JP2005044375A - 入／出力機能を備えた通信カード - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明はパーソナルコンピュータに差込み可能な通信カードに関するものであり、コンピュータと外部（ファックス、モデム等）との間の通信を行うために構成されたカード構造を提案するものである。
【解決手段】 パーソナルコンピュータはしばしば、差込み式の集積回路カードの形態を有する拡張メモリを受けるように構成されたコネクタを有する。本発明のカードは、メモリ拡張コネクタの利用プロトコルを変えることなく、このコネクタに差込み可能になされ、コンピュータへの接続を行うコネクタ（ＣＮＣ）と、外部との接続を行うコネクタ（ＣＮＸ）と、内部マイクロプロセッサ（ＭＰ）と、マイクロコンピュータによって実行可能なプログラムを含み且つカードの全メモリに関する組織構成データを含む不揮発性メモリ（ＭＮＶ）と、交換すべきデータ要素の転送に使用される１つ以上のファイルを内包する揮発性メモリとを有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は入／出力機能を備えた通信カードに関する。

パーソナルコンピュータ、特に携帯用コンピュータのアクセサリーとして、最近マイクロコンピュータ（またはパーソナルコンピュータすなわちＰＣ）用の取り外し可能なリムーバブル大容量メモリカードが登場した。それらは、ディスケットやその他の磁気大容量記憶手段と将来とってかわることができるであろう。リムーバブル大容量メモリカードは、磁気ディスケットと同等（百万バイトオーダー）の容量を有する大容量メモリとして使用することができる。リムーバブル大容量メモリカードでは、もはや大きな空間は必要なく、（それらは厚さ３〜５ｍｍのクレジットカード型である）、これらのカードへのアクセスははるかに速い（数千倍速い）。

それらはパーソナルコンピュータによって直接実行可能なプログラム用ランダムアクセスメモリとして使用することもできる。この場合、磁気大容量メモリの場合とは異なり、実行の際にＰＣのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）にロードする必要がない。記憶されたプログラムは、パーソナルコンピュータによって直接実行可能である。

ＰＣカードと称されることもある大容量メモリカードは、数個のメモリチップとコネクタ（Personal Computer Memory Card International Association, 1030B East Duane Avenue, Sunnyvale, CaliforniaのＰＣＭＣＩＡ規格に従って６８本のピンを有する雌型コネクタ）を有する。カードはコンピュータの対応する（雄型）コネクタに差し込まれる。この接続は、メモリがＰＣの入／出力パラレルポートによってアドレスされて、メモリがあたかも磁気大容量メモリであるか、またはコンピュータのランダムアクセスメモリの拡張であるかのようになされる。

さらに、コンピュータと外部との通信機能を有し且つパーソナルコンピュータとのリンクを提供するように構成されたコネクタだけでなく外部への接続手段をも備えたパーソナルコンピュータ用カードがある。これらのカードは「入／出力機能カード」またはＩ／Ｏ機能カードと呼ばれる。通信機能の代表的な例は、第１のコネクタによってコンピュータへと接続されて第２のコネクタによってライン上にデジタルデータを送信するための電話線に接続されたモデムである。通信機能を備えたカードのもう１つの例としては、物理的なコンタクトを有するコネクタでなく限られた範囲内での無線伝送によって外部との通信が行われるローカルエリアネットワーク用のカードが挙げられよう。

既存の通信カードは一般にコンピュータのＲＳ２３２Ｃ出力（モデムまたは無線による通信に適したシリアルデジタルデータを送信する）を使用するか、あるいは通信カードはコンピュータ内に直接搭載されており差込み式カードの形態をとらない。
特に携帯用コンピュータに関して、より一般的には空間を節約しようとする場合はいつでも、周辺要素は、必要な時にだけ使用できるよう、差込み式に取付けられるのが好ましい。

更に、マイクロプロセッサに基づくカードをクレジットカードに利用している特許文献１（ヨーロッパ特許第ＥＰ ０ ２７５ ５１０号）と特許文献２（国際特許公開第ＷＯ ９０／１３０９６号）、並びにマイクロプロセッサに基づくカードがプログラムを内部メモリにロードできるようになされている特許文献３（ヨーロッパ特許第ＥＰ ０ ３８３ ５１８号）を参照することができる。このプログラムのロードは、カードのマイクロプロセッサとそのＲＯＭ中に置かれたローディングプログラムによって行われている。
ヨーロッパ特許第ＥＰ ０ ２７５ ５１０号 国際特許公開第ＷＯ ９０／１３０９６号 ヨーロッパ特許第ＥＰ ０ ３８３ ５１８号

