TWI227000B - Electronic circuit with energy control - Google Patents

Description

1227000 A7 B7 五、發明説明（ 本發明係有關於具控制器之電子電路， 制這些電子電路中之控制器有關。 係與控 隨著非現金付款交易、透過公眾網路傳送電子次才 及透過公眾網路交換信用卡號的盛行，密碼演曾=、以 性與日俱增，以能執行數位簽章、認證或加密:作。’必要 之密碼演算法包括：非對稱式加密演算法（像是心= 法）、橢圓曲線加密法'以及對稱式之加密法（壁如二 DES或AES標準之加密法）。 根據 為㈣刻均=以可接受的執行速度，執行這些密碼演算 所規疋的運异，專用之密碼控制器應運而生。此類之密 碼控制ϋ乃使詩w，aBa片切，像是 =

(:)卡或簽章卡，以便譬如，利用行動電話付費 豕行業務或是合法的電子簽章。密碼控制器另可使用 於電月自或健裔中，作為保全積體電路，執行認證或加密 的工作’这些工作包括譬如，透過網際網路安全地傳送_ 用卡號、電郵密件以及進行非現金的付款交易。 D 、這些針對密碼控制器之需求，符合使用者對其的高度期 =可使匕們在市場上得以立足。為確保演算法所提供的 女王&不致遭外界的攻擊破壞’密碼控制器必須能提供孽 如，：觀的計算能力。理由是，密碼演算法（譬如，已知的 RSA演异法）的保全能力通常決定性地取決於其所採用之金 ㈣位元長度’因此’那些各自執行不同密碼演算法之各 密碼控其所能處理的數字長度就必須儘可能地長。 二汁法申，言如，最常採用的金鑰長度是1024個位 本纸張尺度適财國國家標準(c^^4規格(2ι〇 χ -4- 、發明説明（2 ) 位元’但目前一般性的處理器部僅能處理至8 明至多“位元之數字，相較之下，處理能力 法：：二控制器必須具有高度的計算能力，以便有辦 法在合理的時間内完成各密碼演算法之計算。若計算能力 不：，就有可能譬如，在進行認證檢核或進行付款交易'夺 ，々使用者等待長達數分鐘之久。為能擁有高度的計算能 力，已知的密碼控制器均以平行的方式同時處理多項計算 運作，以增加計算的速度。 若密碼控制器是使用在像SIM卡或簽章卡這樣的晶片卡 ’則還會有另-項問題產生’那就是其必須為低成本以 進仃董產。即使它們必須在儘可能短的時間内完成該等需 大置计异之演算法，但整體的電子電路卻仍不能太複雜， 以免增加成本。 設計密碼控制器時所會遭遇的另項困擾，在於有許多幕 :斤熟悉的密碼演算法同時存在。以晶片卡為例，有辦法施 仃最夕在碼决异法標準，因此可用性極廣、真高度使用者 親和度之密碼控制器’在市場上最具優勢。像這種“多功 能：之密瑪控制器免除了使用者攜帶各種晶片卡的麻煩， 在以往種晶片卡僅針對一種特定的應用或特定的加密 程序。然而，由於此種多功能密碼控制器採行了多目的性 的觀念’故其必須有能夬# > 、百肖b力執仃大1的計算，以因應各種密 馬#算法之運算’此將導致電子電路的複雜度增加，或速 度的降低。 1227000 五、發明説明（3 夕有么一種可能的設計，可使密碼控制器一方面具有高度的 夕力月匕&另一方面又具有高處理速度’那就是孽如，將 現代個人電腦中之中央處理單元與一或多個平行工作之協 同處理器（亦可能存在於㈣卡中）結合在—起，其間乃透 過匯錢系統以連繫彼此。該等協同處理器負責處理複雜 的計异工作，譬如，有關於某特定密碼演算法之計算或某 特定之計算，像是餘數演算或是乘法演算。 ^碼控制S必須面對的另—個問題是，麗其」吏用的能 =為W。接㈣接型晶片卡之端子最多僅能提供譬如 ，幾毫安之電流’而在非接觸型及移動型之應用中，譬如 二仃動電話中之SIM卡中，電流量甚至被限制在小於⑺毫 安。影響所及，該等協同處理器之計算速度將因而受限。 由於：制器晶片是以互補式金氧半之技術所做出，電流的 /肖耗：!:取决於時脈頻率（或謂金氧半電晶體的切換頻率）， 所以，該中央處理單元及該等加密協同處理器之時脈頻率 亦受可資使用能量之影響而有所有限制。 傳統對付可資使用能量偏低（在非接觸型及移動型應用 中’甚至會變更或更降低可資使用之能量)的這個問題所採 取的對策，僅是將密碼控制器設計成所需之能量供應為某 最小值。整個密碼控制器’即中央處理單元加上加密協同 處理器的時脈頻率是固定的，如此可將時脈頻率設定在所 需能量最小的頻率上。因此’若可資使用之能量充裕亦 即此能量等於或大於該最小能量’則電路就有可能得以運 作。由於協同處理器的時脈是固定的，所以密碼控制器得 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇父297公^·) 1227000 A7 ----------B7_____· 五、發明説明（4 ) " 一 — 以運作所需的能量也與密碼控制器工作無關，如此一來， 计算複雜度較高之演算法（譬如，RSA密碼演算法）與計算 ，雜度較低之演算法（譬如，橢圓曲線加密法），執^時所 耑的月b S疋相同的。若可資使用的能量超過了密碼控制器 運作時所需之能量，則多出的能量就浪費了。 對晶片卡及保全積體電路製造商而言，若密碼控制器能 更妥善的利用能量，將極具意義，這是因為一方面，計算 速度將因此加快，使端末機端的等待時間降低、使用者親 #度增加’另-方面，電路的複雜度亦將因此而降低，使 同等汁异速度之控制器之成本得以降低，此點對量產而言 特別地有利。 ° 本發明之目的在提供出一種電子電路及一種控制電子電 路之方法，其可於相同可資使用能量的情形下，使計算能 力增加。 採用申印專利範圍第1項所宣稱之電子電路及申請專利 範圍第14項所宣稱之方法，可達成上述目的。 本發明電子電路包含一控制器，係以處理處理器工作 ▲ T及一能量決定裝置，係用以決定可資該控制器使用之 月b量°玄電子電路之控制裝置以可供該控制器使用之能量 為依據’控制該控制器。 八内包3控制器以處理處理器工作之電子電路，本發明 之對其控制之法，包含：決定可資該控制器使用之能量， 以及依該控制器可使用之能量，控制該控制器。

