JP2004280817A - セカンダリーコミュニケーションポートを使用してデバッグ及びソフトウエア開発を行うべく形態特定可能なスマートカード - Google Patents

Abstract

【課題】 デュアルモードスマートカードのデバッグ及びソフトウエア開発を行う技術を提供する。
【解決手段】 スマートカードと共に使用する集積回路及び方法は、国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモードと非ＩＳＯプロトコルに基づく非ＩＳＯモードの両方において動作可能である。デュアルモード集積回路はマイクロプロセッサとスイッチングブロックとを包含している。外部インターフェースがスイッチングブロックへ接続しており且つ、ＩＳＯモードが検知される場合にＩＳＯモードで通信を行うべく動作可能なＩＳＯポート及び非ＩＳＯモードが検知される場合に非ＩＳＯモードで通信を行うべく動作可能な非ＩＳＯポートを包含している。ＩＳＯポートは、非ＩＳＯモードにおいてシリアルインターフェースを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とさせるべく形態特定され且つ非ＩＳＯポートはＩＳＯモードにおいて非ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とすべく形態特定される。
【選択図】 図１

Description

本発明はスマートカードの分野に関するものであって、更に詳細には、コードをデバッグするか又はレジスタから変数又はデータを抽出するためにセカンダリーコミュニケーションポートを使用してデュアルモードスマートカードのデバッグ及びソフトウエア開発を行う技術に関するものである。

スマートカードは埋込型集積回路（ＩＣ）を具備するプラスチックカードである。そのＩＣは、それと関連するメモリを具備する論理回路又はそれと関連するメモリ及びソフトウエアを具備するマイクロコントローラ、又はカスタム回路ブロック又はインターフェースへ結合されているそれと関連するメモリ及びソフトウエアを具備するマイクロコントローラとすることが可能である。

該ＩＣの計算能力を使用するために、スマートカードは完全な組のパッケージング技術を利用する。例えば、ダイ寸法は１ｍｍ²から３０ｍｍ²へ変化するが、スマートカードのプラスチック構造により課される機械的制限のために制限されている。該ＩＣはリードフレームへ取付けられ且つワイヤボンディング技術を使用してＩＣパッドをリードフレームコンタクトへ接続させる。製造期間中における化学的及び機械的ストレスに対してＩＣを保護するためにポッティング及びその他の強化方法を使用することが可能であり且つスマートカードの毎日の使用の一部である。８個のコンタクトがカードの片側に位置されている。スマートカードはシリアルプロトコルを使用するスマートカード読取器と共にトランズアクションを実施する。スマートカード用の機械的及び電気的使用は、ＩＳＯ７８１６−Ｘスタンダードとして国際標準化機構（ＩＳＯ）により発表されており、それは単純で且つ大量生産された磁気ストライプカードをスマートカードに向かって展開することを可能としている。この当然の進化は、勿論、ＩＣの複雑性に依存して、スマートカードが、例えば、ＰＩＮコード、バイオメトリクス、ジャバスクリプトを使用してプリペード会計、暗号化体系、個人認証を実施することを可能としている。

ＩＳＯ文書、ＩＳＯ７８１６−１物理的特性、ＩＳＯ７８１６−２寸法及びコンタクトの位置、ＩＳＯ７８１６−３電気的信号及び通信プロトコル、ＩＳＯ７８１６−４交換用の業界間コマンド、ＩＳＯ７８１６−１０電子的信号及び同期的カードに対するリセットに対しての解答を引用により本明細書に取込む。

動作について、スマートカード読取器は、スマートカードが関与する何等かのトランズアクションを実施する前に、読取器インフラストラクチャ又はホストコンピュータにより認識される。該インフラストラクチャは、スマートカードが関与するアプリケーションを稼動させる。スマートカードがスマートカード読取器へ情報を送るか又はその逆のいずれかであるスマートカードとスマートカード読取器との間の半二重プロトコルは、スマートカードが所定位置とされ且つスマートカード読取器により検知されるまで開始することは不可能である。該インフラストラクチャは、公衆電話におけるプリペードカードに対して、店舗販売時点情報管理（ＰＯＳ）ターミナル及び自動預金支払器（ＡＴＭ）におけるバンクカードに対して、セットトップボックスにおける有料ＴＶプロバイダーに対し、且つグローバル・システム・フォア・モーバイル（ＧＳＭ）ターミナルにおいて使用される加入者識別モジュール（ＳＩＭ）におけるワイヤレステレコムオペレータに対しての認証又はトランズアクションを管理する。ＳＩＭカードを除いて、その他の全てのスマートカード読取器適用例はスマートカードを検知するために物理的なセンサーを使用する。このセンサーは、いつスマートカードが所定位置にあるか、即ちいつスマートカードのリードフレームコンタクトがスマートカード読取器のコンタクトと係合するかをスマートカード読取器に告げる。

スマートカードが所定位置にあることをスマートカード読取器が確立すると、パワーアップシーケンスが開始する。このパワーアップシーケンスが終了した後に、スマートカード読取器は、典型的に、スマートカードへクロックを供給し且つリセット信号を解除する。次いで、スマートカードはその格納されているオペレーティングシステム（ＯＳ）を実行する。一方、ＳＩＭカードはパワーオフの状態で一度だけ所定位置とされ且つ常にその位置決めの後に使用される。

スマートカード技術に対する最初の適用例は公衆電話システムであった。スマートカードダイ寸法は、典型的に、１ｍｍ²未満であり、メモリと論理回路のみがＩＣ内に集積化されていた。スマートカード読取器は異なるスマートカードの世代と適切にインターフェースするために８個のコンタクト全てを使用した。スマートカードが公衆電話に挿入されると、電話インフラストラクチャがそのスマートカードを認証し且つ該電話がスマートカードから「ユニット（ｕｎｉｔ）」を除去する。

