KR20050058354A - Ｉｃ 카드 리더 및 과부하 보호수단을 구비하는 어플라이언스 - Google Patents

Ｉｃ 카드 리더 및 과부하 보호수단을 구비하는 어플라이언스 Download PDF

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Abstract

상기 어플라이언스는 IC 카드 작동용 IC 카드 리더(3) 및 특히, IC 카드에 대해 전원 전압 (VCC)을 제공하기 위한 전원 공급장치(4)를 포함한다. 상기 어플라이언스는 과부하 보호 회로(6)를 더 포함하며, 이는 전원 전압의 과부하의 경우에 IC 카드 추출을 도모한다. 상기 전원 공급장치(4)는 전원 공급장치에 대한 어떠한 손상을 피하기 위해 그 후 즉시 꺼진다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 IC 카드 리더(3)는 상기 어플라이언스의 마이크로 컨트롤러(5)를 나타내기 위해 카드 존재 스위치(2)와 함께 구비되며, IC 카드가 상기 카드리더에 삽입되어 있다. 상기 마이크로 컨트롤러는 그 후 상기 IC 카드 작동을 위해 상기 전원 공급장치를 켜기 위한 제어 신호를 제공한다. 상기 보호 회로(6)는 상기 IC 카드용 전원 전압과 상기 카드 존재 스위치의 신호 라인 사이에 연결되어 단락 회로의 검출을 제공한다. 상기 보호 회로는 논리 회로(IC3)를 통해 상기 전원 공급장치(4)를 켜는 다이오드, 비교기 또는 트랜지스터를 포함한다.

Description

ＩＣ 카드 리더 및 과부하 보호수단을 구비하는 어플라이언스{Appliance with an IC Card Reader and Overload Protection}
본 발명은 IC 카드 작동용 IC 카드 리더를 구비하는 어플라이언스(appliance)에 대한 것이다. 이 종류의 어플라이언스가 예컨대 유료 TV 방송(pay TV), 전자 지불, 또는 뱅킹 서비스로부터 알려져 있다.
스마트 카드라고도 알려진 IC 카드는 대략 신용 카드 크기를 갖는 휴대용 정보 매체이다. 이는 집적 카드 제어기(integrated card controller), 또는 각각의 어플라이언스와의 데이터 교환을 위해 적어도 집적 메모리를 포함한다. 이 종류의 휴대용 디바이스가 예컨대 EP-A-0 633 544로부터 알려져 있다. 이 데이터 매체에 대한 일반적인 용어로서 "IC 카드"라는 표현이 이 설명 전체에 걸쳐 사용될 것이다. IC 카드에는 보통 각각의 어플라이언스와의 데이터 교환을 위해 전기적인 연결용 IC 카드 리더에 의해 기계적으로 연결된 접점(contact)이 함께 제공된다.
IC 카드 와 IC 카드 리더를 구비한 각각의 어플라이언스 사이의 통신이 예컨대 WO 97/25685 및 EP-A-0 814 427에 설명되어 있다. 접점을 구비하는 IC 카드 및 IC 카드의 작동 절차를 설명하고 정의하는 국제 표준은 ISO/IEC 7816-3:1997(E)이다. 이 표준은 특히 유료 TV 시스템을 위해 사용된다. 상기 유료 TV 시스템은 셋톱 박스 또는 디지털 위성 수신기와 유료 TV 방송의 수신을 인가하기 위한 IC 카드 리더를 구비한 각각의 IC 카드를 사용한다. 각각의 IC 카드는 데이터를 포함하며, 셋톱 박스로 하여금 수신된 코드된 비디오 신호를 해독하게 한다.
IC 카드 리더를 사용하는 어플라이언스에 있어서, IC 카드를 카드 리더에 삽입할 때 예컨대, IC 카드가 손상되어 있거나 IC 카드상에 습기가 있을 때 단락이 발생할 가능성이 있다. 따라서, ISO/IEC 7816 또는 EMV2000과 같은 표준은 단락에 대비해서 전원 전압(supply voltage)의 보호수단을 요구한다. 그러므로, 예컨대 필립스 반도체에 의해 만들어져 광범위하게 사용되는 인터페이스 IC TDA8004는 이미 단락 보호 수단을 포함하고 있다. 이 집적 회로는 많은 기능을 제공하고 따라서 비교적 비싸다.
IC 카드에 전원을 제공하는 전원 공급용 과전류 보호 회로가 US 5,977,758에 개시되어 있다. 이 회로는 기능 불량인 경우에 마이크로 컨트롤러와 독립적으로 IC 카드의 전원을 끄는 전류 검출 회로를 포함한다.
