專利名稱：用于鍵盤接口及串行通訊接口的ic卡讀寫機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)。
IC卡(也稱智能卡)是一種內(nèi)置存儲(chǔ)器集成電路芯片的卡片，其應(yīng)用越來越廣泛，其種類也越來越多。而現(xiàn)有的IC卡讀寫機(jī)存在幾個(gè)方面的缺陷1、現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)不支持Micrsoft PC/SC規(guī)格(PC/SC規(guī)格是以微軟公司為主的幾家大公司推出的智能卡協(xié)議)，在Windows平臺(tái)上運(yùn)用的支持率不高，且其運(yùn)用程序的編寫復(fù)雜，兼容性很低。
2、現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)可讀寫之IC卡的范圍較小，一般來說，能讀寫Memory卡的讀寫機(jī)不能讀寫CPU卡，而能讀寫CPU卡的讀寫機(jī)則很難讀寫Memory卡，其應(yīng)用受到限制。
3、現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)的電源供應(yīng)復(fù)雜繁瑣，需接電源供電，易造成電磁干擾。
4、現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)通訊界面(端口)單一，跟不上PC機(jī)發(fā)展趨勢(shì)。
5、現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)一般由幾個(gè)集成電路芯片組成，才能完成整個(gè)IC卡讀寫工作，故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，成本較高，且易產(chǎn)生故障。目前市場(chǎng)上的IC卡讀寫機(jī)均至少需要二組芯片，其主要原因是在IC卡端需要類比的電壓隔離，以防止惡意使用者以鐵片插入讀寫機(jī)而造成電源短路；另外IC卡的時(shí)鐘信號(hào)與ISO-7816-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的重置(RESET)的時(shí)序要求，使得外國(guó)及本地廠商均得使用二組以上的芯片，導(dǎo)致成本增加。
本發(fā)明的目的在于提供一種可降低讀寫機(jī)成本、應(yīng)用在PC Windows操作系統(tǒng)環(huán)境、可直接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、用于PS2鍵盤接口及RS232串行通訊接口的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)具有可與RS232串行通訊接口或PS2鍵盤接口相連之共用接口，以實(shí)現(xiàn)RS232接口與PS2接口共用，其PS2接口中之NC1(未定義不用)線、NC2(未定義不用)線用作為其RS232接口之TXD(傳輸數(shù)據(jù))線、RXD(接收數(shù)據(jù))線，使得該IC卡讀寫機(jī)可連接RS232接口與PS2接口。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)通過電纜線，可將計(jì)算機(jī)、讀寫機(jī)、鍵盤、小型數(shù)字或文字輔助鍵盤相連接，且該讀寫機(jī)包括單一的控制芯片和卡片短路保護(hù)電路，并具有與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)鍵盤連接之接口，個(gè)人識(shí)別碼(PIN)的輸入不論是通過RS232接口或PS2接口，該讀寫機(jī)具有一個(gè)與鍵盤串接的接口。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)之RS232串行通訊接口和PS2鍵盤接口均屬于串行通訊方式，僅在通訊接口之物理層有很大不同；為使RS23接口2與PS2接口均可使用，該讀寫機(jī)的控制芯片之軟件在設(shè)計(jì)上，將該軟件之功能層與物理層分開管理，且在啟動(dòng)選擇模式時(shí)才將功能層與通訊接口之物理層相連接。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)接口驅(qū)動(dòng)程序區(qū)分為物理層次的接口驅(qū)動(dòng)程序及上層的PC/SC(電腦/智能卡)智能卡功能驅(qū)動(dòng)程序，以分別支持連接不同接口(RS232接口及PS2接口)。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)在設(shè)計(jì)上利用以下方式，以實(shí)現(xiàn)單一控制芯片之設(shè)計(jì)目標(biāo)A、外部一個(gè)三極管控制卡片電源供給，同時(shí)以軟件方式監(jiān)測(cè)卡片上的電壓降，當(dāng)卡片因短路而造成電壓降時(shí)，控制芯片因此將三極管關(guān)掉，并在中間回授路徑插入電阻電容延遲電路，以防止大量瞬間電流沖擊，減緩電壓的升高與下降；
