Verwendung eines Sendesignals,
das durch ein Einzelschusssignal gebildet wird, um so den oben genannten
Schwingkreis zum Senden anzusteuern, zum Minimieren der elektrischen
Leistung wirksam, die von der Karte zum Senden benötigt wird.
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Trotz
der oben genannten Vorteile macht jedoch aufgrund der charakteristischen
freien Dämpfung
des oben genannten Schwingkreises das Phänomen des Verweilens des gesendeten
Signals Probleme sowohl bezüglich
der Kommunikationszuverlässigkeit
als auch bei der Verbesserung der Übertragungsgeschwindigkeit.
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Wenn
insbesondere die Sendeansteuerung über ein gesendetes Einzelschusssignal
erfolgt, wird aufgrund der freien Dämpfung des Schwingkreises die
Amplitude während
der Bitzeitdauer tb der seriell übertragenen
Daten BD nicht genügend
verringert, was die Gefahr in sich birgt, dass auf der Lese-Schreib-Gerätseite ein
Empfangsfehler auftritt.
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Wenn
wir zum Beispiel, wie in 9 gezeigt, den Fall annehmen,
bei dem zur Zeit TS die Bitdaten 0 sind und das Sendesignal ausgegeben
wird, und bei dem zur Zeit TE die Bitdaten 1 werden und das Sendesignal
nicht ausgegeben wird, dann wird, wenn die Amplitude bei Erreichen
der Abtastperiode tc bezüglich
der Zeit TE aufgrund des im Schwingkreis verweilenden frei gedämpften Signals
(wobei dies hiernach als Nachhall bezeichnet wird) immer noch über das
Fenster hinausgeht, an diesem Punkt ein Kommunikationsfehler auftreten.
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Bei
einer Kommunikationsschaltung einer solchen kontaktlosen Speicherkarte
der Vergangenheit, wie sie oben beschrieben wurde, entsteht aufgrund
des Nachhalls im LC-Schwingkreis ein Verlust der Kommunikationszuverlässigkeit.
Um diese Kommunikationszuverlässigkeit
zu verbessern, ist es deshalb notwendig, die Kommunikationsgeschwindigkeit zu
verringern, so dass die Bitperiode lang wird, so dass die Kommunikationsperiode
für ein
Bit erst dann begonnen wird, wenn der Nachhall des vorhergehenden
Bits ausreichend verhallt ist.
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Wenn
einfach die Ansteuerungsleistung auf der Sendeseite erhöht wird,
um die Amplitude der Kommunikationswellenform groß zu machen,
wird auch die Nachhallamplitude groß, so dass dies eindeutig keine
Lösung
des Problems der Zuverlässigkeit
oder der Verbesserung der Übertragungsgeschwindigkeit
darstellt.
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Wie
oben beschrieben, gab es beim Stand der Technik eine Grenze bei
der Erhöhung
der Kommunikationsgeschwindigkeit ohne Aufgabe der Kommunikationszuverlässigkeit.
Und wenn es möglich gewesen
wäre, eine
Hochgeschwindigkeitskommunikation zu erzielen, dann hätte das
dazu geführt,
dass der Mikroprozessor, der das Lese-Schreib-Gerät für den Kartenzugriff
steuert, seine Betriebsgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten hätte können oder empfangene
Daten verloren hätte
oder Überlauffehler
aufgetreten wären,
während
er Notunterbrechungen verarbeitet hätte.
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Da
nämlich
bei einem kontaktlosen Speicherkartensystem aufgrund von Einschränkungen wie
zum Beispiel beim Platz, die Anzahl von Kommunikationsübertragungspfaden
zwischen einer Karte und einem Lese-Schreib-Gerät auf das Minimum beschränkt ist,
ist es äußerst unpassend,
wie das bei Kommunikationsformen sonst üblich ist, die direkte Verbindungen
verwenden, zum Handshaking eine eigene Signalleitung vorzusehen,
weil das dazu verwendet wird, das andere Gerät auf die Sendung warten zu
lassen.
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Daher
bestand bei einem kontaktlosen Speicherkartensystem der Vergangenheit
die Notwendigkeit, es dem Hostsystem-Mikrocomputer zu ermöglichen, über ein
Lese-Schreib-Gerät
Daten nacheinander ohne Überlauffehler
einzulesen, wenn die Kartenseite zuerst das Senden aus dem Speicher
gelesener Daten anfängt.
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Auch
wenn je nach dem Anwendungssystem Karten-Lese-Schreib-Geräte eine
Vielzahl von Mikrocomputertypen einsetzen, haben manche dieser Mikrocomputertypen
eine sehr langsame Betriebsgeschwindigkeit, und wenn der Einsatz
mit solchen langsamen Mikrocomputern in Betracht gezogen wird, wird
es letztendlich unmöglich,
die Übertragungsgeschwindigkeit
zwischen einer kontaktlosen Speicherkarte und dem Lese-Schreib-Gerät zu erhöhen.
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Je
nach der Anwendung ist es während
des Empfangs einer Übertragung
von der Karte möglich, eine
Unterbrechung mit einer höheren
Priorität
zu empfangen. Wenn in diesem Fall die nächsten Daten empfangen werden,
bevor der Mikrocomputer die vom Lese-Schreib-Gerät empfangenen Daten auffängt, tritt
ein Überlauffehler
auf.
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In
der
EP 0 685 825 A2 ist
ein Identifikationssystem mit einem Transponder und einem Interrogator
beschrieben. Der Transponder umfasst eine Empfangsantenne und eine
Sendeantenne, die zu einer einzigen Antenne kombiniert werden können. Im
Betrieb sendet der Interrogator ein Abfragesignal und sendet der
Transponder wiederholt eine Identifikation (ID). Wenn der Interrogator
den gültigen
ID-Code empfängt,
unterbricht der Interrogator eine Millisekunde lang das Abfragesignal.
Der Transponder erfasst diese kurze Unterbrechung und stoppt die
Sendung. Daten werden vom Transponder als eine serielle Übertragung
von 64 oder 128 Bits gesendet. Außerdem werden Synchronisationsbits
zum Senden der Daten verwendet. Der Nachteil dieses Systems besteht
darin, dass kein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
gesendet wird, wenn Daten in den Puffern verbleiben.
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In
der
GB 2 242 043 A ist
eine kontaktlose IC-Karte beschrieben, die eine resonante Antennen-Empfangs-
und -Sende-Schaltung aufweist, die mit einer CPU verbunden ist.
Diese kontaktlose IC-Karte verwendet einen Mikrocomputer, der eine Antennenschaltung
zum Senden und Empfangen von Daten in kontaktloser Weise nach außen bzw. von
außen
umfasst. Außerdem
sind auch eine CPU zum Verarbeiten von Daten, eine Empfangsschaltung
zum Erfassen eines von der Antennenschaltung empfangenen Signals
und eine Decodierschaltung zum Eingeben eines demodulierten Signals
einer vorbestimmten Länge
in die CPU im System enthalten. Wie bei der zuvor genannten Druckschrift
EP 0 685 825 A2 wird
jedoch kein "Übertragungs-Warte-Anforderungssignal" verwendet, wenn
Daten in den Puffern verbleiben.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kontaktloses Speicherkartensystem
mit einer kontaktlosen Speicherkarte und einem Karten-Lese- Schreib-Gerät vorzusehen,
die einen Austausch von Daten zwischen ihnen über einen elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitt durchführen, der eine Spule enthält, die
sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dient, wobei dieses System
die oben genannten Probleme des Standes der Technik überwindet,
so dass es möglich
ist, die Geschwindigkeit zu erhöhen,
ohne Überlauffehler zu
erzeugen, auch wenn eine Verbindung zu einem Mikroprozessor mit
einer langsamen Betriebsgeschwindigkeit besteht, wenn die Mikrocomputerseite die
Verarbeitung einer Unterbrechung durchführt, was zu der Möglichkeit
führt,
dass das Auffangen von Daten vom Lese-Schreib-Gerät nicht
rechtzeitig geschieht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß ist ein
Speichermediumsystem nach Anspruch 1 vorgesehen.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung vorgeschriebene Biteinheit ist nicht
auf 8 Bits eingeschränkt,
sondern kann zum Beispiel 16 Bits (ein Wort) als eine Einheit aufweisen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Aufführungsform einer erfindungsgemäßen kontaktlosen
Speicherkarte zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Lese-Schreib-Geräts gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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3 einen
Schaltplan, der die Konfiguration der Kommunikationsschaltung in
einem Speichermediumsystem zeigt, das eine kontaktlose Speicherkarte
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet;
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4 ein
Wellenformdiagramm, das die Hauptkommunikationswellenformen in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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5 ein
Wellenformdiagramm, das die Hauptkommunikationswellenformen in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Wellenformdiagramm, das die Hauptkommunikationswellenformen in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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7 ein
Wellenformdiagramm, das die Hauptkommunikationswellenformen in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt;
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8 einen
Schaltplan, der die Konfiguration der Kommunikationsschaltung in
einem Speichermediumssystem zeigt, das eine kontaktlose Speicherkarte
des Standes der Technik verwendet;
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9 ein
Wellenformdiagramm, das die Hauptkommunikationswellenformen im Stand
der Technik zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
folgt eine spezifische Beschreibung eines Speichermediumsystems,
das eine erfindungsgemäße kontaktlose
Speicherkarte verwendet, anhand der entsprechenden beiliegenden
Zeichnungen 1 bis 7.