銀行業界はその後スマートカードを採用した。ダイ寸法は約１０ｍｍ²であり、マイクロコントローラ及びそれと関連するメモリ及びソフトウエアがＩＣ内に集積化されていた。スマートカード読取器が異なるスマートカード世代と適切にインターフェースするために最大で６個のコンタクトを使用した。スマートカードがＡＴＭ又はＰＯＳ（ポイント・オブ・セール）内に挿入されると、スマートカードユーザがＰＩＮコードで認証された。スマートカードは一週間毎にＡＴＭから受取った現金の残高又は最後の締め以後の購入の詳細等の異なる項目を格納することが可能であった。この情報に基づいて、ＰＩＮが借主を認証するとその場所で許可を発行することが可能であった。このことは銀行へ電話すること無しに行われた。

スマートカードに対する別の適用例はＧＳＭ製造業者によって開発されている。ＳＩＭにおけるダイ寸法は約３０ｍｍ²であり、且つマイクロコントローラ及びそれと関連するメモリ及びソフトウエアがＩＣ内に集積化されている。ＳＩＭ読取器はスマートカードと適切にインターフェースするために５個のコンタクトを使用している。より洗練されたスマートカード適用例はジャバアプレットを使用するＧＳＭにおいて実施されている。

スマートカードに対する新たな市場が、パソコンからアクセスされるインターネットの成長と共に出現した。安全メッセージ、公開鍵基盤、認証及び電子決済は興味のある新たなスマートカードの分野である。スマートカードはｅコマースを容易にするものとして作用する。他のソリューションと比較してスマートカードの１つの利点は、スマートカードＰＩＮ及び暗号鍵をそのメモリ内に格納することが可能であり且ついかなる取引においても通信されるべきスマートカードから離れることがないということである。

現在のところ、スマートカードはホストコンピュータへ接続されているスマートカード読取器内に挿入される。スマートカードとホストコンピュータとの間のトランズアクション即ち取引をサポートする上で２つのプロトコルが関与する。第一のプロトコルはＩＳＯ−７８１６−３に準拠するものであり、それはスマートカードとスマートカード読取器との間のシリアルインターフェースに対して詳細な条件を提供する。該読取器は、第二の読取器を使用して、シリアルポート、パラレルポート、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介してコンピュータへ接続される。スマートカード読取器は、電子回路及び第一プロトコルを使用するスマートカードと第二プロトコルを使用するホストコンピュータとの間の通信を可能とさせる埋込型ソフトウエアを包含している。ホストコンピュータはスマートカード読取器をサポートするための適宜のドライバでロードされる。

多数の組がＰＣ環境においてスマートカードの使用を開始している。これらの適用例において使用されるダイ寸法は５ｍｍ²から３０ｍｍ²の範囲であり、且つマイクロコントローラ及びそれと関連するメモリ及びソフトウエアが、典型的に、暗号制御器と共にＩＣ内に集積化される。時折、バイオセンサーが集積化される。スマートカード読取器は、これらの適用例においてスマートカードと適切にインターフェースするために少なくとも５個のコンタクトを使用する。

１９９０年代後期以来、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）がしっかりと確立されたものとなり且つＰＣ市場において広く受け入れられることとなった。ＵＳＢはＰＣ外部の装置に対しての「プラグアンドプレイ」の概念を拡張させるスタンダードインターフェースに対する必要性に応答して開発されたものである。ＰＣケースを開くこと無しに又はＰＣからパワーを除去すること無しに外部ペリフェラル装置をユーザがインストールし且つ取り外すことを可能とさせている。ＵＳＢは使用が容易であり且つ容易に拡張可能な低コストで高性能の半二重シリアルインターフェースを提供している。

ＵＳＢは４本のワイヤを使用する。電源は２本のワイヤ（ＶＢｕｓ及び接地）で担持され、且つデータは他の２本のワイヤ（Ｄ＋，Ｄ−）で担持される。ＵＳＢの最新版は、現在のところ、ユニバーサルシリアルバス仕様改定版２．０によって定義されており、それはそのＵＳＢ仕様を開発した会社群によって創立された非営利団体であるＵＳＢインプリメンターズフォラム、インコーポレイテッドによって書かれており且つ制御されている。

特に、第５章ＵＳＢデータフローモデル、第７章電気的レイヤー、第８章プロトコルレイヤー及び第９章ユニバーサルシリアルバス仕様のＵＳＢ装置フレームワークを引用により本明細書に取込む。ＵＳＢの使用が益々広がるに連れ、スマートカード読取器製造業者等は、既存のシリアル及びパラレルインターフェースを完全なものとさせるために彼等の製品をホストコンピュータへ接続させるためのＵＳＢインターフェースを開発することとなった。

例えば銀行業界等の幾つかの業界は数年の間スマートカード技術を使用しているが、インターネットユーザはスマートカード技術を利用するものではなかった。殆どのインターネット取引はＰＣから発生するものであり、且つＰＣ製造業者からの努力にも拘わらず、ＰＣ業界は、ウエブ関連アプリケーションの特定の必要性を満足する費用効果的なスマートカード読取器を各ＰＣ上にインストールすることに失敗した。このプロセスを助けるために、「デュアルモード」スマートカードが開発された。

発明者がＦｒｕｈａｕｆ ｅｔ ａｌ．である米国特許第６，４３９，４６４号を引用によりその全体を本明細書に取込むが、それは、例えば国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ）プロトコルに基づくＩＳＯモード等の第一モード及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコルに基づくＵＳＢモードで動作するデュアルモードスマートカードＩＣについて開示している。このデュアルＩＣはスマートカードとして実現されており且つマイクロプロセッサと、スイッチングブロックと、外部インターフェースとを包含している。

