CN1165871C

CN1165871C - 具有用于中断处理的复位装置的数据载体

Info

Publication number: CN1165871C
Application number: CNB018011667A
Authority: CN
Inventors: P��ָ�˹��; P·特林格; K·乌利; P·科姆潘; M·福伊泽尔; ��Ĭ��; T·克拉默
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: US6655599B2; CN1416556A; US20010052548A1; DE60140183D1; EP1281159B1; EP1281159A1; JP2003532242A; WO2001084489A1; ATE445886T1

Abstract

一种用于与发射/接收台(1)进行通信信息(KD)的非接触式通信的数据载体(4)，具有：接收装置(7)，用于接收来自所述自发射/接收台(1)且含有通信信息(KD)的高频信号(HF)；处理装置(10)，用于处理接收的通信信息(KD)；供电电压发生装置(13)，用于检波接收到的高频信号(HF)以及向所述处理装置(10)提供供电电压(UV)；以及复位装置(14)，当所述供电电压(UV)降至复位电压(UR)以下时，由该复位装置复位所述处理装置(10)所执行的处理，在此，当供电电压(UV)降至低于中断电压值(UU)、且所述中断电压值(UU)大于复位电压值(UR)时，所述复位装置(14)被用来至少部分地中断由所述处理装置(10)所执行的通信信息(KD)的处理。

Description

具有用于中断处理的复位装置的数据载体

技术领域

本发明涉及一种用于与发射/接收台进行通信信息的非接触式通信的数据载体，具有：接收装置，用于接收来自所述发射/接收台且含有通信信息的高频信号；处理装置，用于处理接收到的通信信息；供电电压发生装置，用于检波接收到的HF信号，以及向所述处理装置提供供电电压；复位装置，当所述供电电压降至复位电压值以下时，用于复位由所述处理装置执行的处理。

背景技术

前述段落中定义的这种类型的数据载体出自US-A-5,736,728，它由一种智能卡转发器构成。这种已知的数据载体被用来提供与发射/接收台进行通信信息的非接触式通信。为此，这种数据载体含有接收装置，该接收装置包括天线级、时钟发生级和解调级。通过天线级可以接收来自发射/接收台的高频信号，该信号可以包含调制通信数据形式的通信信息。所述时钟发生级被用来从高频信号得出时钟信号，解调级被用来解调收到的调制通信数据。解调通信数据的处理由处理装置执行，而且如果必要还将其存储在该数据载体中。

这种已知的数据载体还包括供电电压发生装置，该装置用于检波接收到的高频信号，并向所述处理装置提供供电电压。由于这种已知的数据载体不含有电池或其它电源，所以只有当所述供电电压的电压值足够高时，所述处理装置才能处理接收到的通信数据。

该数据载体包括复位装置，以确保所述处理装置可靠地处理通信数据。当供电电压降至复位电压值以下时，该复位装置用于将所述处理装置复位，并重新启动由该处理装置执行的通信数据处理。因此，这可以防止所述处理装置执行某些特定的处理操作(如：存储操作)，因为当所述供电电压达到复位电压值时，不再适合可靠地完成这些操作。

需要注意的是，文献WO99/50738公开过一种数据载体，它具有用于检测暂停时间间隔的暂停检测装置，在所述的暂停间隔期间调幅高频信号的幅值较低。在暂停间隔期间该暂停检测装置用于中断所述处理装置的处理。但是，由于所述供电电压不仅取决于高频信号的幅值，而且还很大程度上取决于该处理装置的瞬时功耗以及取决于借助该已知暂停检测装置不能确定的其它影响因素，所以利用这些暂停检测装置并不能实现前述目的。这些影响因素有温度依赖性和所述供电电压发生装置所提供的供电电压的负载依赖性，该负载依赖性还取决于该供电电压发生装置的元件的容限。

这种已知数据载体存在如下缺陷，即来自所述复位装置的复位操作对所述处理装置通信的数据处理中断得比较频繁，而且实际上该处理还要重新启动，但在某些情况中，当通信数据处理保持同等可靠性时这是不必要的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种数据载体，其中，只有在绝对必要时才对所述处理装置所执行的处理进行复位，以保证被处理的通信数据的可靠性。根据本发明，为了用前述段落中定义的那种类型的数据载体来实现本目的，当所述供电电压降至中断电压值以下、且所述中断电压值大于复位电压值时，所述复位装置被用来至少部分地中断由所述处理装置所执行的通信信息处理。

