JPH0439790A - Ｉｃカードシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＣカードとリーダライタとからなるＩＣカ
ードシステムに関する。

〔従来の技術〕

ＩＣカードには８個の外部端子が設けられ、従来では、
この内の５個の外部端子が使用されている。すなわち、
電源用、リセット信号用、マイクロコンピュータ（以下
、マイコンという）駆動のためのクロック用、接地用、
データ通信用として夫々１個ずつ使用される。かかるＩ
Ｃカードをリーダライタに装着すると、各外部端子がリ
ーダライタの外部端子と接続される。かかる状態におい
ては、ＩＣカード内の各ＩＣ回路が接地用外部端子を介
してリーダライタで接地され、また、リーダライタから
電源用外部端子を介してＩＣカード内の各ＩＣ回路に電
源電圧が印加されるとともに、リーダライタからリセッ
ト信号やマイコンのＣＰＵ駆動用クロックが、夫々リセ
ット用外部端子、ＣＰＵ駆動クロック用外部端子を介し
てＩＣカード内のマイコンに供給される。

リーダライタとＩＣカードとの間のデータ通信には、１
個のデータ用外部端子による１個の双方向伝送路が用い
られ、その通信方式としては、調歩同期方式によるもの
が採用されている。これは、１ビツトのスタートビット
を先頭とし、これに７または８ビツトのデータ、１ない
し２ビツトのパリティビットが続き、工ないし２ビット
程度のストップビットで終る転送データ形式による通信
方式である。受信側では、入力端子でのレベルを監視し
ていて、レベル変化によってスタートビットが検出され
ると、予め決められているビット周期に一致した周期の
クロックが生成され、このクロックを用いて受信される
データやパリティ、ストットビットの各ビットを判定す
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる調歩同期方式によってデータ通信
を行なうと、伝送レートを高めることができない、すな
わち、このデータ通信によると、受信側において、検出
されるスタートビットのエツジに一定周期のクロックを
同期させ、このクロックをもとに受信したデータの各ビ
ットを判定するものであるから、このクロックの周期と
データのビット周期とが正確に一致していれば問題ない
が、これら間にずれがあると、クロックとデータのビッ
トとの間に位相差が生じて累積し、ビットの判定にエラ
ーが生じてしまう。伝送レートが高くなると、クロック
とデータのビット周期とのわずかなずれでもこのような
ビット判定にエラーが生じてしまう。このために、調歩
同期方式によるデータ通信を用いている場合には、伝送
レートが自ずから制限されることになる。

従来、リーダライタ、ＩＣカード間の伝送レートは一般
的に９６００ｂｐｓがとられている。この場合、１ビッ
ト当りの伝送時間は約１００μｓｅｃであるから、上記
のように調歩同期方式でデータ通信する場合、−例とし
てスタートビットからストップビットまでの１１ビツト
のデータを伝送するに要する時間はｌ　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ
を越えてしまう。

これに対し、ＩＣカード内のマイコンによるこの送られ
てきたデータの演算処理時間は１ｍ５ｅｃに比べて非常
に短かい。このように、従来のＩＣカードシステムでは
、ＩＣカード内のＣＰＵがデータを高速に処理できるに
もかかわらず、データの伝送レートを低くせざるを得な
いため、システム全体としてのデータ処理速度が低いこ
とになる。

最近では、ＩＣカードシステムの種々のシステムへの応
用が注目されている。データ伝送レートが低いシステム
に対しては、従来のＩＣカードシステムが充分に対応で
きるが、データ伝送レートが高い通信システムには対応
できない。

このような高速でのデータ通信に対応できる送受信方式
として、クロック同期方式が考えられるが、このクロッ
ク同期方式では、一般に、送信側からデータ用クロック
が伝送される。しかしながら、放送局から放送される暗
号化情報データを含む電波を暗号化解読キーを格納した
ｒｃカードを用いて、ＩＣカードの所有者のみが受信可
能とする受信システムでは、放送局から一方的に高速送
信される情報データに対応するために、放送電波を受信
する受信機に接続されたり一ダライタが主動的に作動し
、データの送受信を制御することが望ましい。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、放送システム
のような通信システムにも対応可能としたＩＣカードシ
ステムに関する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、リーダライタ、
ＩＣカード間にデータ用クロックの伝送路を設けてクロ
ック同期方式によるデータ通信を可能とし、かつ該デー
タクロックはり一ダライタからＩＣカードへの一方向伝
送とする。