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Insbesondere
zeigen die 1 bis 3 ein spezifisches
Beispiel eines Speichermediumsystems, das eine kontaktlose Speicherkarte
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist, wobei das System durch eine kontaktlose Speicherkarte 50 und
ein Karten-Lese-Schreib-Gerät 20 gebildet
wird, die einen gegenseitigen start-stopp-synchronisierten Datentransfer über die
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitte 40 und 70 durchführen, die eine
kombinierte Sende-Empfangs-Spule aufweisen.
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Das
oben erwähnte,
in 2 gezeigte Lese-Schreib-Gerät 20 hat eine Datenempfangsschaltung 35,
welche Daten empfängt,
die von der Speicherkarte 50 über die oben erwähnten elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitte 40 und 70 gesendet
wurden, einen Empfangsdatenspeicher 31, der die in 1-Byte-Einheiten
von der Datenempfangsschaltung 35 empfangenen seriellen
Daten in parallele Daten umwandelt, sowie eine Empfangssteuerungsschaltung 32,
die in einem Zustand, in dem sowohl in der oben genannten Da tenempfangsschaltung 35 als
auch in dem oben genannten Empfangsdatenpuffer 31 schon
empfangene Daten verbleiben, ein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS an die Speicherkarte 50 ausgibt.
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Es
folgt eine detailliertere Beschreibung der Konfiguration und des
Betriebs des Speichermediumsystems, das die oben erwähnte erfindungsgemäße kontaktlose
Speicherkarte aufweist.
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Insbesondere
weist bei diesem die erfindungsgemäße kontaktlose Speicherkarte
umfassenden Speichermediumsystem das Lese-Schreib-Gerät 20 eine
Datenempfangsschaltung 35, die von der Speicherkarte 50 über den
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 40 gesendete start-stopp-synchronisierte serielle
Daten empfängt, einen
Empfangsdatenpuffer 31, der parallele Daten empfängt, die
in 1-Byte-Einheiten schon von der oben erwähnten Datenempfangsschaltung 35 empfangen
wurden, eine Empfangssteuerungsschaltung 32, die in dem
Zustand, in dem sowohl in der Datenempfangsschaltung 35 als
auch im Empfangsdatenpuffer 31 schon empfangene Daten verbleiben,
ein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS an die Speicherkartenseite ausgibt, sowie eine Übertragungsmodulatorschaltung 46 auf,
welche das oben erwähnte Übertragungs-Warte-Anforderungssignal WS
empfängt
und den elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 40 so
steuert, so dass er in den vorgeschriebenen Übertragungs-Modulationszustand
gebracht wird.
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Die
oben erwähnte
Speicherkartenseite 50, die in 3 gezeigt
ist, hat eine Datenübertragungsschaltung 68,
die start-stopp-synchronisierte serielle Daten in 1-Byte-Einheiten über den
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 70 sendet, eine Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64,
welche die Anwesenheit oder das Fehlen eines Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS erfasst, das während
eines Intervalls zwischen jeder Übertragung
der seriellen start-stopp-synchronisierten Daten von der Lese-Schreib-Seite 20 über die
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitte 40 und 70 gesendet
wird, sowie eine Übertragungssteuerungsschaltung 63,
die, wenn durch die oben erwähnte
Erfassungsschaltung 64 die Anwesenheit dieses Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS erfasst wird, die Datenübertragungsschaltung 68 dazu
bringt, mit dem Übertra gen
des nächsten
einen Bytes von Daten mindestens solange wartet, bis dieses Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS gelöscht
ist.
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Die 1 bis 7 zeigen
ein kontaktloses Speicherkartensystem, das eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist. 1 und 2 sind vereinfachte
Blockdiagramme der kontaktlosen Speicherkarte bzw. des Lese-Schreib-Geräts, 3 ist ein
Schaltplan, der eine Kommunikationsschaltung für die elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitte
zwischen dem Lese-Schreib-Gerät
und der kontaktlosen Speicherkarte zeigt.
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Die 4 bis 7 sind
Wellenformdiagramme der Hauptkommunikationswellenformen. Da das
Lese-Schreib-Gerät 20,
das in 2 gezeigt ist, allgemein in einem Mikrocomputersystem
aufgebaut ist, ist die vorliegende Ausführungsform auch so konfiguriert,
dass das Weiterleiten empfangener und gesendeter Daten in Einheiten
von einem Byte bezüglich
des Mikrocomputers 33 durchgeführt wird.
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Wie
in 2 gezeigt, wird im Lese-Schreib-Gerät 20 die
Ausgabe der Oszillatorschaltung 21 durch die Frequenzteilerschaltung 22 auf
die Leistungsversorgungs-Trägerfrequenz
hinunterdividiert, wonach sie in eine push-pull-konfigurierte Leistungsversorgungs-Ansteuerungsschaltung 23 eingegeben
wird, um so die Leistungsversorgung der aufgedruckten Spulenantenne 24 im
Reihenresonanzbetrieb anzusteuern.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die aufgedruckte Spulenantenne 51 zum
Zweck des Empfangens von Leistung auf der Seite der Speicherkarte 50,
die so konfiguriert ist, dass sie der Antenne 24 bei der Durchführung eines
Zugriffs gegenüberliegt,
an eine Gleichrichterschaltung 52 und eine Taktsignalerzeugungsschaltung 54 angeschlossen.
Dabei wird die durch die Gleichrichterschaltung 52 gelieferte
gleichgerichtete Leistungsversorgung durch eine Spannungsreglerschaltung 53 geregelt
und als die VSS-Leistungsversorgung an verschiedene Schaltungen
innerhalb der Speicherkarte 50 geliefert.
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Das
Taktsignal CLK, das als ein Signal der oben genannten Leistungsversorgungs-Trägerfrequenz
bei der Taktsignalerzeugungsschaltung 54 rege neriert wird,
wird auch an verschiedene Schaltungen innerhalb der Speicherkarte 50 geliefert.
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Ein
weiteres spezifisches Beispiel eines Speichermediumsystems, das
eine erfindungsgemäße kontaktlose
Speicherkarte verwendet, ist ein Speichermediumsystem, das die oben
genannte kontaktlose Speicherkarte verwendet, bei der die Speicherkartenseite 50 mit
einer Datenübertragungsschaltung 68,
die serielle Daten in Einheiten von einem Byte über den elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitt 70 sendet, sowie mit einer Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 ausgerüstet ist,
die während
eines Intervalls zwischen der jeweiligen Übertragung der seriellen Daten
in Einheiten von einem Byte für
jedes Intervall zwischen dieser Übertragung
die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS erfasst, das über
die elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitte 40 und 70 vom
Lese-Schreib-Gerät 20 gesendet
wird.
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Die
Konfiguration eines weiteren Beispiels der vorliegenden Erfindung,
die in 3 gezeigt ist, hat eine Kommunikationsschaltung
des kontaktlosen Speicherkartensystems, die zwei Sätze elektromagnetischer
Kopplungsschnittstellenabschnitte aufweist, wobei der elektromagnetische
Kopplungsschnittstellenabschnitt 40 auf der Lese-Schreib-Seite mit
der ersten aufgedruckten Spulen-Kommunikationsantenne 41 und
der zweiten Kommunikationsantenne 42 ausgerüstet ist.
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Der
parallele LC-Schwingkreis 71, der in einer Übertragungsschaltung
der kontaktlosen Speicherkarte 50 vorgesehen ist, wird
durch eine gedruckte Spulen-Kommunikationsantenne 73 und
einen Kondensator 74 gebildet, wobei diese Antenne 73 in
die Nähe
und gegenüber
der ersten Kommunikationsantenne 41 des elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitts 40 der Lese-Schreib-Seite 20 gebracht
wird, wenn ein Zugriff durchgeführt
wird.
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Der
zweite Schwingkreis 72 der Speicherkartenseite 50 hat
dieselbe Konfiguration wie der erste Schwingkreis 71, wobei
das Verhältnis
dieser Antenne (in der Zeichnung nicht gezeigt) zur aufgedruckten Kommunikationsspule 42 im
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 40 der
Lese-Schreib-Seite
auch genau dasselbe ist.
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Das
bedeutet beim oben genannten Beispiel der vorliegenden Erfindung,
dass entweder ein elektromagnetischer Kopplungsschnittstellenabschnitt
im Lese-Schreib-Gerät 20 und
der kontaktlosen Speicherkarte 50 sein kann oder dass zwei
oder mehr solche elektromagnetische Kopplungsschnittstellenabschnitte
vorgesehen sein können,
die unabhängig voneinander
sind.
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Außerdem ist
es beim oben genannten Beispiel der vorliegenden Erfindung vorzuziehen,
wenn das Lese-Schreib-Gerät 20 eine Übertragungsmodulatorschaltung 46 aufweist,
wie sie zum Beispiel in 3 gezeigt ist, die im Ansprechen
auf ein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS den elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt so steuert,
dass er in einen vorbeschriebenen Übertragungsmodulationszustand
gebracht wird.
