專利名稱：通過讀取器中的芯片卡存在檢測器進(jìn)行通信的方法、芯片卡和通過存在檢測器進(jìn)行通信 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切換芯片卡電路的通信信道的方法、 一種芯片卡 和用于實現(xiàn)該方法的智能卡讀取器設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，多種設(shè)備包含有智能卡讀取器。智能卡是通常與個人或服 務(wù)相關(guān)聯(lián)的對象，并具有集成電路，尤其用于安全目的。智能卡用于 移動電話中以識別訂戶、用于銀行系統(tǒng)中以證實支付、以及用于電視 機(jī)頂盒中以對訂戶的權(quán)限進(jìn)行認(rèn)證。在更普通的智能卡中，微處理器
卡包含中央處理單元、包含可執(zhí)行程序的ROM存儲器、工作RAM存 儲器和用于永久存儲數(shù)據(jù)的EEPROM存儲器。微處理器卡經(jīng)由接觸 端子與讀取器連接，這些端子用于電源、復(fù)位信號、對微處理器進(jìn)行 定時的時鐘信號、以及稱為I/0的雙向通信鏈接。稱為I/02的另一端 子是標(biāo)準(zhǔn)化并可用于通信的，但當(dāng)前并未使用。在標(biāo)準(zhǔn)ISO 7816-1、 2 和3中，對所有端子的定位、由1/0線路傳輸?shù)碾娦盘柕膶傩?、以?由I/O線路交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并由ISO公布。通常使用五個端 子，僅將其中之一用于雙向傳送數(shù)據(jù)。
塑料卡需要足夠柔韌，以存放在口袋或錢包中，集成于卡中的電 路需要經(jīng)得起一定程度的彎曲。為此，將單個電路的尺寸限制在大約 二十平方毫米。由于這個原因，計算能力和存儲空間方面的性能均受 到了限制。目前，智能卡的使用日益廣泛，確實需要提高其性能?？?以通過增加智能卡中的電路數(shù)量來提高性能水平。這種解決方案己由 多家智能卡制造商采用，他們實現(xiàn)了多達(dá)四個電路，每個電路靠近智 能卡四個角中的一個。適當(dāng)?shù)慕z網(wǎng)印刷技術(shù)使用戶能夠知道在每個電
路中實現(xiàn)的應(yīng)用，從而用戶可以將智能卡插入讀取器，當(dāng)將智能卡提 供給讀卡器輸入時，將希望上電的電路放置在智能卡的右手端上側(cè)的 端子之下。這樣，用戶擁有單個智能卡而非四個。這種解決方案具有 以下缺點兩個電路不能同時與讀取器進(jìn)行通信。為了從一個電路切 換至另一個電路，用戶必須移出智能卡再將它插入，改變方向和/或改 變側(cè)面。因此用戶必須一直在場，以執(zhí)行這些操作，無論如何，如果 智能卡的兩個電路需要彼此通信，則不能考慮這種解決方案。
另一種方法是向智能卡提供與一個電路的接觸通信和與另一電路 的無接觸通信。與嵌入智能卡厚度中的線圈相連的智能卡電路是已知 的。線圈提供電能供應(yīng)和通信。然而，與電路中的一個或另一個的通 信需要向讀取器配備連接器和線圈、并仔細(xì)確保由通信信道所交換的 信號不會破壞與其它通信信道交換的信號。由于這個原因，這種解決 方案非常昂貴并難以實現(xiàn)。
已知稱為超智能卡的微處理器卡，除了由標(biāo)準(zhǔn)化電觸點實現(xiàn)的連 接端子之外，微處理器卡還包括LCD屏幕、小鍵盤、自給供電裝置和
無線通信信道。例如，在由VISA INTERNATIONAL提交的專利EP 203 683中，公開了這種微處理器卡。當(dāng)用戶將這些智能卡插入讀取器中 時，它們與觸點對話，但是不再能夠接入小鍵盤。在讀取器外部，這 些智能卡通過無線電與設(shè)備通信。然而，這些智能卡非常易碎并且昂 貴，尚未真正投入市場。