1227000 A7 B7 五、發明説明（5 本發明的立論，乃基於以下研究結果：若可決定控制器 (譬如’密碼控制器)可使用之能量，並將該所決定出之能 量以-種最佳的分配方式，分配給決定性的協同處理器， 即主處理目刖處理Is工作的那些協同處理器，或其他的周 邊裝置或控制器之中央處理單元，則可最佳化運算時間。 縱使為達此目的而在該電子電路中加人了能量決定裝置（或 測力儀）力α 了電子電路的複雜度，但由於對能量有最佳 之所Γ若是固定電路複雜度，則計算能力有所改善 ，而右疋計异能力相同，則電路複雜度降低。 根據具體實施例’對控制器之控制是以該控制器可資使 用之能量為標準，若可使用的能量較多，則控制器之運作 時脈加快，若可使用之能量較少’則時脈減慢。換一種說 法二即控制器時脈之快慢乃隨該所決定可供其使用能量之 多寡而變，以期能對可資使用能量作最佳之利用。此法對 使用於非接觸型端末機之晶片卡特別地有效益，這是因為 此種晶片卡中之電子電路其可使用之能量乃取決於晶片卡 ，該非接觸型端末機間之距離’變動會报強烈。由於對能 量有最佳之利用’所以於端末機的等待時間就會減少，可 增加該晶片卡的使用者親和度。 根據另-具體實施例，控制器包含多個用以執行相關工 作之周邊裝置’像是譬如’用以與端末機交換資料之 UAHT模組（UART=通用非同步接收及發射器），用以查 核安全參數之感測元件，亂數產生器，渡波器或用以執行 計算工作之協同處理器(像是刪，rsa或雜凑模組”以 -8 裝 訂 線 本紙張尺度適财@ S家標準(CNS) A4規格(2躺297公爱) 1227000 A7 B7 五、發明説明（6 及用以驅動該等周邊裝置之令央處理單元；控制器如函數 般地受控於該處理器工作、該等相關工作及該可使用能量 之控制。該控制器一方面可使執行該處理器工作所需的計 异時間達到最短，但另-方面，該可資使用能量卻是足夠 的。欲達此目標，需所決定之可資使用能量永遠主用於在 應用中或處理器工作中，亦或資料傳送中需要最多能量(或 謂最多計算力)之周邊裝置或協同處理器上，這些應用或處 理器工作包括譬如，依DES標準、AES法、RSA演算法或 擴圓曲線法所施行的加密、解密、認證或簽章。換言之， -方面需將該控制器控制成該可資使用能量足以供;該控 制器處理處理器工作，另一方面又需將最多的能量分派仏 執行計算工作之各個周邊裝置成各個協同處理器。 譬如，在一具體實施例中，執行的是RS A加密，由於中 央處理單元在執行RSA加密時所需之工作量小故可以兹 如，將中央處理單元之時脈降低、調慢，將周邊裝置（即該 負責餘數乘法之協同處理器）之時脈提高、加快的方式分配 能f。在另一具體實施例中，執行的是橢圓曲線加^則 能量主要是分配給兩個周邊裝[主協同處理器之時财古 ，執行次級計算之協同處理器的時脈則較低。以上二種： 式均因對能量有最佳之利用(或搾取），而使所需的： 間減少。 守 圍本發明其餘之較佳具體實施例或變異’見於申請專利範 以下’參考附圖，將詳細說明本發明之較佳具體實施例。 _ -9-