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Zum
Beispiel verursacht während
des Zeitraums, in dem das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS ausgegeben wird, diese Übertragungsmodulatorschaltung 46 die
Ausgabe des Trägersignals
CS an den elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 40.
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Bei
dem oben genannten Beispiel der vorliegenden Erfindung ist es auch
wünschenswert,
wenn die Speicherkartenseite 50 mit einer Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 und
einer Übertragungssteuerungsschaltung 63 versehen
wird, so dass, wenn das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
von der Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 erfasst
wird, die Datenübertragungsschaltung 68 von
der Übertragungssteuerungsschaltung 63 veranlasst
wird, mindestens bis zu dem Zeitpunkt zu warten, bei dem das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
gelöscht
wird, bevor sie das nächste eine
Byte Daten sendet.
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Der
grundlegende Kommunikationsbetrieb zwischen dem Lese-Schreib-Gerät 20 und
der Speicherkarte 50 in einem Speichermediumsystem, das die
erfindungsgemäße kontaktlose
Speicherkarte einsetzt, wird unten anhand der 1 bis 4 beschrieben.
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Insbesondere
wird die Kommunikation zwischen der Seite des Lese-Schreib-Geräts 20 und
der Seite der Speicherkarte 50 in beiden Richtungen durch
Senden und Empfangen eines Blocks von Daten, der aus einer Vielzahl von
Bytes besteht, die mit ungeradzahliger Parität, zwei Stopp-Bits und mit
zuerst gesendetem LSB formatiert sind, Byte für Byte durchgeführt.
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In 4 wird
nach dem Senden des letzten einen Bytes Daten (4ah in Hexadezimaldarstellung) von
der Lese-Schreib-Seite 20 an die Speicherkartenseite 50 der
erste Block der in Rückrichtung
gesendeten Daten (5Bh in Hexadezimaldarstellung) von der Speicherkartenseite 50 an
die Lese-Schreib-Seite 20 gesendet.
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Das
heißt,
dass der in 4 gezeigte Zustand derjenige
ist, in dem eine Umschaltung zwischen dem Senden und Empfangen zwischen
der Lese-Schreib-Seite 20 und
der Speicherkartenseite 50 erfolgt.
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Zuerst
wird die Übertragung
von Daten von dem Lese-Schreib-Gerät 20 an die Speicherkarte 50 beschrieben.
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Jedes
eine Byte von dem Mikrocomputer 33 übertragener Daten TB wird erst
an das Übertragungsdatenpufferregister 25 geleitet,
und wenn das erste und das zweite Übertragungsschieberegister 26 und 27,
welche die Übertragungsschaltung 34 bilden,
zu diesem Punkt immer noch eine Übertragung der
vorhergehenden Daten durchführen,
werden die Daten, so wie sie sind, im Übertragungsdatenpuffer 25 gehalten,
bis die Übertragung
beendet ist und das erste und das zweite Übertragungsschieberegister 26 und 27 leer
sind.
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Wenn
das erste und das zweite Übertragungsschieberegister 26 und 27 leer
sind, wird ein Byte Daten, das aus dem Sendedatenpufferregister 25 auszusenden
ist, in 4 niederwertige Bits und 4 höherwertige Bits aufgeteilt,
wobei diese in das erste bzw. das zweite Übertragungsschieberegister 26 bzw. 27 eingegeben
werden, wo diese dann von parallelen in serielle Daten umgewandelt
werden, die dann, wie in 3 gezeigt, als die seriellen Übertragungsdaten
TD1 und TD2 in die erste bzw. die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 45 bzw. 46 eingegeben
werden.
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Wenn
das Übertragungspufferregister 25, wie
oben erwähnt,
das Weiterleiten von Übertragungsdaten
an das erste und das zweite Übertragungsschieberegister 26 und 27 beendet,
setzt die Übertragungssteuerungsschaltung 28 das
Signal TXRDY, das den Mikrocomputer 33 anzeigt, dass es möglich ist,
neue Übertragungsdaten
zu empfangen.
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Das
bedeutet, dass im Ansprechen auf das Schreibfreigabesignal WE vom
Mikrocomputer 33 dies der Zustand ist, in dem es möglich ist,
neue Übertragungsdaten
TB in das Übertragungspufferregister 25 zu
schreiben.
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Die
oben erwähnten
seriellen Übertragungsdaten
TD1 und TD2 werden durch eine start-stopp-synchronisierte Übertragung übertragen, und,
wie in 4 gezeigt, wird ein Startbit lediglich vorne an
die seriellen Übertragungsdaten
TD1 angefügt,
während
ein vertikales Paritätsbit
nur an die seriellen Übertragungsdaten
TD2 angefügt
wird, so dass, wenn diese enthalten sind, die Konfiguration in der
Form von 5-Bit serieller Daten ist, an denen ein Stoppbit angefügt ist.
-
Bei
der Übertragung
von der Lese-Schreib-Seite 20 aus wird, weil das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS, das noch zu beschreiben sein wird, bezüglich der Speicherkartenseite 50 im
Zustand 0 gehalten wird, nur wenn serielle Übertragungsdaten TD1 und TD2
als Bitdaten 0 sind, das Übertragungsträgersignal
CS der vorgeschriebenen Frequenz in die erste bzw. die zweite Sendeansteuerungsschaltung 47 bzw. 48 über die erste
bzw. die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 45 bzw. 46 eingegeben.
-
Das
bedeutet, dass die erste und die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 45 und 46 das Übertragungsträgersignal
CS mit den seriellen Übertragungsdaten
TD1 und TD2 unter Einsatz der sogenannten umgekehrten ASK-Modulation modulieren, wobei
das Ergebnis darin besteht, dass während des Zeitraums, in dem
die seriellen Übertragungsdaten TD1
und TD2 0 sind, die erste und die zweite Kommunikationsantenne 41 und 22 auf
der Lese-Schreib-Seite 20 mittels
der seriellen Resonanzansteuerung im übertragungsmodulierten Zustand
sind und das resonante Signal auch im ersten und im zweiten Schwingkreis 71 und 72 auf
der Speicherkartenseite 50 ebenfalls erscheint.
-
Das
heißt
also, dass das erste und das zweite elektromagnetische Kopplungsschnittstellensignal M1
und M2, die in 4 gezeigt sind, die Wellenformen
sind, welche das magnetische Wechselfeld im elektromagnetischen
Kopp lungsschnittstellenabschnitt zwischen der Speicherkartenseite 50 und
der Lese-Schreib-Seite 20 zeigen.
Und wenn ein Stromwechsel an einer der Antennen der Speicherkartenseite 50 oder
der Lese-Schreib-Seite 20 auftritt, induziert das resultierende
magnetische Wechselfeld, das erzeugt wird, einen Stromwechsel in
der anderen Antenne, wobei das Ergebnis darin besteht, dass Signalwellenformen,
die den Wellenformen des ersten und des zweiten elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellensignals M1 und M2 ungefähr ähnlich sind, sowohl auf der
Speicherkartenseite 50 als auch auf Lese-Schreib-Seite 20 erscheinen.
-
Die
oben genannten Resonanzwellenformen, die im ersten und im zweiten
Schwingkreis 71 und 72 auf der in 3 gezeigten
Speicherkartenseite 50 induziert werden, werden in die
erste und die zweite Erfassungsschaltung 77 und 78 eingegeben, so
dass im Grunde genommen, wenn die erste und die zweite Kommunikationsantenne 41 und 42 durch das
oben genannte Übertragungsträgersignal
CS angesteuert werden, die Empfangsmodulationssignale RX1 und RX2,
die aus den Erfassungsschaltungen 77 und 78 ausgegeben
werden, im Zustand 0 sind.
-
Die
Empfangsdemodulationssignale RX1 und RX2 werden auf der Grundlage
einer Zeitabstimmungsfunktion, die in der Empfangssteuerungsschaltung 58 enthalten
ist, die in 1 gezeigt ist, Bit für Bit in
das erste und das zweite Datenempfangsschieberegister 59 und 60 eingegeben.
Jede vorgeschriebene Abtastzeit, welche den Punkt verwendet, an
dem das Startbit des Empfangsdemodulationssignal RX1 erfasst wird,
dient dabei als Phasenreferenzpunkt.
-
Als
Nächstes
wird die Übertragung
von Daten von der Speicherkartenseite 50 zur Lese-Schreib-Seite 20 beschrieben.
-
Die
Speicherkarte 50 enthält
bei diesem Beispiel der vorliegenden Erfindung einen inneren nicht flüchtigen
EEPROM-Speicher 55, so dass zum Beispiel im Ansprechen
auf ein Steuerungssignal von der Hauptsteuerungsschaltung 56 ein
Byte von Daten, das aus dem nicht flüchtigen Speicher 55 ausgelesen
wird, in vier niederwertige Bits und vier höherwertige Bits aufgeteilt
wird, wobei diese über
einen Datenbus 57 in einem ersten und einem zweiten Datenübertragungsschieberegister 61 und 62 gespeichert
werden, die als Daten übertragungsschaltung zum
Zweck einer Parallel-Seriell-Wandlung vorgesehen sind.
