Носій даних як для безконтактного, так і для контактного режиму експлуатації

1 Носій даних, зокрема чіп-картка, що містить першу схему (1), щонайменше одну котушку (2), через безконтактний інтерфейс з'єднану з першою схемою (1), причому безконтактний інтерфейс із індукованого у котушці сигналу формує напругу живлення (VDD, VSS), тактовий сигнал і ВІДПОВІДНИЙ модуляції індукованого сигналу сигнал даних, контактне поле (3) з контактами для прийому напруги живлення, тактового сигналу і сигналу даних, з'єднаними з першою схемою (1), причому контакт живлення (VCC) через перемикальний елемент (5) з'єднаний з першою схемою (1), який відрізняється тим, що перша схема (1) є логічною схемою, а також тим, що перемикальний елемент (5) виконано керованим, а також тим, що друга логічна схема (4, 40) по входу з'єднана з контактом тактового сигналу (CLK), а по виходу - з керувальним входом перемикального елемента (5) 2 Носій даних за п 1, який відрізняється тим, що друга логічна схема (40) містить випрямляч (7, 12) для одержання напруги живлення із тактового сигналу 3 Носій даних за п 1, який відрізняється тим, що друга логічна схема (4) з'єднана з контактами живлення (VCC, VSS) 4 Носій даних за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вихід другої логічної схеми (4, 40) з'єднаний з керувальним входом регулятора (10) напруги, ввімкненого перед першою логічною схемою (1) Винахід стосується носія даних, що містить першу схему, котушку, через безконтактний інтерфейс з'єднану з першою схемою, причому, безконтактний інтерфейс із індукованого в котушці сигналу видобуває принаймні постійну напругу живлення, тактовий сигнал і ВІДПОВІДНИЙ модуляції індукованого сигналу сигнал даних, кілька з'єднаних з першою схемою контактів для прийому принаймні напруги живлення, тактового сигналу і сигналу даних, причому, контакт напруги живлення через перемикальний елемент з'єднаний з першою схемою Такий носій даних відомий із публікації WO 96/38814 В ній носій даних виконаний у вигляді чіп-картки, точніше, комбінованої чіп-картки Одначе, винайдені носи даних можуть бути реалізовані також і з іншими формами корпусу У відомому носи даних між контактом напруги живлення і логічною схемою вімкнено діод у такій полярності, що він перешкоджає проходженню постійної напруги живлення, наявної на виході випрямляча безконтактного інтерфейсу, з'єднаному з тим самим вхо дом живлення логічної схеми Одначе, такий діод потребує, з одного боку, певної мінімальної напруги для переведення його у провідний стан, а з іншого боку у провідному стані на ньому утворюється спад напруги, який заважає досягненню низької напруги живлення У патенті ФРН 195 31 372 А1 також описано чіп-картку, придатну для експлуатації як у безконтактному, так І в контактному режимі В ній передбачено перемикач, який робить можливою подачу напруги від контакту живлення до запам'ятовуючого пристрою лише в залежності від стану управляючого сигналу мікропроцесора і з'єднує його із засобами для безконтактного режиму Правда, цей перемикач перешкоджає роботі мікропроцесора від безконтактного інтерфейсу Задачею винаходу є таке вдосконалення носія даних вказаного типу, при якому, з одного боку, індукована у котушці напруга не подавалася б на контакт живлення, а, з іншого боку, на блокувальному елементі, який це забезпечує, у провідному стані не утворювався помітний спад напруги Крім о ю о> (О ю того, має бути схемотехнічне забезпечений рівноправний доступ до мікропроцесора як від безконтактних, так і від оснащених контактами засобів Задача вирішена завдяки тому, що перша схема є логічною схемою, перемикальний елемент виконано керованим, а друга логічна схема по входу з'єднана з контактом тактового сигналу, а по виходу з управляючим входом перемикального елемента Керовані перемикальні елементи в інтегральній схемотехніці частіше всього виконуються