ITMI20101536A1 - Sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato ic, scheda a circuito integrato in sicurezza e metodo di comunicazione wireless in sicurezza. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione fa riferimento ad un sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato.

Più specificatamente l’invenzione si riferisce ad un sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato, detto almeno un circuito integrato essendo dotato di antenna per comunicare con un circuito ricetrasmettitore.

L’invenzione fa altresì riferimento ad una scheda a circuito integrato in sicurezza dotata di un primo supporto comprendente almeno un circuito integrato associato ad almeno una antenna, detto almeno un circuito integrato atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore ed altresì ad un relativo elemento di accoppiamento associabile a detta scheda a circuito integrato.

L’invenzione fa anche riferimento ad un metodo di comunicazione wireless in sicurezza per almeno un circuito integrato, detta almeno un circuito integrato essendo dotato di almeno una antenna ed essendo atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore.

Arte nota

Come à ̈ ben noto, sono state sviluppate e proposte negli ultimi anni molteplici applicazioni che impiegano supporti comprendenti un circuito integrato IC o schede IC o IC Card atte a contenere dati e/o informazioni riferite all’utente.

Tra le principali applicazioni delle schede IC vi sono: documenti di identità o passaporti elettronici, carte di credito, tessere sanitarie e di riconoscimento ed applicazioni analoghe. Tali documenti possono in particolare contenere dati biometrici per il riconoscimento facciale o per il riconoscimento delle impronte digitali o per la scansione retinica.

Tali dati sono contenuti in una memoria presente nel circuito integrato IC e per sicurezza sono accessibili tramite un sistema di protezione che può comprendere un sistema di accesso tramite codici/ chiavi elettroniche o altro.

Il circuito integrato IC comprende un identificatore a radiofrequenza o RFID (Radio Frequency IDentification) o un elemento integrato per carta sicura o Smart Card, ossia un chip a bassa potenza (low power) che, opportunamente alimentato tramite onde elettromagnetiche, scambia dati ed informazioni con un circuito lettore (Reader) o r ice trasmettitore, La trasmissione elettromagnetica tra il circuito integrato ed il circuito ricetrasmettitore à ̈ ottenuta tramite almeno due antenne.

Un esempio di un sistema IC Card-Lettore à ̈ illustrato in figura 1. In tal caso, la IC Card 1 comprende un primo circuito integrato o primo IC 2 associato ad una prima antenna 3, esterna ad esso, ed un Reader 4 comprendente un secondo circuito integrato o secondo IC 5 associato ad una seconda antenna 6. Una volta alimentati, il primo IC 2 ed il secondo IC 5 si scambiando informazioni utilizzando onde elettromagnetiche tramite canali di comunicazione senza fili o wireless, in una modalità senza contatto, cosiddetta contactless.

Le antenne impiegate sono generalmente del tipo a dipolo hertziano oppure a dipolo magnetico o altro.

Le antenne a dipolo hertziano hanno di solito grandi dimensioni e presentano una discreta distanza di lettura, e sono generalmente esterne al circuito integrato IC e collegate ad esso mediante protuberanze sporgenti di contatto {o bumps) o fili conduttivi (o wire bonds).

Per le applicazioni IC Card di sicurezza si preferisce usare antenne a dipolo magnetico che, grazie ad un accoppiamento magnetico, privilegiano una comunicazione ad una distanza ridotta.

Sono note anche le IC Card OCA, acronimo dall’inglese di On-Chip Antenna, in cui una antenna 3' à ̈ integrata direttamente con il circuito integrato IC 2', come mostrato in figura 2.

Tale soluzione seppur vantaggiosa sotto vari aspetti presenta l’inconveniente di un aumento sostanziale della superficie occupata nel wafer a seguito dell’integrazione dell’antenna, che inevitabilmente comporta una riduzione del numero totale di circuiti integrati IC presenti sul wafer con un conseguente aumento dei costi totali.

Per ridurre la superficie occupata, una soluzione nota propone di posizionare l’antenna 3' superiormente al substrato comprendente il circuito integrato IC, come illustrato in figura 3.

E’ noto inoltre, in particolare per le IC Card OCA utilizzare espansioni elettromagnetiche 8 interposte tra il circuito integrato 2' ed il circuito lettore 4, come illustrato in figura 4. Le espansioni elettromagnetiche consentono di espandere il raggio di azione ed aumentare la distanza operativa o range di lettura tra il circuito integrato T ed il circuito lettore 4.

L’espansione elettromagnetica 8 comprende almeno due antenne 9, 10 collegate attraverso un interposto circuito elettronico 1 1. L’espansione elettromagnetica 8 presenta caratteristiche tali da poter concentrare il campo elettromagnetico e quindi l’energia elettromagnetica esterna sul circuito integrato IC 2' OCA. Ciascuna antenna 9, 10 dell’espansione elettromagnetica 8 può essere un dipolo magnetico oppure un dipolo hertziano o altro.

In tale soluzione, l’espansione elettromagnetica à ̈ inserita nel contenitore o package della IC Card e presenta dimensioni paragonabili alle dimensioni della IC Card tradizionali.

In figura 5 à ̈ illustrato un circuito integrato IC 2' OCA con una espansione elettromagnetica 8 realizzata a circuito LC 12 risonante, in modo che l’espansione elettromagnetica 8 à ̈ risonante ad una definita ed opportuna frequenza o gamma (range) di frequenze.

Dal punto di vista funzionale, il circuito integrato IC 2' OCA con l’aggiunta dell’espansione elettromagnetica 8 di figura 5 à ̈ equivalente alla IC Card con antenna esterna di figura 1, con il vantaggio però che l’espansione elettromagnetica consente di evitare il collegamento elettrico tramite bumps o wire bonds fra il circuito integrato IC e l’antenna esterna.

Le applicazioni con schede IC dotate di collegamento con un circuito lettore di tipo wireless, pur vantaggiose sotto vari aspetti presentano l’inconveniente di essere vulnerabili ad attacchi remoti con l’accesso illecito ai dati. Infatti, durante la trasmissione dei dati al circuito ricetrasmettitore o verso la scheda IC, eventuali attacchi remoti potrebbero superare i meccanismi/ le barriere di protezione e ricavare i dati contenuti nonché utilizzarli con eventuali ripercussioni anche gravi sulla privacy degli utenti.

Svariate soluzioni sono proposte per salvaguardare i dati contenuti nelle IC Card. Naturalmente, la comunicazione tra la IC Card ed il circuito ricetrasmettitore può avvenire attraverso opportuni protocolli che consentono in alcuni casi di crittografare parte dei dati, oppure utilizzare delle chiavi di accesso o dei sistemi di protezione.

Tutto ciò si può estendere anche ad un generico chip o sistema accoppiato tramite l’espansione elettromagnetica ad un generico IC, SoC (System on Chip), SiP (System in Package) o un altro sistema.

Una soluzione nota prevede di impiegare schermature, quali ad esempio, custodie o cover metalliche e/o magnetiche che consentono di proteggere la IC Card da eventuali attacchi durante il suo trasporto.

Tali schermature pur vantaggiose sotto vari aspetti rendono più ingombrante la IC Card e quindi rendono più disagevole il trasporto delle schede IC, inoltre, dopo aver rimosso tale schermatura metallica e/o magnetica, ad esempio per validare la propria identità, i dati risultano vulnerabili ed intercettabili da apparecchiature remote.

Nel caso in cui si hanno due o più IC Card collegate in modo wireless ad un unico circuito ricetrasmettitore, un opportuno protocollo di anticollisione evita possibili sovrapposizioni tra le informazioni ed i messaggi scambiati. Tali protocolli spesso implicano l’uso di modalità di comunicazione di tipo TDM (Time Division Multiplex) e/ o FDM (Frequency Division Multiplex) a seconda dei casi e necessità. Risulta fondamentale la presenza di opportuni sistemi di protezione dei dati durante la trasmissione wireless ossia durante la trasmissione tramite onde elettromagnetiche.

Il problema tecnico che sta alla base della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un sistema di sicurezza per proteggere la comunicazione wireless ed il contenuto di un circuito integrato in modo efficace rispetto ad eventuali intercettazioni remote, sia durante la trasmissione/ ricezione dei dati sia durante l’usuale trasporto della IC Card, che sia compatto e di facile realizzazione ed avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da consentire di superare le limitazioni che tuttora affliggono i sistemi di protezione realizzati secondo l'arte nota.

Un ulteriore problema della presente invenzione à ̈ quello di escogitare una scheda a circuito integrato in sicurezza ed un relativo elemento di accoppiamento semplici ed affidabili che consentano di proteggere i dati contenuti nel circuito integrato nonché di permettere la comunicazione wireless in sicurezza del circuito integrato con un circuito ricetrasmettitore avente caratteristiche strutturali e funzionale tali da consentire di superare le limitazioni che tuttora affliggono le schede secondo l’arte nota.