因此，这实现了由所述处理装置所执行的通信数据处理只是暂时受到中断，例如在某一给定时间间隔结束之后，它会重新恢复同一处理阶段。在所述处理的中断期间，该处理装置几乎不消耗任何功率，正是由于此原因，即使高频信号幅值很小，所述供电电压发生装置也能产生足以保持所述处理装置的处理状态的供电电压值。

这样的优点在于，在某些特定情况下，比如：所述数据载体距离发射/接收台比较远且高频信号的幅值比较小，所述带有中断的通信信息处理也是完全可能的，而且还能不受由所述处理装置的复位所产生的不必要延迟的影响。

根据本发明的用于与发射/接收台非接触式地传送通信信息的数据载体，具有：接收装置，用于接收来自所述发射/接收台且含有通信信息的高频信号；处理装置，用于处理接收的通信信息；供电电压发生装置，用于检波接收到的高频信号以及向所述处理装置提供供电电压；以及复位装置，当所述供电电压降至复位电压值以下时，由该复位装置复位所述处理装置所执行的处理，其特征在于：当供电电压降至低于中断电压值、且所述中断电压值大于复位电压值时，所述复位装置被用来至少为高功耗操作中断由所述处理装置所执行的通信信息的处理，并且当供电电压增至至少高于中断电压值时，所述复位装置被用来停止中断所述通信信息的处理。

本发明的另一种实施方式具有如下优点，即只有当所述供电电压发生装置提供足够的供电电压、而该电压后不可能紧跟着另一个中断时，才恢复由所述处理装置所执行的通信信息处理。

本发明的另一种实施方式具有如下优点，即在所述处理装置执行的通信信息处理的过程中，当中断变得太长且在所述处理装置中暂时存储的数据不再可靠时，处理不再恢复而由复位重新启动。

附图说明下面将参考举例给出的实施方案对本发明进行更详细的描述，但是发明不受本例的限制。

图1所示为用于通信数据的非接触式通信的智能卡，该智能卡具有用于中断通信数据处理的复位装置。

图2A~2D所示为供电电压的信号波形和可能出现在图1所示数据载体中的其它信号。

具体实施方式

图1所示为一个发射/接收台1和一个智能卡2。该智能卡2包括：一个天线级3和一个集成电路形式的数据载体4。该数据载体4用于与所述发射/接收台1进行非接触式的通信数据交换。

所述发射/接收台1包括处理装置5和一个天线级6。该处理装置5用于执行通信协议和处理发送给智能卡2并由该智能卡2接收的通信数据KD。由处理装置5执行的所述通信协议遵照标准ISO14443。该处理装置5能提供频率为13.56MHz的高频信号HF形式的已调制通信数据KD，并能从所述智能卡2的天线级3接收该数据。

所述数据载体4具有用于接收高频信号HF的接收装置7，该高频信号HF包含来自发射/接收台1的已调制通信数据KD。在本例中，所述接收装置7由时钟发生装置8、调制/解调装置9和天线级3组成。

由所述天线级3接收的高频信号HF可以被提供给时钟发生装置8，该时钟发生装置8用于从所述高频信号HF得出时钟信号CLK。而且，由所述天线级3接收的高频信号HF可以被提供给调制/解调装置9，且包含在高频信号HF中的已调制通信数据能够由该调制/解调装置9解调。已知的这种数据载体4的接收装置7譬如可以从文献WO99/50738获悉，其公开的内容在本文献中被引作参考。

所述数据载体4还包括处理装置10，用于处理所述接收装置接收到的通信数据KD。为此，该处理装置10包括一个运算级11和一个存储级12。该运算级11由一个80C51类型的微处理器组成，存储级由RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)和EEPROM(电可擦只读存储器)组成。所述运算级11能接收时钟发生装置8产生的时钟信号CLK和所述调制/解调装置9得到的通信数据KD。

