KR100560770B1

KR100560770B1 - 실시간 프로토콜 전환 기능을 갖는 비접촉 집적회로 카드및 그것을 포함한 카드 시스템

Info

Publication number: KR100560770B1
Application number: KR1020030063625A
Authority: KR
Inventors: 김기열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2006-03-13
Also published as: KR20050027377A; CN1607545A; US20050056704A1; CN100435169C; US20110183635A1; DE102004044836A1; US7929642B2; FR2859846A1; FR2859846B1; JP2005094760A

Abstract

본 발명에 따른 비접촉 집적회로 카드는 아날로그 인터페이스 블록, 범용 비동기화 송수신 블록 그리고 제어 블록을 포함한다. 상기 아날로그 인터페이스 블록은 수신된 무선 주파수 신호를 복수 개의 통신 프로토콜들에 각각 대응하도록 복조한다. 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 상기 아날로그 인터페이스 블록에 의해서 복조된 신호들에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하며, 상기 판별된 통신 프로토콜에 대응하는 플래그 신호를 출력한다. 상기 제어 블록은 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜에 따라 통신하도록 상기 플래그 신호에 응답하여 상기 아날로그 인터페이스 블록 및 상기 범용 비동기화 송수신 블록을 제어한다.

Description

실시간 프로토콜 전환 기능을 갖는 비접촉 집적회로 카드 및 그것을 포함한 카드 시스템{CONTACTLESS INTEGRATED CIRCUIT CARD WITH REAL-TIME PROTOCOL SWITCHING FUNCTION AND CARD SYSTEM INCLUDING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드를 개략적으로 보여주는 블록도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1에 도시된 아날로그 인터페이스 블록을 보여주는 블록도;

도 3은 타입-A 통신시 도 2의 복조 회로들에 의해서 복조된 신호들을 보여주는 도면;

도 4는 타입-B 통신시 도 2의 복조 회로들에 의해서 복조된 신호들을 보여주는 도면;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1에 도시된 범용 비동기화 송수신기를 보여주는 블록도;

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드를 개략적으로 보여주는 블록도; 그리고

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 6에 도시된 범용 비동기화 송수신기를 보여주는 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

120, 320 : 중앙처리장치 140, 340 : 프로토콜 제어 레지스터

160, 360 : 범용 비동기화 송수신기 180, 380 : 아날로그 인터페이스 블록

400 : 플래그 레지스터

본 발명은 데이터 전송 시스템 (data transmission system)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 집적회로 카드 (IC card)와 단말기 (terminal) 사이에서 데이터를 전달하는 것에 관한 것이다.

정보를 교환하고 멀리 떨어진 휴대용 데이터 장치들 (remotely positioned portable data devices)과 통신을 행하는 데이터 전송 시스템들이 잘 알려져 있고 사용되고 있다. 그러한 휴대용 데이터 장치들은 일반적으로 카드, 스마트카드, 또는 태그 (tag)라 불린다. 마찬가지로, 데이터 전송 단말기들 (data transmission terminals)은 카드 리더 (card reader)라 불린다. 그러한 데이터 전송 시스템에 있어서, 단말기/리더의 전계에 들어갈 때 통신이 시작된다. 특히, 단말기는 전원 신호와 데이터 신호 (정보 신호로 불림)를 생성하고, 캐리어 신호를 이용하여 이 정보 신호를 전송한다. 간접적으로 카드에 전력을 공급하는 캐리어 신호의 검출 및 수신은 카드 회로가 자신의 기능을 수행하게 한다.

간접적으로 전력 공급된 (즉, 비접촉) 데이터 장치 (즉, 카드)는 절도 방지, 개인 신상 및 제어, 자동 요금 징수, 돈 및 서비스 행위 기록 및 제어, 그리고 그와 같은 것을 포함한 다양한 업무들을 수행하는 데 사용될 수 있다. ID 태그가 덜 복잡한 반면에, 소위 스마트카드는 좀 더 복잡하고 하나 또는 그 보다 많은 프로세서들과 정보를 저장하고 처리하는 메모리를 포함한다. 비접촉 집적회로 카드 (또는 비접촉 스마트카드)는 국제 표준 ISO/IEC 14443이라고 불리는 비접촉 IC 카드에 대한 통신 프로토콜을 사용한다. ISO/IEC 14443에는 근접형 IC 카드에 대한 물리적 특성 (physical characteristics), RF 파워 및 신호 인터페이스 (radio frequency power and signal interface), 초기화 및 충돌방지 (initialization and anticollision), 그리고 전송 프로토콜 (transmission protocol)이 정의되어 있다. 특히, ISO/IEC 14443에는 타입-A 및 타입-B라 칭하는 2가지의 통신 신호 인터페이스들 (two communication signal interfaces)이 설명되어 있다.