Un ulteriore problema della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un metodo di comunicazione wireless in sicurezza per un circuito integrato che sia efficace e facilmente realizzabile avente caratteristiche strutturali e funzionale tali da consentire di superare le limitazioni che tuttora affliggono i metodi di comunicazione wireless in sicurezza secondo l’arte nota.

Sommario dell' invenzione

L’idea di soluzione che sta alla base della presente invenzione à ̈ quella di proteggere la comunicazione dei dati attraverso una interferenza elettromagnetica e di proteggere nel contempo i dati contenuti nel circuito integrato in assenza di comunicazioni.

<â– >Sulla base di tale idea di soluzione il problema tecnico à ̈ risolto da un sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato, detto almeno un circuito integrato essendo dotato di una antenna per comunicare con un circuito ricetrasmettitore, caratterizzato dal fatto di comprende un elemento inibitore elettromagnetico associato a detto almeno un circuito integrato per inibire la comunicazione con detto circuito ricetrasmettitore e per porre in sicurezza i dati compresi in detto almeno un circuito integrato e di comprendere un elemento di accoppiamento associabile almeno a detta antenna di detto almeno un circuito integrato per disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico e consentire detta comunicazione con detto circuito ricetrasmettitore.

Vantaggiosamente, l’elemento di accoppiamento comprende almeno una espansione elettromagnetica avente una prima antenna connessa ad una seconda antenna, la seconda antenna essendo associabile temporaneamente almeno a detta antenna delTalmeno un circuito integrato.

Secondo un aspetto della presente invenzione, detto elemento inibitore elettromagnetico comprende un elemento interferente oppure un elemento di schermatura oppure entrambi.

Opportunamente, l’elemento interferente comprende un ulteriore circuito integrato dotato di antenna e disposto in prossimità di detto almeno un circuito integrato, detto almeno un circuito integrato e detto ulteriore circuito integrato essendo privati dell’uso del protocollo di anticollisione a definire una interferenza elettromagnetica, detta seconda antenna essendo associabile selettivamente almeno a detta antenna di detto circuito integrato o di detto ulteriore circuito integrato.

Vantaggiosamente, detto elemento inibitore elettromagnetico à ̈ un elemento di schermatura il quale comprende almeno uno schermo elettromagnetico interposto tra almeno detta antenna di detto almeno un circuito integrato e detto elemento di accoppiamento.

Opportunamente, detta prima antenna di detta espansione elettromagnetica à ̈ una antenna a dipolo hertziano e la seconda antenna à ̈ una antenna a dipolo magnetico, detto schermo elettromagnetico essendo definito da almeno uno di detti dipoli di detta prima antenna.

Vantaggiosamente, l’almeno un circuito integrato à ̈ un circuito integrato con On-Chip Antenna. Preferibilmente, il circuito integrato opera a frequenze radio.

Vantaggiosamente, detto schermo elettromagnetico à ̈ definito da un condensatore di bordo di detta espansione elettromagnetica oppure da almeno una piastrina preferibilmente metallica disposta in prossimità di detta espansione elettromagnetica.

Secondo un aspetto della presente invenzione, l’elemento di accoppiamento à ̈ scorrevolmente associabile a detto circuito integrato per disattivare temporaneamente l’elemento inibitore elettromagnetico e consentire una comunicazione tra detto circuito integrato e detto elemento ricetrasmettitore.

Opportunamente, il sistema comprende una pluralità di circuiti integrati dotati di rispettive antenne e rispettivi elementi inibitori elettromagnetici accoppiabili singolarmente almeno a detta antenna di ciascun circuito integrato di detta pluralità, detto elemento di accoppiamento essendo scorrevolmente associabile almeno a detta antenna di ciascun circuito integrato di detta pluralità, per disattivare temporaneamente il rispettivo elemento inibitore elettromagnetico e consentire una comunicazione tra ciascun circuito integrato di detta pluralità e detto elemento ricetrasmettitore a specifiche frequenze diverse tra loro.

Vantaggiosamente, detto elemento di accoppiamento à ̈ detto circuito ricetrasmettitore, detto circuito ricetrasmettitore comprendendo un circuito integrato con OCA.

Il problema à ̈ altresì risolto da una scheda a circuito integrato in sicurezza dotata di un primo supporto comprendente almeno un circuito integrato associato ad almeno una antenna, detto almeno un circuito integrato essendo atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore, caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento inibitore elettromagnetico per inibire la comunicazione di detto almeno un circuito integrato e per porre in sicurezza i dati compresi in esso, e di comprendere un elemento di accoppiamento associabile almeno a detta antenna di detto almeno un circuito integrato per disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico e consentire detta comunicazione con il circuito ricetrasmettitore, detto elemento inibitore elettromagnetico comprendendo un elemento interferente oppure un elemento di schermatura per detto almeno un circuito integrato.

Vantaggiosamente, detto elemento di accoppiamento associabile a detta scheda a circuito integrato in sicurezza essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo supporto scorrevolmente associabile a detto primo supporto, detto secondo supporto comprendendo almeno una espansione elettromagnetica avente una prima antenna connessa ad una seconda antenna, detta seconda antenna essendo associabile temporaneamente almeno a detta antenna di detto almeno un circuito integrato, mezzi di regolazione essendo presenti e pilotati atti a consentire un movimento relativo di detto primo supporto e di detto secondo supporto.

Il problema à ̈ altresì risolto da un metodo di comunicazione wireless in sicurezza per almeno un circuito integrato, detto almeno un circuito integrato essendo dotato di almeno una antenna ed atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore; caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:

- inibire elettromagneticamente detto almeno un circuito integrato ponendo in sicurezza i dati compresi in esso;

- disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica interponendo un elemento di accoppiamento tra almeno detta antenna di detto almeno un circuito integrato e detto elemento ricetrasmettitore permettendo così detta comunicazione wireless. Preferibilmente, detto circuito integrato opera a frequenze radio.

Vantaggiosamente, detto elemento di accoppiamento à ̈ realizzato mediante una espansione elettromagnetica comprendente almeno una prima antenna associata ad una seconda antenna, detta fase di disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica prevedendo di circoscrivere temporaneamente detta seconda antenna almeno a detta antenna di detto almeno un circuito integrato.

Opportunamente, la fase di inibire elettromagneticamente detto almeno un circuito integrato prevede di realizzare un elemento inibitore elettromagnetico che può essere realizzato mediante un elemento interferente o un elemento di schermatura oppure un elemento che comprende entrambi.

Vantaggiosamente, detto elemento interferente à ̈ realizzato predisponendo un ulteriore circuito integrato in prossimità di detto almeno un circuito integrato e privando detto ulteriore circuito integrato e detto almeno un circuito integrato dell’uso del protocollo di anticollisione a definire una interferenza elettromagnetica tra gli stessi.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, detto elemento di schermatura à ̈ realizzato predisponendo uno schermo elettromagnetico in prossimità di detta espansione elettromagnetica, detto schermo elettromagnetico essendo parte di detta espansione elettromagnetica oppure essendo indipendente da essa.

Vantaggiosamente, il metodo comprendere la fase di:

- avere un primo supporto comprendente detto almeno un circuito integrato;

- realizzare detto elemento di accoppiamento in un secondo supporto, realizzando l’espansione elettromagnetica in corrispondenza di una superficie di detto secondo supporto,

detta fase di disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico prevedendo di affacciare detto secondo supporto a detto primo supporto circoscrivendo almeno detta l’antenna di detto almeno un circuito integrato a detta seconda antenna di detta espansione elettromagnetica, mezzi di regolazione essendo predisposti per realizzare un movimento relativo di detto primo supporto e di detto secondo supporto.

Opportunamente, detta prima antenna di detta espansione elettromagnetica à ̈ realizzata con una antenna a dipolo hertziano, e detta seconda antenna à ̈ realizzata con una antenna a dipolo magnetico, detto schermo essendo definito attraverso almeno uno di detti dipoli di detta prima antenna.

Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema e del metodo secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un suo esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

In tali disegni:

- la figura 1 à ̈ una vista schematica a blocchi che illustra una scheda IC ed un lettore realizzati seconda l’arte nota;

- le figure 2 e 3 illustrano rispettivamente in una vista dall’alto schematica ed in una vista in sezione un circuito integrato IC OCA, realizzato secondo due esempi di arte nota;

- la figura 4 illustra, in una vista schematica a blocchi, una scheda IC con espansione elettromagnetica ed un circuito lettore realizzati secondo l'arte nota;

- la figura 5 illustra, in una vista schematica a blocchi una forma di realizzazione circuitale di una scheda IC con espansione elettromagnetica ed equivalente circuito LC ed un circuito lettore realizzati secondo l’arte nota;

- la figura 6 illustra, in una vista schematica in tre quarti, un sistema realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 7 illustra, in una vista schematica in tre quarti, con parti in esploso, il sistema di figura 6;

- la figura 8 illustra, in una vista in pianta, un wafer di circuiti integrati utilizzati nella presente invenzione;

- la figura 9 illustra in una vista schematica laterale il sistema di figura 6;

- la figura 10 illustra in una vista schematica in pianta una variante di un secondo supporto del sistema di figura 6;

- le figure 11 e 12 illustrano in una vista schematica in sezione trasversale e in tre viste schematiche in pianta due forme di realizzazione del sistema di figura 6, in particolare, per maggior chiarezza, nelle viste in pianta che illustrano l’accoppiamento tra il primo ed il secondo supporto, del secondo supporto à ̈ rappresentata solo l’espansione elettromagnetica;

- la figura 13 illustra in viste schematiche in pianta, una ulteriore forma di realizzazione del sistema di figura 6;

- le figure 14 e 15 illustrano due ulteriori forme di realizzazione, rispettivamente in una vista schematica in tre quarti e in viste in pianta, del sistema di figura 6 integrato in documenti cartacei;

- le figure dalla 16 alla 26 illustrano, in viste schematiche, particolari di diverse forme di realizzazione del sistema di figura 6;

- le figure 27A e 27B illustrano, in pianta, il primo ed il secondo circuito integrato impiegati in alcune forme di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 28 illustra in viste schematiche in pianta, il primo supporto del sistema di figura 6 in tre diverse forme di realizzazione;

- le figure 29 e 30 illustrano in rispettive viste schematiche parzialmente in sezione, due diverse forme di realizzazione del sistema di figura 6.

Descrizione dettagliata

Con riferimento a tali figure, ed in particolare alla figura 6, con 20 à ̈ complessivamente e schematicamente indicato un sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato IC, il quale comunica in modalità wireless.

il sistema 20 comprende almeno un circuito integrato IC 24a dotato di antenna 36, come illustrato in figura 8, ed atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore 30. Con il termine dotato si intende che l’antenna 36 può essere integrata direttamente nell’almeno un circuito integrato IC 24a oppure può essere realizzata esternamente ed opportunamente associata airalmeno un circuito IC 24a.

Secondo una forma di realizzazione indicativa e non limitativa, il circuito integrato 24a à ̈ associato ad una scheda IC 2 1 che comprende un primo supporto 23 conformato a tessera.

Il primo supporto 23 può essere opportunamente plastificato a definire un documento di identità, un passaporto, una patente, una tessera sanitaria, una carta di credito o una tessera per attestare l’appartenenza ad un gruppo sportivo o altro.

II primo IC 24a può comprendere al suo interno un elemento ricetrasmettitore ossia un sistema identificatore a radio-frequenza o RFID (Radio Frequency IDentifìcation), o una carta sicura o Smart Card o altro. Nella presente forma di realizzazione, si preferisce che il primo IC 24a sia un circuito integrato OCA, acronimo di On~Chip Antenna, ossia si preferisce che l’antenna sia integrata nel chip. Nel presente esempio inoltre, l’antenna à ̈ di tipo magnetico, tuttavia a seconda delle esigenze può essere di tipo hertziano o altro.

Secondo un aspetto della presente invenzione, il sistema 20 comprende un elemento inibitore elettromagnetico che consente di proteggere i dati contenuti nel primo IC 24a evitando che gli stessi siano oggetto di lettura/ scrittura in modo illecito.

In una prima forma di realizzazione, con riferimento alla figura 7, l’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ un elemento interferente e comprende un secondo circuito integrato o secondo IC 24b preferibilmente anch’esso di tipo OCA ed associato al primo supporto 23 della scheda IC 2 1 in corrispondenza della medesima superficie in cui à ̈ integrato il primo IC 24a. Nell’esempio illustrato, il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono disposti vicini tra loro consecutivi rispetto ad un asse X-X longitudinale del primo supporto 23.

Inoltre, l’elemento interferente à ̈ definito dal fatto che il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono privati dell’uso del protocollo di anticollisione e quindi, se attivati o alimentati da un dispositivo esterno, comunicano contemporaneamente ed i dati e le informazioni andranno a collidere fra loro. L’interferenza fra il primo IC 24a ed il secondo IC 24b rende di fatto praticamente impossibile la comunicazione del circuito ricetrasmettitore 30 o di un dispositivo esterno con ciascuno di essi.

Naturalmente, come noto ad un tecnico del ramo, il primo IC 24a ed il secondo IC 24b possono essere implementati privi del protocollo di anticollisione, oppure il protocollo di anticollisione può essere presente in ciascuno di essi ma disabilitato. In quest’ultimo caso, la disabilitazione può avvenire ad esempio tramite un fuse link oppure attraverso la scrittura di un opportuno codice in una cella di memoria non volatile di detto primo IC 24a e di detto secondo IC 24b, ad esempio durante la fase di testing su wafer, o vantaggiosamente alla fine del processo di testing.

Il circuito ricetrasmettitore 30 comprende almeno un circuito integrato 31 associato ad una antenna 32, che nel presente esempio à ̈ di tipo magnetico e realizzata esternamente al circuito integrato 3 1.

II sistema 20 comprende altresì un elemento di accoppiamento 22 associabile ad almeno l’antenna 36 del primo IC 24a o ad almeno l’antenna 36 del secondo IC 24b per disattivare temporaneamente il rispettivo elemento inibitore elettromagnetico e consentire una comunicazione tra il primo IC 24a o il secondo IC 24b e il circuito rice trasmettitore 30.

L’elemento di accoppiamento 22 comprende almeno una espansione elettromagnetica 26 avente una prima antenna 27 connessa ad una seconda antenna 28.

Secondo una forma di realizzazione, indicativa e non limitativa, l’elemento di accoppiamento comprende un secondo supporto 25, conformato anch’esso a tessera, sovrapponibile al primo supporto 23 ed associabile ad esso in modo preferibilmente scorrevole. Il secondo supporto 25 comprende sulla superficie affacciata al primo supporto 23 l’espansione elettromagnetica 26.

L’espansione elettromagnetica 26 à ̈ implementata attraverso una prima spira 27, che definisce la prima antenna, ed una seconda spira 28, che definisce la seconda antenna, entrambe sostanzialmente a loop ed a conformazione quadrata, opportunamente connesse tra loro a definire antenne a dipolo magnetico. L’espansione elettromagnetica 26 siffatta consente di realizzare una comunicazione wireless tra l’elemento ricetrasmettitore 30 e il primo IC 24a oppure il secondo IC 24b, in particolare, ma non esclusivamente, in un campo vicino permettendo la cosiddetta comunicazione “near field†utilizzata sostanzialmente quando i dati oggetto della comunicazione sono da ritenersi riservati.

L’espansione elettromagnetica 26 presenta la prima spira 27 di dimensioni sostanzialmente maggiori rispetto alle dimensioni della seconda spira 28. In particolare, la seconda spira 28 ha dimensioni tali da circoscrivere almeno l'antenna 36 del primo IC 24a oppure del almeno l’antenna 36 del secondo IC 24b.

L’antenna 32 dell’elemento ricetrasmettitore 30 comunica con la prima spira 27 alimentando un campo magnetico che definisce un primo flusso magnetico Î ̈1 il quale a sua volta permette di definire, in corrispondenza della seconda spira 28, un secondo flusso magnetico Î ̈2, con Î ̈2 maggiore di Î ̈1. La riduzione di superficie della seconda spira 28 ha l’effetto di concentrare, aumentandone l’intensità, le onde elettromagnetiche che trasportano i dati tra l’antenna 32 dell’elemento ricetrasmettitore 30 e l’antenna 36 del primo IC 24a o l’antenna 36 del secondo IC 24b con cui à ̈ accoppiata la seconda spira 28, a permettere la comunicazione tra loro.

Di fatto, l’espansione elettromagnetica 26 consente di espandere il raggio di azione e di aumentare la distanza operativa o range di comunicazione del il primo IC 24a o del secondo IC 24b con cui à ̈ accoppiata la seconda spira 28.

L’espansione elettromagnetica 26 consente la comunicazione wireless, ad almeno una specifica frequenza fi, tra il circuito integrato con cui à ̈ accoppiata ed il circuito ricetrasmettitore 30, riducendo ed al limite eliminando l’azione interferente dell’altro circuito integrato che non à ̈ accoppiato con la seconda spira 28. L’espansione elettromagnetica 26 favorisce la comunicazione con il circuito integrato con cui essa à ̈ accoppiata, sfavorendo di conseguenza la comunicazione con gli altri circuiti integrati non accoppiati con essa.

