JP3667199B2 - 複数の拡張カードの検知および操作のための集積ｐｃカードホストコントローラー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、１枚以上の拡張カードを検知および操作するための集積コントローラに関する。さらに詳しくは、本発明はＰＣカード（１６−ビットＰＣＭＩＡカードおよび３２ビットカードバスカード）、並びにスマートカードを検知および制御するための集積コントローラに関する。特に本発明の用途はモバイルコンピューティング装置、例えばラップトップコンピュータなどのための集積コントローラを提供することであるが、ここでは他の用途も意図されている。
【０００２】
【従来の技術】
同定の電子形態が対面（ｆａｃｅ−ｔｏ−ｆａｃｅ）および書面に基づく同定に取って替わるにつれ、安全とプライバシーの向上の必要が増している。全地球的なインターネットが出現したことおよび企業ネットワークが拡大してファイアウォールの外側からの顧客と供給者によるアクセスを包含していることとにより公開鍵技術に基づく解決策に対する需要が高まっている。公開鍵技術が可能とするサービスの種類の若干の例は公共ネットワーク上の安全なチャンネル通信、イメージの統合と秘匿性（ｃｏｎｆｉｄｅｎｎｔｉａｌｉｔｙ）を保証するためのディジタル署名およびクライエント−サーバ間（およびその逆）の認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）である。
【０００３】
スマートカードは、マイクロソフト社がウィンドウズプラットフォームに統合しつつある公開鍵のインフラストラクチャーの重要な部品である。その理由はスマートカードがクライエント認証、ログオン（ｌｏｇｏｎ）、安全なｅ−メールのようなソフトウェア−オンリーの解決策を増すからである。スマートカードは本質的に公開鍵サーティフィケイトおよび関連する鍵に対する収束点である。これはスマートカードが個人鍵および他の形の個人情報を保護するための改竄抵抗性記憶を提供し；認証、ディジタル署名および「知る必要」のないシステムの他の部分からの鍵の交換を含む、安全性に重要な計算を隔離し、仕事場、自宅または路上のコンピュータ間で信任状（ｃｒｅｄｅｎｔｉａｌｓ）その他の個人情報の移動性を可能にするからである。
【０００４】
スマートカードはウィンドウズプラットフォームの一体化された部分になるであろうと予測されているが、これはスマートカードがマウスやＣＤ−ＲＯＭがパーソナルコンピュータ（ＰＣ）と初めて一体化されたときと同様に、新しい種類のアプリケーションを可能にすることが考えられるからである。アプリケーション、カードおよびリーダー間の不適合性（ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）が主たる理由で、ヨーロッパの外でのスマートカードの採用が遅かった。異なるベンダーの製品間の相互操作可能性（ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）はスマートカードが広範囲の消費者に受け入れられることを可能にするためおよび企業が企業内で使用するためのスマートカードを配備するための必須要件である。
【０００５】
ＩＳＯ７８１６、ＥＭＶおよびＧＳＭスマートカードとリーダーの間の相互操作可能性を促進するために国際標準機構（ＩＳＯ）は接点付き集積回路カードに対するＩＳＯ７８１６標準を展開した。これらの仕様は物理的、電気的およびデータリンクプロトコル（ｄａｔａ−ｌｉｎｋ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レベルでの相互操作可能性に焦点を当てている。１９９６年にユーロペイ（Ｅｕｒｏｐａｙ）、マスターカード（ＭａｓｔｅｒＣａｒｄ）およびＶＩＳＡ（ＥＭＶ）はＩＳＯ７８１６標準を採用した産業特化スマートカードの仕様を決定するとともに、金融サービス産業による使用のための若干の追加的データタイプとコード化ルールを決定した。ヨーロッパ電気通信（ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）事業も自身のモバイル通信用グローバルシステム（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＧＳＭ）スマートカード仕様のためにＩＳＯ７８１６標準を取り入れてモバイル電話ユーザーの同定および認証を可能とした。一方、これらの仕様（ＩＳＯ７８１６、ＥＭＶおよびＧＳＭ）の全てが正しい方向における一歩であり、それぞれ低レベルに過ぎるかまたはアプリケーションに特化し過ぎていたため広範な産業の支持を得られなかった。装置−独立ＡＰＩ、開発ツールおよびリソースシェアリングのようなアプリケーション相互操作可能性問題はこれらの仕様のいずれによっても取り組まれていなかった。
【０００６】
