НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ КАК ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО, ТАК И ДЛЯ КОНТАКТНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ Российский патент 2003 года по МПК G06K19/07 

Изобретение касается носителя данных, содержащего первую схему, катушку, которая через бесконтактный интерфейс соединена со схемой обработки данных, причем бесконтактный интерфейс из наведенного в катушке сигнала получает, по меньшей мере, выпрямленное напряжение питания, тактовый сигнал и соответствующий модуляции наведенного сигнала сигнал данных, и ряд соединенных со схемой обработки данных контактов для приема, по меньшей мере, напряжения питания, тактового сигнала и сигнала данных, причем контакт напряжения питания через коммутирующий элемент соединен со схемой обработки данных.

Такой носитель данных известен из WO 96/38814. Он выполнен там как карта на интегральных микросхемах, точнее как комбинированная карта на интегральных микросхемах. Носители данных в соответствии с изобретением все же могут быть реализованы также с другими формами корпуса. У известного носителя данных между контактом напряжения питания и логической схемой расположен диод, поляризованный таким образом, что он предотвращает прохождение на контакт постоянного напряжения питания, приложенного к выходу выпрямителя бесконтактного интерфейса, также соединенному с тем же входом напряжения питания логической схемы.

Такой диод все же нуждается, с одной стороны, в определенном минимальном напряжении, чтобы он вообще проводил и имел, с другой стороны, в режиме пропускания падение напряжения, которое мешает, когда стремятся к низкому напряжению питания.

Также DE 19531372 A1 раскрывает карту на интегральных микросхемах, которая пригодна как для бесконтактного, так и для контактного режима работы. Там предусмотрен переключатель, который позволяет последовательно переключать напряжение на контакте питания к запоминающему устройству только в зависимости от состояния управляющего сигнала микропроцессора, а в противном случае соединяет со средствами для бесконтактного режима работы. В этой карте на интегральных микросхемах посредством переключателя также предотвращается работа микропроцессора от бесконтактного интерфейса.

Задача изобретения состоит в усовершенствовании носителя данных названного типа таким образом, чтобы, с одной стороны, наведенное в катушке напряжение не поступало на контакт напряжения питания, а с другой стороны, чтобы на вызывающем это блокирующем элементе в режиме пропускания напряжение заметно не падало. Кроме того, должен быть обеспечен схемотехнически равноправный доступ как от бесконтактных, так и контактных средств к микропроцессору.

Задача решается за счет того, что схема обработки данных является логической схемой, что переключательный элемент выполнен управляемым и что логическая схема управления переключательным элементом со стороны входа соединена с контактом тактового сигнала, а со стороны выхода соединена с управляющим входом переключательного элемента.

Управляемые переключательные элементы в интегральной схемотехнике выполняются чаще всего в виде транзисторов и имеют только очень небольшое сопротивление пропускания, так что падением напряжения на таком переключательном элементе при работе носителя данных через контакты можно пренебречь. Кроме того, за счет малого падения напряжения также возможны меньшие напряжения питания. В соответствии с изобретением наличие тактового сигнала необходимо для переключения проводимости переключательного элемента. Логическая схема управления переключательным элементом предусмотрена для того, чтобы установить наличие тактового сигнала и соответственно управлять переключательным элементом.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения логическая схема управления переключательным элементом может быть как автаркической, следовательно, свое напряжение питания получать сама из тактового сигнала, так и быть подключена к напряжению питания.

Применение тактового сигнала в качестве критерия для переключения напряжения питания к логической схеме обработки данных имеет преимущество, заключающееся в том, что предпосылка наличия тактового сигнала не является ограничивающим условием, так как логическая схема обработки данных не работала бы без тактового сигнала, даже если бы было приложено напряжение питания. Следовательно, предпочтительно и без того необходимый сигнал привлекается как условие коммутации.

Бесконтактный режим работы обычно требует регулятора напряжения питания, так как рабочее напряжение носителя данных получается из принятого от катушки сигнала и амплитуда сигнала может сильно колебаться на основании зависимости расстояния носителя данных от передатчика. Обычно регулируемое напряжение меньше поступающего с контактов напряжения, так что регулятор перегружался бы при контактном режиме работы. В усовершенствовании в соответствии с изобретением выходной сигнал детектирующей тактовый сигнал логической схемы управления переключательным элементом используется для того, чтобы выключать регулятор.