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Als
ein Ergebnis hiervon werden im Ansprechen auf das Übertragungszeitabstimmungssignal und
dergleichen von der Übertragungssteuerungsschaltung 63 von
dem ersten Schieberegister 61 die vier niederwertigen Bits
des einen Bytes von Daten als die ersten seriellen Übertragungsdaten
BD1 im start-stopp-synchronisierten
Betrieb ausgegeben und werden auch in der gleichen Weise die vier
höherwertigen
Bits des einen Bytes von Daten als die zweiten seriellen Übertragungsdaten
BD2 ausgegeben.
-
Außerdem erzeugen
die erste und die zweite Übertragungssignalformungsschaltung 83 und 84 im Ansprechen
auf die oben erwähnten
ersten und zweiten Übertragungsdaten
BD1 und BD2 die Übertragungsdatensignale
TX1 und TX2 mittels eines Einzelschusssignals.
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Wenn
hierbei jedes Datenbit BD1 und BD2 0 ist, werden die entsprechenden Übertragungssignale TX1
und TX2 unter der Verwendung eines Einzelschusssignals gebildet,
wobei diese den ersten und den zweiten Übertragungsansteuerungstransistor 75 bzw. 76 im
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 70 auf
der Seite der kontaktlosen Speicherkarte 50 ansteuern.
-
Das
heißt,
dass jedes Mal, wenn die oben erwähnten Übertragungsdaten BD1 und BD2
0 werden, der erste und der zweite Schwingkreis 71 und 72 einzelschussangesteuert
werden, wobei das Ergebnis darin besteht, dass durch elektromagnetische
Induktion in der ersten und der zweiten Antenne 41 und 42 auch
im elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt 40 der
Lese-Schreib-Seite
ein Stromwechsel verursacht wird.
-
Wenn
dies geschieht, während
die Ansteuerung im Einzelschussbetrieb erfolgt, sind aufgrund des
Resonanzphänomens
in den Schwingkreisen 71 und 72 die Wellenformen
der elektromagnetischen Schnittstellensignale M1 bzw. M2 frei gedämpfte Wellenformen,
die sich gegengleich ungefähr ähnlich sind.
-
Die
Signalwellenform, die durch Induktion in dem Lese-Schreib-Gerät 20 bei
der Antenne 41 erzeugt wird, wird in die Empfangsdemodulatorschaltung 43 eingegeben,
in der sie dadurch demoduliert wird, dass zuerst ihre Gleichstromkomponente
blockiert und durch den Kondensator C1 und die Widerstände R1 und
R2 an sie eine Vorspannung angelegt wird, wobei das resultierende
WP-Eingabesignal
an den Fensterkomparator 49 angelegt wird (wobei es sich
hier um das empfangene Signal handelt, das tatsächlich Gegenstand des Demodulationsvorgangs ist).
-
Daher
wird, während
die Eingabewellenform WP auch ungefähr ähnlich dem elektromagnetischen Schnittstellensignal
M1 ist, wenn dieses Eingabesignal WP eine Fensterbreite W überschreitet,
die durch die Widerstände
R3, R4 und R5 aufgestellt wird, das erste empfangene demodulierte
Signal RD1, welches das Ausgangssignal des Fensterkomparators 49 ist,
auf den Pegel 0 gesetzt.
-
Die
Funktionsweise der zweiten Antenne 42, der Empfangsdemodulatorschaltung 44 und
das Empfangsdemodulatorsignal RD2 ist genau dieselbe wie bei dem
oben beschriebenen Fall der ersten Antenne 41, der Empfangsdemodulatorschaltung 43 und
dem Empfangsdemodulatorsignal RD1.
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Die
oben genannten Empfangsdemodulatorsignale RD1 und RD2 werden in
das erste bzw. das zweite Empfangsschieberegister 29 bzw. 30 eingegeben,
die als die Datenempfangsschaltung 35 auf der Lese-Schreib-Seite 20 vorgesehen
sind. Jedes Mal, wenn der Empfang der vier niederwertigen Bits und
der vier höherwertigen
Bits des einen Bytes empfangener Daten abgeschlossen ist, werden
sie als ein Byte parallel empfangener Daten an das Empfangspufferregister 31 weitergeleitet.
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Wenn
ein Byte Daten, wie oben beschrieben, an das Empfangsschieberegister 31 weitergeleitet wird,
wird ein Signal RXRDY, das anzeigt, dass es nun möglich ist,
die empfangenen Daten einzulesen, aus der Empfangssteuerungsschaltung 32 ausgegeben.
Und im Ansprechen auf ein Ausgabefreigabesignal OE vom Mikrocomputer 33 ist
es möglich,
ein Byte empfangener Daten RB zu lesen.
-
Da
der Datenempfang auf der Lese-Schreib-Seite 20 im Wesentlichen
ein Einzelschussempfang ist, werden, wenn das erste und das zweite
Empfangsdemodulationssignal RD1 und RD2 während einer vorgeschriebenen
Abtastperiode, die als ihren Phasenreferenzpunkt den Punkt hat,
an dem ihre jeweiligen Stopp-Bits erfasst werden, auch nur für einen
Augenblick den Pegel 0 haben, beim Einlesen derselben in das erste
und das zweite Empfangsschieberegister 29 und 30,
die während
dieser Periode empfangenen Bits als 0 behandelt.
-
5 und 6 zeigen
den Zustand, in dem zwei Bytes Daten (4Ah und 35h, jeweils hexadezimal)
von der Speicherkartenseite 50 kontinuierlich zur Lese-Schreib-Seite 20 übertragen
werden.
-
Wenn
wir zunächst 5 betrachten,
dann ist dort der Zustand gezeigt, in dem an dem Punkt, an dem die Übertragung
des ersten Bytes Daten, das in der Zeichnung gezeigt ist (4Ah),
von der Speicherkartenseite abgeschlossen ist und jede Gruppe von
vier Bits Daten verfügbar
und im ersten und im zweiten Datenempfangsschieberegister 29 bzw. 30 der
Lese-Schreib-Seite 20 empfangen sind, im Empfangspufferregister 31 ein
Byte zuvor empfangener Daten existiert, das noch nicht vom Mikrocomputer 33 gelesen
wurde.
-
Weil
der Zustand von der Empfangssteuerungsschaltung 32 erfasst
wird, in dem schon empfangene, jedoch noch nicht weitergeleitete
Daten sowohl im ersten als auch im zweiten Datenempfangsschieberegister 29 und 30 und
im Empfangspufferregister 31 verbleiben, gibt in diesem
Zustand diese Empfangssteuerungsschaltung 32 ein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS an die Speicherkartenseite 50 aus, das dann in die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 46 eingegeben
wird.
-
Das
Ergebnis ist, dass ein Übertragungsträgersignal
CS, das eine vorgeschriebene Frequenz hat, über die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 46 in
die zweite Übertragungsansteuerungsschaltung 48 eingegeben
wird, die zweite Kommunikationsantenne 42 mittels einer
Reihenresonanzansteuerung in den Übertragungsmodulationszustand gebracht
wird und eine Wechselstromwellenform derselben Frequenz wie das Übertragungsträgersignal CS
im zweiten elektromagnetischen Schnittstellensignal M2 erscheint.
-
Außerdem wird
aufgrund der oben beschriebenen Induktion die Resonanzwellenform,
die in dem zweiten Schwingkreis 72 auf der Speicherkartenseite 50 erscheint,
von der zweiten Erfassungsschaltung 78 erfasst, so dass
während
der Periode, in der das oben genannte Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS von der Empfangssteuerungsschaltung 32 in der Lese-Schreib-Seite 20 ausgegeben
wird, das von der zweiten Erfassungsschaltung 78 auf der Speicherkartenseite 50 ausgegebene
Empfangsdemodulationssignal RX2 im Nullzustand ist.
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Auf
der Speicherkartenseite 50 führen die Empfangssteuerungsschaltung 58 und
die Sendesteuerungsschaltung 63 die Funktion des Steuerns der
Empfangs- und Sendezeitabstimmung und des Erzeugens der operationellen
Zeitabstimmungssignale durch, wobei die Hauptsteuerungsschaltung 56 eine
Gesamtsteuerung der Kommunikation und eine Steuerung der Adressierung
für den
Speicherzugriff durchführt.
-
Im
oben beschriebenen Zustand, in dem von der Speicherkartenseite 50 zu übertragende
folgende Daten verbleiben und in dem auch die Übertragung eines Bytes Daten
abgeschlossen ist und die erste Stoppbitperiode vergangen ist, überprüft, wenn die
Periode des zweiten Stoppbits eingeleitet wird, im Ansprechen auf
ein vorgeschriebenes Zeitabstimmungssteuerungssignal von der Sendesteuerungsschaltung 63 die Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 das
empfangene demodulierte Signal RX2, das von der oben genannten zweiten
Erfassungsschaltung 78 ausgegeben wird.
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Wenn
an diesem Punkt festgestellt wird, dass das empfangene demodulierte
Signal RX2 0 ist, versteht die Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 dies
dahingehend, dass das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
als von der Lese-Schreib-Seite 20 über den elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitt gesendet erfasst wird.
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Deshalb
bewirkt gemäß einem
Erfassungssignal von der Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 die Übertragungssteuerungsschaltung 63,
dass das erste und das zweite Datenübertragungsschieberegister 61 und 62 warten,
bevor sie das nächste
eine Byte Daten senden.