B、單一控制芯片所含微處理器具有雙向輸入/輸出(I/O)功能，可在IC卡上進(jìn)行時(shí)序信號(hào)檢測(cè)，并以軟件實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)(FSM)之功能；C、時(shí)鐘電路被整合置入單一控制芯片內(nèi)部，該時(shí)鐘電路可提供用于IC卡、符合ISO-7816-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，符合該標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)脈信號(hào)之提供電路被整合置入單一控制芯片，因此不需要額外配置另一片芯片。
在開發(fā)PC/SC(電腦/智能卡)、PS2讀寫機(jī)過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的微軟視窗操作系統(tǒng)(如Win95/98/2000)在計(jì)算機(jī)熱啟動(dòng)時(shí)，對(duì)基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS發(fā)出復(fù)位(RESET)信號(hào)，但對(duì)鍵盤并未下復(fù)位命令，進(jìn)而導(dǎo)致在鍵盤被設(shè)定為掃描碼1(SCAN CODE SET1)后，該BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))在熱啟動(dòng)時(shí)重設(shè)了PS2接口的控制器(8042)為掃描碼2(SCAN CODE SET2)的狀態(tài)，但由于鍵盤并未復(fù)位，依舊維持在設(shè)定的掃描碼1之狀態(tài)未變，因而變成互不相通，故使用者鍵入后則會(huì)看到亂碼產(chǎn)生，因此本發(fā)明之讀寫機(jī)工作時(shí)，當(dāng)PC/SC(電腦/智能卡)熱啟動(dòng)鍵按下時(shí)，利用改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)程序解決此問題，其作法如下A、驅(qū)動(dòng)程序載入時(shí)，既向系統(tǒng)注冊(cè)要接收系統(tǒng)關(guān)機(jī)通知(Shut DownNotificarion)；B、系統(tǒng)通知驅(qū)動(dòng)程序后，則該驅(qū)動(dòng)程序設(shè)定PS2接口控制器為掃描碼2(SCAN CODE SET2)，因此最后熱啟動(dòng)兩邊均是掃描碼2(SCAN CODE SET2)狀態(tài)，進(jìn)一步可達(dá)到正常動(dòng)作。
在開發(fā)PC/SC(電腦/智能卡)、PS2讀寫機(jī)過程中，發(fā)現(xiàn)類似產(chǎn)品一旦進(jìn)入視窗操作系統(tǒng)時(shí)，該使用者便不能插拔鍵盤，否則會(huì)產(chǎn)生亂碼，其原因是該P(yáng)C/SC(電腦/智能卡)、PS2接口在進(jìn)入視窗操作系統(tǒng)后，由于PC/SC之Part4(PS2卡機(jī)部分)規(guī)格要求切換鍵盤掃描碼至掃描碼1(SCAN CODESET1)，且當(dāng)使用者拔起鍵盤后再插入時(shí)，該鍵盤會(huì)回到設(shè)定掃描碼2(SCANCODE SET2)狀態(tài)，此時(shí)操作系統(tǒng)還在設(shè)定掃描碼1，因而造成該鍵盤會(huì)亂掉。本發(fā)明對(duì)于所述PC/SC(電腦/智能卡)PS2讀寫機(jī)之插拔問題解決方式如下A、在驅(qū)動(dòng)程序的中斷路徑中，檢查有無鍵盤重置完成碼(0xAA)進(jìn)來，若有則重置鍵盤至掃描碼2(SCAN CODE SET2)；B、上述檢查鍵盤重置完成碼(0xAA)并不能保證一定是鍵盤重置送入，因?yàn)樵赟CAN CODE SET1中有一般的按鍵，如L-SHIFT(鍵盤左側(cè)之偏移鍵)的BREAK CODE(中斷碼)與鍵盤重置完成碼(0xAA)相同，因此會(huì)發(fā)生誤判的情況；C、要解決上述B項(xiàng)的誤判，在上述檢查中，可將鍵盤目前的狀態(tài)分為Idle(閑置)、Normal(一般鍵)、E0(延伸鍵)、E1(延伸鍵)四種狀態(tài)，在收到(0xAA)時(shí)的狀態(tài)有可能為Normal(一般鍵)、E0(延伸鍵)、E1(延伸鍵)其中之一種，因此設(shè)置一判別式，條件為“收到鍵盤重置完成碼(0xAA)且目前狀態(tài)為Idle(閑置)”時(shí)，可進(jìn)而設(shè)定為掃描碼(SCAN CODE)，該問題便能得到解決。
本發(fā)明是一種用于鍵盤接口及串行通訊口的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)之軟硬件設(shè)計(jì)，一般PC(電腦)上的PS2接口共有6條連線，本發(fā)明利用了其中未定義且沒有用到之NC1與NC2轉(zhuǎn)用來作為RS232接口的TXD(傳輸數(shù)據(jù)線)與RXD(接收數(shù)據(jù)線)腳，因此，可使得本發(fā)明通過一條電纜線即可選擇連接RS232或PS2接口，配合電腦操作系統(tǒng)的內(nèi)建支持。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)通過軟件、硬件的設(shè)計(jì)，使本發(fā)明可用來支持ISO-7816(ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)規(guī)格的IC卡外，并特別針對(duì)微軟公司(Micrsoft)的PC Windows電腦操作系統(tǒng)環(huán)境的PC/SC(電腦/智能卡)協(xié)議開發(fā)，以改良現(xiàn)有IC卡讀寫機(jī)的缺點(diǎn)，并增加新的組合及應(yīng)用方式，以降低讀寫機(jī)開發(fā)成本，擴(kuò)大讀寫機(jī)的適用范圍。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1、可降低IC卡讀寫機(jī)的成本，擴(kuò)大其適用范圍，且體積小，重量輕。