ＰＣ／ＳＣ ワークグループＰＣ／ＳＣ（パーソナルコンピュータ／スマートカード）ワークグループは主要なＰＣおよびスマートカード会社：グループブル（Ｇｒｏｕｐ Ｂｕｌｌ）、ヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ）、マイクロソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ）、シュランバーガー（Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ）、およびシーメンスニクスドルフ（Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｎｉｘｄｏｒｆ）の共同経営で１９９６年５月に形成された。このワークグループの主な目的は前述の相互操作可能性問題を解決する仕様を開発することであった。ＰＣ／ＳＣ仕様はＩＳＯ７８１６標準に基づいており、ＥＭＶおよびＧＳＭ産業特化仕様の両者とも適合性を有する。ＰＣ／ＳＣワークグループに関与している会社により、この仕様に対する広範な産業界の支持と、将来における独立標準の地歩を占めさせるべく前進する強い欲求がある。その設立および当初の仕様の刊行以来、追加のメンバーがＰＣ／ＳＣワークグループに参加している。新しいメンバーはジェムプラス（Ｇｅｍｐｌｕｓ）、アイビーエム（ＩＢＭ）、サンマイクロシステムズ（Ｓｕｎ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ）、東芝、およびヴェリフォーン（Ｖｅｒｉｆｏｎｅ）各社である。
【０００７】
マイクロソフト社のアプローチ マイクロソフト社のアプローチは以下のものからなる。すなわち、・スマートカードリーダーおよびカードとＰＣとを接続するための標準モデル・スマートカード認識（ｓｍａｒｔ ｃａｒｄ−ａｗａｒｅ）アプリケーションを可能にするための装置独立ＡＰＩ・ソフトウェア開発用のよく知られているツール・ウィンドウズおよびウィンドウズＮＴプラットフォームとの統合 リーダーとカードをＰＣと接続するための標準をもつことにより異なる製造者からのカードとリーダー間の相互操作可能性が強化される。装置独立ＡＰＩはアプリケーション開発者が現在と将来の手段（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）の相違を気にしなくてよいようにする。装置独立性により、また、潜在的なハードウェア変更によるアプリケーションの陳腐化によるソフトウェア開発コストが使われないで残されることになる。
【０００８】
スマートカードとノートブック型コンピュータを接続するのに現在用いられている最も一般的な方法は、ＰＣＭＩＡ ＴｙｐｅＩＩスマートカードリーダー／ライター（図１）を用いることである。ＰＣＭＩＡスマートカードリーダーは現在ジェムプラス、ＳＣＭマイクロシステムズ（ＳＣＭ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ）およびトリットハイムテクノロジーズ（Ｔｒｉｔｈｅｉｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）のような少数というべき会社から入手可能である。これらのスマートカードリーダーのエンドユーザーコストは典型的には１５０米ドル程度である。リーダーのコストは全体の安全解決策のコストの主要な部分を占める。図１のアダプタカード１０４は従来のスマートカードリーダーの主要な機能ブロックを示す。スマートカードリーダーのＰＣＩＣホストコントローラブロックはＰＣカードコネクタ（１０６，これはＰＣカードコントローラ１０２に接続されている）に対する電気的接続を与える。追加論理回路が備えられてスマートカードとソフトウェアアプリケーションとの間の相互作用を制御している。しかしながら、上述のように、この解決策はユニット当たりコストが著しく、従ってスマートカード適合化に大規模移行する代案としては魅力がない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、ＰＣカード、スマートカードおよびパッシブスマートカードアダプタ操作能力を提供する集積ホストコントローラを提供する必要がある。さらに、マザーボードを取替えたり（ｒｅｔｏｏｌ）設計し直す（ｒｅｄｅｓｉｇｎ）する必要がなく、従前のマザーボード搭載ＰＣカードホストコントローラに取って代わることができる集積コントローラを提供する必要がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は従来のＰＣカードコントローラを置き換えて現在のＰＣマザーボード技術に統合するのに適している集積ＰＣカードおよびスマートカードコントローラを提供することである。 本発明の別の目的は上述のスマートカードコントローラであって従前のＰＣカードコントローラと同一のピンアウト配置を有するものを提供することにより、コントローラを再設計および／または取り替えコストなしに直接ＰＣマザーボードに統合できるようにすることである。 本発明の別の目的は従前のＰＣカード特化信号を用いてスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタの存在を検知する論理回路および方法論を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は下記を提供する。（１）従来のＰＣカード仕様信号線を用いて初期のカード検知シーケンスの間に拡張カードの存在を検知する方法であって、第１および第２のカード検知信号線の信号状態を決定する工程、第１および第２の電圧選択信号線の信号状態を決定する工程、 前記第１および／または第２のカード検知信号線または前記第１および／または第２の電圧選択信号線がＰＣカード信号仕様により保存された信号状態を含むかを決定する工程、および前記予約された信号状態に関し、所定の未使用ＰＣカード信号線の信号状態を決定する工程を備える方法。（２）前記第１のカード検知信号および前記第２の電圧選択信号が結合されているか否かを決定することによりスマートカードの存在を決定する工程をさらに備える上記（１）に記載の方法。（３）前記信号線の信号状態を決定する工程が前記信号線を所定の入力信号を用いてポーリングし、出力信号を測定することを含む上記（１）に記載の方法。