-
Auf
diese Weise wird auf der Speicherkartenseite 50 während eines
jeden Intervalls zwischen der Übertragung
einzelner Bytes serieller Daten an die Lese-Schreib-Seite 20 ein
Teil der Stoppbitperiode hierbei verwendet, um die Anwesenheit oder
Abwesenheit des Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS zu erfassen, das von der Lese-Schreib-Seite 20 über den
elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt gesendet wird.
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Wird
zu dieser Zeit das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
erfasst, wird eine Warteperiode eingeleitet, bevor das nächste Byte
Daten gesendet wird.
-
Wenn
in diesem Zustand der Mikrocomputer 33 das Lesen von Daten
ausführt,
die im Empfangsdatenpufferregister 31 zwischengespeichert
sind, während
das RXRDY-Signal, das die Fähigkeit
zum Lesen von Daten anzeigt und das von der Empfangssteuerungsschaltung
ausgegeben wird, zunächst verschwindet,
werden die schon empfangenen Daten im ersten und im zweiten Empfangsschieberegister 29 und 30 sofort
an das Empfangsdatenpufferregister 31 weitergeleitet, wobei
an diesem Punkt das RXRDY-Signal, das von der Empfangssteuerungsschaltung 32 ausgegeben
wird und das anzeigt, dass ein Lesen möglich ist, gesetzt wird, was
dem Mikrocomputer 33 anzeigt, dass es möglich ist, die nächsten empfangenen
Daten zu lesen.
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Als
ein Ergebnis des obigen Vorgangs stoppt die Empfangssteuerungsschaltung 32 der
Lese-Schreib-Seite 20 die Ausgabe des Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS, auch wenn das nächste
Byte Daten von der Speicherkartenseite 50 übertragen
wird, weil die Lese-Schreib-Seite 20 keinen Überlauffehler
erfährt.
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Deshalb
geht das empfangene demodulierte Signal RX2, das von der zweiten
Erfassungsschaltung 78 auf der Speicherkartenseite 50 ausgegeben wird,
in den Zustand 1, so dass, wenn die Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 die
Löschung
des Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
WS erfasst, sie die Übertragungs-Warte-Steuerung
entfernt, welche durch die Empfangssteuerungsschaltung 63 angewendet
wurde, was dazu führt,
dass die Übertragung
des nächsten
einen Bytes Daten von der Speicherkartenseite 50 gestartet
wird.
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Wenn
daher auf der Speicherkartenseite 50 ein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
erfasst wird, wird mindestens solange gewartet, bis das Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
gelöscht wird,
bevor das nächste
Byte Daten gesendet wird.
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6 zeigt
den Zustand, in dem an dem Punkt, an dem die Übertragung des ersten Byte
Daten, das in der Figur gezeigt ist (4Ah), von der Speicherkarte 50 abgeschlossen
wurde, das Empfangspufferregister 31 leer ist, da das Lesen
des zuvor empfangenen einen Byte Daten durch den Mikrocomputer 33 schon
abgeschlossen ist.
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Das
heißt,
dass im oben angegebenen Zustand die schon empfangenen Daten im
ersten und im zweiten Empfangsschieberegister 29 und 30 sofort
an das Empfangspufferregister 31 weitergegeben werden und
das RXRDY-Signal, welches anzeigt, dass ein Lesen von Daten möglich ist,
von der Empfangssteuerungsschaltung 32 gesetzt wird.
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Deshalb
verbleiben in diesem Fall keine nicht weitergeleiteten empfangenen
Daten im ersten und im zweiten Datenempfangsschieberegister 29 und 30,
so dass, auch wenn das nächste
eine Byte Daten von der Speicherkarte 50 übertragen
wird, kein Überlauffehler
auftritt. Deshalb wird von der Empfangssteuerungsschaltung 32 kein Übertragungs-Warte-Anforderungssignal
WS an die Speicherkarte 50 ausgegeben, wodurch die zweite
Kommunikationsantenne 42 nicht in den Übertragungsmodulationszustand
geht.
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In
diesem Fall lässt
zu der Zeit, in der eine Überprüfung durch
die Übertragungs-Warte-Anforderungssignal-Erfassungsschaltung 64 der
Speicherkartenseite 50 durchgeführt wird, weil das empfangene
demodulierte Signale RX2 im Zustand 1 ist, die Übertragungssteuerungsschaltung 63 das
erste und das zweite Datenübertragungsschieberegister 61 und 62 nicht
warten, bevor das nächste
eine Byte Daten gesendet wird, und wenn die zweite Stopp-Bit-Periode abgelaufen
ist, wird sofort die Übertragung
durchgeführt.
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In
einer oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Speichermediumsystems,
das eine kontaktlose Speicherkarte verwendet, kann die Speicherkarte 50 auch
eine Konfiguration haben, die keine Leistungsversorgung enthält.
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Im
oben genannten Fall wird die in der kontaktlosen Speicherkarte 50 verbrauchte
elektrische Energie in der kontaktlosen Speicherkartenseite 50 über die
elektromagnetische Kopplungsschnittstelle von der Lese-Schreib-Seite 20 induziert,
so dass es notwendig ist, ein System zum Senden und Empfangen von
Information einzusetzen, das so wenig Leistung wie möglich verbraucht.
-
Aus
diesem Grund verwendet die Übertragung
von Daten von der Seite einer kontaktlosen Speicherkarte zu der
Seite eines Lese-Schreib-Geräts,
wie zum Beispiel bei der vorliegenden Erfindung, ein Einzelschusssignal
zum Senden einzelner Bits, wobei ein Byte Daten, das von der Seite
der kontaktlosen Speicherkarte gesendet wird, in zwei Gruppen von
Daten aufgeteilt wird, wobei die Phase der Einzelschusserzeugung
für diese
Gruppen versetzt ist, wodurch der punktuelle Verbrauch einer großen Elektrizitätsmenge
vermieden wird.
-
In
einem Speichermediumssystem, das eine kontaktlose Speicherkarte
der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, einsetzt, wird
aufgrund der Notwendigkeit zum Minimieren des Leistungsverbrauchs
das oben genannte Einzelschussverfahren eingesetzt.
-
Dieses
Einzelschussverfahren ist jedoch nicht ohne Probleme. Aufgrund der
Verwendung eines Schwingkreises im elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt
weist die Ausgabewellenform zum Beispiel die freie Dämpfung auf,
die für diesen
Schwingkreis charakteristisch ist, so dass das hintere Ende des
Signals nachschwingt, wenn eine Kommunikation durchgeführt wird,
wobei dies ein Problem hinsichtlich der Kommunikationszuverlässigkeit
und der Geschwindigkeit darstellt, wie schon anhand von 8 und 9 erörtert, welche
den Stand der Technik veranschaulichen.
-
Bei
dem Verfahren zum Vorsehen einer Vielzahl von LC-Schwingkreisen
und zum Durchführen einer
parallelen Übertragung
von Daten, um so eine wesentliche Verbesserung bei der Kommunikationsgeschwindigkeit
zu erreichen, besteht die Gefahr, dass die auf der Kartenseite zur
Verfügung
stehende mo mentane elektrische Leistung zum Ansteuern dieser Vielzahl
von Schwingkreisen nicht ausreicht.
-
Zum Überwinden
dieses Nachteils des Standes der Technik hat eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung den folgenden technischen Aufbau.
-
Insbesondere
ist bei diesem Speichermediumsystem, das eine kontaktlose Speicherkarte
verwendet und das durch eine kontaktlose Speicherkarte und ein Karten-Lese-Schreib-Gerät gebildet
wird, die einen Austausch von Information über entsprechende elektromagnetische
Kopplungsschnittstellenabschnitte durchführen, die eine Spule aufweisen, die
sowohl zum Senden als auch zum Empfangen mit einem start-stopp-synchronisierten
seriellen Datenverfahren dient, die kontaktlose Speicherkarte 50 eine
solche, die zum Übertragen
von Daten über
einen LC-Schwingkreis 71 oder 72 eine elektromagnetische
Kopplung einsetzt, wobei diese Karte mit Übertragungssignalformungsschaltungen 83 und 84,
die im Ansprechen auf den Inhalt zu übertragender Daten ein Übertragungssignal
mittels eines Einzelschusssignals formen, Übertragungsansteuerungsschaltungen
(Übertragungsansteuerungstransistoren) 75 und 76,
welche die oben genannten LC-Schwingkreise ansteuern, Resonanzsteuerungsschaltungen 79 und 80,
die mit den oben genannten LC-Schwingkreisen
parallel geschaltet sind, sowie Steuerungssignalformungsschaltungen 65 und 66, die
ein Steuersignal mit einem vorgeschriebenen Phasenverhältnis bezüglich der
Zeitabstimmung der Ausgabe des oben genannten Übertragungssignals, versehen
sind, wobei die Steuerung durch das oben genannte Steuerungssignal
eines Schaltelements (FET 81) der Resonanzsteuerungsschaltung 79 und ein
(in der Zeichnung nicht gezeigtes) Schaltelement der Übertragungssteuerungssignalformungsschaltung 80 ausgeführt wird,
so dass die Oszillationsdämpfung
bei den oben genannten LC-Schwingkreisen 71 und 72 gefördert wird.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist es wünschenswert,
wenn die Übertragungssignalformungsschaltungen 83 und 84,
welche im Ansprechen auf die zu übertragenden
Daten die Übertragungssignale
unter der Verwendung eines Einzelschusssignals formen, sowie die Übertragungsansteuerungstransistoren 75 und 76,
welche die oben genannten LC-Schwingkreise 71 und 72 im Ansprechen
auf das oben genannte Übertragungssignal
ansteuern, für
jeden der Vielzahl von LC-Schwingkreisen 71 und 72 vorgesehen
werden, wobei die oben genannten Übertragungssignal-Formungsschaltungen 83 und 84 die
oben genannten Übertragungssignale
mit einer voneinander unterschiedlichen Zeitabstimmung formen, so
dass die Ansteuerungszeiten der oben genannten Übertragungsansteuerungsschaltungen
gegeneinander versetzt sind.