本発明は、多くのコンピュータ、特に携帯用コンピュータに見られるメモリ拡張コネクタに、通信機能を有するカードをプラグ式に挿入することができるようにし、且つ、その場合、通常このコネクタはかかる目的のために設計されているのではなくコンピュータのメモリ拡張用に設計されていても、そのような利用によって通信プロトコルになんら問題が生じないような方法を探るものである。

この目的のために、コンピュータにプラグ式に差し込まれるように構成されたカードは、内部マイクロプロセッサと、カードと外部との間のデータ転送のためのプログラムとカードのメモリファイルの組織構成に関するフォーマットデータを含む、特にマイクロプロセッサによって実行可能な作業プログラムを内包する不揮発性メモリと、アドレスバス（ＡＤ２）、データバス（ＢＤ２）および制御信号バス（ＳＣ２）によって内部マイクロプロセッサに接続された揮発性メモリ（ＭＶ）であって、さらにアドレスバス（ＡＤ）、データバス（ＢＤ）および制御信号バス（ＳＣ）によってマイクロコンピュータにも接続されており、コンピュータから外部へ、または外部からコンピュータへ転送されるデータ要素を一時的に記憶するために指定された物理的な記憶場所を有しており、この物理的記憶場所のアドレスとこの物理的記憶場所に指定されているファイルの名前が、上記不揮発性メモリ内に記憶されている揮発性メモリ（ＭＶ）とを備えていなければならない。

これらのデータ要素は、それ自体が情報要素であってもよいし、以下に示すように情報要素を転送するための命令であってもよい。つまり、例えばインターフェースファイル内に、１または０の値（交換しようとするデータ）、あるいは１の転送命令と０の転送命令を配置することができる。

従って、この通信カードの構造では、コンピュータと外部メモリとの間で使用される信号交換のための通常のプロトコル、つまり読み出し／書き込み信号、チップの選択、アドレスバス、データバス等をそのまま変えることなく、動作が行われよう。通常しなければならないように、外部との通信のために特別な信号を追加する必要はない。
従って、使用されるのは、メモリとのデータ交換の最小限の基準であって、採用する通信の種類（モデム、ファックス、無線通信ネットワーク等）ごとにその時々で変化するという欠点を有するその他の特異的な信号が追加されることはない。

揮発性メモリ内のインターフェースファイルは、移動中のデータまたは命令のみを含むものであり、データをセーブするための電源または電池を全く必要としないことが理解されよう。メモリ内に保存されなければならないデータ要素は（ファイルの組織構成およびカード操作プログラムに関するデータ要素）は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）内にある。

ＰＣＭＣＩＡ標準カードに関して、本発明をより具体的に説明するが、本発明は当然、マイクロコンピュータにプラグ式に差込み可能なメモリカード用のその他の基準と共に使用することもできる。
従って、本発明は、ＰＣＭＣＩＡのメモリカードのコネクタと同じ形態のコネクタを備えていることを唯一の特徴とする通信カードの提供を提案するものではないことは理解されよう。しかしながら、本発明では、既にコンピュータに設けられており、外部メモリへの接続というその機能を保っているＰＣＭＣＩＡコネクタに差込むことの可能なカードの提供を提案するものである。

以下、添付した図を参照して行う詳細な説明により、本発明のその他の特徴と利点が明らかになろう。
図１はＰＣＭＣＩＡ基準によるメモリカードを示しており、図２は本発明の通信カードの内部構成を概略示し、図３は本発明のカードの不揮発性メモリと揮発性メモリ間の機能分布を示す。

マイクロコンピュータ用の、ＰＣＭＣＩＡ基準による大容量メモリカードは、図１に参照番号１０で示されている。このカードは、クレジットカードとほぼ同じ形で（辺の長さ５ｃｍ×８ｃｍに対応する表面積を有する）、厚さはそれよりも厚く（一般に３〜５ｍｍ）、カードの端部に、マイクロコンピュータの対応するコネクタに差込み可能なコネクタ（参照番号１２）を有している。

本発明はマイクロコンピュータと外部とのデータ通信を可能にする機能を有するカードに関するものである。従ってこのカードは、この通信を実行させるための電子回路と、特に追加のコネクタを備えている。電磁的な手段（メートル波での無線通信、デシメートル波からミリメートル波でのマイクロ波通信）によって外部との通信が行われるならば、当然、カードは追加のコネクタを持たない。しかし、その場合には、このコネクタの機能を満足するために無線送信／受信アンテナを備える。

