KR20030086005A - 복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치 및 그것의동작 방법 - Google Patents

복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치 및 그것의동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 집적 회로 장치는 복수의 통신 모드들을 가지며, 제 1 및 제 2 데이터 라인들에 연결되는 송수신 회로를 포함한다. 집적 회로 장치는 전압 제어 회로를 더 포함하며, 상기 전압 제어 회로는 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결되었는 지의 여부를 판별한다. 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결될 때, 상기 전압 제어 회로는 소정 시간 동안 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식할 수 없도록 상기 제 1 데이터 라인들의 전압들을 제어한다.

Description

복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치 및 그것의 동작 방법{INTEGRATED CIRCUIT DEVICE WITH MULTIPLE COMMUNICATION MODES AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 집적 회로 장치들 (integrated circuit devices)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 직렬 버스 통신 모드들 (serial bus communication modes)을 갖는 집적 회로 장치에 관한 것이다.
스마트카드는, 잘 알려진 바와 같이, 국제 표준화 기구 (International Standardization Organization: ISO) 7816 표준 (이하, "ISO-7816 표준이라 칭함)에 따른 방식으로 스마트카드 판독기 (smart card reader)와 인터페이스한다. 스마트카드에는 8개의 핀들이 제공된다. 즉, 스마트카드는 전원 전압 단자 (VDD), 접지 전압 단자 (VSS), 리세트 단자 (RST), 클록 단자 (CLK), 입/출력 단자 (SIO), 고전압 단자 (VPP), 그리고 2개의 예비 단자들 (reserved terminals)을 포함한다.
집적 회로 장치로서, 스마트카드는 점차적으로 ISO-7816 표준에 따른 방식과 더불어 다른 직렬 버스 통신 방식에서 동작 가능하도록 설계되고 있다. 예를 들면, 직렬 버스 통신 방식은 범용 직렬 버스 통신 모드 (universial serial bus communication mode: 이하, "USB 통신 모드"라 칭함)이다. 그러한 스마트카드의 경우, 예비 단자들은 USB 통신 모드에서 데이터를 전송하기 위한 단자들로서 사용될 것이다. 따라서 스마트카드는 외부 장치 (예를 들면, 스마트카드 판독기)와 인터페이스하기 위해서 ISO-7816 통신 모드 (이하, "ISO 통신 모드"라 칭함)에서 또는 USB 통신 모드에서 동작할 것이다.
하지만, ISO와 USB 통신 모드들을 모두 지원하더라도, 스마트카드는 외부 장치가 지원하는 통신 모드에 따라 ISO와 USB 통신 모드들 중 어느 하나의 통신 모드에서 동작해야 한다. 이는 스마트카드의 통신 모드가 어느 하나로 고정되어야 함을 의미한다. 결국, 스마트카드는 ISO와 USB 통신 모드들 중 어느 하나의 통신 모드를 사용할 수 없다.
본 발명의 목적은 복수의 통신 모드들에서 모두 동작 가능한 집적 회로 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부 장치와 연결될 때 상기 외부 장치가 인식하기 이전에 상기 외부 장치와의 연결 상태를 먼저 인식하는 집적 회로 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 집적 회로 장치를 보여주는 블록도;
도 2는 도 1에 도시된 풀업 회로들의 바람직한 실시예;
도 3a는 외부 장치와 전기적으로 연결될 때 데이터 라인들의 전압 변화를 보여주는 도면;
도 3b는 외부 장치와 전기적으로 연결되지 않을 때 데이터 라인들의 전압 변화를 보여주는 도면;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치를 보여주는 블록도;
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 풀업 회로의 바람직한 실시예들;
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 집적 회로 장치로서 스마트카드를 보여주는 블록도;
도 7은 도 6에 도시된 스마트카드의 동작을 설명하기 위한 흐름도;
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치로서 스마트카드를 보여주는 블록도들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 집적 회로 장치200 : 외부 장치
300 : 스마트카드
상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 집적 회로 장치는 복수의 통신 모드들을 가지며, 제 1 및 제 2 데이터 라인들과 상기 제 1 및 제 2 데이터 라인들에 연결되는 송수신 회로를 포함한다. 전압 제어 회로는 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결되었는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 따라 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어한다. 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결될 때, 상기 전압 제어 회로는 소정 시간 동안 상기 외부 장치가 상기집적 회로 장치를 인식할 수 없도록 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어한다.
이 실시예에 있어서, 상기 소정 시간 동안, 상기 집적 회로 장치는 상기 전압 제어 회로의 판별 결과에 따라 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 설정된다.
이 실시예에 있어서, 상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간이 경과한 후 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하도록 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간 동안 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 소정의 기준 전압보다 낮게 제어하며, 그 결과 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전압 제어 회로는 상기 외부 장치가 저속/고속 장치로서 상기 집적 회로 장치를 인식하도록, 상기 소정 시간 후에 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 증가시킨다.