電視機(jī)頂盒用于接收從天線產(chǎn)生的信號，對這些信號進(jìn)行解碼并 將它們發(fā)送至電視屏幕。機(jī)頂盒不具有許多面板按鈕，通常少于五個。 使用遙控器，用戶可以遠(yuǎn)程地控制改變信道、調(diào)節(jié)聲音、激活節(jié)目指 南等。可以在電視機(jī)屏幕上執(zhí)行如畫面調(diào)整之類的多種調(diào)整，從而機(jī) 頂盒的遙控器包括較少的功能，并因而具有較少的按鍵。然后，如果 期望向機(jī)頂盒提供附加功能，則必須使指南更加復(fù)雜。此外，未防止 損失，機(jī)頂盒上的少量面板按鈕僅允許最少的功能。這樣顯著減少了 機(jī)頂盒提供的服務(wù)。本發(fā)明針對新穎的通信裝置，提供了具有智能卡 讀取器的設(shè)備，該通信裝置成本低，并且不會破壞與智能卡的交換的 正常進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主題是一種切換通信信道的方法，用于使智能卡讀取器 能夠與插入讀取器的卡的多個電路進(jìn)行通信，每個電路均具有通信信 道；其特征在于，所述方法包括以下步驟
-通過在連接按鈕(button)上設(shè)置的電觸點，向卡施加電源電壓， -由讀取器將用于控制通信信道切換的控制信號傳輸至位于卡的 插入部分中、但不在按鈕上的電觸點，
-切換電路的通信信道，使所述電路能夠經(jīng)由連接按鈕進(jìn)行通信。 以這種方式，讀取器可以選擇已插入并想要與之進(jìn)行通信的卡的 電路。通過將切換信號傳輸至位于卡插入部分的電觸點而非按鈕，可 以不使用卡中其使用己標(biāo)準(zhǔn)化的端子。
根據(jù)第一改進(jìn)，所述方法包括以下步驟檢測指示切換單元的存 在的卡的電觸點上的信號。以這種方式，讀取器識別所插入的卡是否 具有一個或多個電路、以及使與每個電路能夠進(jìn)行對話的切換裝置。 根據(jù)另一改進(jìn)，控制信號包括多個單獨的信號，所述單獨信號的個數(shù) 確定切換位置。以這種方式，通過對這些單獨的信號進(jìn)行計數(shù)來執(zhí)行 切換。
根據(jù)另一改進(jìn)，還將切換應(yīng)用于諸如時鐘和復(fù)位之類的通信控制 信號。這樣，讀取器可以單獨地激活每個電路。
此外，本發(fā)明的主題是一種設(shè)計為插入智能卡讀取器的可移除設(shè) 備，所述設(shè)備包括第一部分，用于插入讀取器，并包括電連接按鈕; 所述可移除設(shè)備的特征在于，包括從讀取器外部可訪問的第二部分， 所述第二部分包括多個電路，設(shè)計用于將數(shù)據(jù)傳輸至所述讀取器的 外部，由管理單元對與多個電路的通信進(jìn)行管理，所述管理單元使用 由連接按鈕傳輸?shù)男盘?，并?jīng)由位于所述設(shè)備的插入部分但未在連接 按鈕上的電觸點與讀取器進(jìn)行通信。
根據(jù)第一改進(jìn)，所述設(shè)備包括用于向指示切換電路的存在的電 觸點傳輸信號的裝置。以這種方式，卡可以向外部傳輸與該卡是否具 有切換電路有關(guān)的指示。根據(jù)另一改進(jìn)，切換單元包括至少一個第二
電路，該電路用于切換諸如時鐘和復(fù)位之類的控制信號。以這種方式， 可以單獨地激活卡上存在的電路。
根據(jù)另一改進(jìn)，所述設(shè)備包括用于插入智能卡的多個凹槽
(recess)。所述凹槽具有與所插入的智能卡通信的連接器。每個連接 器的I/0引腳與切換電路的切換端子逢接。以這種方式，所述設(shè)備使讀 取器與多個智能卡能夠彼此通信。根據(jù)改進(jìn)，這些凹槽中的每個包括 用于檢測卡的檢測器。管理電路對來自檢測器的信號進(jìn)行處理，并經(jīng) 由連接按鈕的端子傳輸對處理后的信息。
根據(jù)另一改進(jìn)，所述設(shè)備包括輸入命令的裝置和/或顯示裝置，開 關(guān)的位置使所述按鈕的端子(I/O)與所述輸入和/或顯示裝置之間能夠 進(jìn)行通信。根據(jù)另一改進(jìn)，電觸點的位置表現(xiàn)了設(shè)備類別的特征。以 這種方式，可以限定只是彼此協(xié)作的讀取器和卡的配對。
此外，本發(fā)明的主題是一種具有凹槽的智能卡讀取器設(shè)備，所述 凹槽包括具有電觸點的連接器，所述電觸點與插入所述凹槽的卡上 的連接按鈕的端子彼此協(xié)作；以及卡存在檢測器，當(dāng)插入卡時，所述 卡存在檢測器的電壓改變；所述設(shè)備的特征在于，所述檢測器具有設(shè) 計為與所插入卡的金屬部分相接觸的金屬部分，以及所述設(shè)備包括經(jīng) 由卡存在檢測器傳輸數(shù)據(jù)的通信裝置。