図２に本発明の通信カードの概略を示す。これはメモリＭＮＶ、ＭＶとマイクロプロセッサＭＰを有するカードである。カードは、揮発性メモリ（ＲＡＭ）と不揮発性メモリ（ＲＯＭまたはＥＰＲＯＭあるいは最新技術におけるフラッシュＥＰＲＯＭ）の２種類から成る。図には不揮発性メモリＭＮＶが１つと揮発性メモリＭＶが１つしか示されていないが、必要となるメモリ容量が大きく、チップ１つでは足りない場合には、それぞれのメモリが数個の集積回路チップで構成されていてもよいことは明らかである。

マイクロプロセッサはＲで示された自分自身のプログラムメモリ（ＲＯＭ）に記憶されているプログラムの制御下にタスクを行う。これらのプログラムには、コネクタＣＮＸを介してカードと外部との間のデータ通信を可能にするプログラムを含む。マイクロプロセッサは、インターフェース回路ＩＦ１を介してコネクタＣＮＸに接続されている。

もう１つの具体例によれば、マイクロプロセッサはその制御プログラムを不揮発性メモリＭＮＶに記憶させることもできる。その場合、マイクロプロセッサは、プログラムメモリＲと同じようにアドレスバスとデータバスによってその不揮発性メモリに接続される。

揮発性メモリＭＶと不揮発性メモリＭＮＶは、マイクロコンピュータ上のこれと相補的なコネクタＣＮＰに差し込まれたコネクタＣＮＣ（図１のコネクタ１２に相当する）を介してマイクロコンピュータＰＣと直接通信することができる。しかしながら、マイクロプロセッサＭＰはマイクロコンピュータと直接通信することはできない。

図２にこれらの通信方法の概略を示す。内部のマイクロプロセッサがアドレスバスＡＤ２、データバスＢＤ２および制御信号バスＳＣ２によって揮発性メモリに接続されている。メモリは更に、アドレスバスＡＤ、データバスＢＤおよび制御信号バス（これら３つのバスはコネクタＣＮＣから来ている）を介してパーソナルコンピュータＰＣによってアクセス可能である。

本発明では、マイクロコンピュータ側から見て、カードはメモリカードのような働きをする。つまり、ちょうどこの電子カードがフレキシブル磁気ディスクまたはハードディスクであるかのように、揮発性メモリおよび不揮発性メモリのファイルとこれらのファイルの組織構成を含有している。

さらに、メモリＭＮＶとＭＶの機能は、次にように決定される。つまり不揮発性メモリはマイクロコンピュータＰＣによって実行可能なプログラムだけでなく、カードのメモリの組織構成に関する全てのデータ、つまり（ちょうど磁気ディスケットが、その初期トラックにディスケットのファイルの組織構成に関する一般的なデータを含んでいるように）マイクロコンピュータＰＣにその組織構成を理解させるデータを含んでいる。

特に、ＤＯＳシステムで動いているマイクロコンピュータ中の大容量メモリファイルの標準的な組織構成に関して述べるならば、メモリの組織構成に関するデータは一般に、以下の、
場合によっては、マイクロコンピュータがそれと接続されるカードの種類を知るための識別ファイルＩＤと、
リファレンスされたＢＯＯＴファイルと、
全てのファイルがメモリを占有するためのプラン、つまり各ファイルの物理的な記憶場所を規定するＦＡＴ（file allocation table）ファイルと、
ファイルに関する情報、つまりファイル名（名前と拡張子）、ファイルのサイズ、ファイルの作成および変更を行った日付と時間、可能なファイルの属性（秘密のファイルであるか否か）を含むルートディレクトリであるＤＩＲファイルと、
ユーザからはアクセス不可能なシステムファイルであるＢＩＯファイルと、
最後に、全ての使用可能なファイルと
を有する。これらファイルのほとんどは不揮発性メモリに入っており、そのうちの少なくとも１つが揮発性メモリに入っている。これらのファイルには当然、アプリケーションを開始させる実行可能なファイルを探す起動ファイル（AUTOEXEC.BAT）があってもよい。