이 실시예에 있어서, 상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간 동안 상기 제 1 데이터 라인의 전압과 동일하도록 상기 제 2 데이터 라인의 전압을 제어하되, 상기 소정 시간 후에 상기 제 2 데이터 라인의 전압은 상기 외부 장치에 의해서 결정된다.
이 실시예에 있어서, 상기 복수의 통신 모드들은 아이에스오 통신 모드와 비-아이에스오 통신 모드를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 집적 회로 장치는 상기 아이에스오 통신 모드와 상기 비-아이에스오 통신 모드를 지원하는 스마트카드를 포함하고, 상기 외부 장치는 스마트카드 판독기를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 참조 도면들에 의거하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 집적 회로 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 집적 회로 장치 (100)는 슬레이브 장치 (slave device)로, 다양한 통신 모드들 (multiple communication modes) 중 어느 하나의 통신 모드에 따른 방식으로 마스터 장치 (master device) (200)와 통신한다. 여기서, 통신 모드들은 ISO 통신 모드와 비-ISO 통신 모드 (non-ISO communication mode)를 포함한다. 비-ISO 통신 모드는, 이 실시예에서, 범용 직렬 버스 (Universal Serial Bus: USB) 통신 모드를 포함한다. 하지만, 비-ISO 통신 모드가 다른 통신 모드들을 포함함은 자명하다. 집적 회로 장치 (100)는 마스터 장치 (200)에/로부터 데이터를 송신/수신하기 위한 데이터 라인들 (또는 데이터 단자들) (D+, D-)을 포함한다. 데이터 라인들 (D+, D-)을 통해 전달되는 데이터를 수신하고 데이터 라인들 (D+, D-)을 통해 데이터를 송신하기 위한 슬레이브 송수신 회로 (slave transceiver) (110)가 데이터 라인들 (D+, D-)에 연결되어 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 데이터 라인들 (D+, D-)에는 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)이 각각 연결되어 있다. 데이터 라인들 (D+, D-)에는 제어 회로 (control circuit) (140)가 연결되어 있다. 제어 회로 (140)는 데이터 라인들 (D+, D-) 상의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮은 지의 여부를 검출한다. 제어 회로 (140)는 검출 결과에 따라 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)을 제어한다. 이는 이후 상세히 설명될 것이다. 마스터 장치 (200)는 데이터 라인들 (D+, D-)에 연결되는 마스터 송수신 회로 (master transceiver) (210)를 포함한다. 마스터 장치 (200)의 데이터 라인들 (D+, D-)에는 풀다운 저항기들 (Rpd)이 각각 연결되어 있다.
본 발명에 따른 집적 회로 장치 (100)는 마스터 장치 (200)와 전기적으로 연결될 때 마스터 장치 (200)로부터 전원을 공급받고, 마스터 장치 (200)의 제어를 받는다. 슬레이브 장치로서 집적 회로 장치 (100)를 제어하기 위해서, 마스터 장치 (200)는 먼저 슬레이브 장치 (100)가 연결되었는 지의 여부를 판별하고, 그 다음에 판별 결과에 따라 슬레이브 장치 (100)와 통신한다. 마스터 장치 (200)는 데이터 라인들 (D+, D-) 상의 전압들에 응답하여 슬레이브 장치 (100)가 마스터 장치 (200)와 연결되었는 지의 여부를 인식하게 된다. 본 발명에 따른 슬레이브 장치 (100)는 데이터 라인들 (D+, D-) 상의 전압들을 제어하여 마스터 장치 (200)가 자신 즉, 슬레이브 장치 (100)를 인식하게 또는 인식하지 못하게 한다. 이는 이후 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 있어서, 집적 회로 장치 (100)는 범용 직렬 버스 장치 (이하, USB 장치라 칭함)이고, 마스터 장치 (200)는 범용 직렬 버스 허브 (이하, USB 허브라 칭함)이다. USB 장치는 또한 평션 (function)이라고 불린다.
USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결될 때, 도 1에 도시된 제어 회로 (140)는 소정 시간 동안 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)와 연결 상태를 인식하지 못하도록 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)을 제어한다. 예를 들면, 제어 회로(140)는 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결될 때 동일한 저항값을 갖도록 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)을 제어한다. 이는 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결되더라도 데이터 라인들 (D+, D-)이 동일한 전압들을 유지하게 한다. 제어 회로 (140)는 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결되고 소정 시간이 경과한 후 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)와의 연결 상태를 인식하도록 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)을 제어한다. 예를 들면, 제어 회로 (140)는 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130) 중 어느 하나 (120 또는 130)의 저항값을 가변시킴과 동시에 다른 하나의 풀업 회로 (130 또는 120)를 대응하는 데이터 라인과 전기적으로 분리한다.