電圧供給パッド、接地又は基準電圧パッド、第一モード用の第一組のパッド、ＵＳＢモード用の第二組のパッドがインターフェースを形成している。第一組のパッドは、ＩＳＯ７８１６プロトコルに基づいて、リセットパッドと、クロックパッドと、入力／出力パッドとを包含している。第二組のパッドは、好適には、ＵＳＢプロトコルに基づいてＤ＋パッドとＤ−パッドとを包含している。該ＩＣは、更に、Ｄ＋パッド及びＤ−パッドのうちの少なくとも１つへ接続されているＵＳＢモード検知器を有するモードコンフィギュレーション（形態特定）回路を包含している。プルアップ抵抗が、好適には、Ｄ＋パッド及びＤ−パッドのうちの１つへ接続し且つＵＳＢ電圧検知器が、好適には、電圧供給パッドへ接続する。ラッチング回路がスイッチングブロックとＵＳＢ検知器との間に接続されており、且つ制御レジスタが低コンフィギュレーションインジケータを格納するためにラッチング回路へ接続している。

デュアルモードＩＣがＵＳＢモードに形態特定される場合には、ＵＳＢ電圧の検証に基づいて第一組のパッドがディスエーブルされる。デュアルモードＩＣがＩＳＯモードに形態特定される場合には、ＵＳＢモード条件が検知されない後に第二組のパッドがディスエーブルされる。

上述したようなデュアルモードスマートカードであり且つＩＳＯ７８１６又はＵＳＢスタンダードをサポートするスマートカードは、現在、これらのコミュニケーションポートのうちの１つのみでユーザモードに形態特定される。ＵＳＢポートがイネーブルされると、ＩＳＯ７８１６ポートがディスエーブルされる。一方、ＩＳＯ７８１６ポートがイネーブルされると、ＵＳＢポートがディスエーブルされる。この機能性に対する主要な理由はセキュリティである。ハッカー又はソフトウエアパイレーツが埋め込まれているコードに関する何等かの情報及びデータをスマートカードから抽出することの機会を得ることを可能とすることは望ましいことではない。ＵＳＢ又はＩＳＯ７８１６モードに対する動作モードのブロック及び／又はロックにおいて、モード検知の後ハードウエアは自動的に対応するモードへスイッチされる。このことは、デバッグ処理期間中に、又は埋め込まれているコードの開発期間中にカードが動作状態にある場合にセキュリティを与えるものであるが、デバッグ用コードをダウンロードするか又は変数又はレジスタに関するデータを抽出するためにセカンダリーコミュニケーションポートを使用することが有益的である。このことは現在のＩＳＯ又はＵＳＢスマートカードの場合には可能なことではない。

幾つかの従来のシステムではジョイントテストアクショングループ（ＪＴＡＧ）インターフェースポートを使用している。このソリューションは付加的なハードウエアサポートを必要とし、そのことはコスト高となる。より実現可能なソリューションは、ＪＴＡＧインターフェースポート等の付加的なハードウエア無しで支配的にソフトウエアを使用することである。

米国特許第６，４３９，４６４号

本発明は、現在のＩＳＯ又は例えばＵＳＢスマートカード等の非ＩＳＯで変数又はレジスタに関するデータ抽出又は埋め込まれているコードのソフトウエア開発及びデバッグを行うことを可能とするシステム及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、デュアルモードスマートカードにおける変数又はレジスタの情報を抽出するか又はコードをデバッグするために、例えば、セカンダリーコミュニケーションポート等の不活性なポートを使用する。従って、デバッグ用ポートがユーザモードとしてＵＳＢモードにおいて動作するＵＳＢスマートカード用に設けられており且つユーザモードとしてＩＳＯモードにおいて動作するＩＳＯ／ＵＳＢスマートカード用のデバッグ用ポートを提供する。デバッグポートはＤＩＬフォーマット上でサンプルをデバッグするためにのみアクセスすることが可能であるので、スマートカードのセキュリティが保証される。

本発明によれば、集積回路はスマートカードと共に使用して動作可能であり且つ国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモードと非ＩＳＯプロトコルに基づく非ＩＳＯモードの両方において動作可能である。この集積回路は、マイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサへ接続されているスイッチングブロックとを包含している。外部インターフェースが該スイッチングブロックへ接続されており、且つＩＳＯモードが検知された場合にＩＳＯモードにおいて通信を行うために動作可能なＩＳＯポートと、非ＩＳＯモードが検知される場合に非ＩＳＯモードで通信を行うために動作可能な非ＩＳＯポートとを有している。該マイクロプロセッサ及びスイッチングブロックは、非ＩＳＯモードにおいてシリアルインターフェースを介してデバッグ及びソフトウエア開発を可能とさせ且つＩＳＯモードにおいて非ＩＳＯポートを介してデバッグ及びソフトウエア開発を可能とさせるべくＩＳＯポートをコンフィギュア即ち形態特定するために動作可能である。

本発明の１つの側面においては、非ＩＳＯモードはＵＳＢモードを有している。モードコンフィギュレーション（形態特定）回路がスイッチングブロックへ接続されており且つ集積回路をＩＳＯモードか又は非ＩＳＯモードのうちの１つに形態特定する。モードコンフィギュレーション回路は、又、パワーオンリセット後に非ＩＳＯモードか又はＩＳＯモードかを検知すべく動作可能である。ＩＳＯポートは、シリアルインターフェースを有することが可能であり、それを介して、非ＩＳＯモードに形態特定される場合にデバッグが行われる。このシリアルインターフェースはＩ／Ｏコンタクトとすることが可能である。デバッグ及びソフトウエア開発が完了した後にデバッグ及びソフトウエア開発のために使用した非ＩＳＯポート又はＩＳＯポートのうちの１つを回路がディスエーブルさせることが可能である。

本発明の更に別の側面においては、デュアルモードスマートカードが、カード本体によって担持されるデュアルモード集積回路を包含しており、且つＩＳＯモードが検知される場合にＩＳＯモードにおいて使用されるシリアルＩ／Ｏコンタクトと、クロックコンタクトと、リセットコンタクトとを包含しており且つＩＳＯポートを形成する第一組のコンタクト、及びＵＳＢモードが検知される場合にＵＳＢモードにおいて使用されるＤ＋コンタクトとＤ−コンタクトとを包含しており且つＵＳＢポートを形成する第二組のコンタクトを包含している。

