TW571245B - Multi-ports card - Google Patents

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571245 Α7 Β7 五、發明説明（Ο 本發明與智慧型插卡之領域有關，尤其是與 I S〇7 8 1 6型之智慧型插卡有關。 這些插卡以精巧模組之型式表示，它包含諸如記憶體 、微處理器、數據機之大量電子元件。因技術之快速進展 ，昨日大系統上所留存之效能今後在智慧型插卡中即可得 到。 I s〇7 8 1 6標準定義利用8個接觸點之玫瑰結狀 裝置所實施之這種插卡之介面，該接觸點功能由這標準所 定義。 這種插卡之理念已經藉由支援可攜式資料之需求加以 規定，這種支援提供有關保護這些資料之重大安全性。除 了其結構外，他們被使用在儲存裝置及需要少許輸入、輸 出裝置之處理應用裝置上。根據I S〇7 8 1 6標準，事 實上只有一點是以雙向半雙工模式使用在這功能上。 依此方式，當在其它單元中實施快速資料處理時，這 些插卡之發展即被限制其用以控制應用裝置之這種結構所 限制。 尤其是在付費電視之情況，當中之訊號是以隨著時間 而變化之鑰加以編碼。將抵達解碼器之音訊/視訊資料流 加入含加密形式鑰之管理訊息（Ε Μ Μ )中。當辨識到這 種訊息時即將這訊息導至作爲安全模組用之智慧型插卡。 在這實施例中，智慧型插卡包含不同之鑰’該鑰允許 將這些訊息加以解密並確認訂閱戶是否有足夠權限閱讀這 些資料。如果是這樣，插卡再傳送允許解碼器將編碼資料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 571245 A7 B7 五、發明説明（2 ) 加以解碼之資訊。 這種方法是具數種缺點。第一種爲它必須供應明碼鑰 給一不被認爲是安全元件之解碼器。這也是爲何定期，一 向爲每秒，改變鑰之原因。在許多方面，雖然這種結構令 人滿意，但在其它應用裝置上具有實質問題，例如在資料 儲存裝置上。在這種型式之應用裝置上，鑰之有效期間觀 念即消失並與所編碼之資料及只有智慧型插卡才能解碼之 鑰有關。 相當了解到的是，供應鑰給本實例中一電腦之解碼器 之事實表示該鑰被第二者所攔截並失控加以公開之風險。 爲解決這種問題，一種可能之解決方案爲直接在智慧 型插卡中將資料加以解碼。依此方式，因直接在插卡內部 使用這種鑰處理編碼資料，編碼鑛並未離開插卡。 爲應付埠I /◦傳輸率約1 〇至1 〇 〇 κ位元/秒 I S〇7 8 1 6插卡之實際限制，這種型式之使用快速上 昇。 當使用I SOI 4443型之非接觸式插卡時產生相 同型式之問題。傳輸率約爲1 〇 6至4 2 5 K位元/秒。 插卡之任何結構修改面臨與不了解這新規格之 I S〇7 8 1 6與I S〇1 4 4 4 3讀卡器相容性問題。 本發明之目的在擁有一注意到現有讀卡器相容性及提 議其它服務性之智慧型插卡，該其它服務性尤其是指以所 需資料率速度將插卡內部之編碼資料加以解碼之可能性。 這目的是以一由八個接觸點I S〇7 8 1 6及至少一 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------訂------線

經濟部智慧財產苟員工消費合itfi印製 -5- 571245 Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 標準雙向通道之玫瑰結狀裝置組成之智慧型插卡所達成， 其特徵爲它包含一鏈結至未用連結之高速通道。 利用未用連結’連結思爲根據標準或本代插卡中不再 使用之連結，其未具特殊功能。 在這種類中，我們發現相當了解到兩個連結R F U ( 保留將來使用）以及允許供應高於5 V (正常從1 2 V至 2 1 V )電壓給非揮發性記憶體之連結V p p。隨著如 N V R A Μ、E E P R〇Μ或F L A S Η之非揮發性記憶 體新技術之到來，這電壓由插卡本身產生，且今日已不再 使用這種連結。 由於使用這些補充線路，可能定義一種不同於那些標 準I S〇7 8 1 6中所使用之協定且因此開啓對其它應用 裝置之領域。 由於一時脈線（C L Κ )、一輸入線（I Ν )、及一 輸出線（◦ U Τ )，可使用之三連結允許一高速鏈結。例 如利用作用爲雙向I / 0線之標準通道，可能一起使用插 卡之不同存取通道。這種高速通道將功能添加至那些已存 在之例如一高速編解碼模組。 使用這種高速通道對插卡架構具影響力。今後可能提 議一種完全在插卡內部加以實施之解碼（或編碼）模組。 爲此目的將經由快速通道抵達之資料導向一特殊解碼模組 。