JP2000181858A - Icカ―ド読取インタ―フェ―スを備えた汎用非同期送受信器およびそれを応用したicカ―ド読取システム - Google Patents
Icカ―ド読取インタ―フェ―スを備えた汎用非同期送受信器およびそれを応用したicカ―ド読取システムInfo
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Abstract
を削減し、UARTを弾力的に応用できるICカード読
取システムを提供する。 【解決手段】 汎用非同期通信コアと、マルチプレクサ
ーと、トライステイトコントロール出入力バッファーと
を有するICカード読取インターフェースを備えるUA
RTであって、汎用非同期通信コアが非同期シリアル通
信を担当し、マルチプレクサーおよびトライステイトコ
ントロール出入力バッファーがシリアル出力信号とシリ
アル入力信号との連接を担当して、ICカード読取モー
ドまたは汎用非同期送受信モード時に、それぞれ異なっ
た機能を発揮するとともに、このICカード読取インタ
ーフェースを備えるUARTを利用したコンピューター
システムと、ICカードスロットおよびスマートカード
インターフェースを有するICカード読取機とからなる
ICカード読取システムを構成して、ICカード読取イ
ンターフェースを備えるUARTがスマートカードイン
ターフェースを直接制御するようにしたものである。
Description
信装置ならびにスマートカード読取システムに関し、特
に、同時にICカード読取インターフェースと非同期通
信インターフェースとを備えた汎用非同期送受信器(Un
iversal Asynchronous Receiver-Transmitter 以下、U
ARTと略称)およびそれを応用したICカード読取シ
ステムに関する。
ラスチック通貨が広く普及するものとなっているが、従
来技術のカードは磁気テープをカードに貼り付けた磁気
カードであって、このような磁気カードに貼り付けた磁
気テープが蓄積できるデータは限られたものである上
に、機密性において劣っていた。半導体技術の進歩に伴
って、集積回路(Integrated Circuit = IC )の体積が
縮小されてきたので、ICをカードの中に埋め込んだ集
積回路カード(ICカードと略称)が開発され、従来の
磁気カードに取って代わるようになってきた。ICカー
ドは、多くのデータを蓄積できるとともに、機密性にも
優れ、しかも壊れにくいので、金融カードとしてだけで
なく、1枚のICカードに身分証明書および健康保険証
などの他の機能も組み込むことができるから、スマート
カード(Smart Card)として応用することが時代の新し
い流れとなってきた。
3種類あり、メモリーカード(Memory Card )、マイク
ロプロセッサーカード(Microprocessor Card )、非接
触カード(Contactless Card )がそうである。現在、
メモリーカードおよびマイクロプロセッサーカードの読
み取りに必要なカード読取機(Card Reader )は、8ビ
ットのマイクロプロセッサーを中枢としてRS−232
C通信インターフェースを介してコンピューターシステ
ムのUARTに接続している。
るICカード読取システムを示すと、パーソナルコンピ
ューター10ならびにICカード読取機12から構成さ
れるとともに、ICカード読取機12が、ICカード
(図示せず。以下、同じ)のデータを国際標準ISO7
816の規格に従って読み出し、これらのデータをRS
−232C通信規格に基づいてパーソナルコンピュータ
ー10へ伝送して、パーソナルコンピューター10上の
駆動プログラムにより処理するものであった。
器16と、マイクロプロセッサー17と、スマートカー
ドインターフェース18と、ICカードスロット19と
が備えられており、ICカード(図示せず)がICカー
ドスロット19に差し込まれると、マイクロプロセッサ
ー17内部の制御ファームウェア(Firmware)によりパ
ーソナルコンピューター10からの命令に基づいてスマ
ートカードインターフェース18を制御し、ISO78
16の規格に適合した出入力信号を提供してICカード
にアクセスするが、マイクロプロセッサー17がアクセ
スしたデータを送受信器16を介してRS−232C規