Di seguito spesso si ometterà di far riferimento esplicitamente all’antenna 36 associata e preferenzialmente integrata nel primo IC 24a e nel secondo IC 24b per comunicare in modo wireless, e si parlerà solo di tali circuiti integrati sottintendendo la presenza di ciascuna antenna.

Come illustrato in figura 9, il primo supporto 23 ed il secondo supporto 25 sono scorrevolmente associati tra loro. Opportuni mezzi di regolazione, non evidenziati nelle figure, possono essere predisposti e pilotati per permettere un movimento relativo del primo supporto 23 e del secondo supporto 25. I mezzi di regolazione possono essere mezzi manuali e quindi movimentati dall’utente finale per permettere la comunicazione wireless, oppure possono essere mezzi meccanici, come molle associate ad eventuali guide meccaniche o mezzi analoghi pilotati ad esempio da meccanismi ottici. I meccanismi ottici potrebbero richiedere l’impiego di un materiale trasparente per realizzare il primo supporto 23 e/o il secondo supporto 25.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, à ̈ preferibile che il primo IC 24a ed il secondo IC 24b appartengano ad una medesima piastrina di materiale semiconduttore, derivante ad esempio dall’operazione di taglio (dicing) di un wafer, operata mediante una sega o un laser, secondo alcune delle scribe line presenti sul wafer stesso che dividono fra loro i vari chip, come illustrato in figura 8. Infatti, in mancanza del protocollo di anticollisione tra il primo IC 24a ed il secondo IC 24b ci sarà una maggiore interferenza quanto più il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono disposti vicini e tanto più gli stessi sono simili.

In ogni modo, sul primo supporto 23 della scheda IC 21 si possono assemblare i singoli circuiti integrati dopo il taglio del wafer avendo cura che essi siano disposti vicini fra loro.

Inoltre, a seconda delle esigenze, l’elemento di accoppiamento 22 ed in particolare il secondo supporto 25 potrebbe essere permanentemente associato al primo supporto 23 oppure essere associabile durante la comunicazione wireless tra il primo IC 24a o il secondo ÌC 24b con il circuito ricetrasmettitore 30

Le ridotte dimensioni del primo IC 24a e del secondo IC 24b richiedono di fornire un elevato campo elettromagnetico per poter alimentare i circuiti integrati del primo supporto 2 1. Questo consente in particolare, di ridurre il rischio di letture fraudolente.

Inoltre, à ̈ preferibile che il primo IC 24a ed il secondo IC 24b siano operativi ad elevate frequenze, ad esempio ma non esclusivamente nella banda UHF, ad esempio alla frequenza di 868 MHz (RFId secondo lo standard europeo) o 915 MHz (RFId secondo lo standard americano) così da ridurre le dimensioni e la complessità dell’antenna integrata 36.

L’invenzione presenta numerose varianti tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo. Nella descrizione che segue si farà riferimento al sistema 20 precedentemente descritto e particolari e parti cooperanti aventi la medesima struttura e funzione saranno indicati con i medesimi numeri e sigle di riferimento.

In una variante, illustrata in figura 10, l’elemento di accoppiamento 22 comprende l’espansione elettromagnetica 26 avente un condensatore di bordo (Fringing Capacitor) FC, che definisce con il circuito ricetrasmettitore 30 un sistema risonante ad una ben precisa frequenza di risonanza. Il condensatore di bordo FC presenta le due armature ottenute come prolungamento della metal di bordo della prima spira 27, dell’espansione elettromagnetica 26.

La frequenza di risonanza del condensatore di bordo FC consente di fornire al sistema 20 un ulteriore grado di sicurezza.

Una ulteriore variante à ̈ illustrata in figura 11 , in cui il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono realizzati sulla medesima superficie del primo supporto 23 e sono disposti affiancati fra loro, trasversalmente rispetto all’asse X-X longitudinale. In tal caso, l’accoppiamento tra la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 e rispettivamente il primo IC 24a o il secondo IC 24b à ̈ definito da uno scorrimento laterale rispetto all’asse X-X del secondo supporto 25 sul primo supporto 23.

Nella rappresentazione di figura I l e nelle rappresentazioni successive, in cui si ha l’accoppiamento del secondo supporto 25 sul primo supporto 23, per una maggiore chiarezza del secondo supporto 25 sarà illustrata solo l’espansione elettromagnetica 26.

La forma di realizzazione illustrata in figura 12 si differenzia rispetto all’esempio di figura 11, in quanto la seconda spira 28 presenta una conformazione tale da contenere contemporaneamente il primo IC 24a ed il secondo IC 24b. La comunicazione del primo IC 24a o del secondo IC 24b con il circuito ricetrasmettitore 30 avviene mediante uno scorrimento laterale del secondo supporto 25 sul primo supporto 23 in modo che la seconda spira 28 contenga singolarmente e separatamente il primo IC 24a o il secondo IC 24b.

Secondo un aspetto della presente invenzione, il primo supporto 23 ed il secondo supporto 25 possono avere qualunque conformazione. Neiresempio illustrato in figura 13, il primo supporto 23 ha conformazione circolare con il primo IC 24a e con il secondo IC 24b disposti in posizione fissa su uno stesso diametro ed equidistanti dal centro del cerchio.

L’accoppiamento tra la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26, integrata nel secondo supporto 25, e rispettivamente il primo IC 24a o il secondo IC 24b à ̈ definito dalla rotazione attorno al centro del primo supporto 23.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, il sistema 20 può essere altresì implementato in un documento 50 cartaceo, quale ad esempio passaporto e/o carte d’identità tradizionali, come illustrato nelle figure 14 e 15.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 14, il primo supporto 23 à ̈ sostanzialmente una pagina del documento 50 e comprende almeno il primo IC 24a ed il secondo IC 24b. L’elemento di accoppiamento 22 à ̈ definito sostanzialmente da due pagine 25a e 25b del documento 50, ciascuna pagina comprendente rispettivamente una espansione elettromagnetica, 26a e 26b, atte ad accoppiare rispettivamente il primo IC 24a ed il secondo IC 24b. Nel documento 50 cartaceo, la pagina del primo supporto 23 à ̈ interposta tra le due pagine 25a e 25b dell’elemento di accoppiamento 22.

Per poter comunicare in modo wireless, si apre il documento 50 e si accoppia la pagina del primo supporto 23 sulla pagina 25a o rispettivamente 25b circoscrivendo con la seconda spira 28 rispettivamente il primo IC 24a o il secondo IC 24b.

Quando il documento 50 à ̈ chiuso, il primo IC 24 A ed il secondo IC 24b sono rispettivamente accoppiati alla prima e alla seconda espansione elettromagnetica, 26a e 26b ma, essendo privi del protocollo di comunicazione, secondo la presente invenzione, interferiscono tra loro nel caso di tentativo di comunicazione illecita salvaguardando così i rispettivi dati.

Nella variante illustrata in figura 15 il primo supporto 23 à ̈ definito da due pagine 23a e 23b del documento 50 cartaceo, ciascuna pagina comprendente rispettivamente il primo IC 24a ed il secondo IC 24b. L’elemento di accoppiamento 22 à ̈ definito da una pagina 25, comprendente una espansione elettromagnetica 26, la quale à ̈ interposta tra le due pagine 23a e 23b,

La prima spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 à ̈ conformata in modo tale da comprendere contemporaneamente al suo interno il primo IC 24a ed il secondo IC 24b.

Per comunicare in modo wireless con il primo IC 24a, si apre il documento 50 e si accoppia la pagina del secondo supporto 25 con la pagina 23a accoppiando la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 al primo IC 24a. Analogamente, per comunicare con il secondo IC 24b si accoppia la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 al secondo IC 24b contenuto nella pagina 23b.

Nella variante illustrata in figura 16, l’elemento di accoppiamento 22 comprende una espansione elettromagnetica 26 con dipoli hertziano-magnetico, la quale à ̈ implementata attraverso una antenna a dipolo hertziano 35 associata a detta antenna a dipolo magnetico 28. L’espansione elettromagnetica 26 siffatta consente di realizzare una comunicazione wireless in campo lontano, cosiddetta comunicazione “far field†. In particolare, l’antenna a dipolo magnetico 28, interposta tra i dipoli dell’antenna a dipolo hertziano 35, ha una spira di dimensioni tali da circoscrivere separatamente il primo IC 24a oppure il secondo IC 24b associati al primo supporto 23.

Associando temporaneamente il dipolo magnetico 28 dell’espansione elettromagnetica 26 con il primo IC 24a o il secondo IC 24b si rende inattivo l’elemento inibitore elettromagnetico consentendo la rispettiva comunicazione con il circuito ricetrasmettitore 30.