도 1은 IC 카드 리더 및 과부하 보호 회로를 구비하는 어플라이언스를 나타내는 도면.
도 2는 단락에 대비해서 보호 회로를 포함하는 IC 카드 리더를 구비하는 어플라이언스를 나타내는 도면.
IC 카드 리더 및 높은 신뢰도를 제공하는 과부하 보호수단을 구비하는 어플라이언스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 청구항 1에 상세하게 설명된 바와 같은 어플라이언스에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 점(advantageous developments)이 종속항에 상세하게 설명되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기 어플라이언스는 IC 카드 작동용 IC 카드 리더 및 전원 전압을 제공하기 위한 특히 IC 카드 리더용 전원 공급장치(power supply)를 포함한다. 상기 어플라이언스는 전원 전압의 과부하의 경우에 IC 카드 추출(extraction)을 도모하는(simulate) 과부하 보호 회로를 더 포함한다. 그 후 상기 전원 공급 장치는 전원 공급 장치에 대한 어떠한 피해를 방지하기 위해 즉시 꺼진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 IC 카드 리더는 IC 카드가 카드 리더에 삽입되어 있음을 어플라이언스의 마이크로 컨트롤러에 나타내기 위한 카드 존재 스위치(card presence switch)를 구비한다. 그 후 상기 마이크로 컨트롤러는 작동용 전원 공급장치를 스위칭하기 위한 제어 신호를 IC 카드에 제공한다. 따라서, 카드 존재 스위치 신호가 IC 카드가 삽입되었다는 것을 나타낼 때만 IC카드로 전원이 공급된다. 전원 전압의 과부하의 경우에, 상기 과부하 보호 회로는 카드 존재 스위치의 양의 신호(positive signal)를 어떠한 IC 카드도 존재하지 않는다는 것을 나타내는 값으로 바꾼다. 따라서, IC 카드의 추출이 도모된다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 과부하 보호 회로가 IC 카드용 전원 전압과 카드 존재 스위치의 신호 라인 사이에 연결되어 단락의 검출을 제공한다. 상기 보호 회로는 카드 존재 스위치 값을 IC 카드가 전혀 존재하지 않는다는 것을 나타내는 값으로 리셋하는 다이오드, 비교기(comparator) 또는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
유리하게는, IC 카드용 전원 공급장치의 스위치를 온 및 오프하는 것을 제어하기 위해 논리 회로가 사용된다. 마이크로 컨트롤러로부터 카드 존재 스위치 신호 및 전원 온/오프 신호가 이 회로에 연결되며 논리 회로의 동작은 다음과 같다. 즉, IC 카드가 삽입되어 카드 존재 스위치로부터 양의 신호를 논리 회로에 인가할 때와 상기 마이크로 컨트롤러가 상기 전원 전압을 켜기 위해 명령 신호(command signal)를 제공할 때만 상기 전원 전압 장치가 켜진다. 그 후 상기 논리 회로가 IC 카드의 전원을 켜도록 스위칭한다. 상기 논리 회로는 예컨대 AND 회로 또는 NAND 회로이다. 단락이 발생할 때, 상기 IC 카드로의 전원이 상기 마이크로 컨트롤러와 독립적으로 상기 논리 회로를 통해 즉시 꺼진다. 따라서 상기 전원은 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 작동될 수 있을 때 더욱 빨리 꺼지며, 그 때문에 전원 공급장치를 상하게 하는 위험을 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예가 개략도를 참조해 지금 더욱 상세하게 설명된다.
도 1에 나타난 어플라이언스는 라인(8)을 통해 전원 공급장치(4)에 의해 전원이 공급되는 IC 카드 리더(3)를 포함한다. 상기 IC 카드 리더(3)는 특히 각각의 IC 카드가 삽입될 수 있는 하우징과, 전원 전압 VCC를 IC 카드에 가하고 IC 카드와 상기 어플라이언스의 마이크로 컨트롤러(5)사이에서 디지털 데이터의 교환을 제공하기 위한 접점 단말기(contact terminals)를 포함한다. 상기 카드 리더(3)는 IC 카드가 삽입될 때 신호 라인(7)을 통해 신호 "CARD-DET"를 마이크로 컨트롤러(5)에 공급하는 카드 존재 스위치(2)를 더 포함한다. 카드 존재 스위치(2)는 IC 카드가 삽입될 때 작동되는 기계적 스위치이다. IC 카드가 삽입되는 경우, 상기 스위치(2)가 열린다. 그 후, 도 2에 대해 설명된 바와 같이, 각각의 회로 소자를 통해 논리적인 "높은" 신호인 "CARD-DET"가 마이크로 컨트롤러(5)에 제공된다.
