TWM494360U - 讀卡裝置 - Google Patents

Description

讀卡裝置

本新型創作是有關於一種讀卡裝置，且特別是有關於一種具有卡片辨識功能的讀卡裝置。

公用電話為一種普遍且常見的公共設施，可讓民眾於出門在外且無法使用行動通訊裝置的狀況下撥打電話。隨著科技的進步，現今的公用電話大都具備讀卡功能，可稱之為卡式公用電話，讓使用者可藉由積體電路卡片(Integrated Circuit Card，IC卡)來支付撥打公用電話所需的費用。IC卡為一種將具有存儲功能、加密功能或資訊處理能力的積體電路晶片封裝並附著於一塑膠片基中而形成的卡片。圖1A為習知之公用電話與IC卡的示意圖。請參照圖1，公用電話10具備讀卡裝置120。當使用者欲利用公用電話撥打電話時，使用者會先將卡片20插入讀卡裝置120之後，再視卡片的類型而進行後續的操作。

一般來說，目前卡式公用電話常用的IC卡有發展較早的電話卡以及近期開始普遍的信用卡。其中，電話卡為不具備運算能力的記憶卡，而信用卡為具備運算能力的微處理卡。圖1B為習 知之公用電話與IC卡的方塊示意圖。請參照圖1B，由於電話卡與信用卡的卡片硬體設置並不相同且兩者各自對應的傳輸協定也相異，因此公用電話10的主系統110必須事先知曉讀卡裝置120中的卡片20是何種類型，以控制讀卡設備120依據卡片20的類型提供對應的電氣信號並依據卡片20所需的所對應的傳輸協定來存取資料。具體來說，當使用者將卡片20插入讀卡裝置120後，使用者需透過額外的選擇操作讓主系統110可判別卡片20的類型。如此一來，不僅公用電話的操作步驟較為繁瑣且處理時間較長，若無法即時地提供正確的電器信號也將造成公用電話的耗電量上升。

有鑑於此，本新型創作提供一種讀卡裝置，可自行辨識卡片的類型，藉此提早開始讀取卡片的時間點與簡化用者的操作步驟。

本新型創作提出一種讀卡裝置，其適於讀取卡片上的資料。此讀卡裝置包括處理電路、時脈產生電路、切換電路以及卡片連結介面電路。處理電路產生重置訊號以及第一時脈訊號，而時脈產生電路產生第二時脈訊號。切換電路耦接時脈產生電路以及處理電路，接收第一時脈訊號以及第二時脈訊號，並輸出一輸出時脈訊號。第一時脈訊號的頻率相異於第二時脈訊號的頻率。卡片連結介面電路耦接切換電路以及處理電路，以接收重置訊號 並連結卡片。切換電路將第一時脈訊號或第二時脈訊號作為輸出時脈訊號而輸出至卡片連結介面電路，致使處理電路依據卡片響應於重置訊號所回傳的回應訊息辨識卡片為第一類型卡片或第二類型卡片。

在本新型創作的一實施例中，上述的讀卡裝置更包括卡片偵測電路以及電源供應電路。卡片偵測電路耦接上述的卡片連結介面電路，而電源供應電路耦接卡片偵測電路以及上述的處理電路。當卡片偵測電路偵測到卡片的存在，卡片偵測電路輸出啟動訊號至電源供應電路，致使電源供應電路供應電源至處理電路。

在本新型創作的一實施例中，上述的卡片連結介面電路包括第一插槽以及介面電路。第一插槽用以接收卡片的插入，而介面電路耦接第一插槽、切換電路以及處理電路。介面電路接收輸出時脈訊號以及重置訊號，並輸出上述的輸出時脈訊號以及重置訊號至第一插槽內的卡片。

在本新型創作的一實施例中，上述的卡片連結介面電路更包括多工器以及第二插槽。此多工器耦接於介面電路與第一插槽之間，而第二插槽耦接多工器。第二插槽用以接收另一卡片的插入，而多工器選擇性地將第一插槽或第二插槽連接至介面電路。