格に適合するよう変換してから、パーソナルコンピュー
ター10上の送受信器15を介してパーソナルコンピュ
ーター10のUART14と通信する構成になってい
た。
読取機12は、3個以上のICチップ、すなわち、制御
ファームウェアを内包するマイクロプロセッサー17
と、適合する通信インターフェース規格への変換に必要
な送受信器16と、ICカード規格への変換に必要なス
マートカードインターフェース18とを必要とするもの
であった。しかしながら、ISO7816規格を見ると
分かるように、ICカードにアクセスするシリアルデー
タフォームは、1個のスタートビット(start bit )
と、8個のデータビット(data bit)と、1個のパリテ
ィビット(parity bit)と、1ないし数個のガードタイ
ムビット(guard time bit)とから構成されており、こ
のようなシリアルデータフォームは、UART14が受
入ならびに処理が可能なデータフォームの1つなのであ
り、そのシリアルデータフォームは、1個のスタートビ
ットと、8個のデータビットと、1個のパリティビット
と、1個のストップビット(stop bit)とから構成され
ている。つまり、公知のICカード読取システムを検討
してみると、データがパーソナルコンピューター10の
UART14とICカード読取機12とにおいて、似か
よった2種類のシリアルデータフォーム規格間で変換が
行われていたので、エネルギーならびに資源を浪費する
ものであり、また、コストも高くなるものであった。
ートカードインターフェースを直接制御するように構成
して、エネルギーおよび資源の浪費を解消するととも
に、UARTの使用をより弾力性があるものとするIC
カード読取インターフェースを備えたUARTおよびそ
れを応用したICカード読取システムを提供することに
ある。
し、所望の目的を達成するために、その出入力信号が、
少なくともシリアル出力信号およびシリアル入力信号を
含むものであって、非同期シリアル通信を担当し、その
出入力信号が、少なくとも内部シリアル出力信号、内部
シリアル入力信号、伝送クロック信号を含むものである
汎用非同期通信コア(Universal Asynchronous Communi
cation Core )と、その1入力端が伝送クロック信号に
連接され、他の入力端が内部シリアル出力信号に連接さ
れ、その選択入力端がモード選択信号に連接され、その
出力端がシリアル出力信号に連接されて、モード選択信
号がICカード読取モードである時、伝送クロック信号
によりシリアル出力信号を駆動し、モード選択信号が汎
用非同期送受信モードである時、内部シリアル出力信号
によりシリアル出力信号を駆動するものであるマルチプ
レクサーと、内部シリアル出力信号、内部シリアル入力
信号、モード選択信号、シリアル入力信号に連接され
て、シリアル入力信号が内部シリアル入力信号を駆動
し、モード選択信号がICカード読取モードであり、か
つ内部シリアル出力信号が低電位である時、シリアル入
力信号を低電位とし、内部シリアル出力信号が高電位
で、かつシリアル入力信号が外部信号により駆動される
時、シリアル入力信号を外部信号と等しいものとすると
ともに、シリアル出力信号が高電位であり、かつシリア
ル入力信号が前記外部信号により駆動されない時、シリ
アル入力信号が高電位に等しいものとなるものであるト
ライステイトコントロール出入力バッファーとからIC
カード読取インターフェースを備えたUARTを構成す
るものである。
ンターフェースを備えたUARTを利用して、ICカー
ドを接続する機械および機器構造を提供するICカード
スロット、ならびにICカードスロットに接続され、I
Cカードに必要な出入力信号を提供するスマートカード
インターフェースを備えるICカード読取機と、ICカ
ード読取インターフェースを備えたUARTを備えて、
スマートカードインターフェースに接続され、スマート
カードインターフェースを制御してICカードにアクセ
スすると同時に、ICカード読取インターフェースを備
えたUARTが送受信器に連接して非同期通信機能を実
現することができるコンピューターシステムとからIC
カード読取システムを構成するものである。
フェースを備えたUARTを使用すれば、コンピュータ
ーシステムからICカード読取機のスマートカードイン