參照附圖，通過閱讀特定但非限制性的典型實施例的描述，本發(fā)
明及其特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中
-圖l是示出了與根據(jù)優(yōu)選典型實施例的與芯片卡的主要連接的
讀取器框圖，
-圖2圖示性地示出了根據(jù)本發(fā)明的卡的典型實施例， -圖3是示出了根據(jù)一個典型實施例、當(dāng)對卡上電時所交換的主要 信號的趨向的時序圖，
-圖4是根據(jù)一個典型實施例變體的背負(fù)式卡(piggyback card)的
圖，
-圖5圖示性地示出了背負(fù)式卡的典型實施例， -圖6圖示性地示出了背負(fù)式卡的典型實施例，示出了主要電鏈
接，
-圖7是示出了插入傳統(tǒng)微處理器卡時卡存在開關(guān)上的檢測信號 的趨向的時序圖，
-圖8是示出了插入背負(fù)式卡而無芯片卡插入凹槽時卡存在開關(guān)
上的檢測信號的趨向的時序圖，
-圖9是示出了插入背負(fù)式卡、然后將芯片卡插入凹槽時的電信號 趨向的時序圖。
具體實施例方式
圖l是示出了與智能卡l的主要連接的讀取器2的結(jié)構(gòu)框圖。讀 取器2具有允許達(dá)到凹槽的縫隙，該凹槽包含當(dāng)將所述卡完全插入凹 槽時與卡的端子進(jìn)行協(xié)作的一組連接器。
芯片卡1具有連接按鈕，該連接按鈕配備有根據(jù)ISO 7816-3標(biāo)準(zhǔn) 化的如下端子
-GND和+Vcc:電源(5伏或3伏)，
-復(fù)位微處理器復(fù)位信號，
-時鐘對微處理器進(jìn)行定時的時鐘信號，
-Vpp:針對EPROM卡(未使用)的電壓(21至25伏)，
-I/O:雙向數(shù)據(jù)傳輸線路
-AUXl， AUX2:用于NDS型安全卡的信號。
由于與按鈕協(xié)作的連接器通常是滑動觸點，并且端子位于兩行 上，所以當(dāng)插入卡時，要施加于端子的電信號對于微處理器是有破壞 性的。位于凹槽后部的卡存在開關(guān)10檢測何時卡完全插入。ISO 7816-3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，開關(guān)10所傳輸?shù)男盘栆跃_的順序觸發(fā)+Vcc、時鐘和復(fù) 位信號的激活。在這之后，卡的微處理器被激活，并在i/o線路上傳 輸"復(fù)位響應(yīng)"。還可以考慮其它協(xié)議，尤其對于同步卡。
采用特別經(jīng)濟(jì)和廣泛使用的方式，卡存在開關(guān)10包括兩個金屬 片，在沒有卡時，所述金屬片處于電接觸狀態(tài)。當(dāng)將卡完全插入時， 卡的邊緣使其中一個片折回，從而阻斷了與另一片的接觸。與卡相接
觸的片與同讀取器的+Vcc連接的"上拉"電阻器電鏈接，并且與用于 檢測電平的格式化電路電鏈接，以便由中央處理單元對所述電平進(jìn)行 處理。GND電平(0伏)的消失是卡存在的指示。所檢測的電平指示
它是具有還是不具有與開關(guān)10協(xié)作的電觸點的卡。當(dāng)將卡從讀取器中 移除時，金屬片立即恢復(fù)與同GND (即，電零值)鏈接的另一金屬片 的接觸。在沒有卡時，所生成的信號是0伏。
圖2示出了根據(jù)第一優(yōu)選典型實施例的卡1。該卡配備了包括根 據(jù)ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的連接端子的按鈕3。 2.5mm的金屬條4位于卡的邊 緣上，以與位于智能卡讀取器后部處的卡存在開關(guān)接觸。該卡還具有 多個集成電路，包括稱為CP1、 CP2、 CP3和CP4的微處理器6、以 及稱為SWITCH的四位置開關(guān)電路。每個微處理器6具有用于單向或 雙向通信的I/0線路。GND、 +Vcc、復(fù)位和時鐘信號對所有中央處理 單元供電。如同來自微處理器6 CP1 、 CP2、 CP3等的各種通信線路I/Oi 一樣，來自端子的I/O線路與開關(guān)SWITCH鏈接。開關(guān)具有可與讀取 器通信的電路6的數(shù)目一樣多的位置。根據(jù)第一典型實施例，由不在 OSI標(biāo)準(zhǔn)端子上的附加觸點4提供可以選擇與讀取器通信的線路I/Oi 的切換信號。將附加觸點4與開關(guān)SWITCH的控制輸入電鏈接。