타입-A의 통신 신호 인터페이스에 있어서, 카드 리더 (또는 단말기)에서 IC 카드로의 신호 인터페이스는 무선 주파수 동작 영역 (RF operating field)의 ASK 100%의 변조 원리를 이용하여 수행되며, 전송될 데이터 정보는 수정 밀러 코드 (modified miller code) 형태로 코딩된다. 타입-B의 통신 신호 인터페이스에 있어서, 카드 리더 (또는 단말기)에서 IC 카드로의 신호 인터페이스는 무선 주파수 동작 영역의 ASK 10% 진폭 변조 (ASK 10% amplitude modulation)를 통해 수행되며, 전송될 데이터는 NRZ-L 코드 (non-return to zero (L for level) code) 형태로 코딩된다. 타입-A 및 타입-B의 통신 신호 인터페이스가 언급된 ISO/IEC 14443에 상세히 정의되어 있으며, 그것에 대한 설명은 그러므로 생략된다.

앞서 설명된 바와 같이, 타입-A 및 타입-B의 코딩 및 변조 방식이 서로 상이하기 때문에, 하나의 통신 신호 인터페이스를 지원하는 IC 카드는 그에 상응하는 통신 신호 인터페이스를 지원하는 카드 리더에만 사용될 수 있다. 하나의 통신 신호 인터페이스만을 지원하는 IC 카드의 경우, 사용자 입장에서 볼 때, IC 카드에 상응하는 통신 신호 인터페이스를 지원하는 카드 리더에만 IC 카드가 사용될 수 있다. 만약 카드 리더가 타입-A/타입-B의 통신 신호 프로토콜을 지원하면, 타입-B/타입-A의 통신 신호 인터페이스만을 지원하는 IC 카드를 사용하는 것은 불가능하다. 따라서, 타입-A 및 타입-B의 통신 신호 인터페이스에 관계없이 카드 리더로부터 전송된 RF 신호를 수신하도록 IC 카드를 설계하는 것이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 호환성을 향상시킬 수 있는 비접촉 집적회로 카드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 입력된 무선 주파수 신호에 따라 통신 신호 인터페이스를 실시간으로 전환할 수 있는 비접촉 집적회로 카드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주기적으로 통신 신호 인터페이스를 전환할 수 있는 비접촉 집적회로 카드를 제공하는 것이다.

상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 비접촉 집적회로 카드는 아날로그 인터페이스 블록, 범용 비동기화 송수신 블록 그리고 제어 블록을 포함한다. 상기 아날로그 인터페이스 블록은 수신된 무선 주파수 신호를 복수 개의 통신 프로토콜들에 각각 대응하도록 복조한다. 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 상기 아날로그 인터페이스 블록에 의해서 복조된 신호들에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하며, 상기 판별된 통신 프로토콜에 대응하는 플래그 신호를 출력한다. 상기 제어 블록은 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜에 따라 통신하도록 상기 플래그 신호에 응답하여 상기 아날로그 인터페이스 블록 및 상기 범용 비동기화 송수신 블록을 제어한다. 상기 제어 블록은 운영체계를 갖는 중앙처리장치를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 상기 복조된 신호들에 각각 대응하는 수신 쉬프트 레지스터들을 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 송신될 데이터를 저장하는 송신 쉬프트 레지스터와; 그리고 상기 제어 블록에 의해서 설정된 통신 프로토콜의 코드 형태로 상기 송신 쉬프트 레지스터의 출력 데이터를 변환하며, 상기 변환된 코드 데이터를 상기 아날로그 인터페이스 블록으로 출력하는 코드 변환 블록을 더 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 통신 프로토콜들은 ISO 14443에 속하는 타입-A 및 타입-B의 통신 프로토콜들을 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 아날로그 인터페이스 블록은 상기 타입-A의 통신 프로토콜에 따라 상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 회로와; 그리고 상기 타입-B의 통신 프로토콜에 따라 상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 회로를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 상기 제 1 및 제 2 복조 회로들에 의해서 복조된 신호들에 각각 대응하는 제 1 및 제 2 수신 쉬프트 레지스터들을 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 범용 비동기화 송수신 블록은 통신 프로토콜이 설정되기 이전에 수신 모드로 설정된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 비접촉 방식으로 카드 단말기와 통신하는 비접촉 집적회로 카드가 제공된다. 비접촉 집적회로 카드는 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과; 상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 상기 코드 변환 블록에 의해서 변환된 코드 데이터를 저장하는 제 1 쉬프트 레지스터와; 상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과; 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 저장하는 제 2 쉬프트 레지스터와; 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과; 그리고 상기 카드 단말기와 통신하도록, 상기 판별 블록에 의해서 판별된 결과에 따라 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정하는 제어 블록을 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 제 1 복조 블록은 ASK 100% 변조 신호를 복조하도록 구성되고, 상기 제 2 복조 블록은 ASK 10% 변조 신호를 복조하도록 구성된다.

이 실시예에 있어서, 상기 판별 블록은 상기 제 2 복조 회로에 의해서 복조된 신호에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별한다.