L’espansione elettromagnetica 26 con dipoli hertzianomagnetico, secondo la presente forma di realizzazione, può essere vantaggiosamente utilizzata in qualunque delle varianti precedentemente illustrate e descritte.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, come illustrato in figura 17, l’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ un elemento di schermatura ossia uno schermo elettromagnetico 44, preferibilmente ma non esclusivamente metallico, associato a detto elemento di accoppiamento 22 il quale, quando ricopre il primo IC 24a, consente di schermare le onde elettromagnetiche proteggendo quindi i dati contenuti nel primo IC 24a ad evitare una comunicazione wireless illecita.

Lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ ricavato da almeno parte della metal che forma l’espansione elettromagnetica 26 integrata nel secondo supporto 25 ed à ̈ realizzato tramite le due armature o piastre del condensatore di bordo o Fringing Capacitor FC. Tali piastre essendo ottenute come prolungamento del bordo della prima spira 27 dell’espansione elettromagnetica 26.

In una ulteriore forma di realizzazione, illustrata in figura 18, il primo supporto 23 comprende un solo primo IC 24a ed il secondo supporto 25 comprende una espansione elettromagnetica 26 implementata con dipoli hertziano-magnetico, ossia una antenna a dipolo hertziano 35 associata ad una antenna a dipolo magnetico 28.

Vantaggiosamente, lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ definito da almeno una parte dell’antenna a dipolo hertziano 35. Con la movimentazione relativa del secondo supporto 25 e del primo supporto 23, attraverso mezzi di regolazione interposti, quando il dipolo magnetico 28 à ̈ accoppiato al primo IC 24a, i dati contenuti nel primo IC 24a possono essere letti/scritti attraverso il circuito ricetrasmettitore 30. Nell’esempio, il circuito ricetrasmettitore 30 comprende l’antenna 32 realizzata come una antenna a dipolo hertziano per poter comunicare con l’antenna hertziana 35 dell’espansione elettromagnetica 26.

Opportunamente, come illustrato nella figura 19, diversamente dall’esempio di figura 18, il primo supporto 23 comprende il primo IC 24a ed altresì il secondo IC 24b.

L’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ definito da ciascuna parte dell’antenna a dipolo hertziano 35. L’antenna a dipolo hertziano 35 à ̈ movimentata, attraverso opportuni mezzi di regolazione, ed una rispettiva parte à ̈ accoppiabile al primo IC 24a e al secondo IC 24b consentendo di fatto la rispettiva comunicazione con il circuito ricetrasmettitore 30.

Il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono dotati di antenna integrate 36 a dipolo magnetico, mentre il circuito ricetrasmettitore 30 comunica tramite un’antenna 32 a dipolo hertziano, quindi l’espansione elettromagnetica 26 permette la comunicazione wireless tra il circuito ricetrasmettitore 30 ed il primo IC 24a o il secondo IC 24b.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, se l’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ esclusivamente un elemento di schermatura, si può evitare di disabilitare l’uso del protocollo di anticollisione.

Un ulteriore forma di realizzazione, illustrata in figura 20, si differenzia in quanto l’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ uno schermo elettromagnetico 44 associato al secondo supporto 25 e realizzato in modo indipendente dall'espansione elettromagnetica 26, la quale, nel presente esempio, à ̈ di tipo a dipoli magnetici.

Quando il primo supporto 23 à ̈ associato al secondo supporto 25, lo schermo elettromagnetico 44 scherma il primo IC 24a ed inibisce la comunicazione proteggendo di fatto i dati contenuti nel primo IC 24a. Mentre, quando la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 circoscrive il primo IC 24a il circuito ricetrasmettitore 30 comunica in modo wireless con il primo IC 24a.

La posizione nonché le dimensioni dello schermo elettromagnetico 44 sono variabili di progetto, in particolare lo schermo potrà essere posizionato internamente o esternamente all'espansione elettromagnetica 26, quest’ultimo esempio illustrato in figura 21.

Se lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ esterno all’espansione elettromagnetica 26, si evita che lo stesso possa eventualmente creare problemi al funzionamento dell’espansione elettromagnetica 26.

Nelle forme di realizzazione, ad esempio delle figure 20 e 21, con lo schermo elettromagnetico 44 separato dall’espansione elettromagnetica 26, il sistema 20 presenta un maggiore grado di libertà nel progetto dell’espansione medesima.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 22, il secondo supporto 25 comprende un primo schermo elettromagnetico 44a ed un secondo schermo elettromagnetico 44b, realizzati sostanzialmente a piastrina e posizionati lateralmente ed esternamente alla seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26.

Il primo supporto 23 comprende il primo IC 24a ed il secondo IC 24b posizionati allineati lungo l’asse X-X longitudinale del primo supporto 23 ed intervallati da uno spazio tale da contenere la seconda spira 28, dell’espansione elettromagnetica 26.

In particolare, il primo schermo elettromagnetico 44a ed il secondo schermo elettromagnetico 44b hanno una lunghezza da sovrastare rispettivamente il primo IC 24a o il secondo IC 24b quando la seconda spira 28 à ̈ accoppiata all’altro IC.

Vantaggiosamente, il sistema 20, secondo la presente invenzione, con l’elemento inibitore elettromagnetico realizzato a schermo elettromagnetico può essere implementato altresì in documenti 50 cartacei, quali ad esempio passaporti e/o carte d’identità tradizionali, come illustrato nelle figure da 23 a 26 e che verranno descritte di seguito.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 23, il primo supporto 23 à ̈ sostanzialmente una pagina comprendente almeno un primo IC 24a interposta tra altre due pagine, rispettivamente 25a e 25b. L’elemento di accoppiamento 22 à ̈ definito dalla pagina 25a e comprende una espansione elettromagnetica 26, mentre la pagina 25b contiene lo schermo elettromagnetico 44. La pagina del primo supporto 23 à ̈ interposta tra le due pagine 25a e 25b in modo tale che, quando il documento 50 à ̈ chiuso lo schermo elettromagnetico 44 sovrapposto al primo IC 24a consente la schermatura ossia l’inibizione dello stesso.

Per comunicare con il primo IC 24a, si apre il documento 50 e si accoppia la sola pagina del primo supporto 23 alla pagina 25a accoppiando la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 al primo IC 24a. Durante la comunicazione wireless à ̈ necessario mantenere la pagina 25b comprendente lo schermo 44 sufficientemente separata dal primo supporto 23, evitando che lo schermo elettromagnetico 44 blocchi le onde elettromagnetiche atte a raggiungere l’antenna 32 del circuito r ice trasmettitore 30.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 24, diversamente dall’esempio illustrato in figura 23, il primo supporto 23 comprende il primo IC 24a ed il secondo IC 24b disposti lungo l’asse XX longitudinale, mentre ciascuna delle due pagine 25a e 25b comprende un’espansione elettromagnetica 26a e 26b ed un rispettivo schermo elettromagnetico 44a e 44b disposti in modo alternato e speculari tra loro.

La pagina del primo supporto 23 à ̈ interposta tra le due pagine 25a e 25b del secondo supporto e, quando il documento 50 cartaceo à ̈ chiuso, ciascun schermo 44a e 44b à ̈ sovrapposto rispettivamente al primo IC 24a e al secondo IC 24b consentendo di fatto una schermatura ossia l’inibizione degli stessi. Per la comunicazione con il circuito ricetrasmettitore 30, si apre il documento 50 e si sovrappone una delle due pagine 25a e 25b alla pagina del primo supporto 23 centrale, consentendo contemporaneamente la schermatura di un IC e la comunicazione dell’altro IC, in modo alternato a seconda della pagina sovrapposta.

Nell’ulteriore forma di realizzazione, illustrata in figura 25, una pagina 51 del documento 50 cartaceo, separata trasversalmente rispetto all’asse X-X longitudinale, comprende in una porzione superiore il primo supporto 23 mentre, la porzione inferiore 25a della pagina 51 comprende l’espansione elettromagnetica 26. Una ulteriore pagina 25b, del documento 50 cartaceo, affacciata alla pagina 51 comprende lo schermo elettromagnetico 44.

Quando il documento 50 cartaceo à ̈ chiuso e le pagine distese e sovrapposte lina all’altra, lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ sovrapposto all’almeno un primo IC 24a consentendo la protezione dei dati contenuti in esso. Per comunicare con detto almeno un primo IC 24a, la porzione inferiore 25a deve essere ripiegata, come evidenziato dalla freccia in figura 25, sovrapponendo la seconda spira 28 a detto almeno un primo IC 24a.

Tale forma di realizzazione permette, quando il documento 50 cartaceo à ̈ chiuso, di sovrapporre lo schermo 44 a detto almeno un primo IC 24a, disaccoppiando l’espansione elettromagnetica 26 ed aumentando così la protezione dei dati contenuti.