根據(jù)未在圖2中示出的改進(jìn)，開關(guān)SWITCH具有三切換電路，從 而可以對時鐘、復(fù)位以及I/0線路進(jìn)行切換。因此，時鐘和復(fù)位引腳 不再如先前一樣與按鈕4的端子連接，而是與開關(guān)5的第二和第三電 路的第二和第三端子鏈接。為了保持電平恒定，通過電阻器將電路6 的時鐘和復(fù)位引腳的所有電平保持在0伏。利用這種改進(jìn)，讀取器可 以單獨地激活每個電路6。
已經(jīng)對各種元件進(jìn)行了具體說明，現(xiàn)在將借助于圖3時序圖，描 述所述元件如何進(jìn)行協(xié)作。
讀取器的中央處理單元永不停息地對卡存在開關(guān)10上出現(xiàn)的電 平進(jìn)行分析。如果該卡沒有電接觸，則在卡存在開關(guān)上檢測到的電壓 是+Vcc。然后，以傳統(tǒng)方式對該卡上電。如果在卡存在開關(guān)上檢測到 的電壓是中間電壓，例如2.5伏，則這表示存在通過閱讀器的上拉電 阻器和在卡上實現(xiàn)的電阻器的電流。然后，閱讀器的中央處理單元向
卡1的端子施加電源電壓+VCC。此時，開關(guān)SWITCH被供電，它在 上電時的缺省位置會將電路CP1的1/01與按鈕的I/0端子連接。如果 讀取器想要與電路CP1對話，它并不需要發(fā)送切換信號。如果閱讀器 想要與另一微處理器對話，則它向卡存在開關(guān)IO發(fā)送由預(yù)定個數(shù)的脈 沖構(gòu)成的序列。在每個脈沖處，開關(guān)均改變位置在兩個I/0脈沖之 后，端子與CP2的I/02鏈接；在三個I/0脈沖之后，端子與CP3的 1/03鏈接，依此類推。由于金屬卡存在開關(guān)的使用，通信信道切換信 號的傳輸不需要修改讀取器的硬件特性。
第一典型實施例的實施例變體包括向卡存在開關(guān)10施加預(yù)定電 壓。開關(guān)的位置直接取決于所施加的電壓值。例如，如果電壓在l和 2伏之間，則開關(guān)將電路CP1的1/01與按鈕的I/O端子電連接。如果 電壓在2和3伏之間，則開關(guān)將電路CP2的1/02與按鈕的I/O端子電 連接；如果電壓在3和4伏之間，則開關(guān)將電路CP3的1/03與按鈕 的I/O端子電連接；以及如果電壓在4和5伏之間，則開關(guān)將電路CP4 的1/04與按鈕的I/O端子電連接。該變體的優(yōu)點在于新電壓的施加立 即改變開關(guān)的位置。
第一典型實施例的改進(jìn)包括插入讀取器的卡是包括與用戶交互 的接口以及與多個芯片卡通信的多個連接器的背負(fù)式卡。
圖4圖示性地示出了背負(fù)式卡的另一典型實施例。背負(fù)式卡具有 與圖3中所描述的卡相同的參考數(shù)字1，并由厚度與微處理器卡的厚 度(0.9mm)相同的環(huán)氧晶片構(gòu)成。第一差別在于，由芯片卡11來替 換微處理器6的全部或一些。由虛線來表示插入讀取器的部分的界限。 按鈕3支持ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)化連接。固定在卡邊緣上的2.5mm的金屬 條4施加于位于智能卡讀取器凹槽后部處的卡存在開關(guān)。背負(fù)式卡具 有插入讀取器的第一部分，以及用戶仍可訪問的第二部分。由圖3中 的虛線表示兩部分之間的界限。該第二部分包括具有用戶可訪問的具 有按鍵的小鍵盤7、顯示器8和三個凹槽9，三個凹槽9 一個堆疊在另 一個上，這使得最多能夠插入三個微處理器卡11。按鈕3的端子GND、 +￥"、復(fù)位和時鐘與三個凹槽9內(nèi)部的三個連接器的相應(yīng)端子電鏈接, 從而這些端子與插入凹槽9的卡11的相應(yīng)端子電鏈接。按鈕3的I/O
線路與開關(guān)SWITCH 5、以及三個凹槽內(nèi)部的三個連接器的I/O引腳 鏈接。開關(guān)5具有四個位置，與第一位置相對應(yīng)的端子鏈接至小鍵盤 管理電路12，有利地，該電路是微控制器。其它三個端子每個與三個 凹槽9內(nèi)部的三個連接器中每個的I/O引腳鏈接。附加觸點4與開關(guān) SWITCH的控制輸入電鏈接，從而由讀取器傳輸?shù)那袚Q信號選擇想要 與之通信的電路線路I/Oi。