이 실시예에 있어서, 비접촉 집적회로 카드는 송신될 데이터를 저장하는 송 신 쉬프트 레지스터와; 상기 송신 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 상기 설정된 통신 프로토콜의 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 그리고 상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 변환된 데이터 코드를 변조하는 변조 블록을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비접촉 집적회로 카드는 운영체계를 포함한 중앙처리장치와; 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과; 상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 상기 코드 변환 블록에 의해서 변환된 코드 데이터를 저장하는 제 1 쉬프트 레지스터와; 상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과; 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 저장하는 제 2 쉬프트 레지스터와; 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과; 상기 판별 블록에 의해서 판별된 결과에 따라 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 나타내는 플래그 신호를 발생하는 송수신 제어 블록과; 그리고 상기 송수신 제어 블록으로부터의 상기 플래그 신호를 저장하는 플래그 레지스터를 포함하며, 상기 중앙처리장치는 상기 플래그 신호에 응답하여 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정한다.

이 실시예에 있어서, 비접촉 집적회로 카드는 송신될 데이터를 저장하는 송신 쉬프트 레지스터와; 상기 송신 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 상기 설정된 통신 프로토콜의 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 그리고 상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 변환된 데이터 코드를 변조하는 변조 블록을 더 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 송수신 제어 블록은 상기 중앙처리장치에 의해서 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 제 1 및 제 2 쉬프트 레지스터들 중 어느 하나만이 동작하도록 제어한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비접촉 방식으로 카드 단말기와 통신하는 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜 전환 방법이 제공된다. 통신 프로토콜 전환 방법은 수신된 무선 주파수 신호를 복수 개의 통신 프로토콜들에 따라 각각 복조하는 단계와; 상기 복조된 신호들에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 단계와; 그리고 상기 판별 결과에 응답하여 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정하는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 본 발명의 통신 프로토콜 전환 방법은 상기 복조된 신호들 중 일부를 코드 데이터로 변환하여 제 1 쉬프트 레지스터(들)에 저장하고, 상기 복조된 신호들 중 나머지를 제 2 쉬프트 레지스터(들)에 저장하는 단계를 더 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 수신된 무선 주파수 신호는 상기 타입-A의 통신 프로토콜 및 상기 타입-B의 통신 프로토콜에 따라 각각 복조된다.

이 실시예에 있어서, 상기 타입-A의 통신 프로토콜에 따라 복조된 신호는 코드 변환 과정을 통해 제 1 쉬프트 레지스터에 저장되며, 상기 타입-B의 통신 프로토콜에 따라 복조된 신호는 코드 변환 과정없이 제 2 쉬프트 레지스터에 저장된다.

이 실시예에 있어서, 본 발명의 통신 프로토콜 전환 방법은 송신될 데이터를 제 3 쉬프트 레지스터에 저장하는 단계와; 상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 제 3 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 코드 데이터로 변환하는 단계와; 그리고 상기 변환된 코드 데이터를 변조하여 송신하는 단계는 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 비접촉 집적회로 카드는 중앙처리장치와; 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과; 상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과; 상기 중앙처리장치로부터의 프로토콜 선택 신호에 응답하여 상기 코드 변환 블록 및 상기 제 2 복조 블록의 출력들 중 하나를 선택하는 선택 블록과; 상기 선택 블록에 의해서 선택된 신호를 저장하는 쉬프트 레지스터와; 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과; 그리고 상기 프로토콜 선택 신호 및 상기 판별 블록의 판별 결과에 따라 상기 쉬프트 레지스터를 제어하는 송수신 제어 블록을 포함하며, 상기 중앙처리장치는 주기적으로 상기 코드 변환 블록 및 상기 제 2 복조 블록의 출력들이 교대로 선택되도록 상기 프로 토콜 선택 신호를 발생한다. 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜이 현재 생성된 프로토콜 선택 신호의 통신 프로토콜과 일치할 때, 상기 중앙처리장치는 프로토콜 전환 동작을 중지한다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 참조 도면들에 의거하여 이하 상세히 설명될 것이다. 본 명세서에 있어서, 용어들 "통신 신호 인터페이스" 및 "통신 프로토콜"은 동일한 의미로 사용될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드 (100)는, 도 1을 참조하면, 운용체계 (operating system)를 포함한 중앙처리장치 (120), 송수신 프로토콜 제어 레지스터 (TRX protocol control register) (140), 범용 비동기화 송수신기 (universal asynchronous receiver/transmitter: UART) (160), 그리고 아날로그 인터페이스 블록 (analog interface block) (180)을 포함한다.

