KR100399603B1 - 스마트 카드와 이의 ｏｓ 프로그램 저장/삭제 및 실행방법 - Google Patents

스마트 카드와 이의 ｏｓ 프로그램 저장/삭제 및 실행방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 카드와 이의 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법에 관한 것으로, 특히 카드의 메모리 선택 신호가 반도체 메모리부의 ROM 선택 신호일 경우 카드 리더기로부터 입력된 신호가 플래시 메모리의 삭제 또는 프로그래밍 신호인지를 판단하고, 삭제 신호일 경우 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 플래시 메모리를 삭제하는 반면에, 카드 리더기로부터 입력된 신호가 프로그래밍 신호일 경우 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 플래시 메모리에 카드 리더기로부터 전달된 OS 코드를 플래시 메모리의 해당 주소에 로딩시켜 OS 프로그램을 저장한다. 그리고, 카드의 메모리 선택 신호가 반도체 메모리부의 플래시 선택 신호일 경우 플래시 메모리의 OS 프로그램 실행 신호인지를 판단하고, OS 프로그램 실행 신호일 경우 플래시 메모리의 OS 프로그램 실행에 따라 카드 구동을 제어한다. 그러므로 본 발명은 일반 스마트 카드에서 OS 프로그램을 ROM에 저장하였기 때문에 한번 OS 프로그램을 저장시키면 변경이 불가능한 단점을 극복하고 OS 개발자가 언제든지 스마트 카드의 OS 프로그램을 플래시 메모리에 자유롭게 변경할 수 있다.

Description

스마트 카드와 이의 ＯＳ 프로그램 저장/삭제 및 실행방법{SMART CARD AND METHOD FOR WRITING/ERASING AND OPERATING AN OS PROGRAM THE SAME}
본 발명은 스마트 카드에 관한 것으로서, 특히 스마트 카드의 반도체 메모리 칩이 제작된 후에도 카드 리더기를 통해 OS(Operating System) 프로그램을 스마트 카드 내부에 있는 플래시 메모리에 저장시킬 수 있는 스마트 카드와 이의 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 카드는 집적 회로(IC) 카드라고 하며, 반도체 메모리와 중앙 처리부(CPU)를 탑재한 반도체 칩이 내장되어 있다. 스마트 카드는 자기(magnetic)형 카드에 비해 기억 용량이 크고 중앙 처리부가 내장되어 있어 판단, 연산, 데이터 보호 등 고도의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 최근의 스마트 카드는 I/O 프로토콜과 OS 및 응용 프로그램 등을 내장하여 카드 리더기와 정보를 양방향으로 전달을 할 수 있다. 따라서, 스마트 카드는 암호 처리, 접속 대상의 인증, 기억 데이터의 관리 등 보안 기능이 뛰어나 안정성이 높고 위조가 불가능한 특징이 있어서 은행 카드, 신분 증명 카드, 유료 방송 수신 카드 등으로 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 스마트 카드의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래 스마트 카드(1)는 반도체 메모리부(10)와, 중앙 처리부(20)와, 버스(30)와, 입출력 인터페이스(40)로 이루어진다. 미설명된 도면 부호 2는 카드 리더기이며 4는 호스트 컴퓨터이다.
반도체 메모리(10)는 보편적으로 OS 프로그램이 저장된 ROM(12)과, 영구 데이터가 저장된 EEPROM(16)과, OS의 실행시 임시 데이터를 저장하는 RAM(18)으로 구성된다. 이때, 반도체 메모리(10)는 플래시 메모리(14)를 더 포함하는데, 여기에는 스마트 카드(1)의 저장 및 삭제 가능한 데이터와 응용 프로그램 및 ROM의 제어 프로그램이 저장되어 있다.
이러한 종래 기술에 의한 스마트 카드(1)는 반도체 메모리(10)의 칩 제작시 ROM(12)에 저장된 OS 프로그램에 의해 구동해서 카드 리더기(2)와 데이터를 통신한다. 현재 스마트 카드(1)의 추세는 다양한 기능을 구현하기 위해 예컨대 8비트(bit) 연산 기능을 갖는 중앙 처리부(20)에서 32 비트 연산이 가능한 중앙 처리부(20)로 확장되고 이에 따라 카드 OS 프로그램의 크기가 커지고 제어가 복잡해지고 있다.
