KR19990072224A - 오류 검출 및 변경 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 회로는 스마트 카드에 제공되는 전원에 있어서 스마트 카드에 오류가 가능함을 나타내는 변화가 발생하는 것을 검출하기 위해 제공된다. 예컨대, 회로는 이 변화를 전원이 기준 전압 이하로 강하하는 것을 판단함으로써 검출한다. 만일 변화가 발생하면, 회로는 예컨대, 이들을 접지 전위 또는 그 부근으로 클램핑함으로써 스마트 카드 제어 신호를 변경하며, 이에 의해 스마트 카드 또는 스마트 카드 판독기에 대한 모든 가능한 손상을 방지한다.
Description
페이(pay)-TV 시스템 등의 시스템은 임의의 프로그램 또는 채널로의 액세스를 제한하는 액세스 제어 부시스템을 포함한다. 권리를 가진(요금을 지불한) 사용자만이 이 프로그램를 볼 수 있도록 허용된다.
액세스 제어 시스템은, 집적 회로(IC) 카드, 즉 스마트 카드 특징부를 포함한다. 스마트 카드는 신용 카드 크기의 플라스틱 카드이며, 플라스틱 내에 삽입된 신호 처리 IC를 갖는다. 스마트 카드는 카드의 IC에 대해 신호를 결합하는 스마트 카드 판독기로 삽입된다. 스마트 카드의 IC는 액세스 제어 프로토콜의 일부분으로서 보완 제어 정보와 같은 데이타를 처리한다. IC는 미국, 텍사스, 오스틴에 위치한 Motorola Semiconductor로부터 시판되는 6085 프로세서와 같은 제어 마이크로프로세서를 포함한다. 프로세서는 권리자 관리 및, 신호의 디스크램블 및 스크램블 데이타 성분에 대한 키의 발생을 포함한 다양한 보완 제어 기능을 수행한다.
간혹, 스마트 카드 상의 다양한 접촉부가 파편 또는 스마트 카드 회로의 기능 고장에 의해 함께 단락될 수 있다. 예컨대, 파편이 스마트 카드의 제조, 수송, 사용자 교체 또는 스마트 카드에 대한 닦음 동작 동안, 스마트 카드의 접촉부 상에 축적될 수 있다. 그에 따라, 스마트 카드 접촉부가 단락되며 이것에 의해 스마트 카드 전원이 단락되거나 또는 전원에 낮은 임피던스가 제공되어, 전류 제한 상태가 되게 한다. 만일 카드로의 신호가 오프되지 않거나 즉시 변경되지 않으면, 파괴가 발생한다. 이는, 스마트 카드 및 스마트 카드 판독기 양쪽의 회로를 손상시킨다.
본 발명은 신호 처리 어플리케이션에서 정보로의 액세스를 제한하는 집적 회로(IC) 카드 또는 "스마트(smart)" 카드를 포함하는 액세스 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 오류가 검출될 때의 스마트 카드 판독기 동작에 관한 것이다.
도 1A는 현재의 ISO 표준 7816에 의해 정의된 것과 같은 예시적인 스마트 카드의 접촉부의 물리적인 레이아웃을 나타낸다.
도 1B는 현재의 ISO 표분 7816에 의해 정의된 것과 같은 예시적인 스마트 카드의 접촉부 및 신호 할당을 나타낸다.
도 2는 스마트 카드 판독기에 채용된 것과 같은 본 발명의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 3은 전계 효과 트랜지스터(FET)를 이용한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.
도 4는 스마트 카드에 대한 제어 라인을 격리시키기 위해 전송 게이트를 이용한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.
본 발명에 따라, 회로는 스마트 카드 판독기에 결합된 전원에서, 스마트 카드에서 오류(에컨대, 단락된 접촉부 또는 다른 기능 불량)가 발생될 수 있음을 나타내는 변화가 발생하는 것을 검출하기 위해 제공된다. 예컨대, 이 회로는 스마트 카드에 결합된 전압과 기준 전압을 비교함으로써 이 변화를 검출한다. 회로가 전압이 기준 전압 이하로 강하하였음을 검출하면, 예컨대 스마트 카드 제어 신호를 접지 전위에 또는 접지 전위 부근으로 클램핑함으로써 스마트 카드 제어 신호를 변경시킨다. 이것은, 임의의 전위가 스마트 카드 또는 스마트 카드 판독기를 손상시키는 것을 방지한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더 잘 이해된다.