본 발명에 따르면, 과부하 보호 회로(6)가 전원 전압 VCC 라인(8)과 카드 검출 신호 라인(7) 사이에서 연결되며, 전원 전압 VCC의 과부하의 경우에 삽입된 IC 카드의 존재를 나타내는 신호를 어떠한 IC 카드도 존재하는 않는다는 것을 나타내는 값으로 변환한다. 따라서 상기 전원 전압 VCC의 과부하는 상기 전원 공급장치(4)를 끄기 위해 상기 보호 회로(6)를 통해 IC 카드 추출을 도모한다.
본 실시예에 있어서 상기 전원 공급장치(4)는 논리 회로 IC3에 의해 켜지고 꺼지며, 상기 논리회로 IC3의 입력에는 상기 카드 존재 스위치(2)로부터의 "CARD-DET" 신호가 입력 및 상기 마이크로 컨트롤러(5)로부터의 전원 온/오프 신호인 "CMD-VCC"에 인가된다. 그 후 상기 전원 공급장치(4)는 카드 존재 스위치(2)로부터 양의 신호가 제공되어 상기 마이크로 컨트롤러(5)로부터 전원 온 명령일 때만 켜진다. 과부하 상태의 경우에, 상기 보호 회로(6)는 상기 카드 존재 스위치(2)로부터의 신호를 "CARD-DETECTED(카드 검출)"로부터 "NO CARD PRESENT(카드 부존재)"로 변환하고, 따라서 논리 회로 IC3을 통해 즉시 전원 공급장치(4)를 끈다. 상기 논리 회로 IC3은 예컨대 NAND 또는 AND 회로이다.
상기 보호 회로(6)는 예컨대 측정 레지스터를 통해 라인(8)의 전류를 측정하고, 상기 전원 공급장치(4)에 의해 제공된 전류가 너무 높을 때 과부하에 대한 각각의 신호를 제공하는 과전류 보호 회로를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 보호 회로(6)는 전원 전압 VCC의 브레이크다운(breakdown)을 결정하기 위해 전압 임계치를 사용하는 전원 전압 VCC에 대한 전압 검출기를 포함한다. 이는 예컨대 비교기, 트랜지스터 또는 다이오드를 포함하는 보호 회로 또는 다른 스위칭 요소에 의해 수행될 수 있다. 전원 전압 브레이크다운은 예컨대 단락의 경우에 발생한다.
도 2에 디지털 셋톱 박스의 세부가 IC 카드를 사용하여 셋톱 박스의 동작을 위한 IC 카드 리더(3) 및 관련 부품을 포함하여 나타낸다. 상기 IC 카드 리더(3)는 IEC 7816-3:1997(E) 표준에 따른 IC 카드를 사용하여 작동하도록 접점 C1 내지 C8을 구비하는 IC 카드 커넥터(1)을 포함한다. 상기 접점 C1 내지 C8은 다음과 같은 IC 카드로의 연결을 제공한다. 즉, C1은 전원 전압 VCC용이고, C2는 IC 카드의 리셋용이고, C3는 클럭 신호 CLK를 IC 카드에 제공하기 위한 것이고, C4, C5 및 C8은 IC 카드로의 접지 단자 연결을 제공하기 위한 것이며, (프로그래밍 전압 VPP를 위해 예약된)C6, 및 C7은 상기 IC 카드와 상기 셋톱 박스 사이의 데이터 교환을 위한 데이터 입/출력 연결을 제공하기 위한 것이다.
상기 셋톱 박스는 집적 회로 IC1, 버퍼 및 상기 IC 카드 작동을 위해 사용된 디지털 신호를 위한 라인 드라이버를 더 포함한다. IC1에 연결되는 상기 각각의 신호는 접점 C2를 위한 리셋 신호 "RESET-CARD", 접점 C3을 위한 클럭 신호 "CLK-CARD", 및 접점 C7을 위한 데이터 입력 및 출력 신호 "DOUT" 및 "DIN"이다. 상기 집적 회로 IC1은 예컨대 텍사스 인스트루먼츠(TI)의 집적 회로 74HCT244이다. 상기 IC1에 대해, 또한 상기 IC 카드 및 상기 IC 카드 리더(3)의 전자기기(electronics)에 대해 5V의 전원 전압이 사용된다.