у вигляді транзисторів і мають незначний опір у провідному стані, завдяки чому спадом напруги на такому перемикальному елементі при роботі носія даних можна зневажити Крім того, завдяки низькому спадові напруги можлива робота при менших напругах живлення У винайденому пристрої тактовий сигнал потрібен для забезпечення провідного стану перемикального елемента Друга логічна схема передбачена для встановлення факту наявності тактового сигналу і ВІДПОВІДНОГО управління перемикальним елементом У переважній формі виконання винаходу друга логічна схема може бути як автономною, тобто формувати свою напругу живлення із тактового сигналу, так І приєднаною до джерела напруги живлення Перевагою використання тактового сигналу як критерію для подачі напруги живлення до першої логічної схеми є те, що передумова наявності тактового сигналу не є обмежувальною умовою, оскільки перша логічна схема не змогла б працювати без тактового сигналу, навіть якщо і була б прикладена напруга живлення Тому тут доцільним чином і без того потрібний сигнал використовується як умова перемикання Безконтактний режим роботи потребує зазвичай наявності регулятора напруги живлення, оскільки робоча напруга носія даних формується із прийнятого котушкою сигналу, а амплітуда цього сигналу може зазнавати значних коливань внаслідок залежності від відстані між носієм даних і передавачем Напруга на виході регулятора зазвичай менша, ніж напруга, що подається від контактів, тому в контактному режимі роботи регулятор перенавантажувався б У вдосконаленому варіанті винаходу вихідний сигнал другої логічної схеми, що детектує тактовий сигнал, використовується для вимикання регулятора Нижче винахід детальніше пояснюється на прикладах виконання з використанням фігур На них зображені фіг 1 Перша принципова схема винайденого носія даних, фіг 2 Друга принципова схема винайденого носія даних На фіг 1 зображено першу логічну схему 1, яка виконана переважно на мікропроцесорі і мусить містити, крім того, зазвичай необхідні для роботи мікропроцесора схеми, такі як запам'ятовуючий пристрій (ЗП) з довільною вибіркою (RAM), постійний запам'ятовуючий пристрій (ROM) або енергонезалежний ЗП Перша логічна схема під'єднана до двох шин живлення VDD і VSS Вказані шини живлення з'єднані, з одного боку, з випрямлячемзгладжувачем 7, який із прийнятого котушкою 2 сигналу формує робочу напругу, необхідну для 56295 живлення носія даних у безконтактному режимі Крім того, вказані шини живлення з'єднані з контактами VCC і VSS контактного поля 3, призначеними для підведення напруги живлення до носія даних у контактному режимі Шина живлення VDD через виконаний у вигляді рМОН-транзистора перемикальний елемент 5 з'єднана з контактом живлення VCC Управління перемикальним елементом 5 здійснює друга логічна схема 4, з'єднана з контактом CLK подачі тактового сигналу Друга логічна схема 4 детектує наявність тактового сигналу на контакті CLK і при наявності тактового сигналу активізує перемикальний елемент таким чином, що контакт живлення VCC з'єднується з шиною живлення VDD і таким чином живлення першої логічної схеми 1 здійснюється напругою живлення від контактів З Крім того, вихід другої логічної схеми 4, який індикує наявність тактового сигналу, безпосередньо з'єднаний з першою логічною схемою 1, щоб інформувати першу логічну схему, що живлення здійснюється від контактів 3 Перша логічна схема 1 може використати цю інформацію для переходу 0 певний стан, в якому, наприклад, встановлюються певні права доступу до зон пам'яті Друга логічна схема 4 у зображеному на фіг 1 варіанті з'єднана з виводом скидання RST, а також виводом введення/виведення даних (I/O) і передає одержані від них сигнали на першу логічну схему 1 Друга логічна схема 4 може містити також захисні структури і фільтри У зображеному на фіг 1 прикладі друга логічна схема 4 з'єднана з