JP2002074275A

JP2002074275A - Ｉｃカード処理装置

Info

Publication number: JP2002074275A
Application number: JP2000258307A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sakurai; 芳則櫻井; Toru Iguchi; 徹井口
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】処理時間が短くかつクロックの過供給の問題を
防止したＩＣカード処理装置を提供すること【解決手段】本発明にかかる発明に係るＩＣカード処理
装置は、コンピュータ３及びＩＣカード２に接続される
とともに、このＩＣカード２に対してクロック信号を供
給するＩＣカード処理装置１であって、ＩＣカード２か
ら送信された対応クロック情報を受信し記憶し、コンピ
ュータ３より送信されたクロック値の指示情報を受信し
記憶する。そして、記憶された対応クロック情報とクロ
ック値の指示情報とを比較し当該比較結果に基づいてＩ
Ｃカード２に供給するクロック信号のクロック値を決定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ＩＣカード処理装
置に関し、特にＩＣカードに対してクロックを供給する
ＩＣカード処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、キャッシュカードやクレジットカ
ードをはじめ、様々なカードが用いられている。従来
は、これらのカードとして磁気ストライプカードが用い
られていたが、この磁気ストライプカードは、記憶容量
が小さいために機能の拡大に限界があり、またセキュリ
ティ上の問題もある。そのため、磁気ストライプカード
に比較して非常に大きな記憶容量を有し、高度なセキュ
リティ機能を有するカードとしてＩＣカードが主流にな
りつつある。

【０００３】ＩＣカードは、通常、ＣＰＵ（中央処理装
置）やメモリからなるマイクロコンピュータが埋め込ま
れている。また、ＩＣカードに対してデータを書き込む
場合や、ＩＣカードからデータを読み取る場合には、Ｉ
Ｃカードリーダライタが用いられる。このＩＣカードリ
ーダライタは、ＩＣカード処理装置の一種であり、ＩＣ
カード読取り・書き込み装置とも呼ばれる。ＩＣカード
には、複数の外部端子が設けられており、それらの端子
を介して、ＩＣカードリーダライタより当該マイクロコ
ンピュータに対しクロック信号が供給される。このＩＣ
カードは、データ伝送速度や接点の配列形態が規格によ
り統一されている。しかし、電子マネー用のカード等で
は、セキュリティ上の観点から情報が暗号化されて記憶
されており、高速に演算する必要性があるため、高い周
波数のクロック信号に対応可能なＩＣカードが採用され
ている。そのため、最近のＩＣカードは、高い周波数の
クロック信号に対応したものから、低い周波数のクロッ
ク信号に対応したものまで、様々な周波数のクロック信
号に対応したものが混在している。このため、使用者
は、ＩＣカードの種類毎に専用のＩＣカードリーダライ
タを用意する場合があり、ＩＣカードの普及を阻害して
いた。

【０００４】この問題点を解決する手段が、特開昭６１
−１４７３８６号公報において提案されている。この文
献には、異なる周波数のクロックパルスを発生するクロ
ックパルス発振手段より任意の周波数のクロックパルス
をＩＣカードに供給し、クロックパルスに対するＩＣカ
ードからの出力信号を確認することにより、ＩＣカード
が適用可能なクロックパルスの周波数を試行錯誤的に導
き、データの読み取り及び書き込みを行う技術が開示さ
れている。

【０００５】しかしながら、この従来技術においては、
ＩＣカードが対応可能なクロック周波数を導くに至るま
で所定の処理時間を要し、高速処理の要求に反する。ま
た、使用するＩＣカードによっては、クロックの過供給
に基づきＩＣカードの内部回路が電気的に破壊する恐れ
が生じ、或いはＩＣカードの誤動作が生じ、さらには使
用不可能な状態に陥る場合もあるという問題点がある。