2、可應(yīng)用在PC Windows操作系統(tǒng)之環(huán)境，符合PC/SC規(guī)格，并支持符合ISO-7816-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的智能IC卡通訊協(xié)議。
3、一臺(tái)讀寫機(jī)可連接計(jì)算機(jī)的RS232接口或PS2接口工作，與PS2鍵盤接口串接，不需外加電源。
4、可廣泛地運(yùn)用在電子商務(wù)環(huán)境身份認(rèn)證、機(jī)密電子檔案加密保全及各種網(wǎng)絡(luò)安全登錄系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)。
5、可直接利用市場(chǎng)所售之一般低價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)PC(電腦)鍵盤輸入，不必另外在讀寫機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)鍵盤及驅(qū)動(dòng)電路。
6、在工商界及產(chǎn)業(yè)界均具有利用價(jià)值。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1為一般的PS2接口接線示意圖；圖2為本發(fā)明之連接口的接線示意圖；圖3為本發(fā)明之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明之RS232及PS2轉(zhuǎn)接方式示意圖；圖5為本發(fā)明之軟件特殊設(shè)計(jì)圖；圖6為本發(fā)明之PC驅(qū)動(dòng)程序特殊設(shè)計(jì)圖；圖7為本發(fā)明之軟件測(cè)試短路保護(hù)電路圖。
如圖1所示，一般PC(電腦)上的PS2鍵盤接口包含Clock1(時(shí)鐘)、GND(接地)、DATA3(數(shù)據(jù))、NC1(未定義不用)4、5伏電源腳5(正電壓)及NC2(未定義不用)6等共6條接線，其中兩條接線NC1和NC2未定義不用，為了實(shí)現(xiàn)RS232串行通訊接口與PS2鍵盤接口的共用，如圖2所示，將該P(yáng)S2鍵盤接口的NC1和NC2線移作為RS232接口的TXD(數(shù)據(jù)傳輸線)7和RXD(數(shù)據(jù)接收線)8，使得本發(fā)明之讀寫機(jī)可連接RS232通訊接口或PS2鍵盤接口。通過PS2接口可向本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)提供5伏電源。
如圖3所示本發(fā)明之讀寫機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由電纜線(cable)13，可將電腦(PC)9、讀寫機(jī)10、鍵盤11或小型數(shù)字或文字輔助鍵盤12連接起來，讀寫機(jī)內(nèi)包括單一的控制芯片14及卡片短路保護(hù)電路15。因此，在IC卡應(yīng)用于電子商務(wù)時(shí)，常需要持卡人輸入密碼，此時(shí)即可直接利用市售一般低價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)電腦鍵盤輸入，不必另外在本發(fā)明之讀寫機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)鍵盤及驅(qū)動(dòng)電路。如圖4所示，將連接鍵盤11之讀寫機(jī)10，連接電腦9之PS2接口，可通過該讀寫機(jī)之PS2連接頭17與電腦9相連；將連接個(gè)人識(shí)別號(hào)碼鍵盤16之讀寫機(jī)10，連接電腦之RS232接口，則須將該讀寫機(jī)之PS2連接頭17結(jié)合一個(gè)PS2/RS232轉(zhuǎn)接頭18，且通過該轉(zhuǎn)接頭18之NC1線4(未定義不用)、NC2線6(未定義不用)接上RS232接口之TXD線7(數(shù)據(jù)傳輸線)、RXD線8(數(shù)據(jù)接收線)。
如圖5所示，本發(fā)明將讀寫機(jī)內(nèi)單一控制芯片的軟件之功能層18與物理層19分開管理，且在啟動(dòng)選擇模式(RS232或PS2)時(shí)才將功能層18與通訊接口之物理層19相連接。
如圖6所示，驅(qū)動(dòng)程序區(qū)分為物理層次的接口驅(qū)動(dòng)程序(PortDriver)及上層的PC/SC(電腦/智能卡)智能卡功能驅(qū)動(dòng)程序20，以分別連接RS232接口21及PS2接口22。
本發(fā)明之IC卡讀寫機(jī)為實(shí)現(xiàn)單一控制芯片之設(shè)計(jì)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)上利用以下方式，A、如圖7所示為軟件測(cè)試短路保護(hù)電路，包括三極管24、電阻電容延遲電路(RC Delay)23，該電阻電容延遲電路23與單一的控制芯片14相連；B、單一控制芯片之微處理器具有雙向輸入/輸出(I/O)功能，因此可以在IC卡上進(jìn)行時(shí)序信號(hào)檢測(cè)，并以軟件實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)(FSM)之功能；C、將應(yīng)用于IC卡、符合ISO-7816-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)脈信號(hào)之提供電路整合入單一的控制芯片。