ターフェースへ直接接続することができ、ICカード読
取機内部にマイクロプロセッサーおよび送受信器を備え
なくてもよくなるので、コスト削減ならびにエネルギー
および資源の有効利用を達成することができる。また、
コンピューターシステムにより送受信器へ選択的に接続
することで、非同期通信機能を発揮することができるか
ら、弾力的な運用が可能となる。
施例を図面に基づいて説明する。図2において、この発
明にかかるICカード読取システムは、コンピューター
システム20と、ICカード読取機22とから構成され
るが、コンピューターシステム20中のICカード読取
インターフェースを備えたUART24は、ワンチップ
集積回路の形態で利用することができる。このような集
積回路を利用したコンピューターシステム20は、IC
カード読取機22内部のスマートカードインターフェー
ス28に直接接続することができるので、図1に示した
従来のICカード読取機12と比較すると、送受信器1
6およびマイクロプロセッサー17という2チップの集
積回路を省略して、コスト削減を達成できるばかりでは
なく、エネルギーならびに資源の浪費を解消することが
できる。
は、コンピューターシステム20として、ICカード読
取インターフェースを備えたUART24および送受信
器25を備えるとともに、ICカード読取機22とし
て、スマートカードインターフェース28ならびにIC
カードスロット30を備えている。このICカードスロ
ット30は、国際標準規格に適合した構造および信号線
配置を備えて、ICカード(図示せず。以下、同じ)接
続に必要な機械的電気的な構造となっている。そして、
スマートカードインターフェース28ならびにICカー
ドスロット30により、ICカードの挿入/退出を検知
するとともに、必要なリセット(Reset )クロック(Clo
ck )および電源などを提供することができる。つま
り、スマートカードインターフェース28によりICカ
ードへアクセスするために必要な出入力信号を提供する
ことができる。
ド読取インターフェースを備えたUART24により、
スマートカードインターフェース28に直接接続して制
御することができるので、データをICカードへ送った
り、ICカードからデータを読み出したりすることがで
きる。また、ICカード読取インターフェースを備えた
UART24は、一般的なUARTの機能も備えている
から、ジャンピングスイッチ等のマルチデバイスを利用
して、選択的に送受信器25と接続することで、コンピ
ューターシステム20の非同期通信機能(例えばRS−
232Cなど)を発揮させることができるので、この発
明にかかるICカード読取インターフェースを備えたU
ART24は、運用における弾力性を十分に発揮するこ
とができる。
ICカードを制御する駆動ファームウェアをICカード
読取機内部のマイクロプロセッサー中に配備して実行し
ていたが、この発明にかかるICカード読取システム
は、マイクロプロセッサーを省略しているので、コンピ
ューターシステム20のデバイス駆動(Device Drive
r)ソフトウェアあるいは基本出入力システム(BIO
S)によりICカード読取インターフェースを備えたU
ART24を駆動して、スマートカードインターフェー
ス28を直接制御し、ICカードにアクセスする構成と
なっている。
ェースを備えたUART24は、一般的な非同期通信機
能も備えるとともに、ICカード読取機22にも接続し
なければならないので、そのピンの定義は、送受信器2
5またはスマートカードインターフェース28により異
なってくる。この実施例においても、下記の表1に示す
ように、一般的なUARTおよびICカード読取インタ
ーフェースにおいて異なった定義をピンに与えている。
Tにおいて、シリアルデータ出力の出力ピンを定義し、
ICカード読取インターフェースの時には、同期クロッ
ク出力ピンを定義し、一般的なUARTにおいて、シリ
アルデータ入力の入力ピンを定義し、ICカード読取イ
ンターフェースの時には、データを送受信可能な出入力
ピンを定義している。また、この実施例において、RS
−232C通信インターフェースに使用されているよう
な9ピンのコネクターも使用できる。そして、当業者で
あれば分かるように、表1中のいくつかのピンは、それ
が入力ピンであるか出力ピンであるかによって異なるグ