（４）従来のＰＣカード仕様信号線を用いて拡張カードの存在を検知する装置であって、索引表および複数の論理回路セットを含み、各論理回路セットが所定の拡張カードタイプと接続するように操作可能である状態機関（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を備え、該状態機関は入力信号として複数の所定のカード検知および電圧選択信号ならびに追加信号を受領し、かつ前記論理回路セットの適当な一つを前記拡張カードの適当な一つに前記入力信号と前記索引表との一致に基づいて連結する装置。（５）前記論理回路セットが、１６−ビット拡張カードを操作する第１の論理回路セットと、３２−ビット拡張カードを操作する第２の論理回路セットと、スマートカードを操作する第３の論理回路セットとを備える上記（４）に記載の装置。（６）スマートカードリーダー論理回路がＰＣカードインターフェースを介して前記装置に一体化されている上記（４）に記載の装置。（７）前記索引表は前記入力信号のための複数の割り当てられた信号状態の定義を含み、前記信号状態の定義は複数の拡張カードについてのインターフェースタイプおよび操作可能電圧を含む上記（４）に記載の装置。（８）前記追加の信号はＰＣカード使用によりカード検知時間の間に使用するために割り当てられていない信号を含む上記（４）に記載の装置。（９）前記追加の信号は状態変更（ＳＴＳＣＨＧ）信号である上記（８）に記載の装置。（１０）複数の拡張カードの検知および操作のための集積回路であって、複数の拡張カードタイプを検知および操作するための、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の論理回路セットと、スマートカードを検知および操作するための第２の論理回路セットとを備え、前記第１および第２の論理回路は単一のコントローラに一体化され、かつ前記第２の論理回路セットは、追加のピンアウトを要せず、前記所定の信号線の特定のものを再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するように適合されている集積回路。
【００１２】
【発明の実施の形態】
一実施形態では、本発明は、従来のＰＣカード仕様信号線を用いて初期のカード検知シーケンスの間に拡張カードの存在を検知する方法を提供する。この方法は第１および第２のカード検知信号線の信号状態を決定する工程、第１および第２の電圧選択信号線の信号状態を決定する工程、前記第１および／または第２のカード検知信号線または前記第１および／または第２の電圧選択信号線がＰＣカード信号仕様により保存（ｒｅｓｅｒｖｅ）された信号状態を含むかを決定する工程、および前記予約された信号状態に関し、所定の未使用ＰＣカード信号線の信号状態を決定する工程を備える方法を提供する。カード検知シーケンスの間、状態変更信号（ＳＴＳＣＨＧ）を用いてスマートカードまたはスマートカードアダプタを検知する。検知シーケンスが完了した後、ＳＴＳＣＨＧ信号は、信号定義のためのＰＣカード仕様に基づく初期用途を有する。また、好適な実施形態では、このプロセスは前記第１のカード検知信号および前記第２の電圧選択信号が結合されているかを決定することによりスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタの存在を決定する。
【００１３】
論理回路型では、本発明は従来のＰＣカード仕様信号線を用いて拡張カードの存在を検知する装置であって、索引表および複数の論理回路セットを含み、各論理回路セットが所定の拡張カードタイプと接続するように操作可能である状態機関（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を備え、該状態機関は入力信号として複数の所定のカード検知および電圧選択信号ならびに追加信号を受領し、かつ前記論理回路セットの適当な一つを前記拡張カードの適当な一つに前記入力信号と前記索引テーブルとの一致に基づいて連結する装置を提供する。
【００１４】
他の態様では、本発明は複数の拡張カードの検知および操作のための集積回路であって、複数の拡張カードタイプを検知および操作するための、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の論理回路セットと、スマートカードを検知および操作するための第２の論理回路セットとを備え、前記第１および第２の論理回路は追加のピンアウトを要せず単一のコントローラに一体化されている集積回路を提供する。好適な実施形態では、第２の論理回路セットは前記所定の信号線の特定のものを再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するので、追加のピンが不要である。
【００１５】
以下の詳細な説明は好適な実施形態および使用方法を参照してなされているが、本発明はこれらの好適な実施形態および使用方法に限定されるものではないことが了解されるであろう。むしろ、本発明は広い範囲のものであって、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【００１６】
本発明の他の特長および利点は以下の詳細な説明が進むに従って、かつ添付図面を参照すると、明りょうとなるであろう。
【００１７】