상기 IC 카드 리더(3)는 IC 카드가 상기 IC 카드 커넥터(1)로 삽입될 때 IC 카드 검출용 스위치 콘택트 SW가 있는 카드 존재 스위치(2)를 포함한다. 상기 스위치 접점 중 하나인 PRES에 5V의 전원 전압이 레지스터 R1을 통해 연결된다. IC 카드가 상기 IC 카드 커넥터(1)에 삽입될 때 상기 스위치 접점 SW가 열린다. 또한 트랜지스터 T1이 베이스 단말기를 통해 상기 스위치 접점 PRES 에 연결된다. 따라서 상기 스위치(2)가 열릴 때(IC 카드가 삽입되고), 상기 트랜지스터 T1은 "낮은" 출력 신호를 제공하고, 상기 스위치(2)가 닫힐 때 "높은" 출력 신호를 제공한다.
NAND 회로 IC2가 상기 트랜지스터 T1에 연결되며, 셋톱 박스의 마이크로 컨트롤러에 대해 신호 "CARD-DET"를 제공하기 위해 도 2에 도시되지 않았으나 인버터로서 구성된다. 상기 마이크로 컨트롤러는 예컨대 ST 마이크로일렉트로닉스의 "시스템-온-칩" 컨트롤러 STI5516이다. 따라서 상기 NAND 회로 IC2의 상기 출력 신호는 IC 카드가 삽입될 때 "높은"이다. 상기 IC2의 출력은 또한 IC 카드인 단말기 C1에 전원 전압 VCC를 제공하기 위해 NAND 회로 IC3의 입력에 연결된다. 상기 마이크로 컨트롤러의 제어 신호 "CMD-VCC"가 상기 NAND 회로 IC3의 다른 입력에 연결된다. 따라서, IC 카드가 삽입되어 제어 신호 "CARD-DET"이 제공될 때, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 IC 카드에 대해 전원 전압 VCC를 켜기 위해 신호 "CMD-VCC"를 제공한다. 상기 전원 전압 VCC는 트랜지스터 T2에 의해 제공되고, 상기 IC3의 출력이 트랜지스터T2의 베이스 단자에 연결된다. 상기 NAND 게이트 IC3의 출력이 "낮은"으로 변환할 때, 트랜지스터 T2는 상기 IC 카드 커넥터(1)의 접점 C1에 5V의 전원 전압 VCC를 제공하기 위해 변환한다.
상기 접점 C1에 전원 전압 VCC를 제공하는 라인과 카드 존재 스위치(2)의 스위치 접점 PRES로부터 나오는 라인 사이에 다이오드 D1이 연결되며, 상기 스위치 접점의 신호는 "높은"이나 상기 전원 전압 VCC가 "낮은"일 때 상기 다이오드 D1이 전도하는 형태로 구성된다. 따라서, IC 카드가 삽입되어 전원 전압 VCC가 브레이크다운될 때, 예컨대, 상기 IC 카드가 각각의 IC 카드 접점 사이에서 단락될 때, 상기 다이오드 D1이 트랜지스터 T1에 연결되며 따라서 트랜지스터 T1을 끈다. 그 후 상기 NAND 회로 IC2의 출력이 "낮은"으로 변환하며, NAND 회로 IC3을 통해 상기 트랜지스터 T2를 즉시 끈다. 상기 IC 카드용 상기 전원 공급장치인 상기 트랜지스터 T2는 따라서 트랜지스터 T1과 NAND 회로 IC2 및 IC3에 의해 즉시 꺼지고 단락에 의해 손상되지 않을 것이다. 상기 트랜지스터 T2가 상기 마이크로 컨트롤러를 통해 꺼지는 경우일 때 훨씬 작은 지연이 있다. 상기 다이오드 D1은 따라서 매우 효과적인 단락 보호를 제공한다.
NAND 회로 IC2 및 IC3 대신에, 또한 제어 가능한 출력을 제공하는 버퍼/라인 드라이버 회로가 사용될 수 있다. 예컨대, 필립스 반도체로부터 제조된 4개의 버퍼/라인 드라이버 집적회로 74HC125 또는 74HC126이 사용될 수 있다. 이 회로들은 출력이 각각의 출력 인에이블 입력을 통해 제어 가능한 4개의 비반전형 버퍼(non-inverting buffers)를 포함하며, 출력들 상기 74HC125는 능동적인 낮은 인에이블 입력(active LOW enable inputs)을 구비하고, 상기 74HC126은 능동적인 높은 인에이블 입력(active LOW enable inputs)을 구비한다.