本紙張尺度適用中@國家標準(CNS) A4«(21〇xi^lT 1227000 A7 B7 五、發明説明（ 圖1所示乃流程圖，藉此說明乃本發明之電子電路的能 量控制及其優點； 圖2所示之方塊圖，描繪出本發明電子電路之具體實施 例； 圖3所不為相鎖迴圈之方塊圖，使用於圖2電子電路中作 時脈控制；以及 圖4之草圖說明，當該電子電路應用於晶片卡時，與目 前處理器工作相關的周邊裝置之時脈頻率，隨著該晶片卡 與非接觸型端末機之不同距離而變化的情況。 首先，透過圖1之描述，了解本發明之能量控制及其優 點。參考圖2及3，為本發明電子電路之具體實施例。參考 圖4，乃本發明之能量控制應用於非接觸型場合時之情況。 雖然，本發明可應用在所有包含控制器以處理處理器工 作之電子電路上，但以下之說明卻專注於密碼學之範嘴， 故在以下說明中，控制器有時會稱之為密碼處理器或密碼 控制器。不過，以下之說明可輕易地移轉至其他的範疇， 譬如，膝上型電腦中之繪圖卡。 ，如圖1之流程圖所示，本發明之能量控制始於步驟1〇, :疋電子電路可資使用之能量E。該可資使用之能量E將隨 著不同的理由而有不同的值。若電子電路是使用在接觸型 之晶片卡中，則可資使用之能量將隨著譬如，該晶片卡所 使用之端末機的不同而有所不同，或隨著接觸端子與電子 電路二者接觸點的品質好壞而有所不同。在非接觸型之應 用中，該可資使用能《則是隨著該晶片卡之非接觸端子 -10- I紙張尺度適用中國國爾(CNS〉M規“⑽297公着y 1227000