무선 주파수 (RF) 신호를 송/수신하기 위해서, 먼저, 통신 신호 인터페이스가 비접촉 집적회로 카드 (100)의 운영 프로그램에 의해서 설정된다. 이는 범용 비동기화 송수신기 (160) 및 아날로그 인터페이스 블록 (180)이 어떤 통신 신호 인터페이스로 동작할 것인 지의 여부를 설정하기 위한 것이다. 송수신 프로토콜 제어 레지스터 (140)는 프로토콜 전송 속도, 에러 검증 방법, UART 시작 및 송수신 종료 알림 등을 제어한다. 범용 비동기화 송수신기 (160)는 중앙처리장치 (120)로부터의 데이터를 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 코딩하고, 코딩된 데이터를 한 비트씩 아날로그 인터페이스 블록 (180)으로 출력한다. 아날로그 인터페이스 블록 (180)은 범용 비동기화 송수신기 (160)로부터 출력된 데이터를 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 변조하여 안테나 (200)를 통해 출력한다. 아날로그 인터페이스 블록 (180)은 안테나 (200)를 통해 입력된 RF 신호를 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 복조하며, 범용 비동기화 송수신기 (160)는 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 아날로그 인터페이스 블록 (180)의 출력을 임시 저장한다. 그렇게 저장된 데이터는 중앙처리장치 (120)로 전송될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1에 도시된 아날로그 인터페이스 블록을 보여주는 블록도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 수신 교류 신호를 정류하여 직류 전압으로 변환하는 정류 회로 (402)가 전자 결합 수단으로서 코일 (401)에 연결되어 있다. DC 션트 레귤레이터 (shunt regulator) (403)는 정류 회로 (402)에 의해서 변환된 직류 전압에 근거하여 집적회로 카드 내의 회로들을 구동하는 데 필요한 전원 전압 (VDD)을 발생한다. 타입-A (ASK 100%) 복조 회로 (404)는 코일 (401)을 통해 수신된 교류 신호에 포함된 수신 정보를 복조하고, 타입-B (ASK 10%) 복조 회로 (405)는 정류 회로 (402)의 출력에 포함된 수신 정보를 복조한다.

타입-A의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더로부터 RF 신호가 수신될 때 복조 회로들 (404, 405)에 의해서 복조된 신호들이 도 3에 도시되어 있다. 타입-B의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더로부터 RF 신호가 수신될 때 복조 회로들 (404, 405)에 의해서 복조된 신호들이 도 4에 도시되어 있다. 도 3에서 알 수 있듯이, 타입-A의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더로부터 RF 신호가 수신될 때 복조 회로들 (404, 405)에 의해서 복조된 신호들은 동일한 파형을 갖는다. 도 4에서 알 수 있듯이, 타입-B의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더로부터 RF 신호가 수신될 때, 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호는 일정한 레벨로 유지되는 반면에 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호는 타입-B의 통신 신호 인터페이스의 복조 파형을 갖는다.

다시 도 2를 참조하면, 클록 추출기 (406)는 코일 (401)을 통해 수신된 교류 신호로부터 클록 신호 (RF_CLK)를 추출하도록 구성되고, 리세트 인터페이스 (407)는 정류 회로 (402)의 출력에 근거하여 리세트 신호 (RST)를 발생하도록 구성된다. ISO 변조 회로 (408)는 범용 비동기화 송수신기 (360)로부터 출력된 데이터 (TX_A/B)를 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 변조한다. 앞서 설명된 아날로그 인터페이스 블록 (380)의 구성 요소들의 예들이 U.S. Patent No. 4,027,335에 "DC FREE ENCODING FOR DATA TRANSMISSION SYSTEM"라는 제목으로, U.S. Patent No.4,612,508에 "MODIFIED MILLER DATA DEMODULATOR"라는 제목으로, U.S. Patent No. 5,434,396에 "WIRELESS POWERING AND COMMUNICATION SYSTEM FOR COMMUNICATING DATA BETWEEN A HOST SYSTEM AND A STAND-ALONE DEVICE"라는 제목으로, U.S. Patent No. 6,222,880에 "DATA TRANSMISSION TERMINAL AND CONTACTLESS DATA/POWER DELIVERY METHOD FOR USE THEREWITH"라는 제목으로, 그리고 U.S. Patent No. 6,356,738에 "METHOD AND APPARATUS FOR COMMUNICATING DATA WITH A TRANSPONDER"라는 제목으로 각각 게재되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1에 도시된 범용 비동기화 송수신기를 보여주는 블록도가 도 5에 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 운영체제를 갖는 중앙처리장치 (120)는 프로토콜 설정 및 UART 구동, 송수신 모드, 송수신 속도, 에러 처리 방법, 프로토콜 구현 옵션, 송수신 종료 제어와 관련된 제어 신호들을 송수신 제어 블록 (161)에 보내며, 송수신 제어 블록 (161)은 UART 운영에 관한 흐름을 제어한다. 송신 데이터는 싱글 쉬프트 레지스터 (single shift register) (162)를 통해 LSB부터 일정 시간 간격으로 1 비트씩 쉬프트되어 송신 코드 변환 블록 (163a)으로 전송된다. 송신 코드 변환 블록 (163a)은 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 입력된 송신 데이터를 코드 형태로 변환하고, 그렇게 변환된 코드 데이터는 아날로그 인터페이스 블록 (180)을 통해 변조되며, 변조된 신호는 안테나를 통해 카드 리더 또는 단말기로 전송된다. 타입-A의 통신 신호 인터페이스로 설정될 때, 송신 코드 변환 블록 (163a)은 싱글 쉬프트 레지스터 (162)로부터 출력된 데이터에 패리티 제어 블록 (165)으로부터의 패리티 정보를 부가한다.

