TW201040843A - Smart card reader - Google Patents

Description

201040843 六、發明說明： 【先前技術】 諸多智慧型讀卡機接受不同類型的卡，且使—主機控制 器（諸如，一 PC(個人電腦））識別卡之類型，諸如，經由一 USB(通料列匯流排）集線器插人至該主機控制器之細 器件。該讀卡機充當會將來自卡之請求轉送至主機之一 聰集線器或「橋接器」。以—方式，卡將枚舉至pc。 【實施方式】

在以下說明中，參照形成本發明之—部分且其中以㈣ 說明方式顯示可實踐之具體實施例之隨附圖式。充分詳細 地闡述此等實施例以使熟習此項技術者能夠實踐本發明， 且^里解可利用其他實施例，且可在不背離本發明之範缚 之情況下作出結構、邏輯及電改變H不應將對實例 性實施例之以下說明視為具有一限定意義，且本發明之範 嘴由隨附申請專利範圍界定。 在-個實施例中，本文中所闡述之功能或演算法可以軟 體或軟體與人類實施程序之-組合來實施。軟體可由儲^ 於電腦可讀媒體(諸如，記憶體或其他類型儲存器件)上之 電腦可執行指令組成。此外，此等功能對應於係軟體、硬 體：韌體或其等之任一組合之模組。可視需要以—個或多 個模組執彳m力能，且所M述之實施例僅係實例。可 於電腦系統（諸如，一個人電腦、伺服器或其他 統）上運作之—數位信號處理器、ASIC、微處理器气: 類型處理器上執行軟體。 成其他 146613.doc 201040843 一智慧型讀卡機識別一卡類型且在不中斷一主機系統之 情況下起始與一卡之通信。在一個實施例中，一 USB(通用 串列匯流排）卡不被識別為主機週邊之USB。主機將發現具 有 ^之智慧型讀卡機。但若該卡係數種不同類型中之一 者（諸如，一UART7810或USB卡），則其將不改變工作方 式。卡實質上枚舉至智慧型讀卡機。然後，該智慧型讀卡 機將告知主機已偵測到一智慧型卡。 在各種實施例中，與不同卡互動之軟體知識可嵌入於智 慧型讀卡機中。不需要改變或修改主機控制器驅動器。該 或該等控制器驅動器可僅直接與智慧型讀卡機通信。智慧