〔作用〕

クロック同期方式によるデータ通信が可能となって、リ
ーダライタ、ＩＣカード間のデータ伝送レートが大幅に
高まり、また、データ用クロックをリーダライタ側から
ＩＣカード側へのみ送るため、リーダライタからＩＣカ
ードへのデータ伝送やＩＣカードからり一ダライタへの
データ伝送はリーダライタ側で規制されることになり、
本発明を放送通信システムに適用した場合には、放送通
信システム側から一方的にＩＣカードを制御できて、放
送通信システムに適合することになる。

〔実施例〕

まず、本発明によるＩＣカードシステムを構成するＩＣ
カードについて説明する。

第２図はかかるＩＣカードの一具体例を示す構成図であ
って、１〜８は外部端子、９はマイコン、１０〜１３は
夫々マイコン９内に格納されたＣＰＵ、マスクＲＯＭ、
ＲＡＭ、　インターフェイス、１６は外部メモリ、１４
はデータバス、１５はアドレスバスである。

同図において、ＩＣカード本体内には、マイコン９、Ｅ
”　ＦＲＯＭ　（電気的に消去、書替え可能なリードオ
ンリメモリ）などの外部メモリ１６、マイコン９とメモ
リ１６との間のデータバス１４やアドレスバス１５、そ
の他の配線などが埋め込まれており、８個の外部端子１
〜８が所定の形状、配列をなして外部に露出している。

外部端子１は電源端子であり、ＩＣカード本体内の電源
線を介してマイコン９やメモリ１６などの電源印加端子
に接続されている。外部端子２はリセット端子であり、
ＩＣカード本体内のリセット線を介してマイコン９のリ
セットパルス入力端子や、図示しないが、メモリ１６な
どのリセットパルス入力端子などに接続されている。外
部端子３はマイコン９の駆動用クロック端子であって、
ＩＣカード本体内のクロック線を介してマイコン９の駆
動用クロック入力端子に接続されている。

外部端子５は接地端子であって、ＩＣカード本体内の接
地線に接続されており、マイコン９、メモリ１６などの
接地端子がこの接地線に接続されている０以上は従来の
ＩＣカードと同様である。また、従来のＩＣカードでは
、外部端子７がデータ伝送用端子であって、ＩＣカード
本体内のデータ伝送線を介してマイコン９のインターフ
ェイス１３に接続されている。したがって、従来のＩＣ
カードでは、外部端子４，６．８が予備として使用され
ていなかった。

これに対し、この実施例では、図示するように、従来予
備となっていた外部端子４または６をデータ用クロック
のための端子とし、送受信で異なるデータ用クロックを
使用する場合には、外部端子４．６を夫々独立に使用し
てもよい。この実施例６左 では、外部端子４と門修接続してマイコン９のインター
フェイス１３におけるデータ用クロック入力端子に接続
する。また、外部端子７をデータ送信用端子として、Ｉ
Ｃカード本体内のデータ送信線を介し、マイコン９内の
インターフェイス１３の送信端子に接続し、さらに、従
来では予備であった外部端子８をデータ受信用端子とし
て、ＩＣカード本体内のデータ受信線を介し、このイン
ターフェイス１３の受信端子に接続する。

マイコン９としては、たとえば■日立製作新製のＨＤ６
３０１ＹＯのように、調歩同期モードとクロック同期モ
ードとを選択的にとり得るものが用いられる。

リーダライタにおいても、調歩同期に加えてクロック同
期によるデータ通信の機能も付加される。

第２図に示したＩＣカードがこのリーダライタに装着さ
れたときには、外部端子１〜８が夫々リーダライタの対
応する外部端子に接触してＩＣカードとリーダライタと
が電気的に接続される。そして、リーダライタからＩＣ
カードに、外部端子１を介して電源電圧Ｖｃｃが、外部
端子２を介してリセットパルスｎτが、外部端子３を介
してマイコン９のＣＰＵ駆動用クロりクＣＣＬＫが夫々
供給される。また、ＩＣカードの外部端子４はリーダラ
イタのデータ用クロック５ＣＬＫの入力端子に接続され
、以下、外部端子７がリーダライタのデータ受信端子に
、外部端子８がリーダライタのデータ送信端子に夫々接
続される。

以下、かかるＩＣカードを用いた本発明によるＩＣカー
ドシステムをテレビジョン放送システムに適用したもの
として、第１図により説明する。

但し、同図において、１７はリーダライタ、１８は第２
図に示したＩＣカード、１９はデータ用クロック５ＣＬ
Ｋの伝送路、２０．２１はデータの伝送路、２２は放送
システムの送信系、２３は放送システムの受信系であり
、第２図に対応する部分には同一符号をつけている。な
お、第１図のＩＣカードシステムの部分には、給電線や
リセットパルス７丁τの伝送路、ＣＰＵ駆動用クロりク
ＣＣＬＫの伝送路の記載は省略している。