안테나를 통해 수신된 신호는 아날로그 인터페이스 블록 (180)의 복조 회로들 (404, 405)을 통해 각각 복조되고, 복조된 신호들은 코드 변환 블록 (163)으로 전송된다. 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 수정 미러 코드 신호는 수신 코드 변환 블록 (163b)에 의해서 NRZ-L 코드로 변환된다. 선택기 (163c)는 설정된 통신 신호 인터페이스 방식에 따라 수신 코드 변환 블록 (163b)의 출력 또는 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호를 선택적으로 출력한다. 코드 변환 블록 (163)으로부터 출력되는 데이터는 1 비트씩 싱글 쉬프트 레지스터 (162)로 입력된다. 1-바이트 단위의 데이터가 싱글 쉬프트 레지스터 (162)에 채워지면, 싱글 쉬프트 레지스터 (162)의 데이터는 중앙처리장치 (120)로 전달된다. 예를 들면, 송수신 제어 블록 (161)은 싱글 쉬프트 레지스터 (162)에 1-바이트 단위의 데이터가 채워지면 중앙처리장치 (120)에 인터럽트 신호를 출력하며, 중앙처리장치 (120)는 인터럽트 신호에 응답하여 싱글 쉬프트 레지스터 (162)에 저장된 데이터를 가져간다.

클록 및 타이밍 제어 블록 (164)은 아날로그 인터페이스 블록 (180)으로부터 출력되는 클록을 입력받고 송수신 제어 블록 (161)의 제어하에 범용 비동기화 송수신기 (160)에 필요한 클록을 발생한다. 비접촉 집적회로 카드가 타입-A의 통신 신호 인터페이스로 설정될 때, 패리티 제어 블록 (165)은 수신시 패리티 에러 여부를 판별하고 송신시 송신 데이터의 패리티를 생성한다. CRC (cyclic redundancy checking) 블록 (166)은 전송되어온 데이터 내에 에러가 있는 지의 여부를 확인하도록 구성된다. 헤더 검출 블록 (167)은 아날로그 인터페이스 블록 (180)에 의해서 복조된 신호를 입력받고 현재 입력된 신호의 헤더 정보 (예를 들면, 타입 B의 통신 신호 인터페이스의 경우 SOF 정보)를 검출한다. 송수신 제어 블록 (161)은 헤더 검출 블록 (167)의 검출 결과에 따라 싱글 쉬프트 레지스터 (162)를 제어한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 비접촉 집적회로 장치가 타입-A/타입-B의 통신 신호 인터페이스로 설정될 때, 비접촉 집적회로 장치는 단지 타입-A/타입-B의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더와 통신할 수 있다. 이는 비접촉 집적회로 카드를 타입-A 또는 타입-B의 통신 신호 인터페이스로만 동작하도록 발급함으로써 가능하다. 또한, 비접촉 집적회로 장치가 일정 시간 간격을 두고 통신 신호 인터페이스를 타입-A와 타입-B로 전환하도록 구현되면, 타입-A의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더 뿐만 아니라 타입-B의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더와도 통신하는 것이 가능하다. 이는 중앙처리장치 (120)가 하드웨어 (예를 들면, 타이머) 또는 소프트웨어를 이용하여 일정 시간마다 통신 신호 인터페이스를 전환하도록 범용 비동기화 송수신기 (160) 및 아날로그 인터페이스 블록 (180)을 제어함으로써 가능하다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드 (300)는 운용 프로그램을 포함한 중앙처리장치 (320), 송수신 프로토콜 제어 레지스터 (340), 범용 비동기화 송수신기 (360), 아날로그 인터페이스 블록 (380), 그리고 플래그 레지스터 (400)를 포함한다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드는 통신 신호 인터페이스를 설정하기에 앞서 아래와 같은 동작을 수행한다. 먼저, 타입-A 및 타입-B의 RF 신호들을 수신하도록 비접촉 집적회로 카드가 중앙처리장치 (320)의 제어하에 수신 모드로 설정되고, 범용 비동기화 송수신기 (360)의 기본 옵션이 설정되며, 범용 비동기화 송수신기 (360)가 구동된다. 이러한 조건은 통신 신호 인터페이스를 알 수 없는 카드 리더와 비접촉 집적회로 카드간의 통신 준비 상태가 된다. 타입-A 또는 타입-B의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더가 RF 신호를 전송하면, 전송된 RF 신호는 아날로그 인터페이스 블록 (380)을 통해 타입-A 및 타입-B의 통신 신호 인터페이스 방식들에 따라 각각 개별적으로 복조되고 복조된 신호들은 범용 비동기화 송수신기 (360)로 보낸다. 범용 비동기화 송수신기 (360)는 복조된 신호들을 이용하여 통신 신호 인터페이스를 판별하고, 판별 결과를 플래그 레지스터 (400)로 보낸다. 마지막으로, 중앙처리장치 (320)는 플래그 레지스터 (400)에 저장된 값에 따라 비접촉 집적회로 카드의 통신 신호 인터페이스를 설정한다.