본 발명의 집적 회로 장치에 있어서, 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)과 제어 회로 (140)는 전압 제어 회로를 구성하며, 상기 전압 제어 회로는 USB 허브 (200)가 상기 USB 장치 (100)에 연결될 때, 소정 시간 동안 상기 USB 허브 (200)가 상기 USB 장치 (100)를 인식할 수 없도록 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들을 제어한다.
본 발명에 따른 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (120, 130)의 바람직한 실시예를 보여주는 도 2를 참조하면, 제 1 풀업 회로 (120)는 2개의 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu2)과 하나의 PMOS 트랜지스터 (MP10)를 포함한다. 풀업 저항기 (Rpu1)는 전원 전압과 데이터 라인 (D+) 사이에 연결되어 있다. 풀업 저항기 (Rpu2)는 전원 전압과 PMOS 트랜지스터 (MP10)의 소오스 사이에 연결되어 있다. PMOS 트랜지스터 (MP10)의 드레인은 데이터 라인 (D+)에 연결되고, PMOS 트랜지스터 (MP10)의 게이트는 제어 신호 (CNTLB)를 받아들이도록 연결되어 있다. 제 2 풀업 회로 (130)는 풀업 저항기 (Rpu3)와 PMOS 트랜지스터 (MP12)를 포함한다. 풀업 저항기 (Rpu3)의 일단은 전원 전압과 연결되어 있다. PMOS 트랜지스터 (MP12)는 풀업 저항기 (Rpu3)의 타단과 데이터 라인 (D-) 사이에 연결되며, 제어 신호 (CNTL)에 의해서 턴 온/오프된다.
여기서, 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3)은 동일한 저항값을 가지며, 풀업 저항기 (Rpu2)는 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3)의 저항값보다 작은 저항값을 갖는다. 예를 들면, 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3) 각각은 150㏀의 저항값을 갖고, 풀업 저항기 (Rpu2)는 1.5㏀의 저항값을 갖는다. 제어 신호들 (CNTL, CNTLB)은 상보적이며, 도 1의 제어 회로 (140)로부터 제공된다. 제어 회로 (140)는 파워-업시 또는 USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결될 때 로우 레벨의 제어 신호 (CNTL)와 하이 레벨의 제어 신호 (CNTLB)를 출력한다. 이는 제 1 풀업 회로 (120)의 PMOS 트랜지스터 (MP10)가 턴 오프되게 하고 제 2 풀업 회로 (130)의 PMOS 트랜지스터 (MP12)가 턴 온되게 한다
본 발명에 따른 집적 회로 장치의 동작이 도 1 및 도 2를 참조하여 이하 상세히 설명될 것이다. 먼저, USB 장치 (100)가 USB 허브 (200)와 전기적으로 연결되지 않을 때 또는 파워-오프시, USB 장치 (100)에는 전원이 인가되지 않는다. 그 다음에, USB 장치 (100)가 USB 허브 (200)와 전기적으로 연결되고 USB 허브 (200)로부터 전원을 공급받으면, 제어 회로 (140)는 전원 전압의 공급에 응답하여 로우 레벨의 제어 신호 (CNTL)와 하이 레벨의 제어 신호 (CNTLB)를 출력한다. 제 1 풀업회로 (120)의 PMOS 트랜지스터 (MP10)는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTLB)에 의해서 턴 오프되는 반면에, 제 2 풀업 회로 (130)의 PMOS 트랜지스터 (MP12)는 로우 레벨의 제어 신호 (CNTL)에 의해서 턴 온된다. 이는 동일한 저항값을 갖는 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3)이 데이터 라인들 (D+, D-)에 각각 연결되게 한다.
동일한 저항값을 갖는 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3)이 데이터 라인들 (D+, D-)에 각각 연결되는 동안, USB 허브 (200)는 USB 장치 (100)가 연결되었음을 인식하지 못한다. USB 장치 (100)가 연결되었음을 인식하기 위해서는, 잘 알려진 바와 같이, 데이터 라인들 (D+, D-) 중 어느 하나의 데이터 라인 상의 전압이 증가되어야 한다. 예를 들면, USB 장치 (100)가 고속의 USB 장치 (full-speed USB device)인 경우, USB 허브 (200)가 USB 장치 (100)에 연결됨에 따라 데이터 라인 (D+) 상의 전압이 증가된다. USB 허브 (200)는 데이터 라인 (D+) 상의 전압이 증가됨에 따라 USB 장치 (100)가 고속의 USB 장치임을 인식한다. USB 장치 (100)가 저속의 USB 장치 (low-speed USB device)인 경우, 데이터 라인 (D-) 상의 전압이 증가된다. USB 허브 (200)는 데이터 라인 (D-) 상의 전압이 증가됨에 따라 USB 장치 (100)가 저속의 USB 장치임을 인식한다.