【０００６】他方、ＩＣカードリーダライタは、パーソ
ナルコンピュータ（ＰＣ）等の機器（上位）と接続され
て用いられる。このＰＣにおける処理によっては、ＩＣ
カードからのデータの読み取りやＩＣカードへのデータ
の書込みを短時間に実行するためにＩＣカードのクロッ
ク周波数を高くしたい場合や、消費電力の削減の観点か
らＩＣカードのクロック周波数を低くしたい場合があ
る。そのため、ＩＣカードリーダライタを介してデータ
のやりとりを開始した後にＩＣカードのクロック周波数
を変更する場合がある。このような場合に、クロック周
波数の変更機能を有しないＩＣカードリーダライタの場
合には、別のＩＣカードリーダライタと取り替えなけれ
ばならない。また、前述した特開昭６１−１４７３８６
号公報に開示した従来技術によっても、処理時間の遅延
やクロックの過供給に基づく不都合が生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
においては、処理時間の遅延やクロックの過供給に基づ
く不都合が生じるという問題点があった。

【０００８】よって本発明の目的は、処理時間が短くか
つクロックの過供給の問題を防止したＩＣカード処理装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るＩＣカ
ード処理装置は、コンピュータ（例えば、図１における
コンピュータ３）及びＩＣカード（例えば、図１におけ
るＩＣカード２）に接続されるとともに、当該ＩＣカー
ドに対してクロック信号を供給するＩＣカード処理装置
（例えば、図１におけるＩＣカードリーダライタ１）で
あって、ＩＣカードから送信された対応クロック情報を
受信し記憶する対応クロック情報記憶手段（例えば、図
１におけるＣＰＵ１２及びＲＡＭ１７、図３におけるス
テップＳ１０４）と、コンピュータより送信されたクロ
ック値の指示情報を受信し記憶するクロック指示情報記
憶手段（例えば、図１におけるＣＰＵ１２及びＲＡＭ１
７、図３におけるステップＳ１０７）と、対応クロック
情報記憶手段に記憶された対応クロック情報とクロック
指示情報記憶手段に記憶されたクロック値の指示情報と
を比較し当該比較結果に基づいてＩＣカードに供給する
クロック信号のクロック値を決定するクロック値決定手
段（例えば、図１におけるＣＰＵ１２及びＲＡＭ１７、
図３におけるステップＳ１０８）を備えたものである。
これにより、処理時間を短くすることができ、かつクロ
ックの過供給の問題を防止することができる。

【００１０】第２の発明に係るＩＣカード処理装置は、
第１の発明におけるＩＣカード処理装置をＩＣカードリ
ーダライタ（例えば、図１におけるＩＣカードリーダラ
イタ１）としたことを特徴とするものである。これによ
り、特にＩＣカードリーダライタにおいて、第１の発明
の効果を達成できる。

【００１１】第３の発明に係るＩＣカード処理装置は、
第１又は第２の発明において、クロック値決定手段を、
対応クロック情報に示されるクロック値よりもクロック
値指示情報に示されるクロック値の方が大きい場合に対
応クロック情報に示されるクロック値とするようにクロ
ック信号のクロック値を決定するようにした（図４にお
ける処理フロー参照）ものである。これにより、確実に
クロックの過供給の問題を防止することができる。

【００１２】第４の発明に係るＩＣカード処理装置は、
第１、第２又は第３の発明において、さらに、クロック
値決定手段により決定された結果情報をコンピュータに
対して送信する結果情報送信手段（例えば、図１におけ
るＣＰＵ１２及びＲＡＭ１７、図３におけるステップＳ
１０５）を有するものである。これによりＩＣカード処
理装置と接続されるコンピュータにおいてクロック値に
適合した処理を行うことができる。

【００１３】第５の発明に係るＩＣカード処理装置は、
第１、第２、第３又は第４の発明において、クロック指
示情報をコンピュータから送信されたクロック値の変更
指示に基づく情報としたものである。これにより、コン
ピュータにおいてクロック値の変更する必要が生じた場
合にも、処理時間を短くすることができ、かつクロック
の過供給を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明におけるＩＣカー
ドリーダライタ、ＩＣカード及びコンピュータを示すブ
ロック図である。図において、１はＩＣカードリーダラ
イタ、２はＩＣカード、３はパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）である。ＩＣカードリーダライタ１とＩＣカー
ド２とは種々の情報のやりとり、回路電圧、クロック供
給等を行っており、特に図１においては、データ４１、
クロック信号４２、電源４３、リセット信号４４、グラ
ンド４５の各種信号を示している。また、ＩＣカードリ
ーダライタ１とＰＣ３とは、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ等に
従ったバス５により接続されている。