図２はシステムブロック図であり、パッシブスマートカードアダプタとスマートカードがホストコントローラと接続する仕方を示す。コントローラ１０はＰＣプラットフォーム、例えばラップトップＰＣに一体化される。一例としては、ＰＣは図示のようにコントローラ１０が、ソケットＡ １２および／またはソケットＢ １４に挿入される１つ以上の拡張デバイスカードを検知および制御するように構成することができる。本発明のコントローラ１０は適当な論理回路でスマートカードだけでなくＰＣカードも駆動するように適合されていることが理解される。このＰＣシステムは典型的にはプロセッサ２６とデータバス２０を含む。「ノースブリッジ」論理回路２４はプロセッサとバス２０との間の通信を提供する。本発明のコントローラ１０は同様にバス２０と通信するように適合されている。この実施例では、バス２０はＰＣＩバスであるが、任意のバス技術をコントローラ論理回路に導入することができる。図を完成するためには、「サウスブリッジ」論理回路は外部バス通信、例えばレガシーデバイス（ＩＳＡバスアーキテクチャー）等のために提供されている。サウスブリッジおよびノースブリッジ論理回路は当技術において周知である。パワーＩＣチップ２８は正しい電圧（ソケットＡまたはＢに挿入されたカードタイプにより決定される）をＰＣカードコネクタのピンに供給する。ひとたびカードのタイプが（以下に述べる、図５のＰＣカード定義表に基づいて）検知されると、チップ２８はそのカードタイプに適した電圧を供給する。
【００１８】
一実施形態では、本発明はパッシブスマートカードアダプタ１８を提供する。これは、ソケットＡ １２またはソケットＢ １４に挿入されるように構成されており、これらソケットはＰＣカードタイプＩ／ＩＩ／ＩＩＩ−タイプのいずれかのソケットインターフェースとして構成されている。本実施形態のパッシブアダプタ１８は適当なコネクタ８４およびパッシブアダプタ８６を含む。パッシブスマートカードアダプタ１８に挿入されたスマートカード１６もこのアダプタの物理的コネクタ８４と接続する物理的接点８８を含む。アダプタとスマートカードのピンアウト配置８４および８８はスマートカード仕様、例えば、ＩＳＯ７８１６電気仕様およびＴ＝０、Ｔ＝１プロトコルに合致するＰＣ／ＳＣ適合スマートカード仕様により決定される。この実施形態では、アダプタ１８を使用すると、特定のスマートカードソケットを含めるためにＰＣケースを取り替えることなく、スマートカードを読み取りかつ操作することが可能になる。あるいはまた、このＰＣは図２に示すようにスマートカードスロット１４'を備えることができる。この別の実施形態では、論理回路８６とコネクタ８４はもちろんソケット１４の内部に設けられている。
【００１９】
次に、図３を参照すると、集積コントローラ１０のより詳しいブロック図が示され、スマートカード検知および操作性に向けられたこれらの論理回路部を示している。本実施例では、コントローラ１０はスマートカード感知論理回路３０Ａおよび３０Ｂ、スマートカードマルチプレクサー（ＭＵＸ）論理回路３２Ａおよび３２Ｂ、スマートカードリーダー論理回路３４Ａおよび３４Ｂ、並びにインターフェース論理回路３６Ａおよび３６Ｂを含む。
【００２０】
最初に注意すべきことは、図３はスマートカードおよびパッシブスマートカードアダプタの検知および操作可能性に関する論理回路のみを説明するものであるということであり、コントローラ１０は（図示しない）追加の論理回路を備え、従来のＰＣカードの検知および操作を可能にしていることが理解される。従来のＰＣカードコントローラは一組のカード検知ピン、ＣＤ１およびＣＤ２、並びに一組の電圧感知ピンＶＳ１およびＶＳ２を用いて、スロット内に挿入されたカードのタイプを検知する。これらのピン間の（接地に対する）結合の組み合わせによりどのタイプのカードがソケットに挿入されたかを適当な論理回路で示す。例えば、図５の表に示されるように、ＣＤ１，ＣＤ２，ＶＳ１およびＶＳ２の結合組み合わせにより、挿入されたＰＣカードが１６−ビットＰＣＭＣＩＡカードであるか、３２−ビットカードバスカードであるかが決定される。さらに、同表に示されるように、この組み合わせも特定のカードのタイプに対する駆動電圧を決定している。例えば、３．３Ｖ、５Ｖ、Ｘ．ＸＶおよびＹ．ＹＶである。図５の表の最後の２行において、ＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２のリストされた組み合わせはＰＣカード仕様のために保存（予約）されていることに注意すべきである。本発明はＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２のこれらの保存された組み合わせの一つを利用し、後述するように、スマートカードがスロットに挿入されたか否かを示す。さらに、好ましい態様では、本発明は追加的に状態変更信号、ＳＴＳＣＨＧ、を用いて、後述するように、スマートカードが直接に挿入されているかまたはアダプタを介して挿入されているかを決定する。状態変更信号を本発明で用いるのは好ましいが、その理由はこの信号は従来のＰＣカードのための検知プロセスの間は使われず、カードタイプが知られて初めて用いられるだけであるためである。
【００２１】
従って、ある意味では、図３に示すスマートカード感知論理回路３０Ａはソケットに挿入されたカードのタイプを決定する状態機関と観ることができる。その目的のために、図４を参照すると、図３のカード感知論理回路３０Ａの状態機関表示が示されている。図示されているように、カード感知論理回路３０Ａは入力としてＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２および状態変更（４０，４２，４４，４６および４８でそれぞれラベルされた）を受容する。図５に示すＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２の保存された配置および状態変更信号の追加に従って、状態機関３０Ａは所与のタイプのカードと通信するのに適した論理回路３２Ａを決定する。