ＩＳＯモードか又は非ＩＳＯモードのうちの１つであり且つパワーオンリセット後にＵＳＢモード及びＩＳＯモードを検知すべく動作可能なデュアルモード集積回路を形態特定するためにモードコンフィギュレーション回路をスイッチングブロックへ接続させることが可能である。本発明の１つの側面においては、ＵＳＢモードが検知される場合にパワーオンリセット時に、リセットコンタクトをスイッチさせ且つ選択状態を解除させ且つクロックピン及びＩ／Ｏピンを使用可能な状態に維持させることが可能である。ラッチ回路がＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発のためにＵＳＢモードにおいてリセットコンタクトをスイッチし且つ選択状態を解除させるための制御信号としてモード信号をラッチすることが可能である。ステータスレジスタがＵＳＢプロトコルへジャンプすべく動作可能なモードビットを格納することが可能である。デバッグ及び／又はソフトウエア開発が完了した後にデバッグ及び／又はソフトウエア開発のために使用したＵＳＢポート又はＩＳＯポートのうちの１つをディスエーブルさせるための回路を使用することが可能である。

スマートカードと共に使用し且つ国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモードと非ＩＳＯプロトコルに基づく非ＩＳＯモードの両方において動作可能なデュアルモード集積回路の動作方法について開示する。本方法は、非ＩＳＯ動作モード又はＩＳＯ動作モードを検知し且つ夫々のＩＳＯ又は非ＩＳＯポートを介してＩＳＯ又は非ＩＳＯモードで通信を行うためにデュアルモード集積回路を形態特定する、上記各ステップを有している。それは、又、非ＩＳＯモードが検知された場合にＩＳＯポートのシリアルインターフェースを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を行い且つＩＳＯモードが検知された場合に非ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を行うことを可能とする。

本発明を、本発明の好適実施例が示されている添付の図面を参照して以下に更に詳細に説明する。然しながら、本発明は多くの異なる形態で実現することが可能なものであり且つ本明細書に記載する実施例に制限されるものとして解釈されるべきではない。そうではなく、これらの実施例は、本明細書の開示が完全なものであり且つ当業者にとって本発明を容易に実施することを可能とすることを旨として提供されているものである。尚、同一の参照番号は同一の要素を示している。

本発明は、埋め込まれているコードをデバッグするか又は開発することに関連する従来技術の問題を解消するものである。本発明は、現在のＩＳＯ又はＵＳＢスマートカードの場合には不可能であったダウンロード用のセカンダリーコミュニケーションポートがコードをデバッグするか又は変数又はレジスタの情報を抽出することを可能としている。従って、ユーザモードとしてＵＳＢモードにおいて動作するＵＳＢスマートカードに対して及びユーザモードとしてＩＳＯモードにおいて動作するＩＳＯ／ＵＳＢスマートカードに対してデバッグ用ポートが設けられている。該デバッグポートはＤＩＬフォーマット上でサンプルをデバッグするためにのみアクセス可能であるので、スマートカードのセキュリティは保証される。

背景技術について説明するために、米国特許第６，４３９，４６４号に開示されているものに類似しており且つ本発明において使用するために修正したデュアルモード集積回路が図１に示されている。本発明はデュアルモードスマートカードに制限されるものではないが、ＵＳＢのみのスマートカード上で使用することが可能である。

理解すべきことであるが、以下に説明するようにスマートカードのＵＳＢ又はＩＳＯモードを検知し且つ形態特定するために、ＵＳＢ／ＩＳＯモード検知回路、スイッチングブロック回路及びステータス・制御レジスタを包含する幾つかの回路が存在しており、それらは種々の遅延回路及びラッチ回路を包含する場合がある。

図１に示したデュアルモード集積回路１１は、国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモード等の第一モード及びユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコルに基づくＵＳＢモード等の第二の非ＩＳＯモードで動作することが可能である。デュアルモードＩＣ１１は一方のモードか又は他方のモードで選択的に動作するが、同時的に両方のモードで動作するものではない。

デュアルモードＩＣ１１は、好適には、スマートカード１０内に位置されており且つ当業者によって理解されるようなスマートカードモジュールとすることが可能であり、且つマイクロプロセッサ１４と、スイッチングブロック１６と、外部インターフェース１２とを包含している。外部インターフェース１２は、電圧供給パッドＶＣＣ、基準電圧／接地パッドＧＮＤ、ＩＳＯモード用の第一組のパッド、非ＩＳＯモード用の第二組のパッドを包含する多数のコンタクト（又は本明細書において使用されるようにパッド）を有している。第一組のパッドは、好適には、リセットパッドＲＳＴ、クロックパッドＣＬＫ、ＩＳＯ７８１６プロトコルに基づく入力／出力Ｉ／Ｏパッドを包含している。第二組のパッドは、好適には、ＵＳＢプロトコルに基づくＤ＋パッドＤＰ及びＤ−パッドＤＭを包含している。プルアップ抵抗４４及びＶｔｅｒｍ回路４６がＤ＋又はＤ−パッド又はコンタクトのうちの１つへ接続する。

ＩＣ１１は異なる外部インターフェースを有する２つのモードのうちの一方において動作するので、該ＩＣはどのモードにおいて動作するかを決定することが必要である。ＩＣ１１は、少なくともＤ−パッドへ接続しているＵＳＢモード検知器３４を有するモードコンフィギュレーション回路１８を包含している。