контактами живлення VCC, VSS і, таким чином, може обробляти тактові сигнали, сигнали скидання, а також сигнали введення/виведення даних лише при наявності напруги живлення Крім того, носій даних згідно з фіг 1 містить безконтактний інтерфейс 6, який обробляє одержані від котушки 2 сигнали, зокрема, формує із нього тактовий сигнал, а також сигнали даних і передає їх на першу логічну схему 1 Таким чином, призначена для обробки даних логічна схема 1 носія даних згідно з фіг 1 через шини живлення VDD, VSS зв'язана з котушкою 2, що представляє безконтактну приймальну частину пристрою, а сполучення з контактами живлення контактного поля 3 здійснюється через перемикальний елемент 5 лише тоді, коли від контактного поля 3 надходить тактовий сигнал Завдяки цьому, з одного боку перемикальний елемент 5 надійно перешкоджає попаданню напруги живлення, виробленої випрямлячем і згладжувачем 7 із сигналу котушки 2, на контактне поле 3, де воно може бути закорочене, наприклад, прикладеним до контактного поля 3 пальцем 3 іншого боку, спад напруги на керованому перемикальному елементі 5 в контактному режимі експлуатації через контактне поле 3 дуже низький і, крім того, сигнал управління перемикальним елементом 5 може бути використаний другою логічною схемою для того, щоб інформувати логічну схему 1 про те, що напруга живлення надходить від контактного поля 3 Це необхідно тому, що - на противагу патенту ФРН 195 31 372 А1 - використовуваний у першій ЛОГІЧНІЙ схемі 1 мікропроцесор схемотехнічне повністю повноправно з'єднаний як з безконтактним, так і з 56295 контактним інтерфейсами і тому управління ним може здійснюватися також і через котушку 2 На фіг 2 зображено носій даних, в якому - на противагу носію даних згідно з фіг 1 - друга логічна схема 40 виконана автономною, тобто не зв'язана з контактами живлення VCC, VSS, Друга логічна схема 40 видобуває напругу живлення безпосередньо із тактового сигналу і для цієї ЦІЛІ може містити, наприклад, випрямляч На фіг 2 однакові елементи мають такі ж ПОЗИЦІЙНІ позначення, що й на фіг 1 На відміну від носія даних згідно з фіг 1 на фіг 2 зображено безконтактний інтерфейс 12, який містить як випрямляч і згладжувач, так і схему обробки даних Для цього передбачені шини даних, прокладені до першої логічної схеми 1 Крім того, носій даних згідно фіг 2 містить обмежувач 8 змінної напруги і обмежувач 9 постійної напруги, призначені для захисту першої логічної схеми 1 від перенавантаження в безконтактному режимі схемі 1, постійною, наприклад, 2,1 В Оскільки цей регулятор 10 регулював би напругу живлення і в контактному режимі від контактного поля 3, а ця напруга зазвичай вища, ніж у безконтактному режимі, регулятор зазнавав би значного перенавантаження і міг би навіть вийти з ладу Тому у вдосконаленому варіанті виконання винаходу регулятор 10 при наявності тактового сигналу на контактному полі 3 або вимикається вихідним сигналом другої логічної схеми 40, або перемикається на більш високу напругу, при якій він не пере навантажувався б Зрозуміло, що обмежувачі напруги і регулятор напруги можуть бути застосовані також і в носи даних згідно з фіг 1 Всі елементи схеми зазвичай виконані у вигляді інтегральної мікросхеми на одному напівпровідниковому ЧІПІ Можна, звичайно, для цього використати і кілька ЧІПІВ В деяких випадках для безконтактного режиму може бути бажаним більш потужний накопичувач енергії, ніж може забезпечити інтегральна технологія Для цієї ЦІЛІ у вдосконаленому ваніанті винаходу можуть бути передбачені ЗОВНІШНІ ВИВОДИ 11 для під'єднання зовнішнього конденсатора Для усунення впливу залежних від відстані коливань амплітуди робочої напруги на шинах живленния VDD, VSS носій даних містить регулятор 10 напруги, який підтримує напругу на конденсаторі CL, ввімкненому паралельно першій ЛОГІЧНІЙ ФІГ, 1 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24