例えば、ＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２の（図５に示すような）一定の組み合わせがソケットに挿入されたカードが１６−ビットＰＣカードまたは３２−ビットカードバスＰＣカードのいずれであるかを決定する。それに応じて、状態機関３０Ａは所与のカードタイプに対して適当な論理回路５０または５２を活性化する。また、注意すべきなのは、挿入されたカードの特定の電圧もこれらの４本のピンを用いて決定されることである。従来のＰＣカードコントローラの能力を拡張することで、本発明はまたＳＴＳＣＨＧピンを監視してスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタがソケットに挿入されたか否かを決定し、同様に適当な論理回路５４、例えば図３に示す論理回路３２Ａを活性化してスマートカードと通信する。ＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２およびＳＴＳＣＨＧの状態を決定するために、カード感知論理回路３０Ａは、例えばパルストレイン（ｐｕｌｓｅ ｔｒａｉｎ）信号をこれらのピンアウトの選択されたものの上に発生させることができ、他のピンの１つ以上における（接地に関する）信号を監視することにより、ソケットに挿入されたカードタイプを決定することができる。
【００２２】
スマートカード感知論理回路３０Ａおよび３０ＢはスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタおよびＰＣカードの双方を図５の表に基づいて検知するように操作する。図５に示すピン割り当てはＰＣカード仕様により指定され、これら信号線のための従来のピン割り当てである。カードの自己同一性（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）は列１〜４、すなわち、ＣＤ２、ＣＤ１、ＶＳ２およびＶＳ１の電圧の値により決定される。スマートカードおよびパッシブスマートカードアダプタの検知はこれらのピン、に加えて追加のピン、例えばＳＴＳＣＨＧ信号線の保存された組み合わせを用いることにより操作される。このコンセプトは図７Ｂの表に要約されている。この表はＰＣカード、スマートカードおよびパッシブスマートカードアダプターカードを検知するのに用いられるピンを示す。スマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタ検知のための信号列（ｓｉｇｎａｌｃｏｌｕｍｎ）は、図５の表の最後の２行に示すように、ＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２に対する保存された領域の一つを含む。これらの図は（従来のＰＣカード仕様により提供される）信号線ＳＴＳＣＨＧの仕様を示すけれども、本発明は一般に、カード検知シーケンスの間に使われないＰＣカード仕様の任意のピンを使用することができる。換言すると、タイミングの視点から、ＰＣカード仕様の特定の信号線はカード検知プロセスの間使用されないままである。本発明はこれらの信号線の一つ（以上）をＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２の保存された組み合わせに関して用いてスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタの検知を達成する。このように、これらの図はスマートカード検知に使用できる追加の信号ピンの仕様に対する多くの例の一例のみを示している。
【００２３】
カードタイプ検知プロセスのフローチャート６０を図６に示す。説明を明りょうにするため、（図２および図３に示すような）ＰＣカード、スマートカードおよびパッシブスマートカードアダプタカードを検知及び操作するための論理回路の対応する符号は省略されている。最初、検知論理回路はＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２およびＳＴＳＣＨＧ６２の存在を探す。存在しないか、または他の理由で利用可能でないならば、ソケットにカードが挿入されなかったと推定され、カード検知信号（ＣＤ１およびＣＤ２）はブロックされる（６４）。ひとたびカードが挿入されると、検知論理回路がＣＤ１またはＣＤ２の落下端６６を監視する。これはカードの存在を決定するためのＰＣカード仕様により決定される。ひとたびカードが検知されると、本発明の検知論理回路はＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２およびＳＴＳＣＨＧを次のようにしてトグルして挿入されたカードのタイプを決定する（６８）。トグリング（ｔｏｇｇｌｉｎｇ）は、上述のように、パルストレイン信号その他のトグリング信号の形であることができる。検知論理回路はＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２およびＳＴＳＣＨＧを以下の方法でポーリングすることにより進行する。まず、論理回路はＶＳ１およびＣＤ２が結合されて接地されているかを決定する。接地されていなければ、図５の表により示されるように、１６−ビットＰＣＭＣＩＡカードまたは３２−ビットカードバスカードが挿入されている（７２）。接地されていれば、論理回路はＶＳ２およびＣＤ１が結合されている（７４）か決定する。該当しないならば、この場合も、図５の表に示すように、１６−ビットカードまたは３２−ビットカードバスカードが挿入されている（７６）。ＣＤ１およびＳＴＳＣＨＧが結合されている（７８）ことが決定されるならば、このときは、スマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタが存在することが決定される。パッシブスマートカードアダプタがソケットに挿入されているか、またはスマートカードがスマートカードソケット８２に直接挿入されているかである。