ＵＳＢモード検知器は、又、Ｄ＋ＤＰパッドへ接続することが可能である。モードコンフィギュレーション回路１８は、又、ＵＳＢモード電圧供給を検知するための電圧供給パッドＶＣＣへ接続しているＵＳＢ電圧検知器３０、スイッチングブロックへ接続しており且つＵＳＢモード検知器３４及びＵＳＢ電圧検知器３０からの出力を受取るラッチング回路４０、モードコンフィギュレーションインジケータを格納するためにラッチング回路４０へ接続している制御レジスタ４２を包含することが可能である。ＵＳＢモードを検知するための幾つかの可能な方法が存在している。ＣＬＫパッド上の論理「１」を検知することが可能である。別の方法は、パッドＤ＋又はＤ−上のあるレベルを検知することである。これら２つの検知は、別個に、独立的に又はシリアルに一緒に使用することが可能である。従って、ＵＳＢモード検知器は、又、ＣＬＫ又はＲＳＴ又は何等かのその他のパッド等のＤ＋又はＤ−以外の異なるパッド／ピン上とすることが可能である。ステータスレジスタ４１はラッチ４０及び制御レジスタ４２と共に動作可能であり又動作すべきモードに関するデータを格納する。

遅延回路３６をＵＳＢモード検知器３４とラッチング回路４０との間に接続することが可能であり、一方パワーオンリセット回路３２を電圧供給パッドＶＣＣとバッファとの間に接続することが可能である。１つの例においては、遅延回路３６は、リバウンドに起因する誤った検知を回避するために最初の接触の後例えば１乃至１０ｎｓの所定時間が経過するまでＵＳＢモード検知器３４による検知を遅延させる。又、論理ゲート／回路３８をラッチング回路４０と検知器３０，３４との間に接続することが可能である。１．５ＫΩ抵抗を、低速ＵＳＢ装置の識別を助けるために、Ｄ−パッドＤＭと約３．６Ｖ又は電圧調整器からのＶＴＥＲＭとの間に接続することが可能である。

この公知の例においては、典型的なデュアルモード動作において、ＩＣ１１のスタートアップ即ちパワーオンシーケンス期間中に、モードコンフィギュレーション回路１８が他方のモードをディスエーブルさせながらＩＳＯモード及びＵＳＢモードのうちの１つにおいて動作させるためにＩＣ１１をコンフィギュア即ち形態特定させる。例えば、ＩＣ１１がＵＳＢモードに形態特定される場合にはリセットパッドＲＳＴ、クロックパッドＣＬＫ、入力／出力Ｉ／Ｏパッドがディスエーブルされ、ＩＣ１１がＩＳＯモードで形態特定される場合には、Ｄ＋パッドＤＰ及びＤ−ＤＭパッドがディスエーブルされる。グリッチを防止するために、検知されたモードはラッチング回路４０によってラッチされ、一方適宜のビットが制御レジスタ４２内に設定される。モード検知はハードウエア検知であるので、ＩＣ１１のオペレーティングシステムが、ラッチされたモードに対する適宜のコードへアクセスするためにリセットルーチング期間中にこのビットをチェックする。

従って、デュアルモードＩＣ１１を包含するスマートカード１０が典型的なスマートカード読取器と共に使用される場合には、それはＩＳＯ７８１６プロトコルにおいて測定されているように動作し、一方ＵＳＢインターフェース、即ちＤ＋ＤＰ及びＤ−ＤＭパッドはより少ない電力を消費するようにディスエーブルされる。然しながら、ＩＣ１１はＵＳＢインターフェースを包含しているので、ＩＳＯに準拠したスマートカード読取器ではなく低コストのＵＳＢ装置を使用してＩＳＯ７８１６のようなトランズアクションを実施することが可能である。ここで、ＩＳＯモードインターフェース、即ちリセットＲＳＴ、クロックＣＬＫ、入力／出力Ｉ／Ｏパッドがディスエーブルされる。ＩＣ１１が該モードのうちの１つに形態特定されると、それは、典型的に、別のパワーオンリセットまでそのモードのままに止まる。

デュアルモードＩＣ１１のセキュリティ及び信頼性のために、モードは可及的に速やかに検知される。何故ならば、ＩＣが１つのモードに形態特定されると、それは、通常、別のパワーオンリセットが実行され変更されることがないからである。上述したデュアルモードＩＣの可能な実現例及び動作の更なる詳細については上掲した米国特許第６，４３９，４６４号に記載されており、その記載内容を引用により本明細書に取込む。

本発明はデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とするためにマイクロプロセッサ内のラッチング回路及びソフトウエアを修正している。ＵＳＢ／ＩＳＯモード検知回路１８は装置のパワーオンリセット時にＵＳＢモードかＩＳＯモードかを検知する。幾つかのマイクロアーキテクチャが可能である。例えば、本発明においては、ＩＳＯコンタクトのうちのクロックピン上の「論理１」のレベルを検知することが可能である。クロックが１に等しい場合には、それはＵＳＢモードである。クロックが０に等しいか又はクロック信号に等しい場合には、それはＩＳＯモードである。

スイッチングブロック（ＳＷＢ）１６はその検知に依存して２つのモードのうちの１つに形態特定される。ＩＳＯモードに形態特定される場合には、スイッチングブロック１６はＩＳＯ７８１６スタンダードにおいて定義されているようにクロックピン、リセットピン、Ｉ／Ｏピンを選択し且つイネーブルさせ、又はＵＳＢモードにおける場合には、ＵＳＢポートのＤ＋ピン及びＤ−ピンをイネーブルさせる。ディスエーブルされたポートからのピンはディスエーブルされ、即ち本装置のリセットから切断される。このコンフィギュレーション即ち形態特定はハードウエアにおいて且つパワーオンリセット時に達成される。モードを変更することは、装置をパワーダウンさせ且つパワーオンさせることを必要とする。この検知は、それがどのモードで動作せねばならないかを埋め込まれているアプリケーションコードに表わすためにステータスレジスタ４１内に格納することが可能である。制御レジスタ４２は、ＩＳＯモードが選択される場合に、電力消費を最小に減少させるべくＵＳＢペリフェラルブロックをイネーブルさせる。

本発明はＵＳＢモードが選択解除され且つ選択される場合にデバッグ及びソフトウエア開発ポートとしてＩＳＯ７８１６プロトコルに従うＩＳＯ７８１６即ちシリアルＩ／Ｏピンを使用するためにスイッチングブロックコンフィギュレーションのハードウエア及び論理を修正している。それは、又、ＩＳＯ７８１６モードが検知され且つ選択された場合に、ＵＳＢポートをデバッグ及びソフトウエア開発ポートとして使用することを可能とする。