在本新型創作的一實施例中，上述的回應訊息包括一同步格式封包以及一非同步格式封包。

在本新型創作的一實施例中，若上述的切換電路將第一時脈訊號作為輸出時脈訊號且卡片響應於重置訊號而回覆同步格 式封包時，處理電路判斷卡片為第一類型卡片。

在本新型創作的一實施例中，上述的重置訊號為符合第一類型卡片的傳輸規格的第一類重置訊號，且卡片響應於第一類重置訊號從高準位轉換為低準位而同步回傳同步格式封包。

在本新型創作的一實施例中，若上述的切換電路將第二時脈訊號作為輸出時脈訊號且卡片響應於重置訊號而回覆非同步格式封包時，處理電路判斷卡片為第二類型卡片。

在本新型創作的一實施例中，上述的重置訊號為符合第二類型卡片的傳輸規格的第二類重置訊號，且卡片響應於第二類重置訊號從低準位轉換為高準位而於等待時間之後回覆非同步格式封包。

在本新型創作的一實施例中，上述的等待時間的最大值為四萬個第二時脈訊號的時脈週期。

在本新型創作的一實施例中，上述的同步格式封包的長度為固定值且為32位元組(byte)。非同步格式封包的長度為不固定值，且非同步格式封包的最大長度的為33位元組。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一類型卡片為記憶卡(Memory Card)，而第二類型卡片為微處理卡(Microprocessor Card)。

基於上述，本新型創作的讀卡裝置可提供不同卡片規範所定義的時脈訊號與重置訊號，並自行依據卡片所回傳的回應訊息的訊息格式或訊息內容來辨識卡片的類型。基此，本新型創作 的讀卡裝置可自行判別出插入的卡片為電話卡或信用卡，並先將卡片中的資料讀出出來，並不需由公用電話的主系統來辨別卡片的類型，藉此提早開始讀取卡片的時間點與簡化用者的操作步驟。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧公共電話

20、300、600、700‧‧‧卡片

110、400‧‧‧主系統

120、200、500‧‧‧讀卡裝置

210、510‧‧‧時脈產生電路

220、520‧‧‧處理電路

230、530‧‧‧切換電路

240、540‧‧‧卡片連結介面電路

30‧‧‧公共電話系統

541‧‧‧介面電路

542‧‧‧多工器

543‧‧‧第一插槽

544‧‧‧第二插槽

550‧‧‧電源供應電路

560‧‧‧卡片偵測電路

Rst‧‧‧重置訊號

I/O‧‧‧輸入輸出訊號

C1‧‧‧第一時脈訊號

C2‧‧‧第二時脈訊號

Vcc‧‧‧電源

Cout‧‧‧輸出時脈訊號

DO₀ 、DO₁ ‧‧‧同步格式封包

ATR‧‧‧非同步格式封包

t1‧‧‧等待時間

A1‧‧‧未定義區間

S401~S413‧‧‧步驟

圖1A為習知之公用電話與IC卡的示意圖。

圖1B為習知之公用電話與IC卡的方塊示意圖。

圖2為本創作一實施例的讀卡裝置的方塊示意圖。

圖3為本創作一實施例的公用電話系統的方塊示意圖。

圖4為本創作一實施例的卡片讀取方法的流程圖。

圖5A與5B為本創作一實施例的讀卡裝置的訊號時序示意圖。

為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭，以下特舉範例實施例作為本揭露確實能夠據以實施的範例。然而，本新型創作不僅限於所例示的多個範例實施例，其中範例實施例之間也允許有適當的結合。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖2為本創作一實施例的讀卡裝置的方塊示意圖。請參照圖2，讀卡裝置200適於讀取卡片300上的資料。讀卡裝置200包括處理電路220、時脈產生電路210、切換電路230以及卡片連結介面電路240。處理電路220產生重置訊號Rst以及第一時脈訊號C1，例如為微處理器(MCU)、嵌入式控制器(Embedded Controller,EC)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)或其他具備簡易運算能力的硬體電路裝置。