【００１５】ＩＣカードリーダライタ１は、ホストイン
タフェース１１、中央処理装置（ＣＰＵ）１２、キーボ
ード１３、キーボードインターフェース１４、ＲＯＭ
（ReadOnly Memory）１５、クロック信号生成回路１
６、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７、ＩＣカード
インターフェース１８を備えており、これらはバス１９
により接続されている。ホストインタフェース１１は、
バス５を介してＰＣ３とデータのやり取りを実行するた
めのインターフェースに関する処理を行う。ＣＰＵ１２
は、ＲＯＭ１５に記憶された制御プログラムに従ってＩ
Ｃカードリーダライタ１における制御を行う。キーボー
ド１３は、キーボードインターフェース１４を介してＲ
ＡＭ１７等に対して情報の入力を実行する。ＲＯＭ１５
は主として制御プログラムを記憶している。クロック信
号生成回路１６は、例えば水晶振動子を源振とする複数
のクロックパルス発振手段に加えて、複数のクロックパ
ルス発振手段から特定のクロックパルス発振手段を選択
する選択手段を有する。選択手段により選択された特定
のクロックパルス発振手段より、所定のクロック信号が
生成される。また、源振の水晶振動子を分周することに
より、所定の周波数のクロック信号を生成することも可
能である。ＲＡＭ１７は、例えばＩＣカード２から読み
取られたデータやＰＣ３から送信されたデータ等の情報
を記憶する。ＩＣカードインタフェース１８は、ＩＣカ
ード２とデータのやり取りやクロック信号生成回路１６
からのクロック、電圧の供給等を実行するためのインタ
ーフェースに関する処理を行う。

【００１６】ＩＣカード２は、外部インターフェース２
１、ＣＰＵ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４を備えてい
る。外部インターフェースは、ＣＰＵ２２、ＲＡＭ２
３、ＲＯＭ２４より構成されるマイクロプロセッサとＩ
Ｃカードリーダライタ１とのデータのやり取りやクロッ
ク、電圧の供給を受けるためのインターフェースに関す
る処理を行う。ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２４に記憶された
制御プログラムに従ってＩＣカード２における制御を行
う。また、このＣＰＵ２２は、ＩＣカードリーダライタ
１より送信されたクロック信号を受信し、当該クロック
信号に基づいて動作する。ＲＯＭ２４は主として制御プ
ログラムを記憶している。

【００１７】このＩＣカード２の外形図を図２に示す。
図２において、Ｃ１からＣ８は外部端子であり、ＩＣカ
ード２は、この端子を介してＩＣカードリーダライタ１
とデータのやり取り等を行う。Ｃ１は電圧が印加される
電源端子、Ｃ２はリセット信号が入力される端子、Ｃ３
はクロック信号が入力される端子、Ｃ４は将来ための予
備端子、Ｃ５はゼロ電圧、即ちグランドのための端子、
Ｃ６は未使用端子、Ｃ７はデータ入出力のための端子、
Ｃ８は将来のための予備端子である。

【００１８】ＰＣ３は、通常のＣＰＵ、ハードディス
ク、ディスプレイ、キーボード等を備えたコンピュータ
であり、特に、この例では、ＩＣカードリーダライタ１
と通信を行うためのドライバーを備えている。