パワーオンリセット時にモードが検知されると、スイッチングブロック１６はリセットピンのみをスイッチさせる。クロックピン及びＩ／Ｏピンはイネーブルされたままで且つ使用可能なままである。このことは、選択されたモードにおいて本装置を正しいリセット信号でリセットするために望ましいことである。１例として、ＵＳＢモードにおいて、リセットがＩＳＯポートのリセットピンからではなくＵＳＢペリフェラルブロックから来ることが望ましい。検知が行われると、検知期間の後にクロックピン上に何が起ころうとも、検知されたモードに対して何ら変化することがないようにモード信号がラッチされる。そのモード信号はリセットピンを選択解除させるためのスイッチングブロック１６用の制御信号である。

ＵＳＢがリセットされると（ＵＳＢペリフェラルブロックにより発生され）、それはＣＰＵへ送られ且つ本装置はそのリセットベクトルにおいて開始する。埋め込まれているコードがステータスレジスタ内のモードビットを読取ることにより検知されたモードを決定すると、それはそのＵＳＢコードへジャンプし且つＵＳＢペリフェラルブロック、即ちＶｔｅｒｍ４６と関連する場合のあるＵＳＢ電圧調整器及び本装置をＵＳＢバスへ取付けるためのプルアップ抵抗をイネーブルさせる。このことは、制御レジスタ４２によって行われる。

本装置のコンフィギュレーション即ち形態特定は、それが、通常、ＰＣ上のＵＳＢホストへ接続されているＵＳＢ装置アプリケーション用のそのＵＳＢポートを使用することが可能であり、且つＩＳＯ７８１６プロトコルと共に、Ｉ／Ｏピン及びデータを同期させるためのクロックピンを包含するそのＩＳＯポートを使用するというものである。この最後のポートはＵＳＢアプリケーションをデバッグするために使用することが可能である。ＵＳＢコードをデバッグするために任意のソフトウエアパッチ又はモジュール及び読取又は書込変数又はレジスタの値を不揮発性のオンチップメモリ内にダウンロードさせることが可能である。

ＵＳＢアプリケーションがデバッグされ且つプロダクションの準備がなされると、付加的なセキュリティのためにソフトウエア又はヒューズ等の不可逆性のハードウエアによってＩＳＯポートをディスエーブルさせることが可能である。このことは、ステータスレジスタ４１内のステータスビットによって埋め込まれているアプリケーションへ報告させることが可能である。このステータスビットは、次のパワーオンリセット時に、スイッチングブロックをＵＳＢモードか又はＩＳＯモードのみに形態特定させることによりこのデバッグモードを選択することは不可能であるように不揮発性メモリビットとすることが可能である。

同様な態様で、ＩＳＯスマートカード用のＵＳＢデバッグポートを実現することが可能である。パワーオンリセット時に、検知回路がクロックピン上のクロック信号を検知し且つそれが通常行われるようにスイッチングブロック用のＩＳＯピンを選択する。リセット時に、リセットピンが１へ上昇し且つ埋め込まれているコードがモードビットを読取り且つＩＳＯコードへジャンプする。この時に、ＵＳＢペリフェラルブロックはパワーアップされることはなく且つイネーブルされることはない。制御レジスタ内の制御ビットを１に設定することにより、該アプリケーションはＵＳＢペリフェラルブロックをパワーアップさせることが可能である。２番目の制御ビットにより、それはＵＳＢペリフェラルブロック、ＵＳＢモードの同一の制御ビットをイネーブルさせ且つ本装置をＵＳＢバスへ取付ける。

本装置のコンフィギュレーション即ち形態特定は、それがスマートカード読取器へ接続されているＩＳＯスマートカードアプリケーション用のそのＩＳＯポートを使用することが可能であり且つデバッグポートとしてＰＣへ接続されているそのＵＳＢポートを使用することが可能であるというものである。それは、ソフトウエアパッチ又はモジュールを不揮発性のオンチップメモリ内にダウンロードさせ且つＩＳＯスマートカードコードをデバッグするために変数又はレジスタの値を読取るか又は書込むことを可能とする。ＩＳＯスマートカードアプリケーションがデバッグされ且つプロダクションのための準備がなされると、ＵＳＢポートは付加的なセキュリティのためにソフトウエア又は例えばヒューズ等の不可逆的なハードウエアによりディスエーブルさせることが可能である。このことは、ステータスレジスタ内のステータスビットにより埋め込まれているアプリケーションに対して報告させることが可能である。このステータスビットは、ＳＷＢをＩＳＯモードのみに形態特定することにより次のパワーオンリセットがこのデバッグモードを選択することが可能であるように不揮発性メモリビットとすることが可能である。

図２及び３はモード検知用のフローチャートであり、図２はハードウエア検知に関するものであり且つ図３はソフトウエア選択に関するものである。

図２に示したハードウエア検知の場合には、非制限的な例として、本装置のパワーオンがブロック１００において本装置をＩＳＯ／非ＩＳＯ（ＮＩＳＯ）動作に対してイネーブルさせる。モードが１でない場合には（ブロック１０２）、スイッチングブロックがＩＳＯモードにスイッチし且つＩＳＯ７８１６プロトコルにおけるリセット（ＲＳＴが「１」へ上昇）ＡＴＲ又はアンサー・ツー・リセット（Ａｎｓｗｅｒ ｔｏ ｒｅｓｅｔ）を待機する（ブロック１０４）。そのモードが１である場合には、スイッチングブロックは本装置をＮＩＳＯモードにスイッチさせる（ブロック１０６）。パッドＶＢｕｓにおける電圧が４ボルトより大きくない場合には（ブロック１０８）、ループバックが存在する。ＶＢｕｓが４ボルトより大きい場合には、ＵＳＢ相互接続検知がイネーブルされる（ブロック１１０）。ＣＮＸ ＵＳＢが１に等しくない場合には（ブロック１１２）、ループバックが存在するが、肯定である場合には、ＵＳＢモードが選択され且つＵＳＢリセットが発生される（ブロック１１４）。