【００２４】
本発明の他の特長は集積コントローラ回路１０を提供することであり、この集積回路は現在のＰＣカードコントローラ論理回路で直接一体化することができる。従来のＰＣカードコントローラ論理回路はマザーボード上に直接搭載されるＩＣパッケージであり、２０８ピンを有し、これらのピンのそれぞれがＰＣカード仕様により割り当てられている。他の特長はピン割り当てを再構成することで、追加のピン構成を追加し、マザーボードを変更し、または必要な道具類を変える必要がなく、従来のコントローラを直接置き換えることができるコントローラ１０を提供することである。その目的のために、かつ図７Ａの表を参照すると、本発明のコントローラ１０は従来のレガシーインターフェースカード信号およびスマートカード信号の双方を含む。この表に示すように、従来の１６−および３２−ビットカードと接続するのに用いられる同じピン（左端列）は同様にスマートカードと接続するのに用いられる。このように、追加のピンは不要である。再び図３を参照すると、スマートカードがソケット内に検知されると、論理回路３０Ａまたは３０Ｂが論理回路３４Ａまたは３４Ｂと通信してこれらを作動し、スマートカード読み取り能力を作動する。論理回路３４Ａおよび３４ＢはソケットＭＵＸ論理回路３２Ａまたは３２Ｂを作動し、ソケット（ＡまたはＢ）がカードバス／ＰＣＩコントローラ論理回路３６Ａおよび３６Ｂと通信することができ、カードバス／ＰＣＩコントローラ論理回路３６Ａおよび３６Ｂは（ＰＣＩインターフェース３８を介して）ＰＣＩバス２０と通信する。理解されるように、本発明のスマートカード論理回路３０Ａ、３０Ｂ、３４Ａおよび３４ＢはＭＵＸ論理回路３２Ａおよび３２Ｂと直接接続しバスインターフェースコントローラ３６Ａおよび３６Ｂと従来のＰＣカード通信線を用いて通信する。従来のカードがソケット（ソケットＡまたはソケットＢ）に挿入されると、（コントローラ１０に内蔵された図示しない）従来の論理回路がＭＵＸ３２Ａおよび３２Ｂを活性化しＰＣカード通信プロトコルを用いてバスインターフェースコントローラ３６Ａおよび３６Ｂと通信する。
【００２５】
従来のＰＣカード論理回路セットとの直接一体化を容易にするために、本発明では所定数の予め割り当てされたピンを制御してスマートカードの通信を行う。例えば、図７Ａに示すように、ＰＣカード標準により規定されるように、ピン１７、５１、５８，４７、３２，ＧＮＤ、１８，１６および４０が本発明で用いられてスマートカードとＰＣカードの双方を操作している。従って、余分のピンがコントローラ１０に必要とされずにスマートカードの操作能力が達成される。操作においては、ひとたびスマートカードが（図３に関して上述したように）検知されると、論理回路３４Ａおよび３４Ｂが図７Ａに記すＰＣカードピンの操作能力を再割り当てしてスマートカードの読み取り能力を達成する。信号の割り当ては、図７Ａのスマートカード信号列の下に示されているが、スマートカードを読むのに必要な信号である。
【００２６】
図７Ａの表は本発明のコントローラ１０におけるＰＣカード操作の索引表として含まれる。同様に、図５および図７Ｂの表はＰＣカードおよびスマートカードの検知のためのコントローラ１０における索引表として含まれる。この目的のために、そして論理回路セット３０Ａおよび３０Ｂを（図４に示す）状態機関とみるために、状態機関は入力信号を図５および図７の索引表と比較して適当な論理回路をカードに接続する。
【００２７】
当業者はＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２がそれぞれ従来のＰＣカード信号仕様に規定されているとおり、カード検知および電圧選択信号を含むことを認識するであろう。図５，図７Ａおよび図７Ｂの表、並びに図６のフローチャートにおいて、これらの信号線に対して用いられている命名法は、例えば、ＣＤ１＃、ＣＤ２＃、ＶＳ１＃、ＶＳ２＃などを含み、これらはこれらの従来の信号線の正式名称である。しかしながら、ＣＤ１，ＣＤ２、ＶＳ１およびＶＳ２の使用はこれらの正式名称の簡略版であることは明らかであり、相互交換可能に用いることができる。
【００２８】
このように、ここに述べられた目的を満足する集積スマートカードコントローラおよびスマートカード検知方法が提供されたことは明らかである。当業者には明らかなように、種々変更することは可能である。例えば、本発明はスマートカードの検知および操作に関して説明したが、本発明は従来のＰＣカードに加えて、任意のタイプの拡張カードの検知および操作に対して等しく適合される。他の変更も可能である。例えば、ここに示したスマートカード論理回路の操作性に対してソフトウェアロックを備えることが望ましいこともある。従って、図３に示した論理回路は作動ビット（ｅｎａｂｌｅ ｂｉｔ）を含むことができ、このビットはスマートカードの検知能力および操作能力を選択的にオン・オフする。この目的のために、そして図６を参照すると、スマートカード検知方法は代案として作動ビットが作動されているか否か、そしてＣＤ１およびＳＴＳＣＨが結合されているか（８４）否か決定する工程を備えていてもよい。該当しない場合は、スマートカード論理回路はスマートカードの存在を検知しない。本発明のこの特長により、例えば、製造者はスマートカード適合性をアップグレードオプションとして提供することができ、一方、コントローラ１０のコア論理回路を依然として一体化したままにしておくことができる。当業者は追加の変更を認識するであろうが、そのような変更はすべて本発明の範囲内とみなされるが、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従えば、従来のＰＣカードコントローラを置き換えて現在のＰＣマザーボード技術に統合するのに適している集積ＰＣカードおよびスマートカードコントローラを提供することができる。