Изобретение подробнее объясняется ниже на примерах исполнения с помощью чертежей, которые показывают:
фиг.1 - первую принципиальную схему носителя данных в соответствии с изобретением и
фиг.2 - вторую принципиальную схему носителя данных в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 показана первая логическая схема 1 обработки данных, которая преимущественно образована микропроцессором и, кроме того, должна иметь обычно необходимые и целесообразные для работы микропроцессора схемы, такие как ЗУПВ (RAM= random-access memory), ПЗУ (ROM=read-only memory) или энергонезависимое запоминающее устройство. Логическая схема 1 обработки данных подключена к двум линиям VDD и VSS напряжения питания. Линии VDD и VSS напряжения питания с одной стороны соединены с выпрямителем и схемой 7 сглаживания, которая из принимаемого катушкой 2 сигнала выделяет необходимое для бесконтактной работы носителя данных рабочее напряжение.

Линии VDD, VSS напряжения питания, кроме того, соединены с контактами VCC, VSS контактной панели 3, чтобы в контактном режиме работы носителя данных предоставлять напряжение питания для схемных деталей.

Линия VDD напряжения питания в соответствии с изобретением через выполненный в виде МОП-транзистора р-типа переключательный элемент 5 соединена с контактом VCC напряжения питания. Переключательный элемент 5 управляется второй логической схемой 4 управления переключательным элементом, которая со своей стороны соединена с контактом CLK тактового сигнала. Логическая схема 4 управления переключательным элементом детектирует наличие тактового сигнала на контакте CLK тактового сигнала и при наличии тактового сигнала активирует переключательный элемент 5, так что контакт VCC напряжения питания соединен с линией VDD напряжения питания и, таким образом, логическая схема 1 обработки данных снабжается напряжением питания от контактов 3.

Указывающий наличие тактового сигнала выход логической схемы 4 управления переключательным элементом, кроме того, непосредственно соединен с логической схемой 1 обработки данных, чтобы индицировать в логической схеме обработки данных, что напряжение питания поступает от контактов 3. Логическая схема 1 обработки данных может использовать эту информацию, чтобы принять определенное рабочее состояние, в котором установлены, например, определенные права доступа к области памяти. Логическая схема 4 управления переключательным элементом в изображении в соответствии с фиг.1, кроме того, соединена с выводом возврата в исходное положение (RST) и выводом входа/выхода (I/O) и передает поступающие оттуда сигналы на логическую схему 1 обработки данных. Логическая схема 4 управления переключательным элементом предпочтительно может содержать защитные структуры, а также фильтр. В примере по фиг. 1 логическая схема 4 управления переключательным элементом соединена с контактами VCC, VSS напряжения питания и, таким образом, может обрабатывать поступающие тактовые сигналы, сигналы возврата в исходное положение и сигналы входа/выхода только тогда, когда приложено напряжение питания.

Носитель данных в соответствии с фиг.1, кроме того, имеет схему 6 бесконтактного интерфейса, которая подготавливает принимаемый катушкой 2 сигнал, в частности тактовый сигнал из него, а также получает содержащиеся за счет модуляции сигнала данные и передает на логическую схему 1 обработки данных.

Обрабатывающая данные логическая схема 1 обработки данных носителя данных в соответствии с фиг.1 также линиями VDD, VSS питания всегда соединена с представляющей бесконтактный блок приема катушкой 2, в то время как соединение с контактами напряжения питания контактной панели 3 через переключательный элемент 5 происходит только тогда, когда от контактной панели 3 подается тактовый сигнал. За счет переключательного элемента 5 таким образом, с одной стороны, эффективно предотвращается то, что поступающее от катушки 2 через схему выпрямителя и сглаживания 7 напряжение питания также приложено к контактной панели 3 и там, например, при помощи расположенного на ней пальца может замыкаться накоротко. С другой стороны, падение напряжения на управляемом переключательном элементе 5 при контактном режиме работы через контакты 3 является очень небольшим и, кроме того, управляющий переключательным элементом 5 сигнал от логической схемы 4 управления переключательным элементом также может использоваться для того, чтобы индицировать в логической схеме 1 обработки данных то, что напряжение питания поступает с контактной панели 3. Это необходимо лишь потому, что в противоположность DE 19531372 A1 содержащийся в логической схеме 1 обработки данных микропроцессор схемотехнически совершенно равноправно соединен как с бесконтактным, так и с контактным интерфейсом и, таким образом, также может управляться через катушку 2.