전원을 공급하는 USB 허브 (200)의 데이터 라인들 (D+, D-)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 약 15㏀의 저항값을 갖는 풀다운 저항기들 (Rpd)을 통해 접지 전압에 각각 연결되어 있다. 데이터 라인들 (D+, D-)에 큰 저항값을 갖는 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3)이 각각 연결된다. 그러므로, 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들은 거의 변화되지 않는다 (도 3a 참조). 예를 들면, 전원 전압이 3.3V이고, 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu3) 각각이 150㏀의 저항값을 갖고, 풀다운 저항기들 (Rpd) 각각이 15㏀의 저항값을 갖는 경우, 데이터 라인들 (D+, D-)은 각각 약 0.3V의 전압을 갖는다. 제어 회로 (140)는 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮은 지의 여부를 검출한다. 만약 그렇다면, 제 1 풀업 회로 (120)의 저항값이 가변됨과 동시에 제 2 풀업 회로 (130)가 대응하는 데이터 라인과 전기적으로 분리된다. 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮을 때, 제어 회로 (140)는 로우 레벨의 제어 신호 (CNTLB)와 하이 레벨의 제어 신호 (CNTL)를 출력한다. 제 1 풀업 회로 (120)의 PMOS 트랜지스터 (MP10)는 로우 레벨의 제어 신호 (CNTLB)에 의해서 턴 온되며, 그 결과 데이터 라인 (D+)에는 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu2)이 동시에 연결된다. 이때, 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu2)의 총 저항값은 약 1.5㏀이 되며, 데이터 라인 (D+)의 전압이 이전 전압값과 비교하여 볼 때 증가된다. 이와 동시에, 제 2 풀업 회로 (130)의 PMOS 트랜지스터 (MP12)는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTL)에 의해서 턴 오프되며, 그 결과 풀업 회로 (130)가 데이터 라인 (D-)과 전기적으로 분리된다. 이때, 데이터 라인 (D-)의 전압은 USB 허브 (200)에 의해서 결정될 것이다. 이후, USB 허브 (200)는 데이터 라인 (D+)의 전압 변화를 검출하여 USB 장치 (100)를 고속의 USB 장치로 인식한다.
데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 도 3b에 도시된 바와 같이 기준 전압보다 큰 경우, USB 장치 (100)는 비-USB 통신 모드 (non-USB communication mode) (예를 들면, ISO 통신 모드)로 동작한다. 즉, USB 장치 (100)는 비록 전원이 공급되더라도 자신이 USB 허브 (200)에 연결되지 않음을 인식하고 다른 통신 모드 (예를 들면, ISO 통신 모드)에서 동작한다. 이후, 집적 회로 장치 (100)는 선택된 통신 모드에 따른 방식으로 동작한다.
본 발명의 집적 회로 장치에 따르면, 집적 회로 장치 (100)가 저속의 USB 장치인 경우, 제 1 풀업 회로 (120)는 데이터 라인 (D-)에 연결되고 제 2 풀업 회로 (130)는 데이터 라인 (D+)에 연결될 것이다. 이점을 제외하면, 집적 회로 장치 (100)는 고속의 USB 장치와 동일한 방식으로 동작할 것이다. 그러므로, 그것에 대한 설명은 여기서 생략된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치를 보여주는 블록도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 풀업 회로의 바람직한 실시예를 보여주는 블록도들이다. 본 발명에 따른 제 2 실시예는 제 2 풀업 회로 (130)가 제거되었다는 점을 제외하면 제 1 실시예와 같다. 슬레이브 장치로서 USB 장치 (100)가 고속의 USB 장치의 경우, 풀업 회로 (120)와 제어 회로 (140a)는 데이터 라인 (D+)에 연결된다. 풀업 회로 (120)는 도 5a에 도시된 바와 같이 연결된 2개의 풀업 저항기들 (Rpu1, Rpu2)과 하나의 PMOS 트랜지스터 (MP10)를 포함한다. 이와 반대로, 슬레이브 장치로서 USB 장치 (100)가 저속의 USB 장치의 경우, 풀업 회로 (120)와 제어 회로 (140a)는 도 5b에 도시된 바와 같이 데이터 라인 (D-)에 연결된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치 (100)는 제 1 실시예의 집적 회로 장치와 유사하게 동작하며, 그것에 대한 설명은 그러므로 생략된다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치 (100)가 제 1 실시예에서 얻을 수 있는 것과 동일한 잇점들을 얻을 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명하다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 집적 회로 장치로서 스마트카드를 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 스마트카드 (300)는 복수의 통신 모드들을 갖는다. 예를 들면, 스마트카드 (300)는 ISO 통신 모드와 비-ISO 통신 모드를 포함한다. 비-ISO 통신 모드는 직렬 버스 통신 모드로서 USB 통신 모드를 포함한다. 스마트카드 (300)는 7개의 VDD, VSS, I/O, RST, CLK, D+, 그리고 D- 단자들 (301-307) 그리고 하나의 예비 단자 (미도시됨)을 갖는다. 스마트카드 (300)는 중앙처리장치 (CPU) (310), ROM (320), RAM (330), NVM (340), 암호 처리기 (crypto processor) (350), 직렬 입/출력 제어 및 레지스터 블록 (serial input/output control & register block) (360)를 포함한다. 스마트카드 (300)는 외부 장치 (예를 들면, 스마트카드 판독기)로부터 제공되는 전원 전압과 접지 전압을 공급받고, 클록 신호 (CLK)에 동기되어 동작한다. 중앙처리장치 (310)는 스마트카드 (300)의 전반적인 동작을 제어하고, ROM (320)과 NVM (340)은 불휘발성 메모리로서 스마트카드 (300)의 동작에 필요한 다양한 프로그램들을 저장한다. ISO 통신 모드에서는, 중앙처리장치 (310)의 제어에 따라 직렬 입/출력 제어 및 레지스터 블록 (360)을 통해 데이터가 입/출력된다.