그런데, 종래 스마트 카드(1)는 한번 카드의 OS 프로그램을 ROM(12)에 저장시킨 후에는 교체 및 변경이 불가능하였다. 즉, 카드내 OS 프로그램에 오류가 존재하거나 OS 프로그램을 업그레이드할 경우 기존의 스마트 카드는 사용할 수 없고 새로운 카드로 교체해야하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 ROM에는 I/O 통신과 플래시 제어하는 제어 프로그램을 저장하고 플래시 메모리에는 카드의 OS 프로그램을 삭제 또는 저장하고 ROM 및 플래시 메모리를 선택 및 제어하는 메모리 제어부를 구비함으로써 스마트 카드의 OS 프로그램의 수정 및 추가가 용이한 스마트 카드를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 ROM 선택 신호에 따라 ROM의 제어 프로그램이 구동되어 카드 리더기를 통해 카드의 OS 코드를 입력받아 플래시 메모리에 저장하거나 삭제하고, 플래시 선택 신호에 따라 플래시 메모리에 저장된 카드의 OS 프로그램이 실행됨으로써 언제든지 스마트 카드의 OS 프로그램 수정 및 삭제가 용이한 스마트 카드의 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 하나 이상의 메모리를 갖는 반도체 메모리부와 중앙 처리부를 탑재한 칩이 내장된 카드에 있어서, 반도체 메모리부는 ROM, 플래시 메모리, RAM으로 구성되고, ROM에는 플래시 메모리의 제어 및 입출력용 제어 코드를 갖는 제어 프로그램이 저장되며 플래시 메모리에는 카드의 OS 프로그램이 저장 및 삭제가능하며 RAM에는 카드의 구동시 임시 데이터가 저장되고, 카드의 메모리 선택 신호에 응답하여 플래시 메모리에 저장된 카드의 OS 프로그램을 선택하고, 선택에 따라 반도체 메모리부의 구조를 설정된 형태로 변경 및 활성화하는 메모리 제어부와, 카드에 접촉된 카드 리더기와의 내부 소자들의 입출력 신호를 전송하는 입출력 인터페이스와, 카드의 메모리 선택 신호와 카드 리더기로부터 입력된 신호에 응답하여 ROM의 제어 프로그램에 따라 메모리 제어부를 통해 플래시 메모리를 삭제하거나 카드 리더기로부터 전달된 OS 코드를 플래시 메모리의 해당 주소에 로딩시켜 OS 프로그램을 저장시키고, 저장된 플래시 메모리의 OS 프로그램 실행에 따라 카드 구동을 제어하는 중앙 처리부를 구비한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 하나 이상의 반도체 메모리부와 중앙 처리부를 탑재한 칩이 내장된 카드내에 OS 프로그램을 저장/삭제 및실행하는 방법에 있어서, 카드의 메모리 선택 신호가 검출되는지를 판단하는 단계와, 카드의 메모리 선택 신호가 반도체 메모리부의 ROM 선택 신호일 경우 카드 리더기로부터 입력된 신호가 플래시 메모리의 삭제 또는 프로그래밍 신호인지를 판단하는 단계와, 카드 리더기로부터 입력된 신호가 삭제 신호일 경우 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 플래시 메모리를 삭제하는 단계와, 카드 리더기로부터 입력된 신호가 프로그래밍 신호일 경우 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 플래시 메모리에 카드 리더기로부터 전달된 OS 코드를 플래시 메모리의 해당 주소에 로딩시켜 OS 프로그램을 저장하는 단계를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 의한 스마트 카드의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트 카드의 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 스마트 카드에서 메모리 선택에 따라 변경된 메모리 구조의 예들을 나타낸 도면들,
도 4는 본 발명에 따른 스마트 카드에서 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법을 나타낸 흐름도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 스마트 카드 102 : 카드 리더기
104 : 호스트 컴퓨터 106 : ROM/플래시 선택 신호
110 : 반도체 메모리부 112 : ROM
114 : 플래시 메모리 116 : EEPROM
118 : RAM 120 : 메모리 제어부
130 : 중앙 처리부 140 : 버스
150 : 입출력 인터페이스 160 : 입력 단자
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 카드의 구성도로서, 이를 참조하면 본 발명의 스마트 카드(100)는 반도체 메모리부(110)와, 메모리 제어부(120)와, 중앙 처리부(130)와, 버스(140)와, 입출력 인터페이스(150)와, 입력 단자(160)로 구성된다. 미 설명된 도면 부호 102는 카드 리더기이며 104는 호스트 컴퓨터이다.