每個凹槽具有卡存在開關(guān)13。開關(guān)的一個端子與GND鏈接，另 一個與同+Vcc鏈接的電阻器鏈接。在沒有卡時，開關(guān)閉合，以及開關(guān) 端子處的電壓是0伏。開關(guān)13上具有+Vcc電平的信號的出現(xiàn)指示卡 完全插入凹槽9中。三個開關(guān)13與小鍵盤管理電路12鏈接。以這種 方式，管理電路接收卡是否插入凹槽中的信息，并且可以在所述讀取 器請求信息時向讀取器提供該信息。
背負(fù)式卡還可以支持可聽(audible)傳輸裝置，如揚聲器和蜂鳴 器。小鍵盤管理電路12負(fù)責(zé)管理小鍵盤7、屏幕8和卡11的存在， 并優(yōu)選地位于讀取器中插入?yún)^(qū)域的外部，在此處沒有厚度限制。假如 遵守0.9mm的最大厚度，則這并不妨礙它位于插入?yún)^(qū)域內(nèi)。優(yōu)選地， 以環(huán)氧晶片上沉積銅的形式來實現(xiàn)按鈕3、電子元件4、開關(guān)5、管理 電路12和凹槽9的連接器之間的連接線，然后用絕緣元件覆蓋所述沉 積。背負(fù)式卡還可以支持安全模塊。安全模塊是與微處理器卡的類型 相同的電路，具有附加的安全功能。
背負(fù)式卡的一種使用方式包括使讀取器在支付傳輸網(wǎng)絡(luò)的幫助 下執(zhí)行電視購物應(yīng)用。第一凹槽包含專用傳輸網(wǎng)絡(luò)接入卡，該卡包含 觀看視聽節(jié)目的權(quán)限。第二凹槽設(shè)計用于接收銀行卡，從而可以為電 視購物節(jié)目中所選的對象付款。
對于圖3所描述的卡， 一種改進(jìn)包括具有三切換電路的開關(guān) SWITCH。這樣，連接器9的時鐘和復(fù)位引腳不再如先前一樣與按鈕 4的相應(yīng)端子連接，而是與開關(guān)5的第二和第三電路電鏈接。為了保 持電平恒定，通過電阻器將安裝在每個凹槽9內(nèi)的連接器的時鐘和復(fù) 位引腳的所有電平保持在GND。利用這種改進(jìn)，讀取器可以單獨激活 插入每個凹槽9的每個卡11。 根據(jù)另一改進(jìn)，在預(yù)定位置處設(shè)置卡的電邊緣位置和卡存在開關(guān)
的位置?？▽挾鹊闹本€部分是48mm，可以每3mm具有一個電邊緣， 這樣得到了 16個可能的位置。嚴(yán)格來說，為了能夠執(zhí)行切換，卡的觸 點必須面向卡存在開關(guān)的金屬部分。否則，無法實現(xiàn)電接觸，并將會 以傳統(tǒng)方式來處理該卡。使用該改進(jìn)，可以對只與背負(fù)式卡的特定模 型協(xié)作的讀取器的配對進(jìn)行限定。
圖5圖示性地示出了背負(fù)式卡的另一典型實施例。與圖4所示出 示例的第一差別在于由卡管理電路14替換開關(guān)5，該電路經(jīng)由金屬條 4接收通信數(shù)據(jù)。按鈕3支持IS0 7816-標(biāo)準(zhǔn)化連接。在當(dāng)將卡完全插 入讀取器時作用到卡存在開關(guān)10的位置上，將2.5mm金屬條4固定 到卡的邊緣。背負(fù)式卡中仍可訪問的部分也具有用于插入微處理器卡 11的凹槽9。該凹槽具有卡存在開關(guān)13。該開關(guān)一方面與電觸點4鏈 接，另一方面與同GND連接的電阻器鏈接。當(dāng)凹槽9中存在卡11時， 閉合開關(guān)13，從而電觸點4上出現(xiàn)的電平降低至特定值，典型地，如 果+Vcc等于5伏，則為1.5伏。
凹槽中的ISO 7816-標(biāo)準(zhǔn)化接觸元件和與按鈕3的端子鏈接的電 線提供了所插入的微處理器卡11與按鈕3之間的電連續(xù)性。以這種方 式，讀取器可以讀取芯片卡11，就像直接插入芯片卡11 一樣。背負(fù) 式卡1具有包括按鍵的小鍵盤7 (可能是絲網(wǎng)印刷的)。也可以是其它 命令獲取或值輸入元件(開關(guān)、小型雙列直插封裝開關(guān)、電位計、十 進(jìn)制墊片(decimal pad)等)。根據(jù)改進(jìn)，背負(fù)式卡1還具有顯示器8， 典型是LCD屏幕?？?還可以支持諸如揚聲器和蜂鳴器之類的可聽傳 輸裝置。優(yōu)選地，對小鍵盤7、屏幕8的管理和經(jīng)由電子元件4的通 信進(jìn)行處理的微控制器14位于讀取器中插入?yún)^(qū)域的外部，所以沒有厚 度限制。假如遵守0.9mm的最大厚度，則這并不妨礙它位于插入?yún)^(qū)域 內(nèi)。通過環(huán)氧晶片上的銅沉積來實現(xiàn)按鈕3、電子元件4、微控制器 14和凹槽9的連接器之間的連接線，由絕緣元件覆蓋所述線。