結果的に、本発明によれば、カードがこれら全ての組織構成データ要素を不揮発性メモリＭＮＶに含有して、マイクロコンピュータによって直接実行可能な操作プログラムもすべて（場合によってはほとんど全て）不揮発性メモリ内に内包する。従って各プログラムの名前、物理的記憶場所およびその他の属性は、不揮発性メモリ内にある。

最後に、不揮発性メモリ内には、インターフェースファイルＦＩに関する組織構成データ要素が存在する。このファイルの名前は不揮発性ファイルＤＩＲに記憶されており、その物理的記憶場所のアドレスは不揮発性ファイルＦＡＴ内で規定される。このインターフェースの物理的記憶場所は揮発性メモリＭＶ内にある。

このインターフェースファイルは、コンピュータＰＣから外部へ、または外部からコンピュータへ、カードによって転送されるデータ要素か、場合によってはデータ転送の命令を一時的に保存するために使用される（つまりファイルはデータ要素１または０を含む代わりに内部マイクロプロセッサによって解釈可能な「１の転送」、「０の転送」等の命令を受けとることもできる）。

揮発性メモリＭＶはデュアルアクセスメモリである。つまりコンピュータＰＣは、そのメモリ内に、内部マイクロプロセッサによって解釈可能なデータ要素または命令の記録または読み出しを行うことが可能で、内部マイクロプロセッサＭＰもまた、それ自身のプログラムメモリＲに含まれている読み出しまたは書き込み命令の制御下に、そのメモリ内にデータ要素または命令の書き込みあるいは読み出しを行うことができる。
不揮発性メモリは、場合によって、デュアルアクセスメモリであってもそうでなくともよい。

通信カードの作動は、例えば以下のようになる。
コンピュータＰＣが、外部に転送されるべきデータ要素あるいはデータ転送命令をインターフェースファイルに書き込もうとする。この書き込み動作が内部マイクロプロセッサＭＰによって検出される。この検出によって内部マイクロプロセッサが作動され、その後制御を引き継いで、不揮発性メモリの制御下にその内部プログラムを実行する。このプログラムは、例えば、インターフェースファイルが受けとったデータ要素を（コネクタＣＮＸを介して）外部へ転送するプログラムである。従って、マイクロプロセッサは、揮発性メモリＭＶのファイルに書き込まれたデータ要素を読み出して、それらをインターフェース回路によってコネクタＣＮＸへと転送する。タスクが終了した時点で、マイクロプロセッサはマイクロコンピュータへ制御を回復する。反対に、データを受信してコンピュータに転送しようとする場合には、マイクロプロセッサは反対方向への転送のプログラムを実行する。マイクロプロセッサがインターフェースメモリの揮発性ファイルにデータ要素を書き込み、マイクロコンピュータに対する制御を回復して、マイクロコンピュータがそれらを読み取ることができるようにする。

従ってコンピュータＰＣとカードとの間の通信は、単にメモリカードの標準的な通信であって、特にインターフェースファイルＦＩで起こるように、所定のファイルでの読み出しまたは書き込みを可能にするものである。

コンピュータとカード間の通信プロトコルにおいて、単純なメモリカードとの交換信号（つまりアドレスバス、データバス、読み出し／書き込み信号、ユニット選択信号等）以外の信号を準備する必要はない。従ってコンピュータＰＣのメモリ拡張用コネクタを使用して、その中に通信カード（モデム、ファックス等）を設置することさえ可能である。

この通信カードは、多くのメモリカードと同様不揮発性メモリと揮発性メモリの両方を備えているが、それらのカードとは異なり、揮発性メモリの中身を保存するための電池または電源を全く必要としない。実際、このカードは使用後に保存されなければならないデータを全く持たない。このカードは原則として、動作が進行する限りコンピュータと外部との間を転送されるデータ要素または命令のみを保持する。

電話線との通信以外に、本発明の特筆すべき用途として以下のようなものが挙げられる。通信カードはフラッシュコンタクトを有するクレジットカード読み取り機、つまりカードはコンピュータの対応するコネクタに差し込み可能なコネクタだけでなく、７〜８個のフラッシュコンタクト（平らなコンタクト）を有するクレジットカード型の平らなチップカードすなわちＩＣカードを受けることの可能な７〜８個のコンタクトを備えたコネクタを有する。本発明のシステムによって、例えばフラッシュコンタクトを有するＩＣカードの中身を読み取る、あるいはこのＩＣカードに内包されているプログラムをマイクロコンピュータに実行させる、またはフラッシュコンタクトＩＣカードに書き込みをすることなどが可能である。