본 발명의 반도체 메모리부(110)는 ROM(112), 플래시 메모리(114), RAM(118)으로 구성된다. 여기서, ROM(112)은 반도체 메모리부(110)의 칩 제작시 미리 플래시 메모리(114)의 제어 및 입출력(I/O)용 제어 코드를 갖는 제어 프로그램이 저장된다. 플래시 메모리(114)에는 카드의 OS 프로그램이 저장 및 삭제가능하다. RAM(118)은 카드의 구동시 임시 데이터가 저장된다. 한편, 반도체 메모리부(110)는 카드의 구동마다 사용되는 영구 데이터가 저장된 또 다른 ROM을 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 EEPROM(116)을 사용한다.
본 발명의 메모리 제어부(120)는 카드의 ROM/ 플래시 선택 신호(106)에 응답하여 플래시 메모리(114)에 저장된 카드의 OS 프로그램을 선택한다. 그리고, 선택에 따라 반도체 메모리부(110)의 구조를 설정된 형태로 변경하고 활성화한다.
본 발명의 중앙 처리부(130)는 카드의 ROM/ 플래시 선택 신호(106)와 카드 리더기(102)로부터 입력된 신호에 응답하여 ROM(112)의 제어 프로그램을 구동해서 메모리 제어부(120)를 통해 플래시 메모리(114)를 삭제한다. 또는 카드 리더기(102)로부터 전달된 OS 코드를 플래시 메모리(114)의 해당 주소에 로딩시킴으로써 OS 프로그램을 저장한다. 그리고, 플래시 메모리(114)에 저장된 OS 프로그램의 실행에 따라 카드의 구동을 제어한다.
본 발명의 입출력 인터페이스(150)는 접촉카드의 표준인 ISO 7816에 명시된 데이터 포맷으로 입출력(I/O) 신호를 전송하는 모듈로서, 카드(100)에 접촉된 카드 리더기(102)와 내부 소자들 사이의 입출력 신호를 전송한다.
그리고 본 발명의 입력 단자(160)는 ROM(112)의 제어 프로그램과 플래시 메모리(114)의 OS 프로그램 중에서 어느 하나를 선택하기 위한 카드의 ROM/ 플래시 선택 신호(106)를 입력받아 메모리 제어부(120)에 전달한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 스마트 카드(1)는 전원이 인가된 상태에서 입력 단자(160)를 통해 ROM 선택 신호(106)가 입력되면, 메모리 제어부(120)가 반도체 메모리부(110)의 ROM(112)을 활성화시켜 ROM(112)에 저장된 제어 프로그램을 실행시킨다. ROM(112)의 제어 프로그램내 플래시 메모리 제어 및 입출력(I/O) 제어 코드에 따라 입출력 인터페이스(150)는 카드 리더기(102)로부터 접촉카드의 표준인 ISO 7816에 명시된 데이터 포맷으로 카드의 OS 프로그램이 입력된다. 이에 메모리 제어부(120)는 플래시 메모리(114)에 카드의 OS 프로그램을 저장한다. OS 프로그램의 저장이 완료된 후에, 입력 단자(106)를 통해 플래시 선택 신호(106)가 입력되면, 메모리 제어부(120)는 반도체 메모리부(110)의 구성 요소에서 ROM(112)을 제외시키고 플래시 메모리(114)를 활성화시켜 앞서 저장된 카드의 OS 프로그램이 실행된다.