Nell’esempio illustrato in figura 26, una pagina 51 del documento 50 cartaceo à ̈ suddivisa longitudinalmente secondo l’asse X-X longitudinale ed una porzione laterale 23 comprende almeno un primo IC 24a, mentre l’altra porzione laterale 25a della pagina 51 comprende lo schermo elettromagnetico 44. Una ulteriore pagina 25b del documento 50 cartaceo affacciata alla pagina 51 comprende l’espansione elettromagnetica 26.

Quando il documento 50 cartaceo à ̈ chiuso con la porzione laterale 25a ripiegata superiormente alla porzione laterale 23, lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ sovrapposto all’almeno un primo IC 24a consentendo la protezione dei dati contenuti. Per poter comunicare con il circuito ricetrasmettitore 30, la pagina 51 à ̈ aperta e l’ulteriore pagina 25b, contenente l’espansione elettromagnetica 26, à ̈ sovrapposta alla porzione laterale 23 con la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 circoscritta a detto almeno un primo IC 24a.

Tale esempio consente di aumentare la protezione dei dati contenuti nel primo IC 24a, infatti lo schermo elettromagnetico 44 à ̈ interposto tra l'espansione elettromagnetica 26 e detto almeno un primo IC 24a quando il documento 50 cartaceo à ̈ chiuso.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, l’elemento inibitore elettromagnetico può comprendere l’elemento di schermatura ed altresì l’elemento interferente e quindi il primo IC 24a ed il secondo IC 24b possono essere privati del protocollo di anticollisione.

Ulteriormente, in altre forme di realizzazione, il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono preferibilmente implementati con almeno due chip, in cui ciascun chip à ̈ dotato preferenzialmente di una antenna a dipolo magnetico, come illustrato schematicamente in figura 27A.

Ulteriormente, il primo IC 24a ed il secondo IC 24b possono appartenere ad una medesima piastrina di materiale semiconduttore, in tal modo à ̈ possibile fissare con grande precisione la distanza fra le due antenne integrate 36a e 36b,

Sono comunque possibili implementazioni in cui si ha almeno un circuito integrato 24a dotato di almeno due antenne come mostrato in figura 27B.

Naturalmente, su specifiche esigenze del cliente il numero di chip può variare. E’ bene ricordare che un chip ad esempio del tipo RFID ha delle dimensioni molto contenute, sostanzialmente pari a circa 500 pm x 500 pm, e questo consente di ridurre i costi potendo realizzare su un wafer un numero di chip pani anche ad alcune decine di migliaia.

Come illustrato in figura 28, in un medesimo primo supporto 23 à ̈ possibile integrare con uno specifico layout un numero variabile di primi IC 24a e secondi IC 24b, privilegiando la disposizione di almeno un cluster con almeno un primo IC 24a ed un secondo IC 24b opportunamente disposti vicini fra loro, per rendere più efficace l’effetto dell’interferenza elettromagnetica. Ancor più in particolare, in una forma di realizzazione il primo supporto 23 comprende un IC pilota 40 atto a comprendere informazioni, eventualmente criptate, tali da permettere una identificazione spaziale di ciascun primo IC 24a e secondo IC 24b oppure da permettere un ordine di lettura, ossia la sequenza con cui si deve passare da un IC all’altro o ancora la lettura/ scrittura secondo una particolare codifica o altro.

In altre forme di realizzazione, si può rendere accessibile un IC pilota 40 e rendere non accessibili, ad esempio per interferenza dovuta alla mancanza del protocollo di anticollisione, i rimanenti primi IC 24a e secondi IC 24b.

In un altro esempio di realizzazione, 11C pilota 40 può essere implementato in modo da effettuare una modifica nell’allocazione delle informazioni contenute nei primi IC 24a e nei secondi IC 24b, oppure può essere implementato in modo tale da effettuare una modifica nella codifica delle informazioni o altro per mezzo di un’operazione di scrittura tramite il circuito ricetrasmettitore 30.

In una ulteriore forma di realizzazione, illustrata in figura 29, il primo supporto 23 comprende un primo cluster 4 la ed un secondo cluster 41b, ciascuno comprendente almeno un primo IC 24a ed un secondo IC 24b, opportunamente predisposti per comunicare rispettivamente ad una prima frequenza fi e ad una seconda frequenza f2, diverse tra loro. L’elemento di accoppiamento 22 comprende una prima espansione elettromagnetica 26a ed una seconda espansione elettromagnetica 26b associabili rispettivamente ad una prima antenna 32a e ad una seconda antenna 32b, del circuito ricetrasmettitore 30, atte a permettere la comunicazione tra il primo cluster 4 la ed il secondo cluster 41b, rispettivamente alla prima frequenza fi e alla seconda frequenza f2.

Alternativamente alla prima antenna 32a e alla seconda antenna 32b, il circuito ricetrasmettitore 30 può comprende un sistema di comunicazione a banda larga predisposto per comunicare alla prima frequenza fi e alla seconda frequenza f2.

Tale forma di realizzazione a due o più frequenze, consente una protezione maggiore dei dati contenuti nei circuiti integrati rendendo ancora più difficile leggere in modo fraudolento il contenuto di ciascun chip di detto primo cluster 4 la e di detto secondo cluster 41b.

Per rendere ancor più difficoltosa la lettura fraudolenta dei dati, si può cambiare continuamente la posizione spaziale di almeno un IC o di almeno un cluster presente sul primo supporto 23 della scheda IC 21, rendendo necessaria una preventiva completa scansione della superficie del supporto 23 da parte di almeno l’elemento di accoppiamento 22 per l’individuazione dell’IC o cluster stesso.

In una ulteriore forma di realizzazione, mostrata in figura 30, il circuito ricetrasmettitore 30 definisce altresì l’elemento di accoppiamento 22. Il circuito integrato 31, del circuito ricetrasmettitore 30, à ̈ un circuito integrato OCA (On-Chip Antenna) e viene accoppiato, in modalità affacciata, rispettivamente al primo IC 24a e al secondo IC 24b a consentire una comunicazione wireless. Tale comunicazione à ̈ una cosiddetta comunicazione chip-to-chip e fornisce la potenza necessaria al funzionamento del primo IC 24a o del secondo IC 24b accoppiato.

In tutte le forme di realizzazione sopra descritti, le dimensioni e le disposizioni di ciascun elemento possono essere realizzate a seconda delle esigenze di progetto e dell'applicazione.

Vantaggiosamente, il sistema 20 potrebbe presentare ulteriori ed eventuali schermature per evitare che le informazioni contenute nei singoli circuiti integrati primo IC 24a e secondo IC 24b possano essere acquisite in modo fraudolento durante la comunicazione della scheda IC medesima con il circuito ricetrasmettitore 30. Ciò à ̈ particolarmente vantaggioso quando si usano antenne di tipo “far field†.

In varianti, delle forme di realizzazione sopra descritte, l’almeno un circuito integrato IC 24a potrebbe essere associato ad una antenna 36 esterna di dimensioni contenute, collegata all’IC 24a tramite bump o wire bond.

In tali forme di realizzazione, la comunicazione tra l’almeno un IC 24a ed il circuito ricetrasmettitore 30 avviene quando la seconda spira 28 dell’espansione elettromagnetica 26 circoscrive almeno l’antenna 36 esterna dell’almeno un IC 24a.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, le antenne 36 del primo IC 24a o del secondo IC 24b potranno essere predisposte per comunicare ad una frequenza specifica oppure in una banda di frequenze.

Naturalmente, combinazioni delle forme di realizzazione descritte ed altre forme di realizzazione derivate dalle stesse possono essere implementate tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo della presente invenzione.

La presente invenzione si riferisce altresì ad un metodo di comunicazione wireless in sicurezza per un circuito integrato, mediante un sistema 20 del tipo precedentemente descritto per il quale particolari e parti cooperanti aventi la medesima struttura e funzione saranno indicati con i medesimi numeri e sigle di riferimento.

II metodo, secondo la presente invenzione, prevede la fase di: - realizzare almeno un primo IC 24a dotato di almeno una antenna 36 preferibilmente, ma non esclusivamente integrata nell’almeno un primo IC 24a, a realizzare un circuito integrato OCA (On~Chip Antenna);

- realizzare il circuito ricetrasmettitore 30 atto a comunicare con detto almeno un primo IC 24a e comprendente un circuito integrato 31 associato ad una antenna 32.

Vantaggiosamente, il metodo comprende le fasi di:

- inibire elettromagneticamente detto almeno un primo IC 24a ponendo in sicurezza i dati compresi neiralmeno un primo IC 24a;

- disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica interponendo un elemento di accoppiamento 22 tra almeno l’antenna 36 deH’almeno un primo IC 24a e l’elemento ricetrasmettitore 30 permettendo così detta comunicazione wireless.