型明卡機負責處置在一個實施例中使用uarT78丨6或USB 協定之通信，或處置使用用於其他不同類型卡之其他協定 之通信。 在一個實施例中，當將一不同類型卡插入智慧型讀卡機 中時不高要改變應用程式之行為。可將來自此等卡之請求 定址至智慧型讀卡機。在先前讀卡機之情況下，主機應用 程式需要通信至一智慧型讀卡機（若偵測到UART89i6+ ) 或通信至一 USB器件（若偵測到一 USB智慧型卡）。需要支 援兩倍之多的驅動器以及維持雙命令集。 在一主機上運行之使用智慧型讀卡機能力之諸多應用程 式不具有智慧型卡協定之知識。此等應用程式存取用於通 信、加密或資料收集之一高層級Αρι(應用程式程式化介 面）。由於在各種實施例中智慧型卡知識駐存於智慧型讀 卡機中，因此此等應用程式不需要具有該知識。 146613.doc 201040843 圖1係耦合至一主機115之一智慧型讀卡機11〇之一方塊 圖。智慧型讀卡機no具有一實體介面12〇，多個卡可（諸 如）藉由插入連接至該實體介面中。在一個實施例中，實 ㈣面120在-插槽中包含多個接針，當將卡插入至該插 ' #巾日㈣等接針與卡上之轉接針Μ。接針可經提供以 用於各種信號，諸如Vcc—VBUS、Gnd(接地）、㈣（重置）、 ok(時脈）、IO(UART7816智慧型卡之輸入/輸出）及 〇 C4-D+、C8-D·。D+及D-接針用於係差分信號之USB信 號。差分信號之使用提供比某些其他通信協定（諸如，用 於UART7816智慧型卡之彼等通信協定）更快之邏輯轉換且 因此-更局之通量。在-個實施例中，實體介面包括一卡 存在接針125。 在-個實施例中’不同類型卡中之每—者可利用不同電 壓以經由實體介面12〇連接至讀卡機11〇。舉例而言， UART7816智慧型卡可利用一第一位準電壓（對應於不同類 〇 卡之以V、3 V或5 V)，而USB卡可利用33 v之一正電 壓。-第-邏輯介面130搞合至實體介面12〇以將智慧型卡 110電壓轉化為uART7816智慧型卡在實體介面處所需之位 • 準。一第二邏輯介面135亦耦合至實體介面12〇以將智慧型 * 卡11G電壓位準轉化為USB卡中且尤其是D+及D_接針所利 用之位準。 一電源140耦合至第一邏輯介面130以給Vcc—VBUS接針 提供適宜功率位準。一USB調節器145輕合至第二邏輯介 面135 ’且提供差分電壓以供通信。一第一控制器⑽耦合 146613.doc 201040843 至電源，且首先用於嘗試與插入至實體介面12〇之插槽中 之一第一類型卡通信。若不成功，則一第二控制器155用 於嘗試與插入至實體介面i 2〇之插槽中之一第二類型卡通 信。在其他實施例中可使用其他類塑卡，依序測試每一卡 以確定對應卡之性質及與其通信之適宜構件。在一個實施 例中’主機控制器U5不涉及確定插入至實體介面12〇之插 槽中之卡之類型，且可經由智慧型讀卡機Π0同樣地對待 不同類型之此等卡。 在一個實施例中，一系統處理器160(諸如，一 CPU(中央 處理器單元））係控制建立與插入卡之通信之一微處理器或 微控制器。當將一卡插入至實體介面120之插槽中時，（諸 如）藉由將卡存在接針短接至接地而啟動該卡存在接針。 在其他實施例中’偵測可替代地藉由使接針短接至一預定 電壓（諸如’ Vcc)來進行。此可經由第一控制器15〇組態。 經由輕合至處理器160之一線165偵測此啟動。產生一中 斷，處理器160開始證實所連接卡之類型，及如何與此卡 通L。一旦建立此通信，至該卡之一共同介面即經由一主 機匯流排控制器及介面170提供至主機控制器丨15。 在一替代實施例中，讀卡機包括具有一卡存在連接器之 一實體介面。該等邏輯介面可組合至耦合至該實體介面之 们邏輯介面中。一調節器耦合至該邏輯介面，且一單個 控制器耦合至該調節器及該卡存在連接器以確定一第—類 型卡是否耦合至該實體介面，且若該第一類型卡未耦合至^ 實體介面’則衫—第二類型卡是否輕合至該實體介面。Λ H6613.doc 201040843 利用智慧型讀卡機110之一方法大體顯示於圖2中之2〇〇 處。在210處，當將一卡插入至實體介面12〇之插槽中時， 經由卡存在接針125產生一卡存在信號。該卡存在信號係 一輸入（諸如，一中斷），且係由處理器丨6〇自智慧型卡插槽 接收。一旦偵測到智慧型卡插入’系統即在2丨5處進行至 啟動序列，如IS07816標準中所闡述，其中第—類型卡係 一 UART7816智慧型卡。 0 在220處，啟動序列致使第一控制器150(在一個實施例 中為一IS07816-3控制器）致使電源14〇產生電力。然後， 在225處執行一 ISO序列。如圖3中之一時序圖3〇〇中所示， Vcc、Clk、Rst線302、304及306分別係由實體介面12〇產 生。首先提供Vcc 302，後跟Clk 304信號及Rst 3〇6信號。 1〇係在上拉組態中，且等待由智慧型卡產生之—「重置應 答」（ATR) 310。若智慧型卡係一 UART7816+，則其將在 此序列之後應答一 ATR。 〇 若該卡係一記憶體卡，則其亦可發送指示其將在以及 C8觸點上通信之一 ATR。在此序列期間，以及C8觸點介 面保持處於與1〇相同之位準，其意味著具有上拉之一開路 -汲極狀態。此係為了避免使一USB智慧型卡在正被插入時 ‘偵測。實際上’每當D+/D-被下拉時，一 USB器件即被谓 測為插入。若C4(=D+)/C8(=D-)被上拉’則智慧型卡不會 偵測到其插入至實體介面12〇之插槽中。 在230處，若接收到ATR，則IS07816-3控制器150將維 持對實體介面120之全部觸點之控制及通信。在24〇處，可 146613.doc 201040843 針對三種不同類卡重複該等序列以按照對應相關電壓範圍 與卡通信。A類對應於5 ¥動力卡、B類對應於3 V動力卡 且C類對應於1.8 V動力卡。序列係相同的，但由内部電源 140產生之信號之位準遵循該3類之規則。 在230處，若未接收到ATR，則一usb智慧型卡可已插 入至實體介面120之插槽中。因此，在245處自IS07816-3 j動嘗試初始停用該卡。錢，在2增，細主機控制 时155在處理器16〇之引導下進行控制。使用主機邏輯 介面135對電源140及實體介面12〇進行控制。 遵循IS〇78 1 6-12中所闡述之刪標準之啟動顯示於圖4 中之一時序圖400中。該啟動可在255處藉由在—初始啟動 週期4〇1期間上拉0+或〇_由智慧型卡n〇執行其可在 4〇2、404處以全速度運作或在4〇6、斗⑽處以一低速度運 作。啟動週期401提供足夠時間來使USB智慧型卡起動、 檢查D+/D-線、觀察到其為低、推導其插至一 usb主機、 及在一附接週期410期間藉由上拉D+或D_(根據卡之速度能 力）附接自身。 此處，在—個實施例中，Vcc係由實體介面（6〇)之We接 針或由-外部供應產生。D+/D_㈧C4/C8)信號係由卿 調節器U5產生且高達3.3 v。然後，當卡或器件將自身附 接至系統之主機控制器115時，系統自身可產生一重置信 號且開始經由彼API通信（諸如，藉由詢問描述符等…）， 且該通信準備好運作。在此等序狀後，即使該卡係一 UART7816或USB，系統亦可指示主機控制器丨15 ••啟動序 146613.doc 201040843 &仃及-卡存在於智慧型卡插槽内側且被啟動β 智慧型讀卡機可連接…擔 &円側且被啟動 件(諸如 了連接至—主機電腦系統、或其他類型器 =力—微控制器)。一微控制器可具有顯著中央處理 "b但可具有對應低的類比功能性。某此微控制号 可缺乏用於與智慧型卡^… 呆-μ控制器 可用於提供此等微=比介面。智慧型讀卡機 智慧型卡W 卡及USBil件（如刪