【００１９】次に図３のフローチャートを用いて本発明
におけるＩＣカードリーダライタ１、ＩＣカード２とコ
ンピュータ３の処理フローを説明する。最初にコンピュ
ータ３からＩＣカード２を活性化するための指示（コマ
ンド）がＩＣカードリーダライタ１に対しバス５を介し
て送信される（ステップＳ１０１）。このＩＣカード活
性化指示を受信したＩＣカードリーダライタ１は、リセ
ット信号をＩＣカードに対して送信する（ステップＳ１
０２）。このときに、ＩＣカード２に対して、ＩＣカー
ドリーダライタ１より、回路電圧４３及びクロック信号
４２が供給される。このクロック信号４２は、ＩＣカー
ド活性化指示（Ｓ１０１）以前より所定の周波数のクロ
ック信号４２によりＩＣカード２とデータのやり取りが
実行されている場合には、その周波数のクロック信号４
２が供給され続けられている。他方、このＩＣカード活
性化指示（Ｓ１０１）以前にＩＣカード２とデータのや
り取りが行われていない場合、即ち、ＩＣカード２をＩ
Ｃカードリーダライタ１に挿入し、接続した直後の場合
には、予め定められた範囲内で低周波数のクロック信号
４２を供給する。このようにすることにより、ＩＣカー
ド２の最大サポートクロック値を超えた高周波数のクロ
ック信号がＩＣカード２に供給されることを原因とす
る、ＩＣカード２の内部回路が電気的に破壊されること
を防止することができる。

【００２０】ＩＣカード２は、このリセット信号を受信
し、ＡＴＲ（Answer-To-Reset）を送信する（ステップ
Ｓ１０３）。このＡＴＲには、ＩＣカード２の最大サポ
ートクロック値が含まれている。その詳細については後
述する。ＩＣカードリーダライタ１は、ＩＣカード２よ
りＡＴＲを受信し、受信したＡＴＲをバッファ即ち、Ｒ
ＡＭ１７に格納する（ステップＳ１０４）。さらに、Ｉ
Ｃカードリーダライタ１は、当該ＡＴＲをバス５を介し
てコンピュータ３に対して送信する（ステップＳ１０
５）。

【００２１】コンピュータ３は、受信したＡＴＲより最
大サポートクロック値を抽出し、ＩＣカードリーダライ
タ１よりＩＣカード２に対して供給すべきクロック値を
決定する。コンピュータ３は、様々なアルゴリズムによ
り、この供給クロック値を決定することができる。例え
ば、暗号化処理のようにＩＣカード内のＣＰＵ２２の処
理速度を可能な限り高速処理とする必要がある場合に
は、最大サポートクロック値と同一又は近い値を選択
し、供給クロック値とする。他方、コンピュータ３が消
費電力量の低減という観点から処理スピードを優先しな
い場合には、最大サポートクロック値よりも低い所定の
クロック値を選択し、供給クロック値とする。ＩＣカー
ドリーダライタ１は、通常コンピュータ３より電力供給
されるため、特にコンピュータ３が携帯型の小型コンピ
ュータである場合に消費電力の制御が細かに行われ、そ
れに伴いクロック値の変更が頻繁に行われる。コンピュ
ータ３が正常に動作している場合には、当該供給クロッ
ク値は、最大サポートクロック値と同一又はそれ以下の
所定の値となる。

【００２２】コンピュータ３において決定された供給ク
ロック指示（コマンド）は、ＩＣカードリーダライタ１
に対して送信される（ステップＳ１０６）。ＩＣカード
リーダライタ１は、当該供給クロック指示を受信し、バ
ッファ、即ちＲＡＭ１７に記憶する（ステップＳ１０
７）。そして、ＩＣカードリーダライタ１は、ＲＡＭ１
７に記憶されている供給クロック指示とＡＴＲの最大サ
ポートクロック値を各々読み出し、比較する（ステップ
Ｓ１０８）。この比較処理について、図４により詳細に
説明する。まず、ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１７よりＡＴＲ
の最大サポートクロック値を読み出す（ステップＳ２０
１）。さらにＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１７よりコンピュー
タ３より送信された供給クロック値を読み出す（ステッ
プＳ２０２）。そして、ＣＰＵ１２は、読み出された当
該最大サポートクロック値と当該供給クロック値の比較
処理を行う（ステップＳ２０３）。比較の結果、当該供
給クロック値の方が、最大サポートクロック値よりも小
さいか又は等しい場合には、当該供給クロック値を有す
るクロック信号に変更することを決定する（ステップＳ
２０４）。他方、当該供給クロック値の方が当該最大サ
ポートクロック値よりも大きい場合には、当該最大サポ
ートクロック値を有するクロック信号に変更することを
決定する（ステップＳ２０５）。このようにコンピュー
タ３から送信された供給クロック値をそのまま適用せず
に、一旦、ＩＣカード２から送信されたＡＴＲに含まれ
る最大サポートクロック値と比較し、最大サポートクロ
ック値を超えないクロック値に変更するようにしたた
め、コンピュータ３からの指示の如何にかかわらず、最
大サポートクロック値を超えるクロック値を持つクロッ
ク信号をＩＣカード２に対して供給することを防止する
ことができる。特にコンピュータ３の誤動作の場合に、
クロックの過供給による不都合を事前に防止することが
できる。