이후, 비접촉 집적회로 카드는 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 단말기와 통신한다. 다른 통신 신호 인터페이스의 무선 주파수 신호가 입력되는 경우, 플래그 레지스터에 저장된 값은 범용 비동기화 송수신기 (360)에 의해서 변경되며, 중앙처리장치 (320)는 변경된 값에 따라 통신 신호 인터페이스를 전환한다.

도 6에 있어서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적회로 카드의 아날로그 인터페이스 블록 (380)은 도 2에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 구성되며, 그것에 대한 설명은 그러므로 생략된다.

도 7을 참조하면, 송신 데이터는 송수신 제어 블록 (361)의 제어 하에 듀얼 송신 쉬프트 레지스터 (362)를 통해 LSB부터 일정 시간 간격으로 1 비트씩 쉬프트되어 송신 코드 변환 블록 (363)으로 전송된다. 송신 코드 변환 블록 (363)은 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 송신 데이터를 코드 형태로 변환하고, 그렇게 변환된 코드 데이터는 아날로그 인터페이스 블록 (380)의 ISO 변조 회로 (408)를 통해 변조되며, 변조된 신호는 안테나를 통해 카드 리더 또는 단말기로 전송된다. 안테나를 통해 수신된 신호는 아날로그 인터페이스 블록 (380)의 복조 회로들 (404, 405)을 통해 타입-A 및 타입-B의 코드 형태들로 개별적으로 복조된다. 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호는 수신 코드 변환 블록 (364)을 통해 NRZ-L 코드 데이터로 변환되며, 변환된 데이터는 타입-A 수신 쉬프트 레지스터 (365)로 출력된다. 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호는 코드 변환없이 타입-B 수신 쉬프트 레지스터 (366)로 출력된다. 헤더 검출 블록 (367)은 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호의 헤더 부분에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 검출한다. 송수신 제어 블록은 검출 결과에 따라 플래그 레지스터 (400)의 값을 설정한다. 패리티 제어 블록 (368)은 비접촉 집적회로 카드가 타입-A의 통신 신호 인터페이스로 설정될 때 패리티 에러 여부를 판별하고 송신시 송신 데이터의 패리티를 생성한다. 클록 및 타이밍 제어 블록 (369)은 아날로그 인터페이스 블록 (380)으로부터 출력되는 클록을 입력받고 범용 비동기화 송수신기 (360)에 필요한 클록을 발생한다. CRC 블록 (420)은 전송되어온 데이터 내에 에러가 있는 지의 여부를 확인하도록 구성된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드 (100)와 달리, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비접촉 집적회로 카드 (300)는 미리 설정된 통신 신호 인터페이스에 따라 카드 리더와 통신하는 것이 아니라 카드 리더로부터 전송된 RF 신호를 실시간으로 분석하고 분석 결과에 따라 카드의 통신 신호 인터페이스를 설정한 후 카드 리더와 통신한다. 카드 리더의 통신 신호 인터페이스에 따라 실시간으로 비접촉 집적회로 카드의 통신 신호 인터페이스가 전환된다. 예를 들면, 카드 리더는 타입-A 통신시 비접촉 집적회로 카드로 REQA 명령 (26H 또는 0110010B)으로서 숏 프레임 신호를 보낸다. 아날로그 인터페이스 블록 (380)의 복조 회로들 (404, 405)은 입력된 숏 프레임 신호를 각각 복조한다. 앞서 설명된 바와 같이, 타입 A의 무선 주파수 신호가 수신될 때, 복조 회로들 (404, 405)에 의해서 각각 복조된 신호들은 동일한 파형을 갖는다. 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호는 코드 변환 블록 (364)을 통해 수정 미러 코드에서 NRZ-L 코드로 변환된다. 이와 동시에, 헤더 검출 블록 (367)은 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호의 헤더 부분에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별한다. 타입-A 통신시 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호의 헤더 부분에는 SOF 정보가 포함되어 있지 않기 때문에, 송수신 제어 블록 (361)은 헤더 검출 블록 (367)의 검출 결과에 따라 플래그 레지스터 (400)의 값을 설정하고, 인터럽트 신호를 중앙처리장치 (320)로 보낸다. 중앙처리장치 (320)는 플래그 레지스터 (400)에 저장된 값에 따라 범용 비동기화 송수신기 (360) 및 아날로그 인터페이스 블록 (380)을 타입-A의 통신 신호 인터페이스로 설정한다. 이후, 비접촉 집적회로 카드는 타입-A의 통신 신호 인터페이스를 이용하여 카드 리더와 통신한다.