【００３０】
本発明はまた、上述のスマートカードコントローラであって従前のＰＣカードコントローラと同一のピンアウト配置を有するものを提供することにより、コントローラを再設計および／または取り替えコストなしに直接ＰＣマザーボードに統合できるようにすることができる。
【００３１】
本発明は、さらに、従前のＰＣカード特化信号を用いてスマートカードまたはパッシブスマートカードアダプタの存在を検知する論理回路および方法論を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】 スマートカード操作可能性をＰＣアプリケーションに統合する従来の解決策のブロック図である。
【図２】 本発明の集積スマートカードリーダーのシステムレベルブロック図である。
【図３】 本発明の集積スマートカードリーダーの詳細なブロック図である。
【図４】 本発明の集積スマートカードリーダーの状態機関ブロック図である。
【図５】 従来のＰＣカード検知および電圧検知ピン配置および本発明のコントローラに用いられるスマートカード検知用ピン配置の使用例を示す表である。
【図６】 本発明の例示的スマートカードおよびパッシブスマートカードアダプタ検知スキームのフローチャートである。
【図７Ａ】 従来のＰＣＭＩＡに割り当てられた機能ピンを示す表である。
【図７Ｂ】 従来のＰＣＭＩＡに割り当てられた機能ピンのスマートカードインターフェースおよび検知のための使用を示す表である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ コントローラ
１２ ソケットＡ
１４ ソケットＢ
１４' スマートカードスロット
１６ スマートカード
１８ パッシブスマートカードアダプタ
２０ データバス
２４ ノースブリッジ論理回路
２６ プロセッサ
２８ パワーＩＣチップ
３０Ａ スマートカード感知論理回路
３０Ｂ スマートカード感知論理回路
３２Ａ スマートカードマルチプレクサー（ＭＵＸ）論理回路
３２Ｂ スマートカードマルチプレクサー（ＭＵＸ）論理回路
３４Ａ スマートカードリーダー論理回路
３４Ｂ スマートカードリーダー論理回路
３６Ａ インターフェース論理回路
３６Ｂ インターフェース論理回路
３８ ＰＣＩインターフェース
４０ 状態変更
４２ 状態変更
４４ 状態変更
４６ 状態変更
４８ 状態変更
５０ 論理回路
５２ 論理回路
５４ 論理回路
６０ フローチャート
６２ ＣＤ１、ＣＤ２、ＶＳ１、ＶＳ２およびＳＴＳＣＨＧ
６４ ブロック
６６ 落下端
６８ 決定
７２ 挿入
７４ 結合
７６ 挿入
８２ スマートカードソケット
８４ コネクタ（ピンアウト）、結合
８６ パッシブアダプタ
８８ 物理的接点（ピンアウト）
１０２ ＰＣカードコントローラ
１０４ アダプタカード
１０６ ＰＣカードコネクタ
ＣＤ１ 入力
ＣＤ２ 入力
ＳＴＳＣＨＧ 状態変更
ＶＳ１ 入力
ＶＳ２ 入力

Claims (22)

1. ＰＣカード仕様信号線を用いて初期のカード検知シーケンスの間に拡張カードの存在を検知する方法であって、
   第１および第２のカード検知信号線の信号状態を決定する工程、
   第１および第２の電圧選択信号線の信号状態を決定する工程、
   前記第１および／または第２のカード検知信号線または前記第１および／または第２の電圧選択信号線がＰＣカード信号仕様により保存された信号状態を含むかを決定する工程、および
   前記保存された信号状態に関し、ＰＣカード仕様によるカード検知時に未使用の、所定のＰＣカード信号線の信号状態を決定する工程を備える方法。
2. 前記第１のカード検知信号線および前記第２の電圧選択信号線が結合されているか否かを決定することによりスマートカードの存在を決定する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
3. 前記信号線の信号状態を決定する工程が前記信号線を所定の入力信号を用いてポーリングし、出力信号を測定することを含む請求項１に記載の方法。
4. ＰＣカード仕様信号線を用いて拡張カードの存在を検知する装置であって、索引表および複数の論理回路セットを含み、各論理回路セットが所定の拡張カードタイプと接続するように操作可能である状態機関（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を備え、該状態機関は入力信号として複数の所定のカード検知および電圧選択信号ならびにカード検知時に未使用である信号を受領し、かつ前記論理回路セットの適当な一つを前記拡張カードの適当な一つに前記入力信号と前記索引表との一致に基づいて連結する装置。
5. 前記論理回路セットが、１６−ビット拡張カードを操作する第１の論理回路セットと、３２−ビット拡張カードを操作する第２の論理回路セットと、スマートカードを操作する第３の論理回路セットとを備える請求項４に記載の装置。
6. スマートカードリーダー論理回路がＰＣカードインターフェースを介して前記装置に一体化されている請求項４に記載の装置。
7. 前記索引表は前記入力信号のための複数の割り当てられた信号状態の定義を含み、前記信号状態の定義は複数の拡張カードについてのインターフェースタイプおよび操作可能電圧を含む請求項４に記載の装置。
8. 前記追加の信号はＰＣカード仕様によるカード検知時に使用するために割り当てられていない信号を含む請求項４に記載の装置。