【００２３】ＩＣカードリーダライタ１は、ステップＳ
１０８の比較の結果をコンピュータ３に通知する（ステ
ップＳ１０９）。さらに、ＩＣカードリーダライタ１
は、この比較の結果に基づき決定されたクロック値を有
するクロック信号に変更し、変更後のクロック信号をＩ
Ｃカード２に対し供給する（ステップＳ１１０）。クロ
ック信号の変更は、ＣＰＵ１２よりクロック信号発生回
路１６に対して特定のクロック値を有する信号に変更す
ることを指示するコマンドを送信することにより実行す
る。例えば、複数のクロック信号発生手段より特定のク
ロック値のクロック信号を発生するクロック信号発生手
段を選択するよう選択手段に対して指示することにより
実行する。

【００２４】その後、コンピュータ３からＩＣカードリ
ーダライタ１に所定のデータ信号が送信され、さらにこ
のデータ信号がＩＣカードリーダライタ１からＩＣカー
ド２に対して送信される（ステップＳ１１１）。また、
ＩＣカード２からも所定のデータ信号がＩＣカードリー
ダライタ１に送信され、さらにこのデータ信号がＩＣカ
ードリーダライタ１からコンピュータ３に送信される
（ステップＳ１１２）。

【００２５】次にＡＴＲにつき詳細に説明する。ＡＴＲ
は、ＩＣカードに関する規格である日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）Ｘ６３０４において規定されており、この規格を
満足するＩＣカードは、全てリセット信号の入力に応じ
てＡＴＲを出力することが義務付けられている。図５は
ＡＴＲのデータフォーマットを示す図である。このＡＴ
Ｒは、ＴＳ、Ｔ０、ＴＡ（１）、ＴＢ（１）、ＴＣＫ等
のキャラクタを含んでいる。ここで、ＴＳは、正論理、
負論理を示す開始キャラクタである。Ｔ０は、ＴＡ
（１）、ＴＢ（２）・・・の有無を示す構成表示キャラ
クタである。ＴＡ（１）は、クロック伝送率変換因子及
びビット伝送率調整因子情報を格納するキャラクタであ
る。このうち、クロック伝送率変換因子には、本発明に
おいて使用される最大サポートクロック値が格納され
る。ＴＢ（１）は、その他の情報を格納するキャラクタ
である。そして、ＴＣＫはＴ０からＴＣＫの直前までの
前バイトの排他的論理和が「００」となる検査キャラク
タである。

【００２６】尚、上述の例では、ＩＣカード処理装置の
一例として、ＩＣカードリーダライタ１を説明したが、
これに限らず、ＩＣカード２からデータの読み取りのみ
を行うＩＣカードリーダやＩＣカード２に対してデータ
の書込みのみを行うＩＣカードライタ等、他の処理装置
も含まれる。

【００２７】また、上述の例では、ＩＣカードリーダラ
イタ１とコンピュータ３は、別体に構成され、２３２Ｃ
やＵＳＢ等のシリアルバス３を介して接続される場合を
説明したが、これに限らず、両者が一体に構成され、パ
ラレルバスを介して接続される場合も含まれる。例え
ば、ＰＯＳレジスタ等である。