ループに分けることができ、駆動ソフトウェアと対応さ
せるだけで、同一グループ間でピンの定義を任意に入れ
換えることができる。
ド読取インターフェースを備えたUART24は、図2
に示したICカード読取システムに適用できるものであ
り、その出入力信号は、シリアル出力信号SOUTおよ
びシリアル入力信号SINを除いて、ほとんどが単純な
設定ならびに検知の出入力信号であり、当業者であれば
容易に理解できるように、駆動ソフトウェアが異なる応
用における異なる定義に従って、適時かつ適宜に駆動ま
たは検知するだけで良いので、ここでは改めて説明せ
ず、以下においては、上記2種類の信号のピンについて
のみ、異なる応用モード時にどのようにして異なる機能
を発揮するかを説明する。
フェースを備えたUART24は、少なくとも、汎用非
同期通信コア40と、トライステイトコントロール出入
力バッファー42と、マルチプレクサー44とを備えて
いる。汎用非同期通信コア40は、まず一般的なUAR
Tが備える非同期シリアル通信機能を発揮するためのも
のであり、非同期シリアル通信に必要な全ての信号を備
えており、当然ながら、内部シリアル出力信号SOUT
I、内部シリアル入力信号SINI、伝送クロック出力
信号*BAUOUTなどを含んでいる。この発明にかか
る汎用非同期通信コア40では、さらに、モード選択信
号MSELを提供して、この発明にかかるICカード読
取インターフェースを備えたUART24が、汎用非同
期送受信モードまたはICカード読取モードとなるよう
に設定することができる。
をシリアル出力信号SOUTに連接し、その入力端の1
つを伝送クロック出力信号*BAUOUTに連接し、も
う1つの入力端を内部シリアル出力信号SOUTIに連
接し、その選択入力端をモード選択信号MSELに連接
している。モード選択信号MSELがICカード読取モ
ードである時、伝送クロック出力信号*BAUOUTに
よりシリアル出力信号SOUTを駆動し、モード選択信
号MSELが汎用非同期送受信モードである時、内部シ
リアル出力信号SOUTIによりシリアル出力信号SO
UTを駆動する。このマルチプレクサー44を利用する
ことで、シリアル出力信号SOUTのピンは2つの異な
るモード時に異なる機能を発揮することができる。
ッファー42は、内部シリアル出力信号SOUTIと、
内部シリアル入力信号SINIと、モード選択信号MS
ELと、シリアル入力信号SINに連接され、汎用非同
期送受信モード時にシリアル入力信号SINのピンを単
純にシリアルデータの入力だけに使用するものとし、I
Cカード読取モード時には、シリアル入力信号SINの
ピンをシリアルデータの送受信を行う出入力信号ピンに
変換することができる。従って、いずれのモードにおい
ても、シリアル入力信号SINは内部シリアル入力信号
SINIを駆動するものとなっている。
ICカード読取モードである時、シリアル入力信号SI
Nのピンが出入力信号ピンに変換されているので、この
モードにおいては、内部シリアル入力信号SINIが低
電位である時、シリアル入力信号SINが低電位となる
とともに、連接している外部信号を駆動するものとな
る。内部シリアル出力信号SOUTIが高電位であり、
かつシリアル入力信号SINが外部信号により駆動され
ている時は、シリアル入力信号SINが外部信号と等し
いものとなり、内部シリアル出力信号SOUTIが高電
位であり、かつシリアル入力信号SINが外部信号によ
り駆動されていない時は、シリアル入力信号SINが高
電位となる。
ェースを備えたUARTは、汎用非同期通信コア40
と、マルチプレクサー50と、インバーター52と、ナ
ンドゲート54と、トライステイトインバーター56
と、プルアップ抵抗58とを備えている。汎用非同期通
信コア40は、一般的なUARTが備える非同期シリア
ル通信機能を担当するものであり、非同期シリアル通信
に必要な全ての信号を備えている。この実施例では、汎
用非同期通信コア40のデジタル機制御レジスター62
の余分なビットを利用してモード選択信号MSELを設
定かつ提供している。
ロック出力信号*BAUDOUTに連接され、もう1つ
の入力端が内部シリアル出力信号SOUTIに連接さ
れ、その選択入力端がシリアル出力信号SOUTに連接
されている。モード選択信号MSELが高電位であれ