事實上，這些資料未必需要路徑微處理器，他們靠一內 部快速匯流排可直接走至特殊解碼模組。最後，根據本發 明之智慧型插卡包含允許在快速通道與一或數個特殊模組 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） —-ϋ - - I - ..... —ϋ m —ϋ ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 571245 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之間直接存取之多工裝置。如有必要，這些裝置亦允許將 快速通道流導向微處理器。如某些微處理器不能以數種 Mb/s速度處理資料，則其它更多發展出之版本可使這 種處理變成可能並能取代某種特殊模組。因此藉軟體（可 程式式），感謝電子電路（非可程式化）在實施數學運算 之特殊模組中可取代微處理器。 根據本發明，多工裝置允許連成數個特殊模組。根據 本發明之插卡可包含將其輸出導向一編碼模組之一第一資 料壓縮模組。 在以快速通道偏壓處理資料期間，保持有其它之通訊 裝置，尤其是標準I S〇78 1 6中所說明之I/O鏈結 或I SO 1 4 4 4 3型之非接觸式鏈結。利用這些裝置， 因此可能傳輸控制資訊，該資訊被用來傳輸插卡之管理資 訊，例如，諸如爲解碼模組參數或這些參數所附接之權限 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明，爲了從資料流分離某種型式之資料，多 工裝置包含抽取與注入裝置。付費電視用之數値資料流包 含如音訊或視訊及控制資料之有用資料。當將這資料流導 向快速通道時，需要抽取包含解碼鑰上資訊以及各種管理 資訊之控制資料。 以處理器訂製這種壓縮與射出模組且當一訊息等於辨 識準則時，將這迅息導向微處理器。 這種插卡所處理資料通常組織成資料區。各資料區以 一區辨識碼開始並說明該區中所含之資訊型式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 571245 A7 B7 五、發明説明（5) 在相反功能中，那就是資料之編碼，這模組在從快速 匯流排抵達之資料流中可插入控制資料。這些控制資料由 中央處理單元產生，例如加以檢定資料流之資格，以編碼 形式傳輸控制字元，或傳輸遞送資訊。對於這點，這模組 包含接收來自快速匯流排之資料區以及來自中央處理單元 之資料區之一緩衝記憶體。如緩衝記憶體包含一控制資料 區，即將它插入資料流中來自快速匯流排之資料區末。然 後將這資料流朝向成形模組傳輸而被加以導向快速輸出捧 〇 由於這種結構，這可能處理智慧型插卡內部之所有資 料流，依此方式大大增加資料之安全性。在插卡內部這也 可能產生編碼或解碼資料之完全資料流，這含如控制字元 之管理資訊。 根據一實施例，快速通道遵循U S B標準（萬用串列 匯流排）。這種介面之特質爲訊號使用兩連結，一給入內 資料（I N )而另一給外出資料（〇U T )。 根據本發明之智慧型插卡包含可使本身配接U S B協 定並例如以重新產生時脈，將它轉成在智慧型插卡內部協 定中之一協定偵測模組。 隨附圖之助，可更加了解本發明，將其中之附圖取爲 一無限制之實例，在該實例中，單一圖式代表根據本發明 智慧型插卡及其讀卡器之架構。 圖中代表兩種型式之現代科技鏈結，那就是流電鏈結 (A )及非接觸鏈結（B )。雖然已知之插卡通常只包含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ29?公釐） am II —^1 ^ϋ-ϋ —ϋϋ ΙΓϋ —^ϋ n ϋϋ» ϋϋ ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 571245 A7 ____ B7_ 五、發明説明（6 ) 這些鏈結之一，爲相容性之因可能生產這種插卡。 將I /〇鏈結導向一與緩衝記憶體（B U F )連接之 U A R T (萬用非同步接收傳輸器）。爲消除雜訊及其它 干擾將抵達U A R T之訊號加以格式化與過瀘。在以微處 理器處理入內資訊前，使用緩衝記憶體（B U F )加以記 憶他們。 以非接觸性通道（B )實施類似處理。同時使用讀卡 器所發出之訊號加以饋入插卡。這是爲何插卡（2 0 )天 線具四重功能之因；即在插卡與讀卡器之間傳輸與接收資 料，提供一時脈給微處理器並供應插卡。供應模組 (S P L )將高頻載波轉換成插卡可用之電壓。這模組上 爲一調變訊號之成形模組，如數據機。 