五、發明説明（8 ;丨面與非接觸型端末機間之距離而定，此點於圖4將有更 詳細的說明。在移動式的應用中，譬如，行動電話、膝上 型電腦或其相似物中，可資使用之能量將因電池放電的增 加而減少。可資使用能量的決定方式有許多，憑藉的裝^ 亦為各式，有許多不同的參數可用作該能量的度量，像是 輪入電壓或耦合輸入之電流。 步驟20中，以該於步驟丨〇所決定出之資 ㈣變數，控制該電子電路之控制器。有各種方：可里= 量E為控制變數來控制該控制器，圖丨大括號中所包含的三 ，可能的方法2〇a、20b&20c僅為三個示範例。控制該控^ 器的第一種可能方法2〇a，是設定該控制器之時脈頻率成 為該可資使用能量E之函數。若控制器是以互補式金氧半 技術所做成，則變更時脈頻率，可使形成控制器之切換元 :的切換頻率變更’進行變更電流或功率的消耗。因此， 右可貝使用之月匕置較少，就將時脈頻率設定得較低，若可 貝使用之☆ϊ較多’就將時脈頻率設定得較高以使計算速 度加快。若控制器是由幾個部件所構成，譬如，由中央處 理單元或周邊裝置-譬如協同處理器所構成，則必須對每 個。P件之時脈頻率一_作設定，有關此點’圖2將會有較 詳細的說明。錯由對各部件之時脈頻率作各別設定，可對 能量E作最有效的利用，或可將能量E完全地分配 進行之處理器工作所運用丨 -♦ # - * ^ a 1的所有部件。由於對可資使用 的利用及無時無刻以妥善的方式，將該能量分 配給各部件’可使執行處理器工作所需的計算時間達到最 ___ ' Π - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格 1227000 五 、發明説明（9 j ，故於各部件上設定不同的時脈頻率以行能量之分配， 疋為達成計算時間之最佳化之法。 理，制控制器的第二種可能的方法20b是，切斷與目前處 ^ 作無關之控制器部件。可利用額外的切換元件，像 疋漏電机極微的場效電晶體，來控制這些目前工作無關之 I制器件與供應電壓間的連接，切斷二者間的連接，可 使控制器進入睡眠模式。 。。控制控制器的另一種可能的方法2〇c是，設定整個控制 =或控制器各部件之供應電壓。若可資使用之能量距臨界 值較近，則可譬如，將該供應電壓值設定得較低，如此， 控制器運作的可靠度將降低，但仍屬可接受範圍。電子電 ^中類比部件’像是電子電路中非接觸型端子介面的類比 4伤，其供應電壓亦可變更。 以上所述圖1之能量控制，有一個主要的優點，那就是 先决定出可資使用之能量E ,然後再將該能量全部用 於運作控制器之用，此法較傳統的電子電路，設計成僅能 接受某最小供應能量者為佳。傳統作法中，可資使用能量 中超出該最小供應能量的部❾，會制於加速處理處理器 =作之用。但是，傳統電子電路中決定系統整體效能之決 定性周邊裝置的運作時脈，就因此只能固定在中央處理單 元時脈之某時脈倍數下，且只有在可資使用能量夠充裕的 ，況下方有可能；但本發明之能量控制法卻可將剩餘的能 量用在加快各周邊裝置的時脈上，以期對可資使用能量有 最佳的運用-在本質上即為將之完全地利用。 -丨乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A*規格(21〇 χ 29?公釐) -12· 1227000 A7

假設目前的處理器工作是執行某一特定 且所決出可資使用之能量也在以計算時間為考”=最 佳的方式分配給了那歧對言十瞀卑 ，㈣“ 具決定性的協同 處理益’目此，這些可資使用之能量不僅僅是完全用上， 而且是以最佳的方式運用，所以，在定:王 ， 从外管4危… 体U疋肊里下，控制器 ㈣异速度件以增加’使用者使用端末機時的等 因而降低。 以下參考著圖2，將要說明的是本發明電子電路之具體 實施例。根據此具體實施例，該電子電路内含一密碼處理 器，且配置在一應用在非接觸型端末機之晶片卡中。 圖2中可見，g電子電路包含一非接觸型端子介面⑽及 一密碼處理器，係由中央處理單元11〇及周邊裝置12〇，像 是密碼協同處理器、RNS產生器或UAR丁模組所構成，在 以下的說明中，吾人假設該周邊裝置為密碼協同處理器， 以使敘述容易一些。中央處理單元n〇及密碼協同處理器 120分具相關的時脈倍頻器13〇及14〇，此二時脈倍頻器分 別輸出時脈信號-時脈中央處理單元及時脈密碼，至中央 處理單元1 1 0及密碼協同處理器1 2 〇 ;該時脈倍頻器亦可以 日才脈產生器取代。遠配置以將來自於非接觸型端末機（未顯 示）之電磁能量105，轉換成電子電路運作所需之電子能量 之非接觸型端子介面1 00，乃由譬如，天線、整流器及低 通濾波器所構成’其供應著二時脈倍頻器13〇、14〇及測功 儀（或謂能量決定裝置）150所需之能量。測功儀15〇輸出控 制信號VC CPU及VC crypto，至時脈倍頻器130及140，此二 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1227000 A7