한편, 본 발명의 스마트 카드(1)는 전원이 인가된 상태에서 입력 단자(160)를 통해 ROM 선택 신호(106)가 입력되면, 카드 리더기(102)로부터 입력된 명령에 따라 메모리 제어부(120)에서 ROM(112)의 제어 프로그램이 활성화되어 플래시 메모리(114)에 저장된 카드의 OS 프로그램을 삭제할 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 스마트 카드에서 메모리 선택에 따라 변경된 메모리 구조의 예들을 나타낸 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 입력 단자(160)를 통해 카드의 ROM 선택 신호(106)가 입력될 경우 메모리 제어부(120)는 반도체 메모리부(110)의 구조를 ROM(112), 플래시 메모리(114), EEPROM(116) 및 RAM(118)을 포함하도록 변경한다. 도 3b를 참조하면, 입력 단자(160)를 통해 카드의 플래시 선택 신호(106)가 입력될 경우 메모리 제어부(120)는 반도체 메모리부(110)의 구조를 플래시 메모리(114), EEPROM(116), RAM(118)을 포함하도록 변경한다. 상기 도면에서 미설명된 도면 부호 113 및 117은 메모리의 빈 영역을 나타낸 것이다.
다음은 도 4를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 스마트 카드 작동(OS 프로그램의 저장/삭제 및 실행) 과정을 구체적으로 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 스마트 카드에서 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 스마트 카드(100)내 중앙 처리부(130)는 전원이 인가된 후에 입력 단자(160)를 통해 카드의 ROM/ 플래시 선택 신호(106)가 검출되는지를 판단한다.(S10)
S10의 판단 결과, ROM 선택 신호가 검출될 경우 메모리 제어부(120)는 반도체 메모리(110)의 구조를 도 3a와 같이 변경한다.(S12)
이에 중앙 처리부(130)는 입출력 인터페이스(150)를 통해 카드 리더기(102)로부터 입력된 신호가 플래시 메모리의 삭제 또는 프로그래밍 신호인지를 판단한다.(S14)
S14의 판단 결과, 만약 카드 리더기(102)로부터 입력된 신호가 삭제 신호일 경우 중앙 처리부(130)는 메모리 제어부(120)를 제어해서 ROM(112)에 저장된 제어 프로그램을 활성화시키고 제어 프로그램내 코드에 따라 플래시 메모리(114)를 삭제시킨다.(S16) 반면에, 카드 리더기(102)로부터 입력된 신호가 프로그래밍 신호일 경우 중앙 처리부(130)는 ROM(112)에 저장된 제어 프로그램내 코드에 따라 카드 리더기(102)로부터 전달된 OS 코드를 플래시 메모리(114)의 해당 주소에 로딩시켜 카드의 OS 프로그램을 저장시킨다.(S18)
예를 들어, 카드 리더기(102)로부터 명령어 및 OS 코드가 입력되면,ROM(112)에 있는 제어 프로그램에 의해 명령어를 해석해서 도 3a와 같이 0x10000번지에 위치한 플래시 메모리(114)를 삭제하거나 OS 코드를 플래시 메모리(114)의 원하는 주소에 로딩하게 된다. 이때, 플래시 메모리(114)의 삭제 명령은 전체 삭제와 섹터 삭제로 구분할 수 있다.
한편, S10의 판단 결과, 메모리 제어부(120)에서 플래시 선택 신호가 검출될 경우 반도체 메모리부(110)의 구조에서 ROM(112)을 제외(도 3b 참조)하도록 변경한다.(S20)
도 3b와 같이 반도체 메모리부(110)의 구조를 변경한 후에, 중앙 처리부(130)는 플래시 메모리(114)에 저장된 OS 프로그램에 따라 카드의 구동을 제어한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 종래 스마트 카드에서 OS 프로그램을 ROM에 저장하였기 때문에 한번 OS 프로그램을 저장시키면 변경이 불가능한 단점을 극복하고 OS 개발자가 언제든지 스마트 카드의 OS 프로그램을 플래시 메모리에 자유롭게 변경할 수 있다.
즉, 본 발명의 스마트 카드는 카드의 OS 프로그램을 메모리 칩 제작이후에 카드 리더기를 통해 플래시 메모리에 로딩시킬 수 있으므로 OS 개발자는 카드의 반도체 메모리 칩의 제작과 동시에 카드의 OS를 ROM에 마스킹할 필요가 없으며 카드에서 OS를 요구할 때 언제든지 카드의 OS 입력이 가능하다. 그러므로, 플래시 메모리에 OS 저장이 완료된 후에 스마트 카드의 메모리 선택 신호를 변경하면 스마트카드의 메모리 구조가 변경되어 ROM에 저장된 프로그램은 무시되고 플래시 메모리에 저장된 OS 프로그램이 실행되어 원하는 스마트 카드의 기능을 구현할 수가 있다.