時脈產生電路210產生第二時脈訊號C2，且第二時脈訊號C2的頻率相異於第一時脈訊號C1的頻率。需特別說明的是，讀卡裝置200可依據第一時脈訊號C1的頻率讀取第一類型卡片，而讀卡裝置200可依據第二時脈訊號C2的頻率讀取第二類型卡片。於一創作實施例中，第一類型卡片為不具備運算能力的記憶卡(Memory Card)，而第二類型卡片為具備運算能力的微處理卡(Microprocessor Card)。

換言之，用以作為讀卡裝置200之控制核心的處理電路220可依據本身產生的第一時脈訊號C1以及時脈產生電路210所提供的第二時脈訊號C2而對第一類型卡片與第二類型卡片進行卡片資料的存取。切換電路230耦接時脈產生電路210以及處理電路220，接收第一時脈訊號C1以及第二時脈訊號C2，並輸出一輸出時脈訊號Cout。也就是說，切換電路230用以選擇將第一時脈訊號C1或第二時脈訊號C2作為提供給卡片300的輸出時脈訊號Cout。切換電路230可以是開關、多工器、邏輯電路，或由其 組合所組成之元件，本創作對此不限制。

卡片連結介面電路240耦接切換電路230以及處理電路220，以接收重置訊號Rst並連結卡片300。在卡片300插入讀卡裝置200時，卡片連結介面電路240將會與卡片300相互嵌合，以讀取卡片300所儲存的資料。於本創作的一實施例中，為了讓卡裝置200可自行辨識卡片的類型，切換電路230將第一時脈訊號C1或第二時脈訊號C2作為輸出時脈訊號Cout而輸出至卡片連結介面電路240，致使處理電路220依據卡片300響應於重置訊號Rst所回傳的回應訊息辨識卡片300為第一類型卡片或第二類型卡片。

進一步來說，若處理電路220提供重置訊號Rst與輸出時脈訊號Cout符合第一類型卡片的傳輸規格時，卡片300也將回傳符合第一類型卡片之傳輸規格的回應訊息。相似的，若處理電路220提供重置訊號Rst與輸出時脈訊號Cout符合第二類型卡片的傳輸規格時，卡片300也將回傳符合第二類型卡片之傳輸規格的回應訊息。基此，處理電路220可依據輸入輸出訊號I/O而分析出卡片300所回傳的回應訊息，並據以辨識卡片300屬於第一類型卡片或第二類型卡片。更進一步來說，處理電路220可依據回應訊息的回應時間點、回應訊息的封包長度或回應訊息的封包格式來辨識卡片300屬於第一類型卡片或第二類型卡片。

為了更清楚且詳盡的說明本創作，以下特舉一詳細實施例。圖3為本創作一實施例的公用電話系統的方塊示意圖。請參 照圖3，公用電話系統30包括主系統400、讀卡裝置500、卡片600以及卡片700。主系統400為公用電話的控制核心，用以控制公用電話的整體運作。主系統400耦接讀卡裝置500，而讀卡裝置500適於接收卡片600以及卡片700的插入並讀取卡片600以及卡片700中的資料。

讀卡裝置500包括時脈產生電路510、處理電路520、切換電路530以及卡片連結介面電路540，其功能與耦接關係與前述實施例之時脈產生電路210、處理電路220、切換電路230以及卡片連結介面電路240相似或向相同，與此不再贅述。與前述實施例不同的是，讀卡裝置500更包括卡片偵測電路560以及電源供應電路550。卡片偵測電路560耦接卡片連結介面電路540，用以偵測是否有卡片的插入讀卡裝置500。電源供應電路550耦接卡片偵測電路560以及處理電路520，用以提供電壓電源Vcc。

另外，卡片連結介面電路540包括介面電路541、多工器542、第一插槽543以及第二插槽544。第一插槽用以接收卡片600的插入，而介面電路541耦接第一插槽543、切換電路530以及處理電路520。介面電路接收輸出時脈訊號Cout以及重置訊號Rst，並提供輸出時脈訊號Cout以及重置訊號Rst至第一插槽543內的卡片600。多工器542耦接於介面電路541與第一插槽543之間，而第二插槽544耦接多工器542。第二插槽544用以接收卡片700的插入，而多工器542選擇性地將第一插槽543或第二插槽544連接至介面電路541。

