УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ КАРТЫ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ Российский патент 1997 года по МПК G06K7/06 G06K19/07 G07F7/08 H04N7/16 

Изобретение относится к устройству считывания карт на интегральных схемах, в частности для приема платных телевизионных передач.

Контактные карты на интегральных схемах (ИС) получают все более широкое применение. Эти карты имеют прямоугольную форму кредитных карт с расположенной на поверхности ИС, содержащей обычно конфиденциальную информацию. Например, когда эти карты используются для разрешения приема платных телевизионных передач, ИС содержит информацию на разрешение, которая позволяет принимающему устройству декодировать принимаемые шифрованные видеосигналы.

Считывающие устройства для таких карт имеют цепь управления протоколом обмена информацией между этим устройством считывания и картой, который определяет в функции данных, сообщаемых ИС карты, параметры карты, такие как необходимое напряжение возможного программирования, т.е. напряжения для постоянной записи информации в память ИС, тактовая частота, ток питания, скорость обмена информацией между картой и считывающим устройством и его режим работы, синхронный или асинхронный.

Изобретение позволяет реализовать такое считывающее устройство для карт на ИС, в частности, для приема оборудования закодированных телевизионных передач, которое просто в реализации, экономично и не мешает правильной работе этого устройства считывания.

Это достигается благодаря тому, что в устройство для считывания карты на интегральных схемах, содержащее управляемый источник напряжений, по меньшей мере один выход которого соединен с соответствующей клеммой подключения напряжения к карте на интегральных схемах, и блок управления обменом, часть входов-выходов которого является частью входов-выходов подключения к карте на интегральных схемах, а по меньшей мере один выход первой группы управляющих выходов блока управления обменом соединен по меньшей мере с одним входом первой группы входов управляемого источника напряжений, введены коммутатор и первый микроконтроллер с выходами, находящимися под фиксированным потенциалом в процессе обнуления и сброса, а упомянутый блок управления обменом выполнен на втором микроконтроллере с выходами, находящимися под плавающим потенциалом в процессе обнуления и сброса, часть входов-выходов первого микроконтроллера соединена с частью входов-выходов первой группы второго микроконтроллера, один из выходов первого микроконтроллера соединен с управляющим входом коммутатора, часть входов-выходов второй группы второго микроконтроллера является частью входов-выходов блока управления обменом, первая группа управляющих выходов второго микроконтроллера из по меньшей мере одного выхода объединена с соответствующими выходами коммутатора и соединена с первой группой входов управляемого источника напряжений, вторая группа управляющих выходов второго микроконтроллера соединена со второй группой входов управляющего источника напряжений, первый информационный вход коммутатора оставлен неподключенным, а второй информационный вход коммутатора соединен с шиной фиксированного потенциала.

Разделение функции между первым микроконтроллером приема информации и вторым микроконтроллером, управляемым первым, для управления протоколом обмена информацией с картой позволяет оптимизировать стоимость устройства считывания.

Некоторые микроконтроллеры невысокой стоимости выдают выходные сигналы с плавающим потенциалом, т.е. значением, меняющимся случайным образом, когда они возвращаются к нулю (СБРОС). Микроконтроллером, имеющим такую характеристику, является, например, микроконтроллер 8052 фирмы ИНТЕЛ.

В предпочтительном варианте реализации изобретения в качестве второго микроконтроллера, предназначенного для управления протоколом обмена информацией между картой и устройством считывания, выбирают схему именно такого типа, т.е. выходы которой являются плавающими в процессе обнуления. Но поскольку второй микроконтроллер управляет питанием карты, нужно предпринять специальные меры для того, чтобы эти плавающие напряжения не вызывали разрушительных для карты значений напряжений питания. Вот почему первый микроконтроллер имеет выходы с фиксированными в процессе обнуления потенциалами и управляет питанием в эти периоды. Предпочтительно первый микроконтроллер отключает питание в процессе сброса. В варианте первый микроконтроллер в процессе сброса устанавливает минимальные значения для напряжений генератора.

Сброс микроконтроллеров влияет, в частности, на подачу напряжения на устройство считывания.

Другие характеристики и преимущества изобретения будут выявлены в процессе описания некоторых вариантов реализации.