第１図において、テレビジョン放送システムにおいては
、たとえば衛星放送などの場合、番組情報とともに適当
なサービス情報を付加して送信できるようになっている
。受信系２３としてはかかるサービス情報が受信可能な
ものであって、送信系２２が番組情報に付加してサービ
ス情報を送信すると、受信系２３はこの送信情報を受け
、このサービス情報を抽出してその使用のため処理が行
なわれる。

かかるテレビジョン放送システムによる情報サービスシ
ステムにおいて、第１図に示すように、本発明によるＩ
Ｃカードシステムを結合することにより、サービス情報
の保存や処理が可能となる。

すなわち、受信系２３で受信、抽出されたサービス情報
はＩＣカードシステムのリーダライタ１７に送られ、そ
こからデータＲｘとしてＩＣカード１８に送られて処理
、あるいはメモリへの書き込みが行なわれる。また、Ｉ
Ｃカード１日で処理されたデータ、あるいはメモリから
読み出されたデータは、データＴ、として、リーダライ
タ１３を介して受信系２３に送られる。

また、加入した特定のユーザにサービス情報を提供する
加入システムとしての場合には、サービス情報はスクラ
ンブルされて送信される。これをユーザが使用可能な元
のサービス情報にするためには、キー情報が必要となる
。このようなスクランブルされたサービス情報を提供す
るに際しては、その送信に先立って、前記キー情報が暗
号化して送信され、受信系ではこれを復号してキー情報
を再生し、次に受信されるスクランブルされたサービス
情報をこのキー情報を用いて処理し、元の使用可能なサ
ービスとする。また、サービス情報の送信に先立って、
基本となるキー情報（これを公開キー情報という）が送
信され、受信系では、この公開キー情報をもとにして必
要なキー情報を作成し、次に受信されるスクランブルさ
れたサービス情報をこのキー情報を用いて処理し、元の
使用可能なサービス情報とすることもできる。このよう
な加入システムにおいては、第１図におけるＩＣカード
システムは、暗号化して送信されたキー情報の暗号を復
号してキー情報を得る装置あるいは公開キー情報から必
要なキー情報を形成する装置として用いられる。この場
合、ＩＣカード１４においては、暗号化して送信された
キー情報の暗号を復号してキー情報を得るためのアプリ
ケーションプログラムあるいは公開キー情報から必要な
キー情報を作成するためのアプリケーションプログラム
が設けられているが、これは外部メモリに格納されてい
る。

なお、スクランブルを処理するだけでなく、料金計算な
どの加入システムにおける種々の管理のためのアプリケ
ーションプログラムを設けることもできる。

以上のように、受信系１９がらのサービス情報や暗号化
されたキー情報や公開キー情報、ＩＣカード１８内で作
成されたキー情報など各種データのり一ダライタ１７、
ＩＣカード１８間の通信はクロック同期によって行なわ
れる。

クロック同期によるリーダライタ１７．ＩＣカード１８
間のデータ通信では、リーダライタ１７からＩＣカード
１８にデータが送られる場合、外部端子８を介した伝送
路２１が用いられる。また、このとき、このデータＲ，
とともに、外部端子４で結合される伝送路１９を介し、
データＲ，の各ビットに位相同期したデータ用クロック
５ＣＬＫがリーダライタ１７からＩＣカード１８に送ら
れる。また、ＩＣカード１８からリーダライタ１７にデ
ータが送られる場合にも、伝送路１９を介してリーダラ
イタ１７からＩＣカード１８にデータ用クロック５ＣＬ
Ｋが送られる。ＩＣカード１８はこのデータ用クロック
５ＣＬＫに位相同期したビットでデータＴＸを出力し、
伝送路２０を介してリーダライタ１７に送る。

このようにして、クロック同期による場合には、リーダ
ライタ１７からＩＣカード１８にデータ用クロック５Ｃ
ＬＫが送られ、リーダライタ１７からＩＣカード１８へ
のデータ通信とその逆のデータ通信とが行なわれる。つ
まり、リーダライタ１７からＩＣカード１８にデータ用
クロック５ＣＬＫが送られる期間のみデータ通信が行な
われ、このデータ通信のタイミングはリーダライタ１７
側に支配される。そこで、受信系２３側からリーダライ
タＩ７を制御することにより、ＩＣカードシステムを放
送システムの要求に応じて高速動作させることができ、
ＩＣカードシステムの放送システムへの適用が可能とな
る。