尤其是當有數個電源時，將如此得到之電壓傳輸至負 責選擇電源之電源管理模組 P W R Μ。在當中讀卡器是以流電方式供應插卡之實施例 中，電源管理模組（P W R )基本上選擇來自讀卡器之流 電電流。然後將這穩壓電壓V Ρ分佈至插卡元件。 然後可在圖中實線所表示之標準匯流排上（S Τ Β ) 存取由U A R Τ所解碼之資訊。這匯流排允許鏈結他們之 間之所有模組與作爲管理控制器之中央處理單元（C P U )。爲了記憶體之需求，插卡具有一由一程式記憶體（ ROM或NVRAM)、一工作記憶體（RAM)、及一 儲存記憶體（N V R A Μ )組成之記憶組件（Μ E Μ )。 這些不同記憶體可由一記憶管理程式（Μ Μ )所管理。這 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 571245 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 模組亦包含對不同記憶體存取權限之管理。 根據本發明之插卡包含一由圖中虛線所表示之一第二 快速匯流排（H S B )。這H S B匯流排可爲並列式或串 列式並允許更多M b / s之速度。爲傳輸初始資訊，鑰及 其它特製資訊，亦將連接在這匯流排上之模組連接在標準 匯流排上。根據不同之支援協定，快速H S B匯流排上連 接的是特殊編解碼模組。依此方式可預具有I D E A、 DES、三DEX、HASH或AES型之模組。而且根 據需求可添加諸如壓縮或解壓縮模組之其它特殊模組。 使用F P L A技術（可程式化場之邏輯陣列）之一模 組允許將未來編碼演算運算程式化。中央處理單元C P U 可建置這模組加以實施資訊或任何其它功能編碼所需之運 算。這種型式之模組正常上可佈置根據需求所建接之單功 能區（例如位移暫存器，X ◦ R )加以實施所選擇之複雜 函數。 本發明重要一點爲構成快速通道之元件所表示。一第 一協定偵測模組D P負責訊號之格式化並負責辨識所用之 協定。這訊號是根據例如同步匯流排上串連三條線之內部 協定加以轉換。這模組負責配合外接介面所定義之標準。 例如依是否存在一時脈訊號或所使用傳輸頻率而定’自動 完成協定之偵測。 根據已知協定一旦將訊號格式化後即將訊號導向多工 器M U X。根據需求，這模組允許傳送訊號至標的模組。 中央處理單元C P U可例如建置多工器，傳送快速通道訊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---.--------裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 571245 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 號至I D E A編碼f旲組。當流動時，壓縮與射出模組f F 分析資料並抽取那些對應程式化準則之資料。當滿足辨識 準則時，壓縮與射出模組F F產生中斷，這通知中央處理 單元C P U有這些資料。 假如資料流處理容量足夠的話，多工器M U X模組亦 能傳送資料至中央處理單元。在標的模組可處理他們之前 ，這同樣可能將一緩衝記憶體整合在M U X模組內暫時儲 存資料。 如以上說明，壓縮與射出模組F F功能爲雙向並允許 朝快速通道插入控制資料區。 已知這種插卡無內部時脈產生器，但決定於來自讀卡 器之時脈訊號。在我們之情況中，我們有三種可能時脈來 源，根據標準I S〇7 8 1 6之標準輸入C L Κ，抽取自 非接觸性傳輸之C 1時脈，或伴隨快速匯流排之時脈C 2 。時脈管理模組C L Κ Μ管理這些不同訊號源並確定插卡 收到時脈。這模組亦包含根據需求加以乘或除以頻率之裝 置。根據需求，這模組可產生數種時脈訊號，例如，中央 處理單元C P U所用之一第一頻率及快速模組（D V D、 PKC、IDEA......)所用之一第二頻率。 不同時脈源之管理等於依分類所定義之準則。優先次 序正常上爲來源IS 0 7816 (CLK)，然後是非接 觸性來源I S〇1 4 4 6 3 ( C 1 )，及最後爲快速通道 來源（C 2 )。 本發明亦與包含利用一快速通道與智慧型插卡溝通之 ---------裝-- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 線· Γ: m ΙΓ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -11 - 571245 A7 B7 ------- —---- 五、發明説明（9 ) 裝置之一種讀卡器有關。