需另外說明的是，本實施例之卡片600為使用者所插入公用電話的卡片，其可以是第一類型卡片或第二類型卡片。具體來說，卡片600例如是屬於第一類型卡片的電話卡或屬於第二類型卡片的信用卡。另外，卡片700為一種執行安全認證的卡片。具體來說，卡片700可以是儲存機密資訊及處理密碼運算的應用安全模組卡(Secure Application Module Card，SAM卡)。藉由將SAM卡置入讀卡裝置500的第二插槽544並經過啟用程序後，SAM卡可與讀卡設備整合以執行各種安全認證等密碼功能。

圖4為本創作一實施例的卡片讀取方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖3的公用電話系統30，以下即搭配圖3中的各構件說明本實施例方法的詳細步驟，請參照圖3與圖4。

首先，當使用者將卡片600插入讀卡裝置500時，於步驟S401，卡片偵測電路560偵測到卡片600的存在。於步驟S402，電源供應電路550開啟讀卡裝置500的電源，且處理電路520供應電壓電源Vcc至卡片600。進一步來說，當卡片偵測電路560偵測到卡片600的存在，卡片偵測電路560可輸出啟動訊號至電源供應電路550，致使電源供應電路550供應電壓電源Vcc至處理電路520。

值得一提的是，本實施例之第一類型卡片為記憶卡而第二類型卡片為微處理卡，且第一類型卡片的傳輸協定為同步傳輸而第二類型卡片的傳輸協定為非同步傳輸。相對應地，回應訊息也包括一同步格式封包以及一非同步格式封包。也就是說，若卡 片600為第一類型卡片，卡片600所回覆的回應訊息為同步格式封包。若卡片600為第二類型卡片，卡片600所回覆的回應訊息為非同步格式封包。

於是，於步驟S403，切換電路530將第一時脈訊號C1作為輸出時脈訊號Cout輸出至卡片600，並輸出屬於第一類重置訊號的重置訊號Rst至卡片600。於步驟S404，處理電路520分析輸入輸出訊號I/O來判斷是否接收到同步格式封包。若步驟S404判斷為是，於步驟S405，處理電路520判斷同步格式封包是否符合第一類型卡片對應的傳輸規格。若步驟S405判斷為否，於步驟S411，處理電路520通知主系統400卡片600發生異常。若步驟S405判斷為是，於步驟S406，處理電路520辨識卡片600為第一類型卡片，並通知主系統400卡片600為第一類型卡片。於步驟S407，處理電路520直接依據第一類型卡片對應的傳輸規格存取卡片600中的資料。

圖5A為本創作一實施例的讀卡裝置的訊號時序示意圖。假設卡片600屬於第一類型卡片中的電話卡。基於第一類型卡片所對應的傳輸協定，若讀卡裝置500欲讀取卡片600中的資料，讀卡裝置500需提供頻率例如為100kHz的時脈訊號給卡片600，並提供符合第一類型卡片的傳輸規格的第一類重置訊號給卡片600。請參照圖5A，處理電路520提供電源電壓Vcc至介面電路541後，卡片600可接收到處理電路520所提供的電源電壓Vcc。

當切換電路530將頻率為100kHz的第一時脈訊號C1作 為輸出時脈訊號Cout且卡片600響應於重置訊號Rst而回覆同步格式封包時，處理電路520可判斷並確定卡片600為第一類型卡片。如圖5A所示，卡片600響應於重置訊號Rst從高準位轉換為低準位而同步回傳同步格式封包DO₀ ，並於傳送同步格式封包DO₀ 之後繼續傳送同步格式封包DO₁ 。於一實施例中，基於第一類型卡片所對應的傳輸規格，同步格式封包DO₀ 、DO₁ 的長度可為固定值且為32位元組(byte)。