계속해서 도 6을 참조하면, 집적 회로 장치로서, 스마트카드 (300)는 USB 코어 (370), USB 송수신기 (USB transceiver) (380), 제 1 및 제 2 풀업 회로들 (390, 400), 검출 회로 (detector circuit) (410), 플래그 레지스터 (flagregister) (420), 제어 레지스터 (control register) (430), 그리고 인버터 (INV10)를 더 포함한다.
USB 송수신기 (380)는 D+와 D- 데이터 단자들 (306, 307)에 연결되며, USB 코어 (370)의 제어에 따라 데이터를 외부로부터/로 입력/출력한다. 제 1 풀업 회로 (390)는 데이터 라인 (D+)에 연결되고, 제 2 풀업 회로 (400)는 데이터 라인 (D-)에 연결된다. 제 1 풀업 회로 (390)는 2개의 풀업 저항기들 (Rpu10, Rpu20)과 하나의 PMOS 트랜지스터 (MP20)를 포함한다. 풀업 저항기 (Rpu10)는 전원 전압과 데이터 라인 (D+) 사이에 연결되어 있다. 풀업 저항기 (Rpu20)는 전원 전압과 PMOS 트랜지스터 (MP20)의 소오스 사이에 연결되어 있다. PMOS 트랜지스터 (MP20)의 드레인은 데이터 라인 (D+)에 연결되고, PMOS 트랜지스터 (MP20)의 게이트는 제어 신호 (CNTLB)를 받아들이도록 연결되어 있다. 제 2 풀업 회로 (400)는 하나의 풀업 저항기 (Rpu30)와 하나의 PMOS 트랜지스터 (MP30)를 포함한다. 풀업 저항기 (Rpu30)의 일단은 전원 전압과 연결되어 있다. PMOS 트랜지스터 (MP30)는 풀업 저항기 (Rpu30)의 타단과 데이터 라인 (D-) 사이에 연결되며, 제어 신호 (CNTL)에 의해서 턴 온/오프된다.
검출 회로 (410)는 데이터 라인들 또는 단자들 (D+, D-)에 연결되며, 데이터 라인들 상의 전압들이 기준 전압보다 낮은 지의 여부를 검출한다. 검출 회로 (410)는 검출 결과로서 제 1 및 제 2 검출 신호들 (DET1, DET2)을 발생한다. 플래그 레지스터 (420)는 스마트카드 (300)가 외부 장치와 연결되었는 지의 여부를 나타내는 데이터로서, 검출 회로 (410)의 출력들 (DET1, DET2)을 저장한다. 중앙처리장치(310)는 플래그 레지스터 (420)에 저장된 데이터를 읽어들이고, USB 허브로서 외부 장치가 데이터 라인들 (D+, D-)에 연결되었는 지의 여부를 나타내는 제어 데이터를 생성한다. 그렇게 생성된 제어 데이터는 제어 레지스터 (430)에 저장된다. 제어 레지스터 (430)는 중앙처리장치 (310)로부터의 제어 데이터에 응답하여 로우 레벨 또는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTL)를 발생한다. 제어 레지스터 (430)는 제어 데이터에 응답하여 제어 신호 (DIS)를 발생하며, 검출 회로 (410)는 제어 레지스터 (430)로부터의 제어 신호 (DIS)에 의해서 디세이블된다.
도 7은 도 6에 도시된 스마트카드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 스마트카드의 동작이 이하 상세히 설명될 것이다.