Il metodo prevede la fase di:

- realizzare detto elemento di accoppiamento 22 mediante una espansione elettromagnetica 26 comprendente almeno una prima antenna 27 associata ad una seconda antenna 28.

In particolare, la fase di disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica prevede di associare temporaneamente detta seconda antenna 28 almeno all'antenna 36 di detto almeno un primo IC 24a a consentire la comunicazione wireless con il circuito ricetrasmettitore 30.

In particolare, il metodo prevede di realizzare la seconda antenna 28 con dimensioni tali da circoscrivere almeno l’antenna 36 deH’almeno il primo IC 24a e di realizzare la prima antenna 27 di dimensioni sostanzialmente maggiori rispetto alle dimensioni della seconda antenna 28 per assorbire una maggiore quantità di energia trasportata dalle onde elettromagnetiche. In tal modo, la riduzione di dimensioni della seconda antenna 28 consente di aumentare il flusso e quindi favorire la trasmissione delle onde elettromagnetiche per la comunicazione tra il circuito ricetrasmettitore 30 ed almeno il primo IC 24a, Tantenna 36 essendo accoppiata alla seconda antenna 28.

Il metodo prevede di realizzare la fase di inibire elettromagneticamente detto almeno un primo IC 24a prevedendo un elemento inibitore elettromagnetico il quale può essere realizzato mediante un elemento interferente o un elemento di schermatura oppure un elemento che li contiene entrambi.

Il metodo prevede di realizzare l’elemento interferente elettromagnetico predisponendo un secondo IC 24b in prossimità del primo IC 24a nonché privando dell’uso del protocollo di anticollisione il primo IC 24a ed il secondo IC 24b a definire così una interferenza elettromagnetica tra gli stessi.

In particolare, quando il primo IC 24a ed il secondo IC 24b sono alimentati, attraverso la rispettiva antenna 36, essi comunicano contemporaneamente ed i dati e le informazioni trasmesse collidono fra loro generando una interferenza che rende praticamente impossibile la lettura/ scrittura dei dati in ciascuno di essi. In una forma di realizzazione, l’antenna 36 à ̈ integrata nel primo IC 24a e nel secondo IC 24b, in una ulteriore forma di realizzazione, l’antenna 36 à ̈ realizzata esternamente ed opportunamente associate al primo IC 24a e al secondo IC 24b.

Secondo un aspetto della presente invenzione, il metodo prevede, durante la comunicazione wireless, di movimentare l’elemento di accoppiamento 22 attraverso predisposti mezzi di regolazione, per permettere il movimento relativo dell’espansione elettromagnetica 26 e consentire alla seconda antenna 28 di circoscrivere rispettivamente almeno l’antenna 36 del primo IC 24a o del secondo IC 24b. Questo permette di disattivare temporaneamente l’inibizione elettromagnetica permettendo nel contempo la comunicazione tra il circuito ricetrasmettitore 30 ed il primo IC 24a o il secondo IC 24b.

In metodo prevede di realizzare detti mezzi di regolazione di tipo manuale o automatici a seconda delle esigenze e delle applicazioni.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo prevede di:

- avere un primo supporto 23 comprendente detto almeno un circuito integrato IC 24a;

- realizzare l'elemento di accoppiamento 22 in un secondo supporto 25, realizzando l’espansione elettromagnetica 26 in corrispondenza di una superficie del secondo supporto 25.

II metodo prevede quindi di disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico, associando il secondo supporto 25 al primo supporto 23, in modo tale da affacciare l’espansione elettromagnetica 26 circoscrivendo con detta seconda antenna 28 almeno l’antenna 36 di detto almeno un primo IC 24a.

II metodo prevede quindi di predisporre mezzi di regolazione a permettere un movimento relativo, preferibilmente scorrevole, del primo supporto 23 e del secondo supporto 25 a consentire la disattivazione temporanea.

Se l’elemento inibitore elettromagnetico à ̈ realizzato mediante un elemento di schermatura, il metodo secondo una forma di realizzazione, prevede di realizzare l’elemento di schermatura attraverso almeno uno schermo elettromagnetico 44, preferibilmente metallico, realizzato in prossimità dell’espansione elettromagnetica 26.

Tale elemento di schermatura 44 può essere parte dell’espansione elettromagnetica 26 oppure essere indipendente da essa disposto esternamente o internamente alla stessa.

In tal modo, la fase di inibire elettromagneticamente l’almeno un primo IC 24a prevede di associare lo schermo elettromagnetico 44 all’antenna 36 di detto almeno un primo IC 24a schermandola e proteggendo così almeno parte dei dati contenuti nel primo IC 24a stesso, evitando quindi che tali dati siano oggetto di lettura/ scrittura illecita.

La fase di disattivare temporaneamente l’inibizione elettromagnetica prevede, secondo quanto descritto precedentemente, di movimentare l’elemento di accoppiamento 22, in modo tale che la seconda antenna 28 dell’espansione elettromagnetica 26 circoscriva almeno l’antenna 36 di almeno un primo IC 24a.

In una forma di realizzazione in cui à ̈ previsto un primo IC 24a ed un secondo IC 24b, il metodo può prevedere che l’elemento di inibizione elettromagnetica comprenda sia lo schermo elettromagnetico sia l’elemento inibitore elettromagnetico, e quindi realizzare il primo IC 24a ed il secondo IC 24b privandoli altresì dell’uso del protocollo di anticollisione.

Secondo un aspetto della presente invenzione, il metodo prevede di realizzare la prima antenna 35 dell’espansione elettromagnetica 26 con una antenna a dipolo hertziano e di realizzare la seconda antenna 28 con una antenna a dipolo magnetico e di definire detto schermo elettromagnetico 44 attraverso almeno uno dei dipoli della prima antenna 35.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il metodo prevede di realizzare il primo IC 24a ed il secondo IC 24b opportunamente vicini fra loro, per rendere più efficace l’effetto dell’interferenza elettromagnetica.

Naturalmente, ulteriori forme di realizzazione possono essere implementate tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo della presente invenzione.

Ancor più in particolare, il metodo può prevedere un IC pilota 40 atto a comprendere informazioni, eventualmente criptate, tali da permettere una identificazione spaziale di ciascun cluster oppure tale da permettere un ordine di comunicazione, ossia la sequenza con cui si deve passare da un IC all’altro o ancora permettere la fase di comunicazione secondo una particolare codifica o altro.

In un’altra forma di realizzazione, il metodo potrebbe altresì di rendere accessibile un IC pilota 40 e di rendere non accessibili per interferenza, ad esempio grazie alla mancanza del protocollo di anticollisione, i rimanenti primi IC 24a e secondi IC 24b.

In un'altra forma di realizzazione, il metodo prevedere di rendere accessibile TIC pilota 40 e di allocare in detto IC pilota 40 tutte le informazioni necessarie a consentire la fase di comunicazione con detti primi IC 24a e detti secondi IC 24b, oppure prevedere di effettuare una modifica nella codifica delle informazioni o altro per mezzo di un’operazione di scrittura tramite il circuito ricetrasmettitore 30.

In una ulteriore forma di realizzazione, il metodo prevede di realizzare un primo cluster 4 la ed un secondo cluster 41b, entrambi comprendenti almeno un primo IC 24a, tali primo cluster 4 la e secondo cluster 41 atti a comunicare con il circuito ricetrasmettitore 30 rispettivamente ad una prima frequenza fi e ad una seconda frequenza f2, diverse tra loro. II metodo prevede di realizzare l’elemento di accoppiamento 22 predisponendo rispettivamente una prima espansione elettromagnetica 26a ed una seconda espansione elettromagnetica 26b e di accoppiarle rispettivamente al primo cluster 4 la o al secondo cluster 41b. Il metodo prevede quindi di realizzare la fase di disattivare temporaneamente l'elemento inibitore elettromagnetico, quest’ultimo realizzato come elemento interferente o come elemento di schermatura.

Il metodo prevede altresì di dotare il circuito ricetrasmettitore 30 con una rispettiva prima antenna 32a ed una seconda antenna 32b che comunicano alla prima frequenza fi ed alla seconda frequenza f2 oppure comprendendo un sistema di comunicazione a banda larga.

Tale forma di realizzazione aumenta la difesa dei dati contenuti in ciascun chip di detto primo cluster 4 la e di detto secondo cluster 41b, aumentando il grado di difficoltà per una comunicazione fraudolenta dei dati stessi.

In una ulteriore variante, il metodo prevede di cambiare in continuazione la posizione di almeno un IC o cluster, rendendo necessaria eventualmente la completa scansione degli IC o cluster presenti da parte ad esempio dell’elemento di accoppiamento 22, per aumentare la protezione dei dati e rendere ancor più difficoltosa la lettura fraudolenta degli stessi.