반면에, 카드 리더는 타입-B 통신시 비접촉 집적회로 카드로 REQB 명령 (05 00 00H)으로서 프레임 신호를 보낸다. 아날로그 인터페이스 블록 (380)의 복조 회로들 (404, 405)은 입력된 숏 프레임 신호를 각각 복조한다. 앞서 설명된 바와 같이, 타입 B의 무선 주파수 신호가 수신될 때, 복조 회로 (404)에 의해서 복조된 신호는 일정한 레벨로 유지되는 반면에 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호는 도 6에 도시된 바와 같은 파형을 갖는다. 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호는 NRZ-L 코드 형태를 갖기 때문에 코드 변환없이 타입-B 수신 쉬프트 레지스터 (366)로 전송된다. 이와 동시에, 헤더 검출 블록 (367)은 복조 회로 (405)에 의해서 복 조된 신호의 헤더 부분에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별한다. 송수신 제어 블록 (361)은 헤더 검출 블록 (367)의 검출 결과에 따라 플래그 레지스터 (400)의 값을 설정하고, 인터럽트 신호를 중앙처리장치 (320)로 보낸다. 타입-B 통신시 복조 회로 (405)에 의해서 복조된 신호의 헤더 부분에 SOF 정보가 포함되어 있기 때문에, 중앙처리장치 (320)는 플래그 레지스터 (400)에 저장된 정보에 의거하여 범용 비동기화 송수신기 (360) 및 아날로그 인터페이스 블록 (380)을 타입-B의 통신 신호 인터페이스로 설정한다. 이후, 비접촉 집적회로 카드는 타입-B의 통신 신호 인터페이스를 이용하여 카드 리더와 통신한다. 통신 신호 인터페이스를 설정한 후, 전력 소모를 줄이기 위해 선택되지 않은 통신 신호 인터페이스와 관련된 블록들은 정지 모드로 설정될 것이다. 예를 들면, 이는 클록 및 타이밍 제어 블록 (369)에서 생성되는 클록을 선택적으로 제어함으로써 달성될 수 있다. 또는, 아날로그 인터페이스 블록의 구성 요소들 (예를 들면, 복조 블록들)을 통신 신호 인터페이스에 따라 제어함으로써 전력 소모를 줄이는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 비접촉 집적회로 카드가 타입-A 및 타입-B의 통신 신호 인터페이스들로 전환되는 것을 예로서 설명되었다. 하지만, 타입-A 및 타입-B 외의 다른 타입의 RF 신호들을 복조하도록 아날로그 인터페이스 블록을 구성하고, 그렇게 복조된 신호들을 통신 신호 인터페이스에 따라 코드 변환 기능을 수행하도록 범용 비동기화 송수신기를 구성함으로써 본 발명에 따른 비접촉 집적회로 카드가 다른 타입의 통신 신호 인터페이스를 갖는 카드 리더와 실시간으로 통신하는 것이 가능하다. 도 6 및 도 7에서, 플래그 레지스터 (400)는 범용 비동기화 송수신 블록 (360)에 포함되도록 또는 범용 비동기화 송수신 블록 (360)의 송수신 제어 블록 (361)에 포함되도록 구성될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.

이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 실시간으로 통신 프로토콜을 분석하도록 비접촉 집적회로 카드를 구현함으로써 집적회로 카드는 여러 통신 프로토콜들의 단말기들과 통신하는 것이 가능하다.

Claims

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비접촉 방식으로 카드 단말기와 통신하는 비접촉 집적회로 카드에 있어서:

수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과;

상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과;

상기 코드 변환 블록에 의해서 변환된 코드 데이터를 저장하는 제 1 쉬프트 레지스터와;

상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과;

상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 저장하는 제 2 쉬프트 레지스터와;

상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과; 그리고

상기 카드 단말기와 통신하도록, 상기 판별 블록에 의해서 판별된 결과에 따라 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정하는 제어 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 복조 블록은 ASK 100% 변조 신호를 복조하도록 구성되고, 상기 제 2 복조 블록은 ASK 10% 변조 신호를 복조하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 9 항에 있어서,

상기 판별 블록은 상기 제 2 복조 회로에 의해서 복조된 신호에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 8 항에 있어서,

송신될 데이터를 저장하는 송신 쉬프트 레지스터와;

상기 송신 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 상기 설정된 통신 프로토콜의 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 그리고

상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 변환된 데이터 코드를 변조하는 변조 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
운영체계를 포함한 중앙처리장치와;

수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과;

상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과;

상기 코드 변환 블록에 의해서 변환된 코드 데이터를 저장하는 제 1 쉬프트 레지스터와;

상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과;

상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 저장하는 제 2 쉬프트 레지스터와;

상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과;

상기 판별 블록에 의해서 판별된 결과에 따라 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 나타내는 플래그 신호를 발생하는 송수신 제어 블록과; 그리고