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Bei
der oben genannten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind in der kontaktlosen Speicherkarte, die
so konfiguriert ist, dass sie unter der Verwendung einer elektromagnetischen
Kopplung über
den ersten und den zweiten LC-Schwingkreis 71 und 72 eine
Datenübertragung
durchführt, Übertragungssignalformungsschaltungen 83 und 84, die
im Ansprechen auf den Inhalt der zu übertragenden Daten ein Übertragungssignal
mittels eines Einzelschusssignals formen, Resonanzsteuerungsschaltungen 79 und 80,
die mit den oben genannten LC-Schwingkreisen parallel geschaltet
sind, sowie Steuerungssignalformungsschaltungen 65 und 66, die
ein Steuerungssignal mit einem vorgeschriebenen Phasenverhältnis bezüglich der
Zeitabstimmung der Ausgabe des oben genannten Übertragungssignals formen,
sowohl bei dem oben genannten ersten als auch bei dem oben genannten
zweiten LC-Schwingkreis 71 und 72 vorgesehen,
wobei die Steuerung so ausgeführt
wird, dass die oben genannten Übertragungssignalformungsschaltungen 83 und 84 die
oben genannten Übertragungssignale mit
einer voneinander unterschiedlichen Zeitabstimmung formen, um so
die Ansteuerungszeiten der oben genannten Übertragungsansteuerungsschaltungen
(Übertragungsansteuerungstransistoren) 75 und 76 zueinander
zu versetzen, wobei die oben genannten Steuerungssignalformungsschaltungen 65 und 66 ein
Steuerungssignal mit einer Zeitabstimmung ausgeben, die mindestens
den anderen der LC-Schwingkreise 71 und 72 ansteuert,
wobei dieses Steuerungssignal ein Schaltelement (FET 81)
der Resonanzsteuerungsschaltung 79 und ein (in der Zeichnung
nicht gezeigtes) Schaltelement der Übertragungssteuerungsformungsschaltung 80 so
steuert, dass die Oszillationsdämpfung
bei den oben genannten LC-Schwingkreisen
gefördert
wird.
-
So
sind bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform,
wie aus 3 ersichtlich, die erste und
die zweite Resonanzsteuerungsschaltung 79 und 80 mit
dem ersten bzw. dem zweiten LC-Schwingkreis 71 und 72 verbunden.
Die erste Resonanzsteuerungsschaltung 79 ist im Wesentlichen durch
den FET (Feldeffekttransistor) 81 als ein Schaltelement
und den Widerstand 82 implementiert, wobei diese Elemente
mit dem ersten Schwingkreis 71 parallel geschaltet sind,
wobei die Beziehung zwischen dem zweiten Schwingkreis 72 und
der zweiten Resonanzsteuerungsschaltung 80 genau dieselbe ist.
-
Als
Nächstes
folgt unter Bezugnahme auf 7 eine Beschreibung
des Betriebes eines Speichermediumsystems, das die erfindungsgemäße kontaktlose
Speicherkarte verwendet.
-
Insbesondere
beinhaltet bezüglich
der Übertragung
von Daten von der Speicherkarte 50 an das Lese-Schreib-Gerät 20 die
Speicherkarte 50, wie in 1 gezeigt,
einen eingebauten nicht flüchtigen EEPROM-Speicher 55.
Und im Ansprechen auf ein Steuerungssignal von der Hauptsteuerungsschaltung
wird zum Beispiel ein Byte Daten vom nicht flüchtigen Speicher 55 gelesen,
wobei dies in vier niederwertige Bits und vier höherwertige Bits aufgeteilt
ist, die über
dem Datenbus 57 an das erste bzw. das zweite Datenübertragungsschieberegister 61 bzw. 62 weitergeleitet
werden.
-
Deshalb
werden im Ansprechen auf ein Übertragungszeitabstimmungssignal
von der Übertragungssteuerungsschaltung 63 die
vier höherwertigen
Bits Daten des einen Byte Daten im oben genannten ersten Schieberegister 61 bei
einer Start-Stopp-Synchronisation als die ersten seriellen Übertragungsdaten
BD1 ausgegeben und werden in der gleichen Art und Weise die vier
niederwertigen Bits Daten aus dem zweiten Schieberegister 62 als die
zweiten seriellen Übertragungsdaten
BD2 ausgegeben.
-
Außerdem formen
die erste und die zweite Übertragungssignalformungsschaltung 83 und 84 im Ansprechen
auf die ersten und die zweiten Übertragungsdaten
BD1 und BD2 die Übertragungssignale TX1
und TX2 als Einzelschusssignale. Wenn, wie in 7 gezeigt,
jedes Bit der Übertragungsdaten
BD1 und BD2 0 ist, werden die Übertragungssignale
TX1 und TX2 als Einzelschusssignale geformt, wodurch der erste und
der zweite Übertragungsansteuerungstransistor 75 bzw. 76 angesteuert
wird. Und da das zweite Übertragungssignal
TX2 mit einer Verzögerung
einer Bitzeitperiode tb gegenüber
dem ersten Übertragungssignal
TX1 ausgegeben wird, wird ein simultanes Ansteu ern des ersten und
des zweiten Übertragungsansteuerungstransistors 75 und 76 vermieden.
-
Das
heißt
also, dass es zwar schwierig ist, der Speicherkartenseite eine genügende Energieversorgungskapazität zum Liefern
der Leistung für
die elektromagnetische Kopplung zu verleihen, indem, wie oben beschrieben,
die oben genannten Übertragungssignalformungsschaltungen 83, 84 die Übertragungssignale
TX1 und TX2 zu unterschiedlichen Zeiten formen, so dass die Ansteuerungszeiten
der Übertragungsansteuerungstransistoren 75 und 76 gegeneinander
versetzt sind, doch ist es möglich, eine
Situation zu vermeiden, bei der eine momentan benötigte übergroße Leistungsaufnahme
einen Abfall bei der Versorgungsspannung verursacht, was zu einem
fehlerhaften Betrieb einer Schaltung oder zum Auftreten eines Kommunikationsfehlers
führen
würde.
-
Die
erste und die zweite Übertragungssteuerungssignalformungsschaltung 65 und 66 formen
das erste und das zweite Übertragungssteuerungssignal TB1
und TB2, die jeweils ein vorgeschriebenes Phasenverhältnis bezüglich der
Zeiteinteilung der Ausgabe des ersten und des zweiten Übertragungssignals TX1
und TX2 haben, wobei diese an die erste und die zweite Resonanzsteuerungsschaltung 79 bzw. 80 weitergegeben
werden.
-
Deshalb
werden die Stromwellenformen des ersten und des zweiten Schwingkreises 71 und 72 im Ansprechen
auf die Übertragungssignale
TX1 und TX2 angesteuert, nachdem diese nicht einfach frei ausschwingen
können,
sondern die Übertragungssteuerungssignale
TB1 und TB2 eine plötzliche Dämpfung der Übertragungssignale
TX1 und TX2 dadurch befördern,
dass ein Pfad gebildet wird, über den
die in den Schwingkreisen verbleibende Nachhallenergie während der
Periode entweichen kann, in der das Schaltelement (FET 81)
der ersten Resonanzsteuerungsschaltung 79 und das (in der
Zeichnung nicht gezeigte) Schaltelement der zweiten Resonanzsteuerungsschaltung 80 im
eingeschalteten Zustand sind, wodurch ein Zusammenbrechen des Resonanzzustands
bewirkt wird.
-
An
der ersten und der zweiten Kommunikationsantenne 41 und 42 der
Lese-Schreib-Seite 20 werden, weil eine Spannung induziert
wird, die der Stromwellenform in den Antennen des ersten und des
zweiten Schwingkreises 71 und 72 entspricht, die empfangenen
demodulierten Signale WP1 und WP2 (das heißt, die Eingabesignale in den
zur Empfangsdemodulation verwendeten Fensterkomparator) der ersten
und der zweiten Empfangsdemodulatorschaltung 43 und 44,
wie in 7 gezeigt, ebenfalls in ihrer plötzlichen
Dämpfung
während
des Zeitraums befördert,
in dem das erste und das zweite Übertragungssteuerungssignal
TB1 und TB2 ausgegeben werden.