另一方面，若步驟S404判斷為否，於步驟S408，切換電路530將第二時脈訊號C2作為輸出時脈訊號Cout輸出至卡片600，並輸出屬於第二類重置訊號的重置訊號Rst至卡片600。於步驟S409，處理電路520分析輸入輸出訊號I/O來判斷是否接收到非同步格式封包。若步驟S409判斷為否，代表卡片600不屬於第一類型卡片也不屬於第二類型卡片，即代卡片600為讀卡裝置500不接收的卡片類型。因此接續步驟S411，處理電路520通知主系統400卡片600發生異常。

另外，若步驟S409判斷為是，於步驟S410，處理電路520判斷非同步格式封包是否符合第二類型卡片對應的傳輸規格。若步驟S410判斷為否，於步驟S411，處理電路520通知主系統400卡片600發生異常。若步驟S410判斷為是，於步驟S412，處理電路230辨識卡片600為第二類型卡片，並通知主系統400卡片600為第二類型卡片。於步驟S413，處理電路520依據第二類型卡片對應的傳輸規格存取卡片600中的資料。

圖5B為本創作一實施例的讀卡裝置的訊號時序示意圖。假設卡片600屬於第二類型卡片中的信用卡。因此，若讀卡裝置500欲讀取卡片600中的資料，讀卡裝置500需提供頻率例如為3MHz~5MHz的時脈訊號給卡片600，並提供符合第二類型卡片的傳輸規格的第二類重置訊號給卡片600。請參照圖5B，處理電路520提供電源電壓Vcc至介面電路541後，卡片600可接收到處理電路520所提供的電源電壓Vcc。若切換電路530將頻率為3MHz~5MHz的第二時脈訊號C2作為輸出時脈訊號Cout且卡片600響應於重置訊號Rst而於等待時間t1之後回覆非同步格式封包ATR時，處理電路520可判斷並確定卡片600為第二類型卡片。

進一步來說，若卡片600為第二類型卡片，卡片600將響應於重置訊號Rst從低準位轉換為高準位而於等待時間t1之後回傳非同步格式封包ATR。舉例而言，假設第二類型卡片的傳輸規格為國際智慧卡標準ISO-7816所定義的卡片規格，則非同步格式封包ATR的長度為不固定值，且非同步格式封包ATR的最大長度的為33位元組。此外，等待時間t1的最大值為四萬個第二時脈訊號C2的時脈週期。此外，在處理電路520控制重置訊號Rst發生準位變化之前，輸入輸出訊號I/O還包括未定義區域A1。

也就是說，使用者把屬於第二類型的卡片600插入讀卡裝置500後，卡片依據電源電壓Vcc而執行電源開啟(power-on)的動作，並響應於重置訊號Rst而於一等待時間過後發送非同步 格式封包ATR(Answer To Reset)給讀卡裝置500。處理電路520分析這個非同步格式封包ATR，以獲取卡片600裡面紀錄的各項參數資訊和資料傳送內容。值得一題的是，處理電路520更可依據非同步格式封包ATR的參數而判斷卡片600與讀卡裝置500之間的傳輸協定為非同步半雙工字元傳輸協定(T=0傳輸協定)或非同步半雙工區段傳輸協定(T=1傳輸協定)，以進行通訊速率的調整。

綜上所述，於本創作的實施例中，當卡片插入讀卡裝置時，讀卡裝置可偵測是否有插入卡片並輸出不同傳輸協定所定義的時脈訊號與重置訊號給卡片，從而自行根據卡片回覆的回應訊息為同步格式封包或非同步格式封包來區分卡片為第一類型卡片或第二類型卡片。如此一來，本創作可將公用電話的讀卡裝置與主系統的硬體電路分開設置，讓主系統的操作頻率不需要一開始就拉高至讀取卡片操作頻率，而達到省電以及降低主系統負擔的目的。再者，可簡化使用者操作公用電話的操作步驟，以提高公用電話操作上的便利性。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