ば、ICカード読取モードとなって伝送クロック出力信
号によりマルチプレクサー50が出力を行うように駆動
し、モード選択信号MSELが低電位であれば、汎用非
同期送受信モードとなって、内部シリアル出力信号SO
UTIによりマルチプレクサー50が出力を行うように
駆動する。インバーター52については、その入力端が
内部シリアル出力信号SOUTIに連接されている。ナ
ンドゲート(NAND gate)54は、その1入力端が
インバーター52の出力端に連接され、もう1つの入力
端がモード選択信号MSELに連接されているので、モ
ード選択信号MSELが高電位であれば、ICカード読
取モードとなり、内部シリアル出力信号SOUTIが低
電位である時に初めてナンドゲート54の出力が低電位
であるようにする必要がある。
入力端がインバーター52の出力端に連接され、その制
御入力端がナンドゲート54の出力端に連接され、その
出力端がシリアル入力信号SINに連接されており、バ
ッファー60を利用して、内部シリアル入力信号SIN
Iをシリアル入力信号SINに等しいものとする。当業
者であれば分かるように、このバッファー60を省略す
ることもできる。プルアップ抵抗58については、その
一端がトライステイトインバーター56の出力端に連接
され、他端が電源電圧に連接されている。つまり、IC
カード読取モードにおいて、内部シリアル出力信号SO
UTIが低電位である時、トライステイトインバーター
56の出力を低電位として、シリアル入力信号SINに
より連接している外部信号を駆動するようにし、内部シ
リアル出力信号SOUTIが高電位である時には、トラ
イステイトインバーター56の出力を高インピーダンス
とし、もしもこの時シリアル入力信号SINが外部信号
により駆動されていなければ、シリアル入力信号SIN
がプルアップ抵抗58により高電位となる。内部シリア
ル出力信号SOUTIが高電位で、かつシリアル入力信
号SINが外部信号で駆動されている時は、トライステ
イトインバーター56の出力が高インピーダンスである
ので、シリアル入力信号SINが外部信号で駆動される
ものと等しくなる。
より開示したが、当業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更
ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特
許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等
な領域を基準として定めなければならない。
かるICカード読取インターフェースを備えたUART
を使用すれば、コンピューターシステムからICカード
読取機のスマートカードインターフェースへ直接接続す
ることができ、ICカード読取機内部にマイクロプロセ
ッサーおよび送受信器を備えなくてもよくなるので、コ
スト削減ならびにエネルギーおよび資源の有効利用を実
現することができ、また、コンピューターシステムによ
り送受信器へ選択的に接続することで、非同期通信機能
を発揮することができるから、UARTの弾力的な運用
が可能となる。
示す説明図である。
示すブロック図である。
配線説明図である。
ェースを備えたUARTを示すブロック図である。
ェースを備えたUARTを示す回路ブロック図である。
RT 28 スマートカードインターフェース 30 ICカードスロット 40 汎用非同期通信コア 42 トライステイトコントロール出入力バッファー 44 マルチプレクサー 50 マルチプレクサー 52 インバーター 54 ナンドゲート 56 トライステイトインバーター 58 プルアップ抵抗 60 バッファー
Claims (6)
- 【請求項1】 その出入力信号が、少なくともシリアル
出力信号およびシリアル入力信号を含むものであって、 非同期シリアル通信を行うもので、その出入力信号が、
少なくとも内部シリアル出力信号、内部シリアル入力信
号、伝送クロック信号を含むものである汎用非同期通信
コアと、 その1入力端が前記伝送クロック信号に連接され、他の
入力端が前記内部シリアル出力信号に連接され、その選
択入力端がモード選択信号に連接され、その出力端が前
記シリアル出力信号に連接されて、前記モード選択信号
がICカード読取モードである時、前記伝送クロック信