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做成的，則能量的消耗就與各別的金氧半電晶體之切換頻 率無關。因此，盡可能地加快密碼協同處理器12〇的時脈 ’可完全地利用可資使用之能量，進而達成高速的計算。 在圖2所不之具體實施例中，時脈倍頻器13〇及14〇的設 4如下·在相同的控制信號下，它們輸出不相同的時脈信 號-時脈CPU及時脈erypto，但二者頻率間之關係成整數 倍η。測功儀1 50會將該非接觸型端子介面i 〇〇所供應之能 量，轉換成均高之控制信號VCCPU&VCcrypt〇 ,使時脈 cryPt〇 = n*時脈CPU。不過，測功儀15〇也有可能輸出不 同的時脈信號VCCPU及VCcrypto至時脈倍頻器130及140。 測功儀1 5 0可能是由調節器所形成，亦或是包含一類比/數 位轉換器，若是由調節器所形成，則依電路設計所決定之 方法’像是線性調節’將其所接收、來自於該非接觸型端 子介面100之供應能量，轉換成合適的電壓信號；若是包 含類比/數位轉換器，則是將該供應能量轉換成數位的控制 信號- VCCPU及VCcrypto。若轉換成的是數位控制信號，則 可能需提供一對照表，其中儲存的控制信號一 vCcpu及 VCcrypt0 ’為特定的供應能量區，其中控制信號-VCCPU及 VCcrypto確保該密碼處理器在各個的供應能量區下，有最 佳的計算時間。 圖2之時脈倍頻器i 3 〇及丨4〇乃相鎖迴圈之形式，可允許 輸入時臉之頻率乘上一個分數n / m ^輸入頻率是預設好的 ’乃由譬如’非接觸型端子介面1 〇〇所產生之時脈信號決 定。於是’時脈倍頻器13〇及14〇將時脈信號之輸入頻率fin -15- 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1227000 A7 B7 五、發明説明（13 ) 轉換成時脈# 5虎輸出頻率f〇ut = n/m X f〇。時脈倍頻器1 3 0 及140之方塊圖示於圖3。如所見，每個時脈倍頻器均包含 一輸入IN 200，輸入端子iNn及iNm，以及輸出OUT;時脈 頻率為fin之時脈信號由輸入IN 200送入，計數器η及有理 數分母m的值，則是在輸入頻率fin及輸出頻率f〇ut之間的 輸入端子INn及INm輸入；輸出0UT則輸出時脈頻率為f〇ut 之時脈信號。除了除頻器220之外，該電路尚包含一相鎖 迴圈’由電壓控制振盪器VC0 230、除頻器24〇、互斥或電 路250及调節器260所構成。除頻器220之輸入連接至輸入 IN 200，另一個輸入則連接至輸入INm 21〇。除頻器22〇輸 出頻率為fiii/m之輸出信號，連接至互斥或電路25〇之輸入 。互斥或電路250的另一個輸入則連接至除頻器24〇之輸出 ，除頻器240有兩個輸入，分別連接至輸入端mn 2〇5及 VCO 230的輸出。VCO 230的輸入則是透過調節器26〇，連 接至互斥或電路250的輸出。vc〇 23〇的輸出另連接至輸出 端子 OUT 215。 Μ卜說明圖3電路之操作模弍 丄丄、Η久um m，受 控於控制信號VCCPU及VCcrypt0(視圖2)，可用以設定分 離比η及m(n ’ m屬於i，2，3...)，除頻器22〇及利用 其，將輸入端200之輸入時脈信號及振盪器23〇之輸出時脈 信號予以除頻。只有在VC0 230之輸出信號所具之輸出頻 率為f〇ut = n/mx f0時’具相同時脈頻率nn/m及相位之相同 信號才會被送至互斥或電路25G的兩個輸人。㈣此奸 況，該受電壓控制之振盪器230就會為該互斥或電路25〇: -16· 〇