외부 장치 (예를 들면, 스마트카드 판독기)가 스마트카드 (300)와 전기적으로 연결되지 않을 때, 스마트카드 (300)에는 전원이 인가되지 않는다. 스마트카드 (300)가 외부 장치로서 스마트카드 판독기와 전기적으로 연결되면, 스마트카드 (300)는 상기 판독기로부터 전원을 공급받는다 (S100). 제어 레지스터 (430)는 앞서 설명된 바와 같이 전원의 인가에 따라 초기화되고, 그 결과 PMOS 트랜지스터 (MP20)에는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTLB)가 인가되고 PMOS 트랜지스터 (MP30)에는 로우 레벨의 제어 신호 (CNTL)가 인가된다. 이는 동일한 저항값을 갖는 풀업 회로들 (좀 더 구체적으로는, 풀업 저항기들 (Rpu10, Rpu30))이 데이터 라인들 (D+, D-)에 각각 연결되게 한다 (S110).
동일한 저항값을 갖는 풀업 저항기들 (Rpu10, Rpu30)이 데이터 라인들 (D+,D-)에 각각 연결되는 동안, USB 허브로서 스마트카드 판독기는 스마트카드 (300)가 연결되었음을 인식하지 못한다. USB 장치로서 스마트카드 (300)가 연결되었음을 인식하기 위해서는, 앞서 설명된 바와같이, 데이터 라인들 (D+, D-) 중 어느 하나의 데이터 라인 상의 전압이 증가되어야 한다. 전원을 공급하는 스마트카드 판독기 (300)의 USB 데이터 라인들 (미도시됨)이, 앞서 설명된 바와같이, 약 15㏀의 저항값을 갖는 풀다운 저항기들 (도 1 참조)을 통해 접지 전압에 연결될 것이다. 그러한 까닭에, 스마트카드 (300)의 데이터 라인들 (D+, D-)에 풀다운 저항기들 (Rpd10, Rpd30)이 각각 연결되더라도, 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들은 거의 변화되지 않는다 (도 3a 참조).
이때, 검출 회로 (410)는 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮은 지의 여부를 검출한다 (S120). 만약 그렇다면, 제 1 풀업 회로 (120)의 저항값이 가변됨과 동시에 제 2 풀업 회로 (130)가 대응하는 데이터 라인과 전기적으로 분리된다 (S130). 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮을 때, 플래그 레지스터 (420)는 외부 장치가 연결되었음을 나타내는 데이터로서 검출 회로 (410)의 출력들 (DET1, DET2)을 공급받는다. 그 다음에, 중앙처리장치 (310)는 ROM (320)에 저장된 소정의 프로그램에 따라 플래그 레지스터 (420)에 저장된 데이터를 읽어들이고, USB 허브로서 외부 장치가 데이터 라인들 (D+, D-)에 연결되었는 지의 여부를 나타내는 제어 데이터를 생성한다. 그렇게 생성된 제어 데이터는 제어 레지스터 (430)에 저장된다. 제어 레지스터 (430)는 중앙처리장치 (310)로부터의 제어 데이터에 응답하여 제어 신호 (CNTL)를 발생한다. 예를 들면, 외부 장치가 데이터 라인들 (D+, D-)에 연결되었음을 나타낼 때, 제어 레지스터 (430)는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTL)를 발생한다.
제 1 풀업 회로 (390)의 PMOS 트랜지스터 (MP20)는 로우 레벨의 제어 신호 (CNTLB)에 의해서 턴 온되며, 그 결과 데이터 라인 (D+)에는 풀업 저항기들 (Rpu10, Rpu20)이 동시에 연결된다. 이때, 풀업 저항기들 (Rpu10, Rpu20)의 총 저항값은 약 1.5㏀이 되며, 데이터 라인 (D+)의 전압이 이전 전압값과 비교하여 볼 때 증가된다. 이와 동시에, 제 2 풀업 회로 (400)의 PMOS 트랜지스터 (MP30)는 하이 레벨의 제어 신호 (CNTL)에 의해서 턴 오프되며, 그 결과 풀업 회로 (400)가 데이터 라인 (D-)과 전기적으로 분리된다. 이때, 데이터 라인 (D-)의 전압은 외부 장치에 의해서 결정될 것이다. 따라서, 앞서 설명된 바와 같이, 검출 회로 (410)는 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 소정의 기준 전압 (예를 들면, 1V)보다 낮으면, 제 1 풀업 회로 (120)의 저항값이 가변됨과 동시에 제 2 풀업 회로 (130)가 대응하는 데이터 라인과 전기적으로 분리된다.