На чертеже показана схема устройства считывания карты на ИС для приема зашифрованных телевизионных передач.

Для дешифровки телевизионных передач, принимаемых в закодированном виде, обычно предусматривают приемное оборудование со схемой декодировки (не показана), которая может работать лишь в том случае, если она принимает информацию разрешения карты 10 типа ИС в соответствии со стандартом ИСО 7618.

Это оборудование 11 имеет первый микроконтроллер или микропроцессор 121 типа 6305 фирмы ИНТЕЛ, предназначенный для приема на вход 13 цифровой информации, поступающей от телевизионного сигнала. Эта информация поступает, например, от сигнала типа MAK-PAQUET или "видеокрипт". Система "видеокрипт" описана, например, во французском патенте 8806121 или французском патенте 8817092, причем оба патента на имя заявителя.

Эта накопленная и обработанная микроконтроллером 12 информация посылается на шину 14 второго микроконтроллера 15, который составляет цепь управления протоколом обмена информацией между картой 10 и устройством считывания 11.

Потенциал выхода микроконтроллера 12 сохраняет фиксированное значение в процессе сброса. А микроконтроллер 15, который в рассматриваемом примере представляет собой микропроцессор 8052 фирмы ИНТЕЛ, имеет плавающие выходные потенциалы в процессе процедуры сброса, управляемого микроконтроллером 12.

На выходах 16, 17 и 18 микроконтроллера 15 появляются сигналы, которые передаются на соответствующие входы 20 управляемого источника 21 напряжений У_cc и У_pp. Управляемый источник 21 напряжений имеет также выход 22, который выдает напряжение У_cc питания схем карты 10, и выход 23, который выдает напряжение У_pp, необходимое для программирования карты 10, т.е. для постоянной записи информации в эту карту.

Значения напряжений У_cc и У_pp зависят от сигналов, поданных на входы 20, т.е. выданных выходами 16, 17, 18 микроконтроллера 15.

Кроме того, напряжение У_cc появляется на выходе 22, если на соответствующий вход 24 источника 21 подается напряжение разрешения. Сигнал на входе 24 составляет, таким образом, команду "работа-останов" (М/А) напряжения У_cc. Кроме того, вход 25 источника 21 предусмотрен для приема сигнала разрешения или работа-останов для напряжения У_pp на выходе 23. Сигналы на входах 24 и 25 источника 21 выдаются при нормальной работе выходами 26 и 27 микроконтроллера 15.

Поскольку в ходе процедуры сброса, в частности подачи напряжения на считывающее устройство 11, выходы 16, 17, 18, 26, 27 микроконтроллера 15 находятся под плавающим потенциалом, т.е. меняющимся псевдослучайным образом, на соответствующих входах 20, 24 и 25 генератора 21 могут появиться сигналы, которые могут вызвать на выходе 23 появление напряжения программирования У_pp и на выходе 22 напряжения У_cc некорректных значений, которые могут привести к разрушению схем карты 10.

Для предотвращения такого режима работы предусматривается, чтобы в процессе процедур сброса микроконтроллер 15 непосредственно входами 24, 25 источника 21 так, чтобы на выходах 22 и 23 не выдавалось бы никакого напряжения. Иначе говоря, при нормальной работе источник 21 управляется микроконтроллером 15; с другой стороны, в процессе сброса управление источником 21 выполняется непосредственно микроконтроллером 12. Эта процедура становится возможной вследствие того, что именно микроконтроллер 12 управляет сбросом микроконтроллера 15 и что, как уже упоминалось, выходы микроконтроллера 12 имеют фиксированный потенциал в процессе сброса.

В примере выход 30 микроконтроллера 12 управляет коммутатором 31, выходы 32 и 33 которого соединены со входами 24 и 25. При нормальной работе выходы 32 и 33 отключены ("висят в воздухе"), тогда как в процессе сброса эти выходы имеют фиксированный потенциал, например нулевой потенциал, чтобы обеспечить ситуацию, когда выходы 22 и 23 источника 21 не выдают никакого напряжения. Иначе говоря, в процессе сброса сигналы на входах 24 и 25 являются стоп-сигналами.