1227000 A7 B7 五 調節器260共同運作將其重新調整為使輸入時脈信號與輸 出時脈信號間的分離比，成為吾人所需。因此，送至輸出 OUT之時脈信號具吾人所欲之頻率fout。 以上所說明者，為圖2電子電路之操作模式及電路情況 ，以下則說明當其應用於非接觸型晶片卡時之好處。 圖4草繪出一晶片卡，其相對於非接觸型端末機3 ι〇的三 個位置300a，300b及300c，該晶片卡上配置有圖2之電子 電路，該端末機則發射出某頻率之電磁輻射32〇。如圖4中 的雙箭頭所示，300a至300c各位置距該非接觸型端末機3ι〇 的距離分別是10公分、7公分及5公分。由於電子電路之非 接觸型端子介面（視圖2)從該電磁輻射32〇中所獲得之可資 使用能量E的多寡，完全取決於晶片卡與該非接觸型端末 機3 10之距離d，該電子電路控制器之時脈頻率，在晶片卡 於不同的位置-3〇〇3,30013及30(^時，分別設定在不同的 值-fl，f2及f3，且視晶片卡與該非接觸型端末機3丨〇之距 離而有高有低。若·晶片卡距端末機31〇較遠，則可資電子 電路使用之能量就較少，時脈頻率因而必須較低。若晶片 卡較靠近端末機31〇，則就有較多的可資使用能量，Z制 器之時脈因而可具有較高的頻率。依此法，時脈頻率永遠 隨著可資使用之能量而調整，如此，若可資使用之能量較 多’則計算所耗之時間就有可能降低。相反地，傳統的密 碼晶片卡其事先已預，好消耗固定之能量(譬如，有固定： 時脈頻率），此能量相當於譬如，說晶片卡距端末機31〇最 大距離所需之能量’且為最大距離範圍及最大計算能力之 -17- 玉紙張尺度適财@ a家標準(CNS) μ規格(21G><297公复） ----— -

裝 訂

1227000 A7 B7 五、發明説明（15 ) 妥協後結果。因此，密碼處理器僅有可能在此最大距離範 圍内運作’且若距離較近’也無法轉換出任何多餘的能量。 為簡化说明，以上圖2及圖4之密碼處理器僅由中央處理 單元及周邊裝置或密碼協同處理器所構成。然而，更典型 二情況I，-㈤密瑪處理器是由幾個周邊裝置及協同處理 益所構成的。若是如此，則協同處理器所分配到的可資使 用能量，將是最大的能量以期達成計算時間的最小。除此 之外，在測功儀A定該冑可資使用㊣量如何分配至該等協 同處理器及中央處理單元時，目前的處理器工作及/或該等 協同處理器的各不同計算工作，以及其餘周邊裝置之相乂關 工作’均應列入考量。之後’該可資使用能量將永遠用於 那些在應用上或處理器工作上使用最多的協同處理器上。 若執行的是認證工作，則密碼協同處理器應儘可能分派到 最大的能4 ’其餘的協同處理器所分配能量則儘量地小。 相類似地’在執行加密卫作或進行雜湊時計算時，即應儘 可能地加快DES模組或雜凑模組的時脈，以使能量得:配 :其上。甚至可以用切掉供應電壓的方式，將與目前處理 益工作無關的協同處理器完全關.卓，或使其進 ，以避免電流漏洩。 民杈式 若欲將可資使用能量作最佳的分配，可將每一 同處理器均配置—個時脈倍頻器，就如圖2中= 處理器120配有時脈倍頻器刚一般。在最簡單的例子中 譬如，中央處理單元順序地使用或驅動協同處Μ 處理單元的時脈頻率可以是fcpu，但目前處理器工作所不 _ - I。 本紙張尺度翻τ關^:料(CNS)挪公㈤ -18- 1227000