따라서, 본 발명은 스마트 카드의 기능이 향상됨에 따라 카드의 OS 프로그램이 대용량화 및 복잡해지더라도 스마트 카드의 OS 프로그램 입력과 오류의 수정 및 OS 변경이 용이하여 스마트 카드의 OS 개발 효율성이 높아진다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. 적어도 하나 이상의 메모리를 갖는 반도체 메모리부와 중앙 처리부를 탑재한 칩이 내장된 카드에 있어서,
    상기 반도체 메모리부는 ROM, 플래시 메모리, RAM으로 구성되고, 상기 ROM에는 상기 플래시 메모리의 제어 및 입출력용 제어 코드를 갖는 제어 프로그램이 저장되며 상기 플래시 메모리에는 상기 카드의 OS 프로그램이 저장 및 삭제가능하며 상기 RAM에는 상기 카드의 구동시 임시 데이터가 저장되고,
    상기 카드의 메모리 선택 신호에 응답하여 상기 플래시 메모리에 저장된 상기 카드의 OS 프로그램을 선택하고, 상기 선택에 따라 상기 반도체 메모리부의 구조를 설정된 형태로 변경 및 활성화하는 메모리 제어부;
    상기 카드에 접촉된 카드 리더기와의 내부 소자들의 입출력 신호를 전송하는 입출력 인터페이스; 및
    상기 카드의 메모리 선택 신호와 상기 카드 리더기로부터 입력된 신호에 응답하여 상기 ROM의 제어 프로그램에 따라 상기 메모리 제어부를 통해 상기 플래시 메모리를 삭제하거나 상기 카드 리더기로부터 전달된 OS 코드를 상기 플래시 메모리의 해당 주소에 로딩시켜 OS 프로그램을 저장시키고, 상기 저장된 플래시 메모리의 OS 프로그램 실행에 따라 카드 구동을 제어하는 중앙 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 메모리부의 ROM의 제어 프로그램과 플래시 메모리의 OS 프로그램 중에서 어느 하나를 선택하기 위한 상기 카드의 메모리 선택 신호가 입력되는 입력 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 메모리부는 데이터를 영구 저장하는 다른 ROM을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 카드의 메모리 선택 신호가 상기 반도체 메모리부의 ROM 선택 신호일 경우 상기 메모리 제어부는 상기 반도체 메모리부를 ROM, 플래시 메모리, RAM, 다른 ROM을 포함하는 구조로 변경시키는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 카드의 메모리 선택 신호가 상기 반도체 메모리부의 플래시 선택 신호일 경우 상기 메모리 제어부는 상기 반도체 메모리부를 플래시 메모리, RAM, 다른 ROM을 포함하는 구조로 변경시키는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  6. 적어도 하나 이상의 반도체 메모리부와 중앙 처리부를 탑재한 칩이 내장된 카드내에 OS 프로그램을 저장/삭제 및 실행하는 방법에 있어서,
    상기 카드의 메모리 선택 신호가 검출되는지를 판단하는 단계;
    상기 카드의 메모리 선택 신호가 상기 반도체 메모리부의 ROM 선택 신호일 경우 상기 카드 리더기로부터 입력된 신호가 상기 플래시 메모리의 삭제 또는 프로그래밍 신호인지를 판단하는 단계;
    상기 카드 리더기로부터 입력된 신호가 삭제 신호일 경우 상기 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 상기 플래시 메모리를 삭제하는 단계; 및
    상기 카드 리더기로부터 입력된 신호가 프로그래밍 신호일 경우 상기 반도체 메모리부의 ROM내 제어 프로그램에 따라 상기 플래시 메모리에 상기 카드 리더기로부터 전달된 OS 코드를 상기 플래시 메모리의 해당 주소에 로딩시켜 OS 프로그램을 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 카드의 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 카드의 메모리 선택 신호가 상기 반도체 메모리부의 플래시 선택 신호일 경우,
    상기 플래시 메모리의 OS 프로그램 실행에 따라 카드 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드의 OS 프로그램 저장/삭제 및 실행방법.
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