이후, USB 허브로서 외부 장치는 데이터 라인 (D+)의 전압 변화를 검출하여 스마트카드 (300)를 고속의 USB 장치로 인식한다 (S140). 데이터 라인들 (D+, D-)의 전압들이 기준 전압보다 큰 경우, 스마트카드 (300)는 비-USB 통신 모드 (non-USB communication mode) (예를 들면, ISO 통신 모드)로 동작한다. 즉, 스마트카드 (300)는 비록 전원이 공급되더라도 자신이 USB 통신 모드로 동작하지 않음을 인식하고 다른 통신 모드 (예를 들면, ISO 통신 모드)에서 동작한다. 이후, 스마트카드 (300)는 선택된 통신 모드에 따른 방식으로 동작할 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 집적 회로 장치로서 스마트카드를 보여주는 블록도들이다. 도 8a에 도시된 스마트카드 (300')는 제 2 풀업 회로 (130)가 제거되었다는 점을 제외하면 도 6에 도시된 스마트카드 (300)와 동일하다. 그러므로 그것에 대한 설명은 생략된다. 슬레이브 장치로서 스마트카드 (300')가 고속의 USB 장치의 경우, 도 8a에 도시된 바와 같이, 풀업 회로 (390)와 검출 회로 (410)는 데이터 라인 (D+)에 연결된다. 이와 반대로, 슬레이브 장치로서 스마트카드 (300')가 저속의 USB 장치의 경우, 풀업 회로 (390)와 검출 회로 (410)는 도 8b에 도시된 바와 같이 데이터 라인 (D-)에 연결된다.
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 바와같이, 마스터 장치와 연결될 때 슬레이브 장치는 먼저 마스터 장치를 인식하여 필요한 동작 (예를 들면, 통신 모드를 설정하는 동작)을 수행하고, 그 다음에 마스터 장치가 자신을 인식하게 한다. 복수의 통신 모드들을 지원하는 경우, 슬레이브 장치로서 본 발명의 집적 회로 장치는 어느 하나의 통신 모드에 고정되지 않는다. 그러한 이유로, 나머지 통신 모드들 역시 집적 회로 장치에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 집적 회로 장치가 ISO 통신 모드와 USB 통신 모드를 지원하는 스마트카드인 경우, 스마트카드는 ISO 통신 모드를 지원하는 스마트카드 판독기, USB 통신 모드를 지원하는 스마트카드 판독기, 그리고 ISO 및 USB 통신 모드들을 모두 지원하는 스마트카드 판독기에서 모두 사용될 수 있다.

Claims (40)

  1. 복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치에 있어서:
    복수의 데이터 라인들과;
    상기 복수의 데이터 라인들에 연결된 송수신 회로와; 그리고
    파워-업시 적어도 하나의 데이터 라인 상의 신호에 응답하여, 상기 집적 회로 장치가 외부 장치와 연결되었는 지의 여부를 판별하는 수단을 포함하며, 상기 집적 회로 장치는 소정 시간 내에 상기 판별 수단의 판별 결과에 따라 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 모드들은 아이에스오 통신 모드와 비-아이에스오 통신 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 상기 아이에스오 통신 모드와 상기 비-아이에스오 통신 모드를 지원하는 스마트카드를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 장치는 상기 소정 시간 동안 상기 집적 회로 장치의 연결 상태를인식하지 못하고, 상기 소정 시간이 경과한 후 상기 집적 회로 장치의 연결 상태를 인식하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 판별 수단은 소정의 통신 모드가 설정된 후 디세이블되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  6. 복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치에 있어서:
    제 1 및 제 2 데이터 라인들과;
    상기 제 1 및 제 2 데이터 라인들에 연결되는 송수신 회로와; 그리고
    외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결되었는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 따라 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어하는 전압 제어 회로를 포함하며, 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결될 때, 상기 전압 제어 회로는 소정 시간 동안 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식할 수 없도록 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정 시간 동안, 상기 집적 회로 장치는 상기 전압 제어 회로의 판별 결과에 따라 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간이 경과한 후 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하도록 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간 동안 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 소정의 기준 전압보다 낮게 제어하며, 그 결과 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 외부 장치가 저속/고속 장치로서 상기 집적 회로 장치를 인식하도록, 상기 소정 시간 후에 상기 제 1 데이터 라인의 전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는 상기 소정 시간 동안 상기 제 1 데이터 라인의 전압과 동일하도록 상기 제 2 데이터 라인의 전압을 제어하되, 상기 소정 시간 후에 상기 제 2 데이터 라인의 전압은 상기 외부 장치에 의해서 결정되는 것을 특징으로하는 집적 회로 장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 통신 모드들은 아이에스오 통신 모드와 비-아이에스오 통신 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 상기 아이에스오 통신 모드와 상기 비-아이에스오 통신 모드를 지원하는 스마트카드를 포함하고, 상기 외부 장치는 스마트카드 판독기를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  14. 복수의 통신 모드들을 갖는 집적 회로 장치에 있어서:
    제 1 및 제 2 데이터 라인들과;
    제 1 및 제 2 데이터 라인들에 연결되는 송수신 회로와;
    상기 제 1 데이터 라인에 연결되는 제 1 풀업 회로와;