例えば動作は以下のようなものである。コンピュータが、インターフェースファイル内の内部マイクロプロセッサのための命令を書き込む。この命令は「フラッシュコンタクトを備えたカードのメモリの４バイトを読み出す」というものであってもよい。この書き込み動作によって「覚醒」されたマイクロプロセッサが命令を解釈することになろう。読み出されたバイトは揮発性メモリのファイルへと転送されて、コンピュータによって読み出されてもよい。

以上のようにしてコネクタＣＮＸを介して外部より回収されたデータ要素は、コンピュータＰＣから送信されたデータ要素または命令と同じインターフェースファイルＦＩか、同じく揮発性メモリＭＶ内にある別のファイル内に置かれる。この別のファイルもまた、その組織構成パラメータ（名前、拡張子、記憶場所等）は不揮発性メモリＭＮＶ内に置かれている。

特定の実施例では、揮発性メモリＭＶは内部マイクロプロセッサによって解釈可能な命令を受信するように構成された第１のファイルと、マイクロコンピュータＰＣと外部との間で交換されるデータ要素を内包するように構成された第２のファイルを有する。

ＰＣＭＣＩＡ基準によるメモリカードを示す。 本発明の通信カードの内部構成の概略を示す。 本発明のカードの不揮発性メモリと揮発性メモリ間の機能分布を示す。

符号の説明

１０ 大容量メモリカード
１２ コネクタ

Claims (7)

1. コンピュータと外部デバイスとの通信のため、第１のインターフェースを介して前記コンピュータに挿入され、第２のインターフェースを介して前記外部デバイスと接続される通信カードであって、
   マイクロプロセッサ（ＭＰ）と、
   前記コンピュータと前記外部デバイスとの間で通信可能なデータ要素を保管し、且つ前記第１のインターフェースを介した前記コンピュータと、前記マイクロコンピュータ（ＭＰ）とによってアクセスされるメモリ（ＭＶ）と、
   前記コンピュータと前記外部デバイスとの間でデータ通信するためのデータ要素を処理するため、前記マイクロプロセッサ（ＭＰ）によって、読出され実行されるプログラムを蓄積する不揮発性メモリ（Ｒ，ＭＮＶ）と、
   から成ることを特徴とする通信カード。
2. 請求項１に記載の通信カードにおいて、
   前記通信カードを前記コンンピュータへ挿入できる第１のコネクタと、前記外部デバイスが前記通信カードに接続できる追加コネクタ（ＣＮＸ）とを有し、
   前記メモリは、
   アドレスバス（ＡＤ２）、データバス（ＢＤ２）および制御信号バス（ＳＣ２）により前記マイクロプロセッサに接続され、
   アドレスバス（ＡＤ）、データバス（ＢＤ）および制御信号バス（ＳＣ）により前記コンピュータに接続され、
   さらに、前記コンピュータから前記外部デバイスへ、または前記外部デバイスから前記コンピュータへ転送されるデータ要素を一時的に保管するために確保された物理領域と、前記不揮発メモリに保管されていることで前記物理領域が所属となる前記物理領域のアドレスとファイル名とを有する揮発性メモリであることを特徴とする通信カード。
3. 請求項２に記載の通信カードにおいて、
   前記追加コネクタはフラッシュコンタクトを持ったチップカードと接続するためのコネクタであり、前記コンピュータと前記外部デバイス間の通信は、前記コンピュータが前記チップカードからデータを読み出す、および／または書き込むことでなされることを特徴とする通信カード。
4. 請求項３に記載の通信カードにおいて、
   前記揮発性メモリに保管可能な前記データ要素は、前記コンピュータと前記外部デバイス間で転送される情報要素、または前記コンピュータと前記外部デバイスとの間で情報要素を転送するための情報要素転送命令から成ることを特徴とする通信カード。
5. 請求項４に記載の通信カードにおいて、
   前記データ要素の処理は、前記コンピュータからの情報要素転送命令を翻訳することから成ることを特徴とする通信カード。
6. 請求項１に記載の通信カードにおいて、
   前記第２のインターフェースは、モデム、ファックスおよび無線ネットワークインターフェースの１つであることを特徴とする通信カード。
7. 請求項１に記載の通信カードにおいて、
   前記不揮発性メモリは、さらに前記不揮発性メモリおよび／あるいは前記揮発性メモリの組織構成に関するデータを保管することを特徴とする通信カード。

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