국제 표준화 기구(ISO) 표준 7816은 스마트 카드 인터페이스에 대한 세부 명세를 제정했다. 특히, ISO 표준 7816-2는 스마트 카드로의 전기 인터페이스가 도 1A에 도시된 바와 같이, 카드 표면 상에 위치된 8개의 접촉부와 접속되어야 함을 특정한다. 접촉점에서의 8개의 신호중 6개는 Vcc(전원), RST(리셋 신호), CLK(클록 신호), GND(접지), Vpp(IC 카드에서의 프로그래밍 메모리를 위한 프로그래밍 전압), 및 I/O(직렬 데이타 입력/출력)로서 규정된다. 2개의 접촉부는 차후의 사용을 위해 남겨둔다. 스마트 카드 접촉부로의 신호의 할당은 도 1B에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예를 나타낸다. 8개의 접촉부 C1-C8를 가진ISO 7816에 따른 스마트 카드(100)는 스마트 카드 판독기(200)에 결합되어 상호 통신한다. 또, 스마트 카드(100)의 접촉부 C1-C8의 규정 및 할당은 도 1B에 도시되어 있다.
도 2에 도시된 스마트 카드 판독기(200)는 또한 도 1B에 도시된 것과 같은 동일한 할당 및 규정을 갖는 8개의 접촉부 C1'- C8'를 갖는다. 특히, 스마트 카드 판독기(200)의 접촉부 C1'는 스마트 카드에 전원 전압을 제공하는 Vcc 접촉부이다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 전원은 조정된 +5V 전원(220)이다.
추가로, 접촉부 C2', C3' 및 C7'에는 제어 회로(210)로부터 각 제어 신호 RST, CLK 및 I/O 데이타가 제공된다. 이들 제어 신호는 제어 라인 CTRL2, CTRL3, 및 CTRL7을 통해 접촉부에 대해 전달된다. 마이크로프로세서(도시되지 않음)의 통제 하에 있는 제어 회로(210)는 소정의 어플리케이션 및 설계 요구에 따라 선택적으로 스마트 카드에 적절한 신호를 제공한다. 예컨대, 필요하다면 마이크로프로세서는 제어 회로(210)에게 제어 라인 CTRL2을 통해 접촉부 C2'에 리셋 신호 RST를 전송하도록 명령한다. 이로써, 스마트 회로(100)는 리셋될 수 있다. 비록 3개의 제어 라인만이 도시되었지만, 당업자는 추가의 제어 라인이 스마트 카드(100)에 대해 신호를 전도하기 위해 차후 유사하게 사용될 수 있음을 이해한다.
본 발명의 검출 및 변경 회로(300)는 검출 트랜지스터 Q1을 포함한다. 이 실시예의 Q1은 Motorola에 의해 제조된 2N3906 트랜지스터와 같은 PNP 바이폴라 트랜지스터이다. Q1의 에미터 단자(311)는 기준 전원(230)에 접속된다. 이 실시예에서, 기준 전압은 Vcc 전원 +5V와 동일한 전위를 갖도록 미리 규정되어 있다. Q1의 베이스 단자(321)는 4.7 KΩ 베이스 저항기(351)의 일단부에 접속된다. 저항기(351)의 다른 단부는 전원(220)의 출력 Vcc에 접속된다. 이로써 검출 트랜지스터 Q1는 차후 명백하게 나타나는 바와 같이, 전원(200)을 모니터할 수 있다.
제어 라인 CTRL2, CTRL3 및 CTRL7 각각은 클램핑 트랜지스터 Q2, Q3 및 Q4의 콜렉터 단자(332-334)중 하나에 각각 접속된다. 본 실시예의 클램핑 트랜지스터 Q2, Q3 및 Q4는 Motorola에 의해 제조된 모델 BC546B와 같은 NPN 바이폴라 트랜지스터이다. 클램핑 트랜지스터 Q2-Q4의 베이스 단자(322-324) 각각은 4.7 KΩ 저항기(352-353)의 일단부에 각각 결합된다. 저항기(352-353)의 타단부는 검출 트랜지스터 Q1의 콜렉터 단자(331)에 접속된다. Q2-Q4의 모든 에미터 단자는 접지된다.
검출 및 셧-다운(shut-down) 회로(300)의 기능은 이하 설명된다. 회로(300)의 검출부의 기능은 전원 전압 Vcc의 변화를 검출하는 것이다. 스마트 카드 판독기의 전원에서 단락 상태 또는 전류 제한 상태가 존재하면, 출력은 통상적으로 의도된 Vcc(즉, 이 실시예에서 +5V) 이하로 강하되었음을 알 수 있다. 이 실시예에서 Q1은 그 베이스 단자(321)에서 Vcc 출력을 항상 모니터링한다. 전압 출력 Vcc가 소정의 기준 전압 이하의 6V보다 낮게 강하하면, 트랜지스터 Q1은 온된다.