상기 송수신 제어 블록으로부터의 상기 플래그 신호를 저장하는 플래그 레지스터를 포함하며, 상기 중앙처리장치는 상기 플래그 신호에 응답하여 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 12 항에 있어서,

상기 제 1 복조 블록은 ASK 100% 변조 신호를 복조하도록 구성되고, 상기 제 2 복조 블록은 ASK 10% 변조 신호를 복조하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 12 항에 있어서,

상기 판별 블록은 상기 제 2 복조 회로에 의해서 복조된 신호에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 12 항에 있어서,

송신될 데이터를 저장하는 송신 쉬프트 레지스터와;

상기 송신 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 상기 설정된 통신 프로토콜의 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 그리고

상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 변환된 데이터 코드를 변조하는 변조 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
제 12 항에 있어서,

상기 송수신 제어 블록은 상기 중앙처리장치에 의해서 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 제 1 및 제 2 쉬프트 레지스터들 중 어느 하나만이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉 집적회로 카드.
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비접촉 방식으로 카드 단말기와 통신하는 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜 전환 방법에 있어서:

수신된 무선 주파수 신호를 복수 개의 통신 프로토콜들에 따라 각각 복조하는 단계와;

상기 복조된 신호들에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 단계와;

상기 판별 결과에 응답하여 상기 비접촉 집적회로 카드의 통신 프로토콜을 설정하는 단계와;

상기 복조된 신호들 중 일부를 코드 데이터로 변환하여 제 1 쉬프트 레지스터에 저장하는 단계; 그리고

상기 복조된 신호들 중 나머지를 제 2 쉬프트 레지스터에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 프로토콜 전환 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 통신 프로토콜들은 ISO 14443에 속하는 타입-A 및 타입-B의 통신 프로토콜들을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 프로토콜 전환 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 수신된 무선 주파수 신호는 상기 타입-A의 통신 프로토콜 및 상기 타입-B의 통신 프로토콜에 따라 각각 복조되는 것을 특징으로 하는 통신 프로토콜 전환 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 타입-A의 통신 프로토콜에 따라 복조된 신호는 코드 변환 과정을 통해 제 1 쉬프트 레지스터에 저장되며, 상기 타입-B의 통신 프로토콜에 따라 복조된 신호는 코드 변환 과정없이 제 2 쉬프트 레지스터에 저장되는 것을 특징으로 하는 통 신 프로토콜 전환 방법.
제 21 항에 있어서,

송신될 데이터를 제 3 쉬프트 레지스터에 저장하는 단계와;

상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 제 3 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 코드 데이터로 변환하는 단계와; 그리고

상기 변환된 코드 데이터를 변조하여 송신하는 단계는 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 프로토콜 전환 방법.
중앙처리장치와;

수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 1 복조 블록과;

상기 제 1 복조 블록에 의해서 복조된 신호를 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과;

상기 수신된 무선 주파수 신호를 복조하는 제 2 복조 블록과;

상기 중앙처리장치로부터의 프로토콜 선택 신호에 응답하여 상기 코드 변환 블록 및 상기 제 2 복조 블록의 출력들 중 하나를 선택하는 선택 블록과;

상기 선택 블록에 의해서 선택된 신호를 저장하는 쉬프트 레지스터와;

상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 응답하여 상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜을 판별하는 판별 블록과; 그리고

상기 프로토콜 선택 신호 및 상기 판별 블록의 판별 결과에 따라 상기 쉬프 트 레지스터를 제어하는 송수신 제어 블록을 포함하며, 상기 중앙처리장치는 주기적으로 상기 코드 변환 블록 및 상기 제 2 복조 블록의 출력들이 교대로 선택되도록 상기 프로토콜 선택 신호를 발생하는 비접촉 집적회로 카드.
제 23 항에 있어서,

상기 제 1 복조 블록은 ASK 100% 변조 신호를 복조하도록 구성되고, 상기 제 2 복조 블록은 ASK 10% 변조 신호를 복조하도록 구성되는 비접촉 집적회로 카드.
제 23 항에 있어서,

상기 판별 블록은 상기 제 2 복조 블록에 의해서 복조된 신호에 SOF 정보가 포함되었는 지의 여부를 판별하는 비접촉 집적회로 카드.
제 23 항에 있어서,

상기 쉬프트 레지스터는 송신될 데이터를 저장하며;

상기 송신 쉬프트 레지스터로부터의 데이터를 상기 프로토콜 선택 신호에 의해서 설정된 통신 프로토콜의 코드 데이터로 변환하는 코드 변환 블록과; 그리고

상기 설정된 통신 프로토콜에 따라 상기 변환된 데이터 코드를 변조하는 변조 블록을 더 포함하는 비접촉 집적회로 카드.
제 23 항에 있어서,

상기 수신된 무선 주파수 신호의 통신 프로토콜이 현재 생성된 프로토콜 선택 신호의 통신 프로토콜과 일치할 때, 상기 중앙처리장치는 프로토콜 전환 동작을 중지하는 비접촉 집적회로 카드.