図３に示したソフトウエア選択に関しては、最初にリセットベクトルがブロック２００において確立される。ビット読取モードが１に等しくない場合には（ブロック２０２）、ＩＳＯ７８１６が選択され且つそれはＩＳＯソフトウエアへジャンプする（ブロック２０４）。ビット読取モードが１に等しい場合には、非ＩＳＯが選択され且つ例えばＵＳＢソフトウエア等の非ＩＳＯソフトウエアへジャンプする（ブロック２０６）。本装置が既に取付けられている場合には（ブロック２０８）、ＵＳＢリセットが達成される（ブロック２１０）。本装置が取付けられていない場合には、本装置はある時間期間ＯＭＳの間待機し（ブロック２１２）、ビット読取ＣＮＸ ＵＳＢをＹ回行う（ブロック２１４）。ＣＮＸ ＵＳＢが１に等しくない場合には（ブロック２１６）、本装置は不知のモードにあり且つそれはミュートステータスへジャンプする（ブロック２１８）。ＣＮＸ ＵＳＢが１に等しい場合には、ＵＳＢモードが相互接続検知（ＣＮＸＤＥＴ）をディスエーブルさせ（ブロック２２０）、且つコードがＵＳＢソフトウエアへジャンプされ（ＵＳＢブロックを活性化させ、形態特定し）且つ本装置が取付けられる（ブロック２２０）。

以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明に基づいて使用すべく修正することが可能なデュアルモード集積回路を示した概略ブロック図。 本発明において使用することが可能なＩＳＯ／ＵＳＢハードウエア検知プロセスの１例を例示したフローチャート。 本発明において使用することが可能なソフトウエア選択プロセスの１例を例示したフローチャート。

符号の説明

１０ スマートカード
１１ デュアルモード集積回路
１２ 外部インターフェース
１４ マイクロプロセッサ
１６ スイッチングブロック
１８ モードコンフィギュレーション回路
３０ ＵＳＢ電圧検知器
３２ パワーオンリセット回路
３４ ＵＳＢモード検知器
３６ 遅延回路
３８ 論理ゲート／回路
４０ ラッチング回路
４２ 制御レジスタ
４４ プルアップ抵抗
４６ Ｖｔｅｒｍ回路

Claims (30)