執灯程式化w於執行智_讀卡機及/或主機系統之 —實例性電腦系統之-方塊圖顯示於圖5中。儘管 圖中，示-通用計算器件，但該等組件可代表適合用於智 〜u機及適合可併人或耗合至該智慧型讀卡機之主機 系統的-微控制ϋ。在—個實施例中，此—微控制器可僅 併入圖5之選定元件。電腦系統510可包括一處理單元 5〇2、記憶體5〇4、可抽換儲存器512及不可抽換儲存器 514。記憶體504可包括揮發性記憶體5〇6及非揮發性記憶 體508。電腦510可包括或存取一計算環境，該計算環境包 括各種電腦可讀媒體，諸如揮發性記憶體5〇6及非揮發性 記憶體508、可抽換儲存器512及不可抽換儲存器514。電 腦儲存器包括隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體 (ROM)、可擦除可程式化唯讀記憶體（EpR〇M)及電可擦除 可程式化唯讀記憶體（EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶 體技術、壓縮光碟唯讀記憶體（CD rom)、數位多功能磁 碟（DVD)或其他光學磁碟儲存器、磁帶盒、磁帶、磁碟儲 存器或其他磁性儲存器件、或任何其他能夠儲存電腦可讀 146613.doc 201040843 =之_。電腦51G可包括或存取—計算環境該計算 環境包括輸入516、輪出518及-通信連接520。該電腦; 在使用一通信連接以連接至一個或多個遠端電腦之一網路 化％ 1見中運作。遠端電腦可包括-個人電腦(PC)、伺服 由器網路Pc、一同級裝置或其他共同網路節點等 等k乜連接可包括一區域網路（LAN)、一廣域網路 (WAN)或其他網路。 儲存於一電腦可讀媒體上之電腦可讀指令可由電腦510 之處理單兀5〇2執行。—硬驅動器、及RAM係包 括一電腦可讀媒體之物件之某些實例。 本文提供發明摘要以遵循37 CFR §1.72(b)以允許讀者 快速弄清該技術揭示内容之本質及要旨。提交本摘要係基 於乂下理解.其將不用於解釋或限定申請專利範圍之範疇 或意義。 【圖式簡單說明】 圖1係根據一實例性實施例之一智慧型讀卡機之一方塊 圖； 圖2係圖解說明根據一實例性實施例與插入至智慧型讀 卡機之—插槽中之卡介接之一方法之一流程圖； 圖係圖解说明根據一實例性實施用於偵測一第一類型 卡之信號之一時序圖； 圖4係圖解5兒明根據一實例性實施例用於谓測一第二類 型卡之信號之一時序圖；及 圖5係根據一實例性實施例具有一智慧型讀卡機之一實 I46613.doc -10· 201040843 例性電腦系統之一方塊圖。 【主要元件符號說明】 110 智慧型讀卡機/智慧型卡 - 115 主機/主機控制器 120 實體介面 125 卡存在接針 130 第一邏輯介面 135 第二邏輯介面 〇 140 電源 145 USB調節器 150 第一控制器 155 第二控制器 160 處理器 165 線 170 主機匯流排控制器及介面 502 處理單元 ^ 504 記憶體 506 揮發性記憶體 508 非揮發性記憶體 510 電腦糸統 ' 512 可抽換儲存器 514 不可抽換儲存器 516 輸入 518 輸出 520 通信連接 146613.doc -11 -