需要的協同處理器就可切斷或操作在fcpu，僅只目前應用 所需的密碼協同處理器之時脈頻率設定較高，儘可能地使 可資使用能量用於其上。換言之，計算速度的最佳:及最 大的能量利用率可用如下方式達成：於調整處理器工作目 前主要所使用到的協同處理器之時脈頻率時，儘可能地分 配予其最大的時脈頻率，但需注意所餘之可資使用能量最 少應使其餘必要的部件可以運作。 若密碼協同處理器是平行操作的，則可f使用能量的分 配可透過存取對照表來實現，對照表中分別針對可資使用 能量之某區域及密碼處理器所支援的某應用，存有密碼協 同處理益之最佳時脈頻率組。每一組時脈頻率對可資使用 能量，基本上是分配給那些在相關應用中所需之計算工作 所相關的密碼協同處理器。此外，每組内之時脈頻率的決 定方式是此組所關聯的可資使用能量基本上要完全地用盡 。由於同一種應用常常關聯到幾種密碼協同處理器，或於 同種應用中常常需幾種密碼協同處理器執行相關的計算工 作，所以這些密碼協同處理器可用相同的時鐘或相鎖迴圈 為其定時脈，或彼此之間永遠以一種時脈頻率樹的形式具 一個固定的時脈頻率比，藉使控制的時脈頻率數得以降低。 縱使以上所述者乃採用僅可產生有理數分離比率之時脈 倍頻器或相鎖迴圈，來設定中央處理單元及密碼協同處理 器之時脈信號，但也有可能以彼此可獨立控制之振盪器取 代之，以使控制器部件之時脈頻率間可有更進一步地相對 地質數分離比。此相較於前述之時脈倍頻器，其有利之處 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2ΐ〇__χ 297公D--------- 1227000 A7 B7 五、發明説明（17 ) 在於，I人有更多的最佳化方式來使用該可資使用能量， 此乃該等時脈頻率不僅可設定成完全有理倍數，亦可設定 成彼此間之相對質數之故。此種對能量的最大利用率之法 ，在可資使用能量非常有限的場合，像是非接觸及移動式 的場合中’特別地具吸引力。不㊣’為所有或—群的密碼 協同處理器提供特殊的振盪器，需對吾人所論及之各密碼 協同處理器作同步化的動作，此乃此等協同處理器之時脈 均以一種非同步於中央處理單元之方式運作之故。吾人所 論及之言亥等密碼協同處理器其主介面之所有輸入及^出均 因而必須透過適當的，譬如，由兩個串聯的正反器所構成 的同步化裝置，加以同步化。 最後，應注意的是，縱令上述圖2電子電路例中之控制 器有包含中央處理單元及協同處理器，但任何型式之=制 器，無論其是否具有協同處理器，實乃均可採用。以上已 將本發明之將能量控制應用於整個控制器上所會有的絕大 部份優點說明完畢。 應再注意的是，圖2中之電子電路可安排於電路板上或 集積於晶片之中。該控制器亦同樣地可用安排於電路板上 之獨立元件所組成，或集積於晶片之中。 雖然本發明據圖2及圖4以非接觸型為例說明，但本發明 亦可應用於接觸型端末機或移動式的場合中。若是如此， 則圖2中之接觸端子介面就要以單一接觸取代。 再要注意的是，雖然本文所述之時脈倍頻器乃以在該電 子電路中為硬體接線的形式存在，但其亦可以透過導線或 I紙張尺度適财國S家標準(CNS) A4規格(2i〇X297公I) -20- 1227000 A7 B7 五、發明説明（18 ) 無線連接的方式，與該電子電路相接。時脈倍頻器或振盪 器可提供在各自的端末機，與端末機晶片卡之該電子電路 互動。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂

1227000 A7 B7 五、發明説明（19) 參考元件表 100 非接觸型端子介面 105 電磁能 110 中央處理單元 120 密碼協同處理器或周邊裝置 130 時脈倍頻器 140 時脈倍頻器 150 測功儀 200 輸入 205 輸入 210 輸入 215 輸出 220 除頻器 230 電壓控制振盪器 240 除頻器 250 互斥或電路 260 調節器 300a 位置 300b 位置 300c 位置 3 10 非接觸型端末機 320 電磁波輻射 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