9. 前記追加の信号は状態変更（ＳＴＳＣＨＧ）信号である請求項８に記載の装置。
10. 複数の拡張カードの検知および操作のための集積回路であって、複数の拡張カードタイプを検知および操作するための、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の論理回路セットと、スマートカードを検知および操作するための第２の論理回路セットとを備え、前記第１および第２の論理回路は単一のコントローラに一体化され、かつ前記第２の論理回路セットは、追加のピンアウトを要せず、前記所定の信号線のうちカード検知時に未使用である信号線を再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するように適合されている集積回路。
11. スマートカードの検知および操作システムであって、
    スマートカードを受容するソケットと、
    集積コントローラであって、該スマートカードを検知するための、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の論理回路セットと、該スマートカードを操作するための第２の論理回路セットと、バスインターフェースおよび該スマートカードとの通信をＰＣカード通信プロトコルを使用して提供するバスインターフェースコントローラとを備え、前記第２の論理回路セットは、追加のピンアウトを要せず、前記所定の信号線のうちカード検知時に未使用である信号線を再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するように適合されている集積コントローラと、
    ＰＣカードを受容する第２のソケットとを備え、
    該集積コントローラはさらに該ＰＣカードを検知および操作するための第３の論理回路セットを備え、該バスインターフェースコントローラは該ＰＣカードと該バスインターフェースとの間の通信をＰＣカード通信プロトコルを使用して提供するように適合されている
    システム。
12. 前記バスはＰＣＩバスを備え、かつ前記バスインターフェースコントローラはＰＣＩバスおよびＰＣカード通信プロトコルを使用して通信するように適合されていることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
13. 前記ＰＣカードはカードバスカードおよびＰＣＭＣＩＡカードからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
14. 複数の拡張カードを読み取る集積コントローラであって、
    第１の拡張カードを検知および操作するための、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の論理回路セット、
    第２の拡張カードを検知および操作するための第２の論理回路セット、および
    該第１および／または第２の拡張カードとバスインターフェースとの間の通信をＰＣカード通信プロトコルを使用して提供するように適合され、前記第２の論理回路セットは、追加のピンアウトを要せず、前記所定の信号線のうちカード検知時に未使用である信号線を再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するように適合されたバスインターフェースコントローラ
    を含む集積コントローラ。
15. 拡張媒体のための集積コントローラであって、
    スマートカードを検知および操作するように適合された、ＰＣカード仕様により定義された所定の信号線およびピンアウト配置を有する第１の回路、
    ＰＣカードを検知および操作するように適合された第２の回路、および
    バスインターフェースと該スマートカードおよび／または該ＰＣカードとの通信をＰＣカード通信プロトコルを使用して提供し、前記第２の論理回路セットは、追加のピンアウトを要せず、前記所定の信号線のうちカード検知時に未使用である信号線を再割り当てして前記スマートカードを検知および操作するように適合されているバスインターフェースコントローラ
    を含む集積コントローラ。
16. 前記バスコントローラ論理回路はＰＣＩバスを備え、前記バスインターフェースコントローラは該ＰＣＩバスとＰＣカード通信プロトコルとを使用して通信するように適合されていることを特徴とする請求項１５記載の集積コントローラ。
17. 前記ＰＣカード通信プロトコルはカードバスおよび／またはＰＣＭＩＡ通信プロトコルを備えることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
18. 前記ＰＣカード通信プロトコルはカードバスおよび／またはＰＣＭＩＡ通信プロトコルを備えることを特徴とする請求項１４記載のシステム。
19. さらに、前記バスインターフェースコントローラと前記第１および／または第２の論理セットとの間の入力／出力通信を提供するように適合されたＭＵＸ論理セットを備えることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
20. 前記第１の拡張カードはスマートカードであることを特徴とする請求項１４記載の集積コントローラ。
21. 前記第２の拡張カードはカードバスおよび／またはＰＣＭＩＡカードであることを特徴とする請求項１４記載の集積コントローラ。
22. 前記ＰＣカード通信プロトコルはカードバスおよび／またはＰＣＭＩＡ通信プロトコルを備えることを特徴とする請求項１５記載のシステム。

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