300‧‧‧卡片

200‧‧‧讀卡裝置

210‧‧‧時脈產生電路

220‧‧‧處理電路

230‧‧‧切換電路

240‧‧‧卡片連結介面電路

Rst‧‧‧重置訊號

I/O‧‧‧輸入輸出訊號

C1‧‧‧第一時脈訊號

C2‧‧‧第二時脈訊號

Cout‧‧‧輸出時脈訊號

Claims (12)

1. 一種讀卡裝置，適於讀取一卡片上的資料，所述讀卡裝置包括：一處理電路，產生一重置訊號以及一第一時脈訊號；一時脈產生電路，產生一第二時脈訊號；一切換電路，耦接該時脈產生電路以及該處理電路，接收該第一時脈訊號以及該第二時脈訊號，並輸出一輸出時脈訊號，其中該第一時脈訊號的頻率相異於該第二時脈訊號的頻率；以及一卡片連結介面電路，耦接該切換電路以及該處理電路，以接收該重置訊號，並連結該卡片，其中，該切換電路將該第一時脈訊號或該第二時脈訊號作為該輸出時脈訊號而輸出至該卡片連結介面電路，致使該處理電路依據該卡片響應於該重置訊號所回傳的一回應訊息辨識該卡片為一第一類型卡片或一第二類型卡片。
2. 如申請專利範圍第1項所述的讀卡裝置，更包括：一卡片偵測電路，耦接該卡片連結介面電路；以及一電源供應電路，耦接該卡片偵測電路以及該處理電路，其中，當該卡片偵測電路偵測到該卡片的存在，該卡片偵測電路輸出一啟動訊號至該電源供應電路，致使電源供應電路供應一電源至該處理電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述的讀卡裝置，其中該卡片連結介面電路包括： 一第一插槽，用以接收該卡片的插入；以及一介面電路，耦接該第一插槽、該切換電路以及該處理電路，以接收該輸出時脈訊號以及該重置訊號，並輸出時脈訊號以及該重置訊號至該第一插槽內的該卡片。
4. 如申請專利範圍第3項所述的讀卡裝置，其中該卡片連結介面電路更包括：一多工器，耦接於該介面電路與該第一插槽之間；以及一第二插槽，耦接該多工器，用以接收另一卡片的插入，其中該多工器選擇性地將該第一插槽或該第二插槽連接至該介面電路。
5. 如申請專利範圍第1項所述的讀卡裝置，其中該回應訊息包括一同步格式封包以及一非同步格式封包。
6. 如申請專利範圍第5項所述的讀卡裝置，其中若該切換電路將該第一時脈訊號作為該輸出時脈訊號且該卡片響應於該重置訊號而回傳該同步格式封包時，該處理電路判斷該卡片為該第一類型卡片。
7. 如申請專利範圍第6項所述的讀卡裝置，其中該重置訊號為符合該第一類型卡片的傳輸規格的一第一類重置訊號，該卡片響應於該第一類重置訊號從高準位轉換為低準位而同步回傳該同步格式封包。
8. 如申請專利範圍第5項所述的讀卡裝置，其中若該切換電路將該第二時脈訊號作為該輸出時脈訊號且該卡片響應於該重置 訊號而回傳該非同步格式封包時，該處理電路判斷該卡片為該第二類型卡片。
9. 如申請專利範圍第8項所述的讀卡裝置，其中該重置訊號為符合該第二類型卡片的傳輸規格的一第二類重置訊號，該卡片響應於該第二類重置訊號從低準位轉換為高準位而於一等待時間之後回傳該非同步格式封包。
10. 如申請專利範圍第9項所述的讀卡裝置，其中該等待時間的最大值為四萬個該第二時脈訊號的時脈週期。
11. 如申請專利範圍第5項所述的讀卡裝置，其中該同步格式封包的長度為固定值且為32位元組(byte)，而該非同步格式封包的長度為不固定值，且該非同步格式封包的最大長度的為33位元組。
12. 如申請專利範圍第1項所述的讀卡裝置，其中該第一類型卡片為記憶卡，而該第二類型卡片為微處理卡。