In una ulteriore variante, il metodo prevede di realizzare in un unico elemento l’elemento ricetrasmettitore 30 e l’elemento di accoppiamento 22. Il metodo prevede di realizzare il circuito integrato 31 come circuito integrato OCA e di affacciare direttamente l’elemento ricetrasmettitore 30, così realizzato, all’almeno un IC 24a a consentire una comunicazione cosiddetta chip-to-chip, che fornisce la potenza necessaria al funzionamento di detto almeno un IC 24a.

Il principale vantaggio del sistema secondo la presente invenzione à ̈ quello di ottenere una comunicazione wireless ad elevata protezione ed efficace sia per comunicazioni “near-field†che per comunicazioni “far-field†. Infatti, grazie all’elemento di inibizione elettromagnetica e all’elemento di accoppiamento che operano in modo combinato si ha una protezione efficiente dei dati contenuti in ciascun circuito integrato IC quando lo stesso non comunica con il circuito ricetrasmettitore.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione à ̈ dato dalla versatilità che il sistema presenta, infatti l’elemento di accoppiamento ed il circuito ricetrasmettitore possono essere realizzati come elementi separati, associabili durante la fase di comunicazione, ma altresì come un unico elemento indivisibile a seconda delle applicazioni.

Un altro notevole vantaggio à ̈ dato dalla versatilità di impiego, infatti il sistema secondo la presente invenzione può essere implementato impiegando un supporto a tessera o un documento cartaceo o altro. Si può così creare una scheda IC molto sicura o “Ultra Secure Card†o USC.

Un altro vantaggio à ̈ dato dalla inusitata compattezza nonché semplicità operativa.

Altro vantaggio à ̈ dato dalla possibilità di realizzare tale sistema a costi sostanzialmente contenuti.

Un altro ulteriore vantaggio à ̈ dato dalla possibilità di impiegare il sistema ed il metodo secondo la presente invenzione, in sistemi esistenti comprendenti circuiti integrati, introducendo relemento di inibizione elettromagnetica nonché l’elemento di accoppiamento, secondo la presente invenzione, più opportuno a seconda dell’applicazione in uso.

Ulteriormente la forma della generica antenna, della generica espansione e la loro tipologia non sono limitative.

Ulteriormente, la tipologia del primo supporto, che comprende almeno un circuito integrato nonché la sua forma non sono limitative.

Ulteriormente, il generico schermo elettromagnetico può essere di tipo metallico o di tipo magnetico, o ci possono essere delle particelle magnetiche nel materiale metallico o viceversa delle particelle metalliche nel materiale magnetico o si possono usare materiali magnetici che hanno proprietà conduttive come ad esempio il nickel o il cobalto o loro relative leghe.

Ulteriormente il metodo di comunicazione wireless e di eventuale codifica, così come la frequenza o le bande di frequenze non sono limitative.

Ovviamente al sistema e al metodo sopra descritti un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti, o forme ibride rispetto a quelle presentate, anche congiuntamente all’arte nota, tutte comprese nell’ambito di protezione dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di sicurezza per almeno un circuito integrato (24a), detto almeno un circuito integrato (24a) essendo dotato di una antenna (36) per comunicare con un circuito ricetrasmettitore (30), caratterizzato dal fatto di comprende un elemento inibitore elettromagnetico (24b, 44, 44a, 44b) associato a detto almeno un circuito integrato (24a) per inibire la comunicazione con detto circuito ricetrasmettitore (30) e per porre in sicurezza i dati compresi in detto almeno un circuito integrato (24a) e di comprendere un elemento di accoppiamento (22) associabile almeno a detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a) per disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico (24b, 44, 44a, 44b) e consentire detta comunicazione con detto circuito ricetrasmettitore (30).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento di accoppiamento (22) comprende almeno una espansione elettromagnetica (26, 26a e 26b) avente una prima antenna (27, 35) connessa ad una seconda antenna (28), detta seconda antenna (28) essendo associabile temporaneamente almeno a detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a).
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto elemento inibitore elettromagnetico comprende un elemento interferente (24b) oppure un elemento di schermatura (44, 44a, 44b) oppure entrambi.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detto elemento interferente comprende un ulteriore circuito integrato (24b) dotato di antenna (36) disposto in prossimità di detto almeno un circuito integrato (24a), detto almeno un circuito integrato (24a) e detto ulteriore circuito integrato (24b) essendo privati dell’uso del protocollo di anticollisione a definire una interferenza elettromagnetica, detta seconda antenna (28) essendo associabile selettivamente almeno a detta antenna (36) di detto circuito integrato (24a) o di detto ulteriore circuito integrato (24b).
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detto elemento inibitore elettromagnetico à ̈ un elemento di schermatura il quale comprende almeno uno schermo elettromagnetico (44, 44a e 44b) interposto tra almeno detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a) e detto elemento di accoppiamento (22).
6. 6. Sistema secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto elemento di accoppiamento (22) à ̈ detto circuito ricetrasmettitore (30), detto circuito ricetrasmettitore (30) comprendendo un circuito integrato con OCA (31).
7. 7. Scheda a circuito integrato in sicurezza dotata di un primo supporto (23) comprendente almeno un circuito integrato (24a, 24b) associato ad almeno una antenna (36), detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore (30), caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento inibitore elettromagnetico per inibire la comunicazione di detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) e per porre in sicurezza i dati compresi in esso, e di comprendere un elemento di accoppiamento (22) associabile almeno a detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) per disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico e consentire detta comunicazione con il circuito ricetrasmettitore (30), detto elemento inibitore elettromagnetico comprendendo un elemento interferente (24b) oppure un elemento di schermatura (44, 44a, 44b) per detto almeno un circuito integrato (24a).
8. 8. Elemento di accoppiamento (22) associabile ad una scheda a circuito integrato in sicurezza secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo supporto (25) scorrevolmente associabile a detto primo supporto (23), detto secondo supporto (25) comprendendo almeno una espansione elettromagnetica (26, 26a e 26b) avente una prima antenna (27, 35) connessa ad una seconda antenna (28), detta seconda antenna (28) essendo associabile temporaneamente almeno a detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a), mezzi di regolazione essendo presenti e pilotati atti a consentire un movimento relativo di detto primo supporto (23) e di detto secondo supporto (25).
9. 9. Metodo di comunicazione wireless in sicurezza per almeno un circuito integrato (24a, 24b), detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) essendo dotato di almeno una antenna (36) ed atto a comunicare con un circuito ricetrasmettitore (30); caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - inibire elettromagneticamente detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) ponendo in sicurezza i dati compresi in esso; - disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica interponendo un elemento di accoppiamento (22) tra almeno detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) e detto elemento ricetrasmettitore (30) permettendo così detta comunicazione wireless.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di realizzare detto elemento di accoppiamento (22) mediante una espansione elettromagnetica (26) comprendente almeno una prima antenna (27) associata ad una seconda antenna (28), detta fase di disattivare temporaneamente detta inibizione elettromagnetica prevedendo di circoscrivere temporaneamente detta seconda antenna (28) almeno a detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a, 24b).
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta fase di inibire elettromagneticamente detto almeno un circuito integrato (24a, 24b) prevede di realizzare un elemento inibitore elettromagnetico il quale può essere realizzato mediante un elemento interferente o un elemento di schermatura (44, 44a, 44b) oppure un elemento che comprende detto elemento interferente e detto elemento di schermatura.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto di realizzare detto elemento interferente predisponendo un ulteriore circuito integrato (24b) in prossimità di detto almeno un circuito integrato (24a) e privando detto ulteriore circuito integrato (24b) e detto almeno un circuito integrato (24a) dell’uso del protocollo di anticollisione a definire una interferenza elettromagnetica tra gli stessi.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto di realizzare detto elemento di schermatura predisponendo uno schermo elettromagnetico (44) in prossimità di detta espansione elettromagnetica (26), detto schermo elettromagnetico (44, 44a, 44b) essendo parte di detta espansione elettromagnetica (26) oppure essendo indipendente da essa.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di: - avere un primo supporto (23) comprendente detto almeno un circuito integrato (24a); - realizzare detto elemento di accoppiamento (22) in un secondo supporto (25), realizzando l’espansione elettromagnetica (26) in corrispondenza di una superficie di detto secondo supporto (25), detta fase di disattivare temporaneamente detto elemento inibitore elettromagnetico prevedendo di affacciare detto secondo supporto (25) a detto primo supporto (23) circoscrivendo almeno detta antenna (36) di detto almeno un circuito integrato (24a) a detta seconda antenna (28) di detta espansione elettromagnetica (26), mezzi di regolazione essendo predisposti per realizzare un movimento relativo dì detto primo supporto (23) e di detto secondo supporto (25).