以下では、マイコン９として先に挙げたー日立製作新製
のＨＤ６３０１ＹＯを例にとり、そのシリアルコミュニ
ケーションインターフェイス（ＳＣＩ）１３の要部を第
３図によって簡単に説明する。但し、同図において、２
４は受信シフトレジスタ、２５は受信データレジスタ、
２６は送信データレジスタ、２７は送信シフトレジスタ
、２８はビットレート発生器、２９．３０は送受信コン
トロールステータスレジスタ、３１はレート／モードコ
ントロールレジスタであり、第２図に対応する部分には
同一符号をつけている。

同図において、このＳＣＩの端子ｐｚｚは外部端子４を
介して入出力されるシリアルのデータ用クロック５ＣＬ
Ｋとなる。また、端子Ｐ０は外部端子８を介して入力さ
れるシリアルのデータＲｘとなり、端子ｐｚａは外部端
子７を介して出力されるシリアルのデータＴｘとなる。

送受信コントロールステータスレジスタ２９は調歩同期
モードでのデータフォーマット（ストップビットの長さ
、パリティなど）を設定するためのものであり、送受信
コントロールステータスレジスタ３０は送、受信モード
などを設定するためのものである。また、レート／モー
ドコントロールレジスタ３１は、調歩同期、クロック同
期の動作モードや伝送レートなどを設定するためのもの
である。ビットレート発生器２８はこのＳＣＩ内の内部
クロックやクロック同期モードでのデータ用クロック５
ＣＬＫを発生する。

次に、このＳＣＩの動作を説明する。

レート／モードコントロールレジスタ３１でクロック同
期モードが設定されるときには、送受信コントロールス
テータスレジスタ２９は使用されｆ、送受！コントロー
ルステータスレジスタ３０には、上記と同様、送、受信
モードのいずれが一方が設定される。また、レート／モ
ードコントロールレジスタ３１で外部クロックの入力が
指定される。

クロック同期によるデータ受信の場合には、送受信コン
トロールステータスレジスタ３０で受信モードが指定さ
れる。リーダライタ１７から外部端子８を介して８ビツ
トのシリアル受信データＲ，が送られてくると、この受
信データＲ，の各ビットに同期したデータ用クロック５
ＣＬＫも、外部端子４を介して、リーダライタ１７から
送られてくる。このとき、レート／モードコントロール
レジスタ３１で外部クロックの入力が指定されているた
め、ビットレート発生器２８は送られてきたデータ用ク
ロック５ＣＬＫと同周期で位相が同期した内部クロック
を発生する。この内部クロックにより、８ビツトのシリ
アル受信データＲＸが受信シフトレジスタ２４に格納さ
れ、次いで受信データレジスタ２５にパラレルに転送さ
れた後、８ビツトパラレルデータとして読み出されてｃ
ＰＵに供給される。

クロック同期によるデータ送信の場合には、送受信コン
トロールステータスレジスタ３ｏで送信モードが指定さ
れ、ＣＰＵからの８ビツトパラレルデータがデータバス
１４、送信データレジスタ２６を介して送信シフトレジ
スタ２７に転送される。このとき、レート／モードコン
トロールレジスタ３１で外部クロックの入力が指定され
ていることから、リーダライタ１７から外部端子４を介
してデータ用クロック５ＣＬＫが送られてくると、ビッ
トレート発生器２８がこと同周期で位相が同期した内部
クロックを発生する。送信シフトレジスタ２７では、こ
の内部クロックに同期して８ビツトのデータが１ビツト
ずつシリアルに読み出され、送信データＴ、として外部
端子７を介しり−ダライタ１７に送られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、クロック同期に
よるリーダライタ、ＩＣカード間のデータ通信に際して
は、データの伝送方向に関係なくデータ用クロックをリ
ーダライタで発生してＩＣカードに送るので、リーダラ
イタ側でＩＣカードへのデータの送りタイミングやＩＣ
カードからのデータ取り込みタイミングを規制すること
ができ、従って、データの通信方向が一方的でがっ伝送
レートが高い放送システムなどへの適用も可能となり、
通用範囲が大幅に拡張する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＩＣカードシステムの一実施例を
示すブロック図、第２図は第１図におけるＩＣカードの
一興体例を示す構成図、第３図は第２図におけるマイク
ロコンピュータの一例のインターフェイスを示すブロッ
ク図である。 ４．７．８・・・・・・・・・外部端子、１７・・・・
・・・・・リーダライタ、１８・・・・・・・・・ＩＣ
カード、１９・・・・・・・・・データ用クロックの伝
送路、２０．２１・・・・・・・・・データの伝送路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　リーダライタとＩＣカードとの間にデータ用クロツク
   の伝送路を設けてクロツク同期方式によるデータ通信を
   可能とし、該データ用クロツクを該リーダライタ側から
   該ＩＣカードへの一方向伝送とすることを特徴とするＩ
   Ｃカードシステム。