-
Deshalb
besteht, wie in 7 gezeigt, auch in dem Fall,
in dem zum Beispiel die Bitdaten zu den Zeiten TS1 und TS2 0 sind
und die Übertragungssignalausgabe
durchgeführt
wird und zu den Zeiten TE1 und TE2 die Daten 1 sind und die Übertragungssignalausgabe
nicht durchgeführt
wird, an dem Punkt, an dem bezüglich
der Zeiten TE1 und TE2 das Abtastintervall erreicht wird, weil die
Amplitude der empfangenen demodulierten Signale WP1 und WP2 in ihrer ausreichenden
Dämpfung
befördert
werden, absolut keine Gefahr, dass die Fensterbreite W überschritten und
so ein Kommunikationsfehler erzeugt wird.
-
Jedoch
formen die erste und die zweite Übertragungssteuerungssignalformungsschaltung 65 und 66,
wie in 7 gezeigt, zu einer Zeit, bei der der Schwingkreis
der anderen Seite einzelschussangesteuert wird, die Übertragungssteuerungssignale TB1
und TB2 minimal, um so eine Steuerung an den Schwingkreis der eigenen
Seite anzulegen. Deshalb ist es möglich, die Zeit effizient zu
nutzen und auch eine Interferenz zwischen den Antennen des ersten und
des zweiten Schwingkreises 71 und 72 zu verhindern.
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Wenn
daher zum Beispiel aufgrund von eingeschränkten Platzverhältnissen
die Antenne des ersten und des zweiten Schwingkreises 71 bzw. 72 in relativ
großer
Nähe zueinander
angeordnet sind, besteht bei einer Einzelschussansteuerung von einer der
Antennen die Möglichkeit
einer Interferenz für
die andere Antenne mittels elektromagnetischer Induktion, was zu
dem erhöhten
Risiko des Auftretens eines Kommunikationsfehlers führen würde.
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Aufgrund
der oben genannten Konfiguration ist es jedoch zu einer Zeit einer
Einzelschussansteuerung einer Antenne, weil der Resonanzzustand
in der anderen Antenne so gesteuert wird, dass er zusammenbricht,
möglich,
eine Verringerung der Kommunikationszuverlässigkeit, die durch eine gegenseitige Interferenz
zwischen einer Vielzahl von Schwingkreisen verursacht würde, zu
verhindern.
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Bei
der Speicherkarte 50 ist es bezüglich der Impulsbreiten der Übertragungssignale
TX1 und TX2, die die jeweiligen LC-Schwingkreise 71 bzw. 72 ansteuern,
angemessen, die Impulsbreite als ein Achtel der Bitzeitbreite oder
kleiner einzurichten, weil bei einer Breite, die größer als
ein Achtel ist, lediglich die Leistungsaufnahme steigt, jedoch keine
begleitende effektive Kommunikationssignalkomponente zu beobachten
ist.
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Das
heißt,
dass es klar ist, dass die Größe der effektiven
Kommunikationssignalkomponente direkt proportional zur momentanen
Veränderung
des im Schwingkreis fließenden
Stroms (Wert der Ableitung des Stroms) ist. Und wenn die Impulsbreiten
der Übertragungssignale
TX1 und TX2 vergrößert werden,
besteht die Gefahr, dass der Strom, der durch die parallel resonante
Antenne fließt, über den
vorübergehenden
(wechselnden) Bereich hinweg gelangt, wobei er sich auf diese Weise
dem Bereich der Sättigung
(Stabilität)
nähert.
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Bezüglich der
Zeitbreiten der Übertragungssteuerungssignale
TB1 und TB2 ist es zur effizienten Nutzung der Steuerung notwendig,
dass diese auf ein Viertel der Bitbreite oder größer eingestellt wird, und vorzugsweise
maximal nicht 5/8 davon überschreitet,
weil es wünschenswert
ist, wenn eine sehr kleine Zeitbreitenverschiebung bezüglich der
Zeitabstimmung der Ausgabe der Übertragungssignale TX1
und TX2 erfolgt.
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Beim
Lese-Schreib-Gerät 20 wird
ein Fensterkomparator zur Empfangsdemodulation verwendet, wobei
die Konfiguration so beschaffen ist, dass die Ablenkung über und
unter der Amplitudenmitte beim empfangenen demodulierten Signal
erfasst wird. Es ist jedoch auch möglich, eine Erfassung durch
einen einseitigen Komparator durchzuführen, der die Ablenkung nur
in einer Richtung bezüglich
der Amplitudenmitte erfasst.
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Wenn
die Bitdaten der oben genannten seriellen Übertragungsdaten TD1 und TD2
0 sind, wird ein Übertragungsträgersignal
CS mit einer vorgeschriebenen Frequenz über die erste bzw. die zweite Übertragungsmodulator schaltung 45 und 46 in
die erste bzw. die zweite Übertragungsansteuerungsschaltung 47 bzw. 48 eingegeben.
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Das
bedeutet, dass die erste und die zweite Übertragungsmodulatorschaltung 45 und 46 mittels der
seriellen Übertragungsdaten
TD1 und TD2 am Übertragungsträgersignal
CS eine sogenannte umgekehrte ASK durchführen, wobei die erste und die zweite
Kommunikationsantenne 41 und 42 nacheinander angesteuert
werden, wenn die seriellen Übertragungsdaten
TD1 und TD2 0 sind. Dies erzeugt eine Induktion, durch welche die
Resonanzwellenformen RS1 und RS2 auch im ersten und im zweiten Schwingkreis 71 und 72 der
Speicherkartenseite 50 erscheinen.
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Die
Resonanzwellenformen RS1 und RS2 werden in die erste Detektorschaltung 77 und
die zweite Detektorschaltung 78 eingegeben und von ihnen
erfasst. Dann sind im Grunde genommen, wenn die erste und die zweite
Kommunikationsantenne 41 und 42 durch das oben
genannte Übertragungsträgersignal
und die empfangenen demodulierten Signale RX1 und RX2, die von den
Erfassungsschaltungen 77 und 78 ausgegeben werden,
angesteuert werden, im Zustand 0.
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Die
empfangenen demodulierten Signale RX1 und RX2 werden für jede vorgeschriebene
Abtastzeit Bit für
Bit als serielle Daten in das erste und das zweite Datenempfangsschieberegister 59 und 60 aufgenommen,
wobei hier als Phasenreferenzpunkt derjenige Punkt dient, bei dem
auf der Grundlage der Zeitabstimmungssteuerungsfunktion, die in
der Empfangssteuerungsschaltung 58 enthalten ist, das Startbit
des empfangenen demodulierten Signals RX1 erfasst wird.
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Das
erste und das zweite Empfangsschieberegister 59 und 60 sind
als Datenempfangsschaltungen zum Zweck der Seriell-Parallel-Wandlung
vorgesehen. Dabei werden die oben genannten empfangenen demodulierten
Signale RX1 und RX2 in dieses erste und dieses zweite Empfangsschieberegister 59 und 60 aufgenommen.
Und nach dem jeweiligen Abschluss ihrer Aufteilung in vier höherwertige
und vier niederwertige Bits werden diese zum Beispiel über den
Datenbus 57 an den nicht flüchtigen Speicher 55 weitergeleitet.
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Die
Empfangssteuerungsschaltung 58 und die Übertragungssteuerungsschaltung 63 führen eine
Steuerung der Empfangs- bzw. Übertragungssequenz
durch und dienen zur Formung operationaler Zeitsignale. Dabei führt die
Hauptsteuerungsschaltung 56 eine Gesamtsteuerung der Kommunikationssequenz
und eine Steuerung der Adressierung für den Speicherzugriff durch.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die erste und die zweite Resonanzsteuerungsschaltung 79 und 80 durch
eine Reihenschaltung eines FET als ein Schaltelement und einen Widerstand
gebildet. Dabei ist der D-Pol des FET mit einem Ende des Widerstands
und das andere Ende des Widerstands mit dem parallelen LC-Schwingkreis
verbunden, wobei der oben genannte zwischengeschaltete Widerstand dazu
vorgesehen ist zu verhindern, dass das Schwingkreissignal auf den
Pegel der S-Polseite des FET gezwungen wird.
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Wenn
also ein analoger Schalter ohne die Wirkungsweise einer Diode als
das Schaltelement des Schwingkreises eingesetzt wird, ist es nicht
notwendig, den oben genannten Widerstand vorzusehen.
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Außerdem wird
bei der Verwendung einer durch einen FET und einen Widerstand gebildeten Reihenschaltung,
wenn das Schaltelement im eingeschalteten Zustand ist, durch die
Verwendung der Resonanzsteuerungsschaltung selbst als ein Pfad zum
Ableiten der im Schwingkreis verbleibenden Energie eine Amplitudendämpfung des
Nachhalls befördert.
Außerdem
ist es möglich,
anstelle des FET und des Widerstands eine Reihenschaltung eines
FET oder dergleichen mit einem Kondensator zur Bildung des Schwingkreises
zu verwenden.
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Im
oben genannten Fall wird je nach dem Zustand des Schaltelements
die Kapazität
des Kondensators der Resonanzsteuerungsschaltung zur Kapazität des Kondensators
des Schwingkreises selbst addiert bzw. von diesem abgezogen, wodurch
die Resonanzfrequenz grundlegend geändert wird und die Dämpfung der
darin verbleibenden Oszillationen gefördert wird, so dass eine Steuerung
angelegt wird, wenn das Schaltelement entweder im ein- oder im ausgeschalteten
Zustand ist.