【００２８】さらに、上述の例では、ＡＴＲにより送信
される最大サポートクロック値を利用する例を説明した
が、これに限らず、対応クロック情報、即ち、ＩＣカー
ドが対応しうるクロック数を示す情報であればよい。Ｉ
Ｃカードより送信される情報は、規格に定められている
ため、規格の変更や新たな別の規格の制定により最大サ
ポートクロック数以外の対応クロック情報が送信される
ようになる可能性があるが、このような場合にも本発明
を適用することはできる。対応クロック情報としては、
最大サポートクロック値の他に、ＩＣカードが対応する
クロック値のクロック値を直接羅列する情報も含まれ
る。また、最大サポートクロック値等の対応クロック情
報は、クロック値そのものが送信される必要はなく、予
め定められた記号、符号等に変換され、この記号等が送
信されるようにしてもよい。また、ＩＣカードリーダラ
イタとＩＣカードの間のボーレートの切り替えについて
も本発明と同様の技術を使用することが可能である。

【００２９】上述の例では、ＩＣカードリーダライタ１
がＩＣカード２より送信されたＡＴＲをコンピュータ３
に送信することに起因して送信された供給クロック指示
に基づき本発明にかかる比較処理等を実行する例を説明
したが、これに限らず、コンピュータ３における様々な
要因により、供給クロックの変更要求に起因して本発明
にかかる比較処理等を実行するようにしてもよい。ここ
で言う「様々な要因」には、例えば、コンピュータ３に
おいてＩＣカード２からのデータを速く入手する必要が
ある場合や、省電力化のためにクロック値を下げたい場
合が含まれる。

【００３０】

【発明の効果】本発明により、処理時間が短くかつクロ
ックの過供給の問題を防止し、ＩＣカードの供給クロッ
ク数の変更可能なＩＣカード処理装置を提供することで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるＩＣカードリーダライタ、ＩＣ
カード及びコンピュータを示すブロック図である。

【図２】本発明におけるＩＣカードの外形図である。

【図３】本発明におけるＩＣカードリーダライタ、ＩＣ
カードとコンピュータの処理フローを示すフローチャー
トである。

【図４】本発明におけるＩＣカードリーダライタにおけ
る比較処理を示すフローチャートである。

【図５】ＡＴＲのデータフォーマットを示す図である。

【符号の説明】

１ＩＣカードリーダライタ２ＩＣカード３コ
ンピュータ１２ＣＰＵ１５ＲＯＭ１６クロック発生回路１７ＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータ及びＩＣカードに接続される
とともに、当該ＩＣカードに対してクロック信号を供給
するＩＣカード処理装置であって、前記ＩＣカードから送信された対応クロック情報を受信
し、記憶する対応クロック情報記憶手段と、前記コンピュータより送信されたクロック値の指示情報
を受信し、記憶するクロック指示情報記憶手段と、前記対応クロック情報記憶手段に記憶された対応クロッ
ク情報と、前記クロック指示情報記憶手段に記憶された
クロック値の指示情報とを比較し、当該比較結果に基づ
いて、前記ＩＣカードに供給するクロック信号のクロッ
ク値を決定するクロック値決定手段を備えたＩＣカード
処理装置。
【請求項２】前記ＩＣカード処理装置は、ＩＣカードリ
ーダライタであることを特徴とする請求項１記載のＩＣ
カード処理装置。
【請求項３】前記クロック値決定手段は、前記対応クロ
ック情報に示されるクロック値よりも前記クロック値指
示情報に示されるクロック値の方が大きい場合には、当
該対応クロック情報に示されるクロック値とするように
クロック信号のクロック値を決定することを特徴とする
請求項１又は２記載のＩＣカード処理装置。
【請求項４】前記ＩＣカード処理装置は、さらに、クロック値決定手段により決定された結果情報をコンピ
ュータに対して送信する結果情報送信手段を有すること
を特徴とする請求項１、２又は３記載のＩＣカード処理
装置。
【請求項５】前記クロック指示情報は、前記コンピュー
タから送信されたクロック値の変更指示に基づく情報で
あることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のカ
ード処理装置。