1. 国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに従うＩＳＯモード及び非ＩＳＯプロトコルに従う非ＩＳＯモードの両方で動作可能でありスマートカードと共に使用する集積回路において、
   マイクロプロセッサ、
   前記マイクロプロセッサへ接続されているスイッチングブロック、
   前記スイッチングブロックへ接続されており且つＩＳＯモードが検知された場合にＩＳＯモードで通信を行うべく動作可能であり且つシリアルインターフェースを具備しているＩＳＯポート及び非ＩＳＯモードが検知された場合に非ＩＳＯモードで通信を行うべく動作可能な非ＩＳＯポートを有している外部インターフェース、
   を有しており、前記マイクロプロセッサ及びスイッチングブロックが、非ＩＳＯモードにおいて前記ＩＳＯポートのシリアルインターフェースを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とし且つＩＳＯモードにおいて前記非ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とすべく前記ＩＳＯポートを形態特定すべく動作可能であることを特徴とする集積回路。
2. 請求項１において、前記非ＩＳＯモードがＵＳＢモードを有しており且つ前記非ＩＳＯポートがＵＳＢポートを有していることを特徴とする集積回路。
3. 請求項１において、更に、デュアルモード集積回路を前記ＩＳＯ又は非ＩＳＯモードのうちの一方に形態特定するために前記スイッチングブロックへ接続されているモードコンフィギュレーション回路を有していることを特徴とする集積回路。
4. 請求項３において、前記デュアルモードコンフィギュレーション回路は、パワーオンリセット後に非ＩＳＯモード又はＩＳＯモードを検知すべく動作可能であることを特徴とする集積回路。
5. 請求項１において、前記ＩＳＯポートの前記シリアルインターフェースは、Ｉ／Ｏコンタクトを有しており、非ＩＳＯモードに形態特定される場合にそれを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発が行われることを特徴とする集積回路。
6. 請求項５において、前記シリアルインターフェースが、更に、リセットコンタクト及びクロックコンタクトを有していることを特徴とする集積回路。
7. 請求項１において、更に、デバッグ及び／又はソフトウエア開発が完了した後にデバッグ及び／又はソフトウエア開発のために使用した非ＩＳＯポート又はＩＳＯポートのうちの一方をディスエーブルさせる回路を有していることを特徴とする集積回路。
8. 国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモード及びＵＳＢプロトコルに基づくＵＳＢモードの両方で動作可能なデュアルモードスマートカードにおいて、
   カード本体、
   前記カード本体により担持されているデュアルモード集積回路、
   を有しており、前記デュアルモード集積回路が、
   マイクロプロセッサ、
   前記マイクロプロセッサへ接続しているスイッチングブロック、
   ＩＳＯモードが検知された場合にＩＳＯモードにおいて使用されるシリアルＩ／Ｏコンタクト、クロックコンタクト、リセットコンタクトを包含しており且つＩＳＯポートを形成している第一組のコンタクト、
   ＵＳＢモードが検知された場合にＵＳＢモードにおいて使用されるＤ＋コンタクト及びＤ−コンタクトを包含しており且つＵＳＢポートを形成している第二組のコンタクト、
   を有しており、前記マイクロプロセッサ及びスイッチングブロックが、ＵＳＢモードにおいて前記ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とさせ且つＩＳＯモードにおいて前記ＵＳＢポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を可能とさせるべく前記ＩＳＯポートを形態特定するために動作可能であることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
9. 請求項８において、更に、前記スイッチングブロックへ接続されており、前記ＩＳＯモード又は非ＩＳＯモードのうちの一方に前記デュアルモード集積回路を形態特定させるモードコンフィギュレーション回路を有していることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
10. 請求項９において、前記デュアルモードコンフィギュレーション回路が、パワーオンリセット後にＵＳＢモード及びＩＳＯモードを検知すべく動作可能であることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
11. 請求項８において、ＵＳＢモードが検知される場合に、パワーオンリセットにおいて前記リセットコンタクトがスイッチされ且つ選択解除され且つ前記クロック及びＩ／Ｏコンタクトが使用可能状態に維持されることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
12. 請求項８において、更に、前記ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発のためにＵＳＢモードにおいて前記リセットコンタクトをスイッチし且つ選択解除させるための制御信号としてモード信号をラッチするラッチ回路を有していることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
13. 請求項１２において、更に、ＵＳＢプロトコルへジャンプすべく動作可能なモードビットを格納するためのステータスレジスタを有していることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
14. 請求項８において、更に、デバッグ及び／又はソフトウエア開発が完了した後にデバッグ及び／又はソフトウエア開発のために使用したＵＳＢポート又はＩＳＯポートのうちの一方をディスエーブルさせるための回路を有していることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
15. 請求項８において、前記スイッチングブロックが、前記ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発のために前記リセットピンをスイッチさせ且つ前記クロック及びＩＳＯピンをＵＳＢモードに維持すべく動作可能であることを特徴とするデュアルモードスマートカード。
16. 国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモード、及び非ＩＳＯプロトコルに基づく非ＩＳＯモードの両方で動作可能であり且つスマートカードと共に使用するデュアルモード集積回路の動作方法において、
    非ＩＳＯ動作モード又はＩＳＯ動作モードを検知し、
    夫々のＩＳＯ動作モード又は非ＩＳＯ動作モードにおいてＩＳＯポート又は非ＩＳＯポートを介して通信を行い且つ非ＩＳＯモードが検知された場合にＩＳＯポートのシリアルインターフェースを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を行い且つＩＳＯモードが検知された場合に非ＩＳＯポートを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を行うために前記デュアルモード集積回路を形態特定する、
    上記各ステップを有していることを特徴とする方法。
17. 請求項１６において、前記非ＩＳＯモードがＵＳＢモードを有しており且つ前記非ＩＳＯポートがＵＳＢポートを有していることを特徴とする方法。
18. 請求項１６において、更に、非ＩＳＯモードに形態特定された場合に前記ＩＳＯポートのシリアルＩ／Ｏコンタクトを介してデバッグを行うステップを有していることを特徴とする方法。
19. 請求項１６において、更に、パワーオンリセット時に非ＩＳＯモード又はＩＳＯモードを検知するステップを有していることを特徴とする方法。
20. 請求項１６において、更に、デバッグ及び／又はソフトウエア開発が完了した場合にデバッグ及び／又はソフトウエア開発がそれを介して行われたＩＳＯポート又は非ＩＳＯポートの一方をディスエーブルさせるステップを有していることを特徴とする方法。
21. 国際標準化機構７８１６（ＩＳＯ７８１６）プロトコルに基づくＩＳＯモード及びＵＳＢプロトコルに基づくＵＳＢモードの両方において動作可能なデュアルモードスマートカードの動作方法において、
    ＵＳＢ動作モードか又はＩＳＯ動作モードを検知し、
    ＩＳＯモードにおいて使用されるシリアルＩ／Ｏコンタクト、クロックコンタクト、リセットコンタクトを包含する第一組のコンタクトを有しているＩＳＯポート及びＵＳＢモードにおいて使用されるＤ＋コンタクト及びＤ−コンタクトを包含する第二組のコンタクトを有するＵＳＢポートと共に動作可能なスイッチングブロックをＵＳＢモードが検知された場合に前記シリアルＩＳＯコンタクトを介してデバッグ及び／又はソフトウエア開発を行い且つＩＳＯモードが検知された場合に前記ＵＳＢポートを介してデバッグを行うことを可能とすべく形態特定させる、
    上記各ステップを有していることを特徴とする方法。
22. 請求項２１において、更に、パワーオンリセット時にＵＳＢモード又はＩＳＯモードを検知するステップを有していることを特徴とする方法。
23. 請求項２１において、更に、ＵＳＢモードが検知される場合にパワーオンリセット時に前記リセットコンタクトをスイッチさせ且つクロックコンタクト及びＩＳＯコンタクトを使用可能状態に維持するステップを有していることを特徴とする方法。
24. 請求項２１において、更に、前記リセットコンタクトを選択解除するための制御信号としてモード信号をラッチするステップを有していることを特徴とする方法。
25. 請求項２１において、更に、ステータスレジスタ内のモードビットを読取り且つ前記マイクロプロセッサにおいて動作可能な任意のＵＳＢコードの使用へジャンプするステップを有していることを特徴とする方法。
26. 請求項２１において、更に、前記スマートカードをＵＳＢバスへ取付けるためのＵＳＢコンポーネントをイネーブルさせるステップを有していることを特徴とする方法。
27. 請求項２１において、更に、セキュリティを向上させるためにデバッグが完了した後にデバッグ及び／又はソフトウエア開発期間中に使用したＩＳＯポート又はＵＳＢポートのうちの一方をディスエーブルさせるステップを有していることを特徴とする方法。
28. 請求項２７において、更に、ステータスレジスタ内のステータスビットによりデバッグ及び／又はソフトウエア開発後のＩＳＯポート又はＵＳＢポートのうちの一方のディスエーブル動作を報告するステップを有していることを特徴とする方法。
29. 請求項２１において、更に、ＩＳＯモードを選択し且つ前記ＵＳＢポートをデバッグのためにＵＳＢバスへ接続させるステップを有していることを特徴とする方法。
30. 請求項２１において、更に、ＵＳＢペリフェラルブロックに電力を供給し且つ第二制御ビットを読取り且つＵＳＢペリフェラルブロックをイネーブルさせるための第一制御ビットを読取るステップを有していることを特徴とする方法。

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