号により前記シリアル出力信号を駆動し、前記モード選
択信号が汎用非同期送受信モードである時、前記内部シ
リアル出力信号により前記シリアル出力信号を駆動する
ものであるマルチプレクサーと、 前記内部シリアル出力信号、前記内部シリアル入力信
号、前記モード選択信号、前記シリアル入力信号に連接
されて、前記シリアル入力信号が前記内部シリアル入力
信号を駆動し、前記モード選択信号がICカード読取モ
ードであり、かつ前記内部シリアル出力信号が低電位で
ある時、前記シリアル入力信号を低電位とし、前記内部
シリアル出力信号が高電位で、かつ前記シリアル入力信
号が外部信号により駆動される時、前記シリアル入力信
号を前記外部信号と等しいものとするとともに、前記シ
リアル出力信号が高電位であり、かつ前記シリアル入力
信号が前記外部信号により駆動されない時、前記シリア
ル入力信号が高電位に等しいものとなるものであるトラ
イステイトコントロール出入力バッファーとを具備する
ICカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送
受信器。 - 【請求項2】 上記した汎用非同期通信コアが、上記モ
ード選択信号を提供するものである請求項1記載のIC
カード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信
器。 - 【請求項3】 非同期シリアル通信を行うもので、その
出入力信号が、少なくとも内部シリアル出力信号、内部
シリアル入力信号、伝送クロック信号を含むものである
汎用非同期通信コアと、 その1入力端が前記伝送クロック信号に連接され、他の
入力端が前記内部シリアル出力信号に連接され、その選
択入力端がモード選択信号に連接されて、前記モード選
択信号が高電位である時、前記伝送クロック信号の駆動
により出力を行い、前記モード選択信号が低電位である
時、前記内部シリアル出力信号の駆動により出力を行う
ものであるマルチプレクサーと、 その入力端が前記内部シリアル出力信号に連接されるイ
ンバーターと、 その1入力端が前記インバーターの出力端に連接され、
他の入力端が前記モード選択信号に連接されるナンドゲ
ートと、 その入力端が前記インバーターの出力端に連接され、そ
の制御入力端が前記ナンドゲートの出力端に連接され、
前記内部シリアル入力信号がその出力に等しいものであ
るトライステイトインバーターと、 その一端が前記トライステイトインバーターの出力端に
連接され、その他端が電源に連接されるプルアップ抵抗
とを具備するICカード読取インターフェースを備えた
汎用非同期送受信器。 - 【請求項4】 上記したICカード読取インターフェー
スを備えた汎用非同期送受信器が、さらに、バッファー
を備えて、その入力端を上記トライステイトインバータ
ーの出力端に連接し、その出力端を上記内部シリアル入
力信号に連接するものである請求項3記載のICカード
読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。 - 【請求項5】 上記した汎用非同期通信コアが、デジタ
ル機制御レジスターを備え、上記モード選択信号が前記
デジタル機制御レジスターにより提供されるものである
請求項3記載のICカード読取インターフェースを備え
た汎用非同期送受信器。 - 【請求項6】 ICカードを接続する機械および機器構
造を提供するICカードスロット、ならびに前記ICカ
ードスロットに接続され、前記ICカードに必要な出入
力信号を提供するスマートカードインターフェースを備
えるICカード読取機と、 ICカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送
受信器を備えて、前記スマートカードインターフェース
に接続され、前記スマートカードインターフェースを制
御して前記ICカードにアクセスすると同時に、前記I
Cカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受
信器が送受信器に連接して非同期通信機能を実現するコ
ンピューターシステムとを具備するICカード読取シス
テム。
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