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Auch
wenn bei der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ein LC-Schwingkreis als der Schwingkreis eingesetzt wird,
ist es auch möglich,
die vorliegende Erfindung auf den Fall anzuwenden, bei dem ein in
Reihe geschalteter LC-Schwingkreis verwendet wird.
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Außerdem ist
es bei diesem Beispiel der vorliegenden Erfindung bei einer Speicherkarte,
welche eine kontaktlose Speicherkarte verwendet und die so konfiguriert
ist, dass sie eine Datenübertragung über eine
elektromagnetische Kopplung unter der Verwendung einer Vielzahl
der oben genannten LC-Schwingkreise
durchführt,
vorzuziehen, wenn die Übertragungssignalformungsschaltung,
welche das Einzelschuss-Übertragungssignal
formt, und die Übertragungsansteuerungsschaltung,
welche die oben genannten LC-Schwingkreise im Ansprechen auf das
oben genannte Übertragungssignal
ansteuert, in jedem der LC-Schwingkreise von der Vielzahl der Schwingkreise
vorgesehen ist, wobei jede Übertragungssignalformungsschaltung
dann ein Übertragungssignal
formt, das eine voneinander unterschiedliche Zeitabstimmung hat,
so dass die Ansteuerungszeitabstimmung der oben genannten Übertragungsansteuerungsschaltungen
gegeneinander versetzt ist.
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Bei
dem oben genannten Beispiel der vorliegenden Erfindung ist es bei
einer kontaktlosen Speicherkarte, die so konfiguriert ist, dass
sie eine Datenübertragung über eine
elektromagnetische Kopplung unter Verwendung eines ersten und eines
zweiten LC-Schwingkreises durchführt,
möglich,
eine Übertragungssignalformungsschaltung
vorzusehen, die ein Einzelschusssignal gemäß dem Inhalt von zu übertragenen
Daten, eine Übertragungsansteuerungsschaltung,
die die oben genannten LC-Schwingkreise im Ansprechen auf dieses Übertragungssignal
ansteuert, eine Resonanzsteuerungsschaltung, die mit dem oben genannten
LC-Schwingkreis parallel geschaltet ist, sowie eine Steuersignalformungsschaltung,
welche ein Steuersignal formt, das eine vorgeschriebene Phase bezüglich der
Zeitabstimmung der Ausgabe des oben genannten Übertragungssignals hat, sowohl
am ersten als auch am zweiten LC-Schwingkreis
vorzusehen. Jede der oben genannten Übertragungssignalformungsschaltungen formt
dabei Übertragungssignale
mit voneinander unterschiedlicher Zeitabstimmung, so dass die Ansteuerungszeiten
der Übertragungsansteuerungsschaltungen
gegeneinander versetzt sind, und die Steuerungssignalformungsschaltungen
geben ein Steuerungssignal der Zeitabstim mung der Ansteuerung des
LC-Schwingkreises der anderen Seite minimal aus, wobei das oben
genannte Steuerungssignal das Schaltelement der oben genannten Resonanzsteuerungsschaltung
so steuert, dass ein Dämpfen der
Amplitude von Oszillationen im oben genannten LC-Schwingkreis gefördert wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, wenn der LC-Schwingkreis ein
paralleler Schwingkreis ist und wenn die Impulsbreite des Übertragungssignals
1/8 der Breite der Bitzeitbreite oder weniger beträgt, sowie
dass die Impulsbreite des Resonanzsteuerungsschaltungssignals zwischen ¼ und 5/8
der Bitzeitbreite trägt.
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Die
Resonanzsteuerungsschaltung kann eine Reihenschaltung eines FET-Schaltelements
und eines Kondensators verwenden, und dieser FET kann ein Bipolartransistor
sein.
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Bei
der wie oben beschrieben konfigurierten vorliegenden Erfindung wird
in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Datenbytes von der Speicherkartenseite 50 an
das Lese-Schreib-Gerät 20 gesendet
wird, auch wenn der Host-Mikrocomputer
am Lesen-Schreib-Gerät
empfangene Daten extrem langsam einliest, vor dem Auftreten eines Überlauffehlers eine
automatische Warteperiode eingeschaltet, bevor die nächsten Daten
von der Speicherkarte 50 übertragen werden.
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Deshalb
kann bei der vorliegenden Erfindung auch ohne Hinzufügen einer
speziellen elektromagnetischen Kopplungsschnittstelle zum Zweck des
Handshaking unter der Voraussetzung des Einsatzes des Lese-Schreib-Geräts in Kombination
mit einem Host-Mikrocomputer mit einer relativ langsamen Betriebsgeschwindigkeit
oder bei der Verwendung in einer Anwendung, bei der die Möglichkeit
einer Unterbrechungsverarbeitung während des Empfangs der Daten
von der Speicherkarte besteht, möglich,
eine ausreichend schnelle Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen
dem Lese-Schreib-Gerät
und der Speicherkarte zu erzielen.
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Deshalb
ist es bei der vorliegenden Erfindung im Fall des Einsatzes in Kombination
mit einem eine schnelle Betriebsgeschwindigkeit aufweisenden Mikrocomputer
als Host möglich,
eine Hochgeschwindigkeitskommunikation entsprechend zu nutzen, und
bei dem Einsatz in Kombination mit einem Mikrocomputer, der eine
langsame Arbeitsgeschwindigkeit hat, oder bei einer Anwendung, bei
der eine Unterbrechungsverarbeitung geschehen kann, möglich, ein
kontaktloses Speicherkartensystem zu implementieren, bei dem keine Überlauffehler
auftreten. Außerdem
ist es möglich,
ein kontaktloses Speicherkartensystem mit einer unterschiedlichen
Kommunikationsgeschwindigkeit je nach dem Typ des einzusetzenden
Mikrocomputers und der zu verwendenden Anwendung vorzusehen. Außerdem ist
es nicht notwendig, einen Pufferspeicher mit großer Kapazität zum Zweck des vorübergehenden
Lesens einer großen
Menge empfangener Daten im Lese-Schreib-Gerät vorzusehen.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der elektromagnetische Kopplungsschnittstellenabschnitt
durch einen ersten und einen zweiten elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt
gebildet, die den Zweck haben, Dateneinheiten von einem Byte aufzuteilen
und weiterzuleiten. Weil der erste elektromagnetische Kopplungsschnittstellenabschnitt
eine Stoppbit-Übertragungsfunktion
hat, die in Funktion tritt, wenn die start-stopp-synchronisierten
seriellen Daten vom Lese-Schreib-Gerät 20 an die Speicherkarte 50 gesendet
werden, ist es gemäß dieser
Konfiguration, weil es dem zweiten elektromagnetischen Kopplungsschnittstellenabschnitt
nicht möglich
ist, die Anwesenheit eines vom Lese-Schreib-Geräts 20 gesendeten Übertragungs-Warte-Anforderungssignals
als ein Startbit serieller Daten vom Lese-Schreib-Gerät 20 fehlzuinterpretieren,
möglich, bei
der Konfiguration einen Aufwand zum Zweck der Steuerung der Kommunikationssequenz
und dergleichen zu vermeiden.
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Im
Gegensatz hierzu ist es bei einer Konfiguration, bei der das Senden
des Startbits und das Senden des Übertragungs-Warte-Anforderungssignals während der
seriellen Kommunikation an ein und demselben elektromagnetischen
Kopplungsschnittstellenabschnitt durchgeführt werden, um sicherzustellen,
dass es zwischen diesen beiden keine Verwechslung und daher eine
Störung
der Kommunikationssequenz gibt, notwendig, sowohl auf der Seite des
Lese-Schreib-Geräts 20 als
auch auf der Seite der Speicherkarte 50 eine sequenzielle
Steuerungsschaltung mit entsprechend hochentwickelten Funktionen
vorzusehen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird in einem Zeitraum nach der normal
erforderlichen Kommunikationszeit das Dämpfen von Oszillationen im Schwingkreis
gefördert,
so dass die nachteilige Auswirkung eines von außen einwirkenden Nachhalls
auf die Kommunikation ausgeschlossen wird. Deshalb ist es möglich, die
Kommunikationsgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne dass dabei die Kommunikationszuverlässigkeit
leidet. Außerdem
ist es möglich,
die Kommunikationszuverlässigkeit
bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu verbessern.
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Außerdem ist
es bei der vorliegenden Erfindung auch in dem Fall, in dem eine
Vielzahl von Schwingkreisen verwendet wird, möglich, eine Konzentration elektrischer
Leistungsaufnahme bei der Übertragung
zu vermeiden, so dass die Gefahr eines Zuverlässigkeitsverlusts in der Funktionsweise
der Schaltungen oder der Kommunikation verhindert wird.
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Außerdem ist
es gemäß der vorliegenden
Erfindung auch in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Schwingkreisen
verwendet wird, möglich,
während einer
effizienten Nutzung der Zeit nicht nur die nachteiligen Auswirkungen
eines übergroßen verbleibenden
Nachhalls auf die Kommunikation, sondern auch die nachteiligen Auswirkungen
einer gegenseitigen Interferenz zwischen diesen Schwingkreisen auf
die Kommunikation zu vermeiden, wodurch eine Erhöhung der Kommunikationsgeschwindigkeit
bei gleichzeitig gesteigerter Zuverlässigkeit und Sicherheit möglich wird.