圖6示出了背負(fù)式卡的電組件之間的各種電鏈接。微控制器14 與按鈕3的端子鏈接，以向用戶接口元件7和8、以及向金屬元件4 提電能供應(yīng)、時鐘和復(fù)位信號?？赡苄枰⒖刂破髋c金屬元件4之間 的組件來進(jìn)行電平匹配和短路保護(hù)。如果鏈接是雙向的、以及如果微 控制器具有兩條通信線路，則所述線路與用于電平匹配的兩個組件鏈 接，并提供"半雙工"通信線路。
現(xiàn)在將關(guān)注讀取器如何檢測到根據(jù)該新穎的典型實施例的背負(fù)
式卡的存在以及凹槽中芯片卡的存在。圖7、 8和9是描述了出現(xiàn)在卡 存在開關(guān)上、并傳輸至讀取器管理單元的電信號趨向的時序圖。圖7 描述了傳統(tǒng)微處理器卡的插入。開始，電平是O伏，這表示沒有插入 卡。然后電平上升至+Vcc，指示卡的插入。然后電平保持在+Vcc，這 表示不存在背負(fù)式卡。最后，在將卡移除時電平降回"0"。
圖8描述了插入背負(fù)式卡而未將芯片卡插入凹槽時的電信號趨 向。對于圖7，在插入背負(fù)式卡時電平達(dá)到+Vcc，然后電平在+Vcc與 值+V2之間振蕩，表示微控制器正在傳輸數(shù)據(jù)，或者更一般地，表示 在讀取器和微控制器之間正在建立通信。在背負(fù)式卡僅包含小鍵盤的 簡化實施例中，在所確定的持續(xù)時間上+V2電平的出現(xiàn)指示了起始位 的傳輸，然后串行地傳輸八個數(shù)據(jù)位。有利地，奇偶校驗位和結(jié)束位 結(jié)束數(shù)據(jù)的傳輸。
圖9描述了將背負(fù)式卡插入、然后將芯片卡插入凹槽時的電信號 趨向。在插入背負(fù)式卡時電平達(dá)到+Vcc，然后在插入芯片卡時達(dá)到 +V2。從+Vcc至+V2的電壓下降是由于卡存在開關(guān)13的閉合、以及 與GND連接的電阻器。在較長時間(至少是傳輸一位所需的時間的 十倍)上保持+V2電平向讀取器指示了剛將微處理器卡插入凹槽。當(dāng) 讀取器檢測到這種至+V2的轉(zhuǎn)變時，它知道已將芯片卡插入凹槽，并 觸發(fā)新的復(fù)位。在這之后，如果一切進(jìn)行得很好，則應(yīng)當(dāng)在i/o鏈接 上從連接端子接收復(fù)位字節(jié)。由于安全阻斷或卡故障，如果i/o線路 未傳輸字節(jié)，則卡是靜蔽的(mute)。當(dāng)微控制器與讀取器通信時，電 平值在最大值+V2與最小值+Vl之間振蕩。當(dāng)電壓升回+Vcc時，讀取 器知道微處理器卡已被移除。
為了檢測各種+Vcc、十V2和+V1閾值，與卡接觸的片與閾值檢測 器連接。根據(jù)一個簡化實施例，將閾值設(shè)為三個中間電壓VA、 Vb和 Vc。 Va是0伏與+Vl之間的電平，Vb是+V1與+V2之間的電平，以
及Vc是+V2與+Vcc之間的電平。將比較器級聯(lián)以在與讀取器的管理
單元連接的兩條線路上提供二進(jìn)制值。兩條線路的二進(jìn)制值向耦合器
通知卡存在開關(guān)的電壓值。通過考慮施加于ISO 7816連接端子的電壓 和信號來進(jìn)行對該值的分析。最初，不施加電壓。比較器所傳輸?shù)?00" 值表示沒有插入卡，否則，卡在讀取器中。在后一種情況下，讀取器 的管理單元將信號施加于根據(jù)ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的連接端子。然后，比較 器的輸出采用以下值如果是"01"，則電平大于Va并小于VB，指示 背負(fù)式卡和微處理器卡位于讀取器中，以及正在傳輸處于"0"的位。 如果是"10"，則電平大于VB并小于Vc，指示背負(fù)式卡和微處理器卡 位于讀取器中以及鏈接空閑或者正在傳輸處于"l"的位，或者指示沒 有微處理器卡而只有背負(fù)式卡位于讀取器中以及正在傳輸處于"O"的 位。如果是"11"，則電平大于Vc，指示微處理器卡單獨存在，或者 沒有微處理器卡而只有背負(fù)式卡存在以及鏈接空閑或者正在傳輸處于 "1"的位。當(dāng)比較器的值在"01"與"10"之間或在"10"與"11" 之間改變時，則讀取器可以從中推斷出背負(fù)式卡的存在或不存在，以 及微處理器卡的存在或不存在。