    상기 제 2 데이터 라인에 연결되는 제 2 풀업 회로와; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 데이터 라인들 상의 전압들에 응답하여 동작하며, 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 전기적으로 연결되었는 지의 여부를 검출하는 제어 회로를 포함하며, 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 연결될 때, 상기 제어 회로는 소정 시간 동안 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식할 수 없도록상기 제 1 및 제 2 풀업 회로들을 제어하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 상기 소정 시간 내에 상기 제어 회로의 검출 결과에 따라 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 전기적으로 연결되고 상기 소정 시간이 경과한 후, 상기 제어 회로는 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하도록 상기 제 1 및 제 2 풀업 회로들을 제어하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 소정 시간 후에 상기 제 1 풀업 회로의 저항값을 가변시킴과 동시에 상기 제 2 풀업 회로를 상기 제 2 데이터 라인으로부터 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 풀업 회로의 저항값은 상기 소정 시간 후에 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하도록 1.5KΩ으로 변화되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 풀업 회로들은 상기 소정 시간 동안 동일한 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식한 후 디세이블되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 아이에스오 통신 모드와 비-아이에스오 통신 모드를 지원하는 스마트카드를 포함하고, 상기 외부 장치는 스마트카드 판독기를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  22. 전원 전압 단자와;
    접지 전압 단자와;
    제 1 및 제 2 데이터 단자들과;
    상기 제 1 데이터 단자에 연결되는 제 1 풀업 회로와;
    상기 제 1 데이터 단자의 전압이 소정의 기준 전압보다 낮은 지의 여부를 검출하고, 검출 결과로서 검출 신호를 출력하는 검출 회로와;
    외부 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부를 나타내는 데이터로서, 상기 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호를 저장하는 플래그 레지스터와; 그리고
    상기 플래그 레지스터에 저장된 데이터에 응답하여 상기 제 1 풀업 회로를 제어하는 제어 회로를 포함하며,
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치에 전기적으로 연결될 때, 상기 제어 회로는 상기 집적 회로 장치가 상기 외부 장치와의 연결을 인식하도록 소정 시간 동안 상기 제 1 풀업 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 라인에 연결된 제 2 풀업 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 소정 시간 동안 상기 제 2 풀업 회로를 상기 제 2 데이터 라인에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 소정 시간 후에 상기 제 2 풀업 회로를 상기 제 2 데이터 라인으로부터 전기적으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제어 회로는
    상기 플래그 레지스터에 저장된 데이터를 받아들이고, 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부를 알리는 제어 데이터를 생성하는 중앙처리장치와; 그리고
    상기 중앙처리장치로부터 전송되는 상기 제어 데이터에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 풀업 회로들을 제어하는 제어 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제어 레지스터는 상기 소정 시간이 경과한 후 상기 검출 회로를 디세이블시키는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 풀업 회로들은 상기 소정 시간 동안 동일한 저항값을 가지며, 그 결과 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 풀업 회로의 저항값은 상기 소정 시간 후에 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하도록 1.5KΩ으로 변화되는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 소정 시간 동안 상기 외부 장치는 상기 집적 회로 장치의 연결 상태를 인식하지 못하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 아이에스오 통신 모드와 비-아이에스오 통신 모드를 지원하는 스마트카드를 포함하고, 상기 외부 장치는 스마트카드 판독기를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 상기 외부 장치와 전기적으로 연결되지 않을 때 상기 아이에스오 통신 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 집적 회로 장치.
  33. 복수의 통신 모드들을 가지며, 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 외부 장치와 통신하는 집적 회로 장치의 동작 방법에 있어서:
    집적 회로 장치가 외부 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부를 판별하는 단계와;
    상기 집적 회로 장치가 상기 외부 장치와 전기적으로 연결될 때, 상기 통신 모드들 중 어느 하나를 선택하는 단계와; 그리고
    상기 외부 장치에, 상기 집적 회로 장치가 상기 외부 장치와 전기적으로 연결되었음을 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 스마트카드를 포함하며, 상기 외부 장치는 스마트카드 판독기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부는 상기 집적 회로 장치의 데이터 단자들의 전압들을 이용하여 판별되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 통신 모드들 중 어느 하나가 선택되는 동안, 상기 외부 장치는 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  37. 복수의 통신 모드들을 가지며, 상기 통신 모드들 중 어느 하나로 외부 장치와 통신하는 집적 회로 장치의 동작 방법에 있어서:
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부를 판별하는 단계와;
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치와 전기적으로 연결될 때, 소정 시간 동안 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못하게 하는 단계와; 그리고
    상기 소정 시간이 경과한 후 상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 집적 회로 장치는 스마트카드를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치와 전기적으로 연결되었는 지의 여부는 상기 집적 회로 장치의 데이터 단자들의 전압들을 이용하여 판별되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 외부 장치가 상기 집적 회로 장치를 인식하지 못하는 동안, 상기 직렬 버스 통신 모드들 중 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 동작 방법.
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