도 1의 상기 과부하 보호 회로(6)는 또한 전원 공급장치 회로내에 구성될 수 있으며, 그 후 과부하의 경우에 에러 신호를 제공한다. 예컨대, 페어차일드 반도체사의 조정 가능한 전원 전압 조정기(power voltage regulator) LP2951이 사용될 수 있으며, 저출력 전압의 경우에 에러 신호를 제공하고, 예컨대 단락의 경우에 발생할 수 있다. 도 1과 같이, 상기 IC LP2951은 마이크로 컨트롤러(5)로부터 상기 신호 CMD-VCC를 경유해 켜지고 꺼진다.
IC LP2951로부터의 상기 에러 신호는 예컨대 버퍼/라인 드라이버 회로인 IC 74HC125의 출력 가능한 입력에 적용될 수 있고, 도 1의 상기 카드 검출 신호 "CARD-DET"가 입력에 연결될 수 있으며, 출력이 IC3 및 상기 마이크로 컨트롤러(5)에 연결된다. 그 후 상기 전원 전압 VCC의 과부하의 경우에, IC LP2951로부터의 상기 에러 신호가 상기 버퍼/라인 드라이버 회로의 상기 출력을 양(positive)에서 음(negative)으로 바꾸고, 따라서 IC 카드 추출을 도모하며, IC3을 통해 상기 전원 공급장치(4)를 끈다.
설명된 바와 같이 상기 과부하 검출은 특히 IC 카드로 작동하는 디지털 셋톱 박스 또는 위성 수신기에 적합하나, IC 카드 작동을 위해 IC 카드 리더를 구비하는 다른 어플라이언스에 적용 또한 가능하다. 상기 어플라이언스는 또한 동일한 방법으로 보호되는 IC 카드 리더를 더 구비할 수 있다.
본 발명은 유료 TV 방송(pay TV), 전자 지불, 또는 뱅킹 서비스와 같은 IC 카드 작동용 IC 카드 리더를 구비하는 어플라이언스에 대한 것이다.

Claims (9)

  1. IC 카드 리더(3) 및 전원 전압(VCC)을 제공하기 위한 전원 공급장치(4, T2)를 포함하는 어플라이언스에 있어서,
    상기 어플라이언스는 전원 전압(VCC)의 과부하의 경우에 IC 카드 추출을 도모하는 과부하 보호 회로(6, D1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IC 카드 리더(3)는 카드 존재 스위치(2)를 포함하며, 전원 전압(VCC)의 과부하의 경우에, IC 카드 추출을 도모하기 위해 상기 과부하 회로(6, D1)는 카드 검출 신호(CARD-DET)를 양에서 음으로 바꾸는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과부하 보호 회로(6, D1)는 상기 전원 전압(VCC)의 과부하 검출을 위해 카드 존재 스위치(2) 및 전원 전압(VCC)에 연결되는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 과부하 보호 회로(6, D1)는 상기 전원 전압(VCC)의 전압 브레이크다운을 검출하기 위해 구성되는 다이오드(D1), 비교기 또는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카드 검출 신호(CARD-DET)가 양일 때 상기 전원 공급장치(4, T2)만 켜기 위해 카드 검출 신호(CARD-DET) 및 마이크로 컨트롤러(5)에 의해 제공된 전원 전압 "온/오프" 명령 (CMD-VCC)이 스위칭 수단 (IC3)의 입력에 연결되는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 수단(IC3)은 논리 회로 게이트 예컨대, 출력 인에이블 입력을 구비하는 NAND 또는 AND 회로 또는 버퍼/라인 드라이버 회로인 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  7. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 과부하 보호 회로(6)는 과부하의 경우에 에러 신호를 제공하는 상기 전원 공급장치 회로(4)내에 구성되고, 상기 각각의 전원 전압 (VCC)의 과부하의 경우에 IC 카드 추출을 도모하기 위해 상기 에러 신호가 논리 회로를 통해 카드 검출 신호(CARD-DET)를 양에서 음으로 바꾸는 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원 전압(VCC)은 상기 IC 카드 리더(3) 특히, IC 카드 접점(C1)에 대한 전원 전압인 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어플라이언스는 디지털 셋톱 박스 또는 각각의 IC 카드 리더가 있는 디지털 위성 수신기인 것을 특징으로 하는 어플라이언스.
KR1020057002763A 2002-08-21 2003-08-08 Ｉｃ 카드 리더 및 과부하 보호수단을 구비하는 어플라이언스 KR100998211B1 (ko)

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