根據(jù)最后的典型實施例，如果背負(fù)式卡具有信號傳輸裝置，例如， LCD屏幕、或LED二極管、或甚至蜂鳴器，則與微控制器的鏈接是 雙向的。以這種方式，讀取器可以接收來自所按下按鍵的代碼，并傳 輸要顯示的信息。
根據(jù)最后典型實施例的另一改進(jìn)，在所確定的位置中設(shè)置卡的電 邊緣位置和卡存在開關(guān)的位置?？▽挾鹊闹本€部分是48mm，可以每 3mm具有一個電邊緣，這樣得到了 16個可能的位置。嚴(yán)格來說，為 了提供通信，這些位置必須彼此面對，但不必僅對卡的存在進(jìn)行檢測。 因此，可以實現(xiàn)與特定背負(fù)式卡模型進(jìn)行協(xié)作的不同的讀取器模型。
應(yīng)當(dāng)將所述實施例視為示例，并可以在所附權(quán)利要求的范圍所限 定的領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行修改。具體地，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可 以設(shè)想對芯片卡上的電接觸進(jìn)行檢測的其它方式。具體地，本發(fā)明不 限于電視機(jī)頂盒，而是可以應(yīng)用于具有微處理器卡讀取器的任何設(shè)備。
權(quán)利要求
1、一種切換通信信道的方法，用于使智能卡讀取器能夠與插入讀取器的卡的多個電路進(jìn)行通信，每個電路均具有通信信道；其特征在于，所述方法包括以下步驟-通過在連接按鈕上設(shè)置的電觸點，向卡施加電源電壓，-由讀取器將用于控制通信信道切換的控制信號傳輸至位于卡的插入部分中、但不在按鈕上的電觸點，-切換電路的通信信道，使所述電路能夠經(jīng)由連接按鈕進(jìn)行通信。
2、 如權(quán)利要求1所述的切換通信信道的方法，其特征在于，所 述方法包括步驟檢測指示切換單元存在的、卡的電觸點上的信號。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的切換通信信道的方法，其特征在于， 所傳輸?shù)目刂菩盘柊ǘ鄠€單獨的信號，所述單獨的信號的個數(shù)確定 切換位置。
4、 如權(quán)利要求1至3之一所述的切換通信信道的方法，其特征 在于，所述切換信號也對諸如時鐘和復(fù)位之類的通信控制信號迸行切 換。
5、 一種可移除設(shè)備(1)，設(shè)計用于插入智能卡讀取器(2)，所述 設(shè)備包括第一部分，用于插入讀取器，并包括電連接按鈕(3);其特征在于，所述設(shè)備包括從讀取器外部可接入的第二部分，所述第二部分包括多個電路(7， 8; 11)，設(shè)計用于將數(shù)據(jù)傳輸至所述讀取器 的外部，由管理單元(5; 14)對與多個電路(7， 8; 11)的通信進(jìn)行管理，所述管理單元(5; 14)使用由連接按鈕(3)傳輸?shù)男盘?，?經(jīng)由位于所述設(shè)備的插入部分但未在連接按鈕(3)上的電觸點(4)與讀取器進(jìn)行通信。
6、 如權(quán)利要求1所述的可移除設(shè)備，其特征在于，所述第二部分包括至少一個凹槽(9)，針對要插入的智能卡而設(shè)計，所述凹槽包括與連接按鈕(3)的觸點進(jìn)行電鏈接的觸點，以使與插入凹槽的卡的通信能夠進(jìn)行。
7、 如權(quán)利要求5或6所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于在卡(6)存在于凹槽(9)中時對電觸點(4)上出現(xiàn)的電壓進(jìn)行修改的裝置。
8、 如權(quán)利要求5至7之一所述的可移除設(shè)備，其特征在于，連 接按鈕(3)的至少復(fù)位或時鐘端子與通信裝置的管理單元(5; 14) 電鏈接。