트랜지스터 Q1이 온이 되면, 회로(300)의 변경부에서의 클램핑 트랜지스터(Q2-Q4)의 베이스 단자(322-324)를 통해 전류가 흐른다. 이것에 의해 클램핑 트랜지스터 Q2-Q4는 온이 되고, 그에 따라 제어 라인 CTRL2, CTRL3 및 CTRL7은 접지 전위(Vce 포화 전압, 통상적으로 0.005 - 0.2V) 또는 그 부근의 전위를 갖도록 클램핑된다. 이는 제어 라인 상의 전압을 변경하고, 효과적으로 셧-다운시켜 스마트 카드 또는 스마트 카드 판독기의 임의의 회로에 대한 임의의 전위 손상을 방지한다.
도 3은 본 발명의 또하나의 실시예를 도시하다. 이 실시예에서, 검출 및 변경 회로(300)는 바이폴라 트랜지스터 대신에 전계 효과 트랜지스터(FET)를 포함한다. 이 실시예는, 회로(300)가 집적 회로(IC)의 일부분으로서 구현될 때 유리하다. 추가로, 도 3에 도시된 기준 전원(231')은 조절되어 변화될 수 있다. 이로써, 사용자는 설계 요구에 따라, 검출 트랜지스터 Q1 및 클램핑 트랜지스터 Q2-Q4가 온이 되는 기준 전압을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 회로(300)의 변경부는 전송 게이트 G1-G3를 포함한다. 이들 전송 게이트 G1-3는 검출 트랜지스터 Q1에 의해 제어된다. Q1이 전원(220)이 기준 전압 Vref 이하로 강하함을 검출하면, Q1은 전송 게이트 G1-G3로 하여금 접촉부 C2', C3' 및 C7'로부터의 제어 신호를 차단하도록 한다.
당업자는, 본 발명이 특정 실시예에 관련하여 설명되었어도, 그 변형 및 수정이 본 발명의 본질을 벗어나지 않고 설명된 실시예에 대해 만들어질 수 있음을 이해한다. 예컨대, 본 발명이 ISO 사양의 실시예를 이용하여 주로 설명되었지만, 비표준 시스템을 포함하여 임의의 스마트 카드 관련 시스템에 채용될 수 있음이 명백하다. 따라서, 첨부된 청구범위는 상기 설명 및 실시예로부터 발생되는 모든 변형을 포함하도록 의도된다.
Claims (12)
- 스마트 카드에 제어 신호를 결합시키는 수단과,상기 스마트 카드에 제공된 전원 전압에서의 변화를 검출하는 수단과,상기 결합 수단에 결합되어, 상기 전원 전압에서의 상기 변화의 검출에 응답하여 상기 제어 신호를 변경시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 판독기.
- 제1항에 있어서, 상기 검출 수단은, 상기 전원 전압을 기준 전압과 비교하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 판독기.
- 제2항에 있어서, 상기 비교 수단은, 상기 전원 전압이 기준 전압 이하로 강하하는 것을 판단하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 판독기.
- 제1항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 제어 신호를 접지 전위로 클램핑하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 판독기.
- 스마트 카드를 보호하는 회로에 있어서,상기 스마트 카드에 제공되는 전원 전압에 결합되어, 상기 전원 전압에서의 변화를 검출하는 검출 회로와,상기 스마트 카드에 제공되는 제어 회로에 결합되어, 상기 전원 전압에서의 상기 변화의 검출에 응답하여 상기 제어 신호를 변경시키는 변경 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 회로.
- 제5항에 있어서, 상기 변화는, 상기 전원 전압이 기준 전압 이하로 강하하면 상기 검출 회로에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 회로.
- 제6항에 있어서, 상기 검출 회로는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 회로.
- 제5항에 있어서, 상기 변경 회로는 상기 제어 신호를 접지 전위로 클램핑하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 회로.
- 스마트 카드를 보호하는 방법에 있어서,상기 스마트 카드에 제공되는 전원에 변화가 존재하는지를 검출하는 단계와,상기 검출에 응답하여 상기 스마트 카드에 제공되는 제어 신호를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 검출 단계는, 상기 전원이 기준 전압 이하로 강하하는 것을 판단하기 위해 상기 전원과 기준 전압을 비교하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변경 수단은 상기 결합 수단으로부터의 제어 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 판독기.
- 제5항에 있어서, 상기 변경 회로는 상기 스마트 카드로부터의 제어 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 보호 회로.
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