權(quán)利要求
1.一種IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該讀寫機(jī)系統(tǒng)具有可與RS232串行通訊接口或PS2鍵盤接口相連之共用接口，其PS2接口中之NC1線、NC2線用作為其RS232接口之TXD線、RXD線，使得RS232接口與PS2接口共用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該讀寫機(jī)通過電纜線與計(jì)算機(jī)、鍵盤、小型數(shù)字或文字輔助鍵盤相連接，且該讀寫機(jī)包括單一的控制芯片和卡片短路保護(hù)電路，并具有與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)鍵盤連接之接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該讀寫機(jī)之RS232串行通訊接口和PS2鍵盤接口均屬于串行通訊方式，僅在通訊接口之物理層有很大不同；為使RS232與PS2接口均可使用，該讀寫機(jī)的控制芯片之軟件在設(shè)計(jì)上，將該軟件之功能層與物理層分開管理，且在啟動(dòng)選擇模式時(shí)才將功能層與通訊接口之物理層相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該讀寫機(jī)接口驅(qū)動(dòng)程序區(qū)分為物理層次的接口驅(qū)動(dòng)程序及上層的PC/SC(電腦/智能卡)智能卡功能驅(qū)動(dòng)程序，以分別支持連接不同接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于該讀寫機(jī)在設(shè)計(jì)上利用以下方式，以實(shí)現(xiàn)單一控制芯片之設(shè)計(jì)目標(biāo)A、以外部一個(gè)三極管控制卡片電源供給，同時(shí)以軟件方式監(jiān)測(cè)卡片上的電壓降，當(dāng)卡片因短路而造成電壓降時(shí)，控制芯片因此將三極管關(guān)掉，并在中間回授路徑插入電阻電容延遲電路，以防止大量瞬間電流沖擊，減緩電壓的升高與下降；B、單一控制芯片所含微處理器具有雙向輸入/輸出功能，可在IC卡上進(jìn)行時(shí)序信號(hào)檢測(cè)，并以軟件實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)之功能；C、單一控制芯片內(nèi)部包括整合的時(shí)鐘電路，該時(shí)鐘電路可提供用于IC卡、符合ISO-7816-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)PC/SC(電腦/智能卡)熱啟動(dòng)鍵按下時(shí)，利用改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)程序解決此問題，其作法如下A、該驅(qū)動(dòng)程序載入時(shí)，既向系統(tǒng)注冊(cè)要接收系統(tǒng)關(guān)機(jī)通知；B、該系統(tǒng)通知驅(qū)動(dòng)程序后，則該驅(qū)動(dòng)程序設(shè)定PS2接口控制器為掃描碼2，因此最后熱啟動(dòng)兩邊均是掃描碼2狀態(tài)，進(jìn)一步可達(dá)到正常動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述PC/SC(電腦/智能卡)PS2讀寫機(jī)之插拔問題解決方式如下A、在驅(qū)動(dòng)程序的中斷路徑中，檢查有無鍵盤重置完成碼(0xAA)進(jìn)來，若有則重置鍵盤至掃描碼2；B、上述檢查鍵盤重置完成碼(0xAA)并不能保證一定是鍵盤重置送入；C、在上述檢查中，可將鍵盤目前的狀態(tài)分為Idle(閑置)、Normal(一般鍵)、E0(延伸鍵)、E1(延伸鍵)四種狀態(tài)，在收到(0xAA)時(shí)的狀態(tài)有可能為Normal(一般鍵)、E0(延伸鍵)、E1(延伸鍵)其中之一；設(shè)置一判別式條件為“收到鍵盤重置完成碼(0xAA)且目前狀態(tài)為Idle(閑置)”時(shí)，可進(jìn)而設(shè)定為掃描碼。
全文摘要
一種IC卡讀寫機(jī)系統(tǒng),它具有可與RS232串行通訊接口或PS2鍵盤接口相連之共用接口,其PS2接口中之NC1線、NC2線用作為其RS232接口之TXD線、RXD線,使得RS232接口與PS2接口共用。本發(fā)明采用單一控制芯片以降低讀寫機(jī)成本,可應(yīng)用在PC Windows操作系統(tǒng)環(huán)境,可直接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤,使用時(shí)連接于PS2鍵盤接口或RS232串行通訊接口。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1357856SQ0012672
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者潘永欽 申請(qǐng)人:晶卡科技開發(fā)(湖南)有限公司