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 這讀卡器必須能配合大量型式之插卡’尤其是不同代 的。讀卡器對電腦之介面便利的是允許快速傳輸資料之 U S B埠。智慧型插卡可能不支援這協定且需三接線連結 (IN、OUT、CLOCK)。在這情況下，讀卡器包 含一種介面，該介面允許以插卡可接受之協定加以轉換相 -¾ 丨口 當於標準U S B之訊號。必須注意的是以標準中定義很好 之傳流通道實施插卡型式之辨認，而且以及其通訊能力。 這些通道可爲I SO 78 1 6型（流電式）或 ISO 14443型（電磁式通道）。 根據讀卡器之特殊實施例，壓縮與射出模組F F位在 讀卡器內部。依此方式，所有資料流可沿快速通道抵達。 例如沿U S B介面，且在這讀卡器內的是可辨識管理訊息 。後者可由傳統通道傳送至智慧型插卡。 圖式簡單說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1表示兩種型式的連接狀態，即流電鍵結（A )以及 非接觸鏈結（B )之圖。 主要元件對照表 2 0 插卡 IDEA 編碼f旲組型式 F P L A 可程式化場邏輯陣列 M U X 多工器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 21〇Χ297公釐） -12- 571245 A7 B7 五、發明説明（1〇) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Η S B 局 速 匯 流排 S T B 第 一 匯 流排 C P U 中 央 處 理單 元 Μ M 記 憶 模 組 Μ E M 記 憶 組 件 U A R T 萬 用 非 同步 接 收傳輸器 F F 壓 縮 與 射出 模 組 C L K M 時 脈 管 理模 組 P W R M 電 源 管 理模 組 M 〇 D EM 數 據 機 S P L 供 應 模 組 u s B 萬 用 串 列匯 流 排 D P 協 定 偵 測模 組 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -13-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 571245 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 · 一種包含I S 〇 7 8 1 6型八個接觸點之玫瑰結 狀裝置之智慧型插卡，該裝置包含一解碼模組，一鏈結至 一第一匯流排（STB)之中央處理單元（CPU)，至 少一標準雙向通道，及一以標準雙向通道鏈結至未用連結 之高速串列通道，其特徵爲高速串列通道連接至第二匯流 排（HSB)且當中它包含一多工模組（MUX)以及由 第二匯流排（H S B )所鏈結之多數編解碼模組，該編解 碼與多工模組（M U X )同樣鏈結至第一匯流排（S Τ Β )〇 · · 2 .如申請專利範圍第1項之智慧型插卡，其中編解 碼模組型式諸如爲I D E A、A E S、H A S Η、D E’ S 、或三D E S。 3 ·如申請專利範圍第1項之智慧型插卡，其中多工 模組（M U X )以星狀架構連接並允許連成數個編解碼模. 組。 4 ·如申請專利範圍第1至第3項中任一項之智慧型 插卡，其中包含一壓縮與射出模組（F F )，該模組負責 接收並將高速通道資料與預定値比較，且負責傳輸所辨識 資料至中央處理單元（CPU)。 5 .如申請專利範圍第4項之智慧型插卡，其中壓縮 與射出模組（F F )包含一控制資料輸入以及允許在來自 高速匯流排（H S B )之資料流中插入這些資料之一緩衝 記憶體。 6 ·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之智慧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -14- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   571245 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2型插卡，其中標準雙向通道爲根據I S〇1 4 4 4 3之非 接觸性型。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η涓費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -15-