9、 如權(quán)利要求5至8之一所述的可移除設(shè)備，其特征在于，經(jīng) 由電觸點(4)的通信協(xié)議與插入凹槽(9)并經(jīng)由連接按鈕(3)通信 的智能卡(6)的通信協(xié)議相同。
10、 如權(quán)利要求5至9之一所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備包括用于插入智能卡的多個凹槽(9)，所述凹槽具有與所插 入的智能卡通信的連接器，每個連接器的I/0引腳與通信裝置(5; 14) 的管理單元的切換端子連接。
11、 如權(quán)利要求10所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，每個 凹槽(9)包括用于檢測智能卡的存在的檢測器(13)，以及所述設(shè)備 包括用于對每個凹槽中智能卡的存在進(jìn)行管理的電路。
12、 如權(quán)利要求5至9之一所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備包括輸入命令裝置(7)和/或顯示裝置(8)，開關(guān)的位置使 按鈕(3)的端子(I/O)與所述輸入和/或顯示裝置之間的通信能夠進(jìn) 行。
13、 如權(quán)利要求5至12之一所述的可移除設(shè)備，其特征在于， 定位電觸點(4)，以與讀取器的智能卡存在檢測器(10)在電氣上進(jìn) 行協(xié)作。
14、 如權(quán)利要求5至13之一所述的可移除設(shè)備，其特征在于， 電觸點(4)的位置表現(xiàn)了設(shè)備類別的特征。
15、 一種具有凹槽的智能卡讀取器(2)，所述凹槽包括具有與插 入所述凹槽的卡上的連接按鈕的端子進(jìn)行協(xié)作的電觸點、以及卡存在 檢測器(10)，在插入卡時，所述卡存在檢測器(10)的電壓改變；其 特征在于，所述檢測器(10)具有設(shè)計以與所插入卡的金屬部分接觸 的金屬部分，以及所述設(shè)備包括經(jīng)由卡存在檢測器(10)傳輸數(shù)據(jù)的 通信裝置。16、 如權(quán)利要求15所述的智能卡讀取器，其特征在于，所述智 能卡讀取器包括用于傳輸對插入凹槽的卡的電路進(jìn)行選擇的信號的 裝置；經(jīng)由連接按鈕，利用所選擇的電路執(zhí)行通信，所述切換信號由 檢測器(10)傳輸。17、 如權(quán)利要求16所述的智能卡讀取器，其特征在于，所述智能卡讀取器包括用于傳輸構(gòu)成切換信號的多個單獨信號的裝置，單獨信號的個數(shù)選擇了與讀取器(2)通信的卡的電路。18、 如權(quán)利要求15所述的智能卡讀取器，其特征在于，所述智能卡讀取器包括用于分析卡存在檢測器(10)上的電壓以確定是否能夠經(jīng)由卡存在檢測器(10)傳輸數(shù)據(jù)的裝置。19、 如權(quán)利要求15或18所述的智能卡讀取器，其特征在于，所 述通信裝置是雙向的，由卡存在檢測器(10)發(fā)送的數(shù)據(jù)要由卡傳輸 至用戶。20、 如權(quán)利要求15至19之一所述的智能卡讀取器，其特征在于， 凹槽中卡存在檢測器(13)的位置能夠限定要與所述讀取器對話的卡 的類別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切換通信信道的方法，用于使智能卡讀取器能夠與插入讀取器的卡的多個電路進(jìn)行通信，每個電路均具有通信信道。讀取器通過設(shè)置在連接按鈕上的電觸點，向卡施加電源電壓。讀取器將用于控制通信信道切換的控制信號傳輸至位于卡所插入部分中、而非按鈕上的電觸點。最后，讀取器建立至少一個電路的激活信號，以使所述電路能夠經(jīng)由連接按鈕進(jìn)行通信。本發(fā)明還涉及一種可移除設(shè)備和用于讀取所述設(shè)備的接收機(jī)。
文檔編號G06K7/00GK101099159SQ200580045985
公開日2008年1月2日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者奧利維爾·霍爾, 帕特里克·威爾, 菲利普·洛奈 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司