1. ABCD 1227000 六、申請專利範圍 1· 一種電子電路，包含： 一控制器（1 10，120)，用以處理處理器工作； 一此量決定裝置（150)，用以決定該控制器（丨1〇，12〇) 可使用之能量；以及 一控制裝置（130 , 140，150)，用以視該控制器（丨1〇， 120)可使用之能量，控制該控制器（丨1〇，12〇)。 2 ·如申請專利範圍第1項之電子電路，其中該控制裝置 (130 ’ 140 ’ 150)以如下方式控制該控制器（丨1〇，12〇): 該控制器（1 1 0，1 20)處理該處理器工作所需之能量基本 上等於該可資該控制器（110，12〇)使用之能量。 3 ·如申請專利範圍第丨項之電子電路，尚包含： 一能量提供裝置（100),用以從外界所供應之電磁能 (105)中，製出供該控制器（1 1〇，12〇)使用之能量。 4 ·如申請專利範圍第1項之電子電路，乃設計為一積體電 路，適以應用於非接觸型終端（31〇)。 5 ·如申請專利範圍第1項之電子電路，其中該控制裝置 (130，140，150)包含： 一用以設定該控制器（110，120)賴以運作之控制器時 脈之裝置（130，140)，其中該控制器時脈之時脈頻率， 於可資使用能量較多時升高，於可資使用能量較少時降 低。 6 ·如申請專利範圍第1項之電子電路，其中該控制器（1 1 〇， 120)乃以互補式金氧半技術實現。

   ABCD 1227000 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第1項之電子電路，其中該控制器（i丨〇， 120)包含： 多個周邊裝置（1 20)，係用以執行相關工作；以及 一中央處理單元（1 1 0)，係用以驅動該多個周邊裝置 (120)之用， 其中該控制裝置係配置為（1 3 0，1 40，1 5 0)視該處理 器工作，該等相關工作及該控制器（丨丨〇，丨2〇)可使用之 能量，來控制該多個周邊裝置（12〇)。 8 ·如申請專利範圍第7項之電子電路，其中該控制裝置 (130 ’ 140，15〇)係配置為控制該多個周邊裝置（12〇)以 使該控制器（1 10，120)於表現該處理器工作效能所需之 計算時間方面，得以最短。 9·如申請專利範圍第7項之電子電路，其中控制器（11〇 , 120)乃一密碼處理器，以及該多個周邊裝置（12〇)係用以 執行计算工作之密碼協同處理器（丨2〇)，以及其中該處理 器工作係由下列各物所組成之群中選出··依DEs標準、 先進加密標準（AES)法、RSA演算法及橢圓曲線法所行 之加密、解密、認證、以及簽章，以及其中該多個密碼 協同處理器（120)之計算工作係由下列各物所組成之群中 選出··包括餘數及非餘數加法、乘法、指數及反相，雜 湊值之計算及亂數之決定。 ίο.如申請專利範圍第7項之電子電路，其中該控制裝置 (130，140，150)尚包含·· -24 - 1227000

   置 一用以設定該多個周邊裝置 時脈之裝置；以及 (120)賴以運作之周邊裝 一用以切斷該多個周邊裝 裝置。 置之個別周邊裝置（120)之 如申請專利範圍第1〇項之電子電路，其中該用以設定該 周邊裝置時脈（12〇)之裝置（140)包含一與該多個周邊裝 置其中之-相關之振盈器，其製造具—輸出時脈頻率之 時脈信號，該相關的周邊裝置（120)以之為時脈。 α如申請專利範圍第1()項之電子電路，其中該用以設定該 周邊襄置時脈(12〇)之裝置(140)包含一與該多個周邊裝 置其中之-相關之時脈倍頻器，其製造具—輸出時脈頻 率之時脈信號，該相關的周邊裝置（12〇)以之為時脈。 Α如申請專利範圍第！項之電子電路，其中該控制器（ιι〇 ,120)包含一用以執行相關工作之周邊裝置（12〇)，以及 一用以驅動該周邊裝置（120)之中央處理單元（11〇)，其 中該控制裝置（130，140，150)包含一第一裴置（13〇)， 係用以設定一該中央處理單元（η〇)賴以運作之第一時脈 以及一第一裝置（14 0 )，係用以設定一該周邊裝置 (120)賴以運作之第二時脈，該第一及第二時脈之設定為 :使該可資使用能量足以處理該處理器工作，同時並儘 可能派給該周邊裝置（120)最大之能量，以執行該相關工 作0 14· 一種用以控制一電子電路之方法，該電子電路包含一用 以處理處理器工作之控制器（110，120)，該方法包含： -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 8 8 8 8 A B c D 1227000 々、申請專利範圍 決定（10)該控制器（110，120)可使用之能量；以及 依該控制器（110，120)可使用能量之多募，控制（20) 該控制器（110，120)。 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)