При подаче напряжения на устройство 11 считывания микроконтроллер 12 дает команду сброса микроконтроллеру 15, затем под управлением микроконтроллера 12 микроконтроллер 15 определяет характеристики карты 10. Значения напряжения питания и программирования карты выдаются на выходы 16, 17, 18, 26, 27 микроконтроллера 15 с целью управления источником 21, как указывалось выше. Микроконтроллер 15 определяет таким же образом и другие характеристики карты: тактовую частоту, расход по току, скорость обмена, режим работы (синхронный и асинхронный).

Затем между интегральной схемой карты 10 и микроконтроллерами 12 и 15 происходит обмен информацией с целью определения, содержит ли карта разрешение на раскодировку передач. В случае положительного ответа расшифровка выполняется классическим образом, который не входит в рамки изобретения и описание которого здесь не требуется.

В примере напряжения программирования могут принимать четыре значения: 5, 12,5, 15 и 21 В; тактовая частота 3,5, 7 МГц или другое значение, присущее карте; потребление тока составляет 80 мА; скорость обмена составляет 9600бод или 19200 бод; режим работы бывает обычно асинхронным.

Очевидно, что при каждом сбросе сигналы, поданные на входы 24 и 25, благодаря микроконтроллеру 12 запирают выходы 22 и 23 источника 21. В варианте каждый сброс на выходах 22 и 23 сопровождается появлением под управлением микроконтроллера 12 минимальных значений напряжений, которые не приводят к разрушению интегральной схемы в карте 10.

Изобретение относится к вычислительной и телевизионной технике. Его использование в системах приема платных телевизионных передач позволяет упростить устройство для считывания карты на интегральных схемах. Устройство содержит управляемый источник 21 напряжений и блок 15 управления обменом с картой 10 на интегральных схемах. Технический результат достигается благодаря введению коммутатора 32, микроконтроллера 12 с выходами, находящимися под фиксированным потенциалом в процессе сброса и обнуления, а блок 15 выполнен на микроконтроллере с выходами, находящимися под плавающим потенциалом в процессе обнуления и сброса. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Устройство для считывания карты на интегральных схемах, содержащее управляемый источник напряжений, по меньшей мере один выход которого соединен с соответствующей клеммой подключения напряжения к карте на интегральных схемах, и блок управления обменом, часть входов-выходов которого является частью входов-выходов подключения к карте на интегральных схемах, а по меньшей мере один выход первой группы управляющих выходов блока управления обменом соединен по меньшей мере с одним входом первой группы входов управляемого источника напряжений, отличающееся тем, что в него введены коммутатор и первый микроконтроллер с выходами, находящимися под фиксированным потенциалом в процессе обнуления и сброса, а упомянутый блок управления обменом выполнен на втором микроконтроллере с выходами, находящимися под плавающим потенциалом в процессе обнуления и сброса, часть входов-выходов первого микроконтроллера соединена с частью входов-выходов первой группы второго микроконтроллера, один из выходов первого микроконтроллера соединен с управляющим входом коммутатора, часть входов-выходов второй группы второго микроконтроллера является частью входов-выходов блока управления обменом, первая группа управляющих выходов второго микроконтроллера из по меньшей мере одного выхода объединена с соответствующими выходами коммутатора и соединена с первой группой входов управляемого источника напряжений, вторая группа управляющих выходов второго микроконтроллера соединена с второй группой входов управляемого источника напряжений, первый информационный вход коммутатора оставлен неподключенным, а второй информационный вход коммутатора соединен с шиной фиксированного потенциала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шина фиксированного потенциала является шиной нулевого потенциала. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что первая группа входов управляемого источника напряжений образована по меньшей мере одним входом запуска-останова, а вторая группа входов управляемого источника напряжений образована входами задания величины выходного напряжения управляемого источника напряжений. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выходы коммутатора объединены с двумя выходами первой группы управляющих выходов второго микроконтроллера и соединены с соответствующими входами первой группы входов управляемого источника напряжений. 5. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что первый и второй входы первой группы входов управляемого источника напряжений являются входами запуска-останова соответственно для напряжения питания карты на интегральных схемах и для напряжения программирования карты на интегральных схемах, первый и второй выходы управляемого источника напряжений соединены с клеммами подключения соответственно напряжения питания и напряжения программирования к карте на интегральных схемах.