На фиг. 2 представлен носитель данных, у которого в противоположность носителю данных в соответствии с фиг.1 логическая схема 40 управления переключательным элементом выполнена автаркической, т.е. не соединена с контактами VCC, VSS напряжения питания. Логическая схема 40 управления переключательным элементом получает свою энергию питания непосредственно из тактового сигнала и может для этой цели содержать, например, выпрямитель.

В представлении в соответствии с фиг.2 в остальном одинаковые блоки снабжены теми же ссылочными номерами, что и на фиг.1. В отличие от носителя данных в соответствии с фиг.1 представлена схема 12 бесконтактного интерфейса, которая содержит как схему выпрямителя и сглаживания, так и подготавливающие данные схемные блоки. Для этой цели предусмотрены шины данных к логической схеме 1 обработки данных. Носитель данных в соответствии с фиг.2 имеет, кроме того, схему 8 ограничения переменного напряжения, а также схему ограничения 9 постоянного напряжения, чтобы защитить логическую схему 1 обработки данных от перегрузки в бесконтактном режиме работы.

На основании зависящих от удаления сильных колебаний по амплитуде рабочих напряжений VDD, VSS предусмотрен регулятор 10 напряжения, который на логической схеме 1 обработки данных при помощи конденсатора CL удерживает напряжение на одном значении, например, 2,1 В.

Так как этот регулятор 10 также регулировал бы напряжение питания в контактном режиме работы от контактной панели 3, это напряжение обычно все же выше напряжения питания в бесконтактном режиме, он сильно перегружался бы и, быть может, даже приходил в неисправное состояние. На этом основании в усовершенствованном варианте исполнения изобретения он либо отключается от выходного сигнала логической схемы 40 управления переключательным элементом при наличии тактового сигнала на контактной панели 3, либо регулируется на такое высокое напряжение управления, что он не может перегружаться.

Схемы ограничителя напряжения, а также регулятор напряжения, естественно, также могут применяться в носителе данных в соответствии с фиг.1. Все схемные элементы обычно реализуются как интегральная схема на едином полупроводниковом кристалле. Естественно, для этого также можно использовать несколько полупроводниковых кристаллов.

В некоторых случаях желательно иметь в распоряжении более емкий накопитель энергии для бесконтактного режима работы, чем он может быть изготовлен в интегральной схемотехнике. Для этой цели в усовершенствовании изобретения могут выводиться наружу внешние выводы 11 для подключения там внешнего конденсатора.

Изобретение относится к носителю данных и может быть использовано при контактном и бесконтактном режиме работы. Техническим результатом является осуществление схематически равноправного доступа как от бесконтактных, так и контактных средств к микропроцессору. Носитель содержит схему обработки данных, по меньшей мере, одну катушку, ряд контактов для приема, по меньшей мере, напряжения питания, тактового сигнала и сигнала данных, переключательный элемент. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Носитель данных, в частности, карта на интегральных микросхемах, содержащий схему (1) обработки данных, по меньшей мере, одну катушку (2), которая через бесконтактный интерфейс соединена со схемой (1) обработки данных, причем бесконтактный интерфейс из наведенного в катушке (2) сигнала получает, по меньшей мере, постоянное напряжение питания (VDD, VSS), тактовый сигнал и соответствующий модуляции наведенного сигнала сигнал данных, ряд контактов (3) для приема, по меньшей мере, напряжения питания, тактового сигнала и сигнала данных, которые соединены со схемой (1) обработки данных, причем контакт (VCC) напряжения питания через переключательный элемент (5) соединен со схемой обработки данных, отличающийся тем, что схема (1) обработки данных является логической схемой, переключательный элемент (5) выполнен управляемым и что содержит логическую схему (4; 40) управления переключательным элементом, которая со стороны входа соединена с контактом (CLK) тактового сигнала, а со стороны выхода соединена с управляющим входом переключательного элемента (5).2. Носитель данных по п.1, отличающийся тем, что логическая схема (40) управления переключательным элементом имеет выпрямительный элемент (7; 12) для получения напряжения питания из тактового сигнала.3. Носитель данных по п.1, отличающийся тем, что логическая схема (4) управления переключательным элементом соединена с контактами (VCC, VSS) напряжения питания.4. Носитель данных по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что выход логической схемы (4; 40) управления переключательным элементом соединен с управляющим входом включенного перед логической схемой (1) обработки данных регулятора (10) напряжения.