Claims (1)

1. 201040843 七、申請專利範圍： 一種方法，其包含： 接收—器件已插入至一插槽中之一指示； 根據一第一類型器件給該插槽提供電力； 根據一第一類型器件協定嘗試與該器件通信； 右5亥通信嘗試不成功’則根據一第二類型器件給該插 槽提供電力；及 ❹ 根據一第二類型器件協定與該器件通信。 2. 月求項1之方法，其中一旦與該第一或第二類型器件 建立成功通信即通知該主機。 3. 如凊求項1之方法，其中該第一類型器件協定利用一非 差分電壓且該第二類型器件協定利用一差分電壓。 4. 如凊求項3之方法，其中該第一類型器件協定利用數個 電壓中之一者。 5.如請求項3之方法，其中該第二類型器件協定具有比該 〇 第一類型器件協定高之一資料傳輸速率。 女明求項1之方法，其中接收一器件已插入至一插槽中 才曰示包含偵測到當將 ^插入至該插槽中時該插槽 * 中之一存在接針已短接至接地或一預定電壓。 • 7·如喷求項6之方法，且其進一步包含回應於該存在接針 已短接至接地或一預定電壓產生一中斷。 8.如睛求項丨之方法，其中根據一第一類型器件協定嘗气 與該器件通信包含在該插槽之一重置接針上產生一重 信號。 置 146613.doc 201040843

   9. 如:求項8之方法，且其進一步包含等待來自 型器件之—「重置應答」（ATR)。 10. —種讀卡機，其包含： 實體介面，其具有一卡存在連接器； 邏輯介面，其耦合至該實體介面； 一調節器，其耦合至該邏輯介面； =控制器，絲合至該調節器及該卡存在連接器以確 定一第一類型卡是否耦合至該實體介面，且若該第一類 型卡未耦合至該實體介面，則確定一第二類型卡是否耦 合至該實體介面。 11.如請求項10之讀卡機，其中該讀卡機耦合至一主機且一 旦與該第一或第二類型卡建立成功通信即通知該主機。 '月求項11之蟥卡機，其中該第一類型卡包括利用一非 差分電壓之一協定且該第二類型卡包括利用一差分電壓 之一協定。 13. 如請求項12之讀卡機，其中該第二類型卡協定具有比該 第一類型卡協定高之一資料傳輸速率。 14. 如凊求項1〇之讀卡機，其中該控制器回應於正被啟動之 卡存在接針產生一中斷。 15_如請求項14之讀卡機，其中當將一卡插入至該實體介面 中時該卡存在接針短接至接地’接收一器件已插入至一 插槽中之一指示包含偵測到當將一卡插入至該插槽中時 該插槽中之一存在接針已短接至接地。 16.如請求項1〇之讀卡機，其中該控制器在該實體介面之一 146613.doc -2- 201040843 重置接針上產生一重置信號以嘗試根據一第一類型卡協 定與一插入卡通信。 17. 如請求項16之讀卡機，其中該控制器等待來自一第一類 型卡之一「重置應答」（ATR)。 18. —種讀卡機，其包含： 一實體介面，其具有一卡存在連接器； 一第一及一第二邏輯介面，其耦合至該實體介面； 一電源，其耦合至該第一邏輯介面； 一調節器’其搞合至該第二邏輯介面； 搞合至該電源之-第一控制器及麵合至該電源及該調 節器之一第二控制器；及

   一處理器，其耦合至該第 連接器以啟始該第一控制器 合至該實體介面，且若該第 面，則啟始該第二控制器以 至該實體介面。 一及第二控制器及該卡存在 以確定一第一類型卡是否耦 類型卡未耦合至該實體介 確定一第二類型卡是否耦合 19.如請求項18之讀卡機，其 差分電壓之一協定且該第 之一協定。 中該第一類型卡包括利用—非 二類型卡包括利用一差分電壓 回應於正被啟動之 20.如請求項18之讀卡機，其中該處理器 S亥卡存在接針產生一中斷。 146613.doc