所述运算级11执行某个处理程序，在执行期间对接收的或将要被提供的通信数据KD进行处理，并将任何已经处理过的通信数据KD均作为存储数据SD存储在所述存储级12中。该运算级11执行处理程序的速度由所述时钟信号控制。

所述数据载体4还包括供电电压发生装置13，从天线级3接收的高频信号HF可以被提供给该装置，该装置用于检波接收到的高频信号HF，并为所述处理装置10提供供电电压UV。在本例中，该供电电压发生装置13由一个二极管和一个电容构成。

需要注意的是，该供电电压发生装置13产生的供电电压UV取决于高频信号HF的幅值、所述处理装置10的瞬时功耗和其它影响因素。这些干扰因素有温度依赖性和所述供电电压发生装置13提供的供电电压UV的负载依赖性，该负载依赖性还取决于该供电电压发生装置13的元件的容限。所述高频信号HF的幅值依次取决于调制深度、发送的通信数据KD和距所述发射/接收台1的距离。所述供电电压发生装置13包括一个供电电压限制级，用于把所述供电电压发生装置13提供的供电电压UV限制在某一最大电压值。

所述数据载体4还包括复位装置14，用于在所述供电电压UV降至复位电压值UR以下时把所述运算级11所执行的处理进行复位。为此，该复位装置14向所述运算级11提供复位信息RI，根据该信息，用引导程序重新启动执行所述的处理程序。当该运算级11所执行的处理复位后，该运算级11刚处理过的所有通信数据均作废，而且，在重新开始的通信期间必须重新接收和处理这些数据。其结果是，每次复位所述的运算级11均会使通信和处理通信数据KD所需的处理时间加长。因此，只有当绝对必要时，所述复位级14才会向运算级11发送复位信息RI，以保持被处理通信数据KD的可靠性。

为确保这一点，当所述供电电压UV降至中断电压UU以下、且所述中断电压UU大于复位电压值UR时，所述复位装置14被用来至少部分地中断由所述处理装置10所执行的对通信数据KD的处理。当所述供电电压UV变得小于中断电压UU时，所述复位装置14向时钟发生装置8提供中断信息UI。该时钟发生装置8根据接收的中断信息UI向运算级11提供时钟信号CLK。

因此便实现了：所述处理装置10执行的通信数据KD处理只暂时受到中断，例如在某一给定时间间隔结束之后，它会重新恢复同一处理状态。在所述处理的中断期间，该处理装置10几乎不消耗任何功率，因此，即使高频信号HF幅值很小，所述供电电压发生装置13也能提供足以保持所述处理装置10的处理状态的供电电压值UV。

这样的优点在于，在某些特定情况下，比如所述数据载体4距离发射/接收台比较远而且所述高频信号HF的幅值比较小，带有中断的通信信息KD的处理也是完全可能的，而且还能不受处理装置10复位所造成的处理时间的不必要延长的影响。随后将借助于应用实施例对此作更详细的阐述。

在应用实施例中，假设所述智能卡2的用户把该智能卡2拿到发射/接收台1附近，通信数据KD便开始在该发射/接收台1和智能卡2之间传送。另一种假设是，在所述处理装置10执行加载操作、也即把所述存储数据SD从所述运算级11加载到存储级12期间，拿着智能卡2的用户在瞬间t₁时距离所述发射/接收台1比较远。由于在该加载操作期间，所述处理装置10的功耗比较高，且提供给所述供电电压发生装置13的高频信号HF的幅值同时也下降，所以所述供电电压发生装置13提供的供电电压UV的电压值也迅速下降，如图2A所示。

如图2B所示，在瞬间t₂，所述供电电压UV的电压值变得小于中断电压UU，据此由所述复位装置14向时钟发生装置8提供中断信息UI。如图2D所示，所述时钟发生装置8随后中断向运算级11提供时钟信号CLK，所述处理装置10的加载操作因此中断。该加载操作中断的结果是所述处理装置10几乎不消耗任何功率，因此，即使所述高频信号HF的幅值比较小，所述供电电压发生装置13也能阻止所述供电电压UV的电压值迅速下降，甚至最终还能提高该供电电压UV的电压值。

在所述供电电压UV恰好达到复位电压值UR之前就中断处理装置10的处理，这具有以下优点：在本例中，不会降至复位电压值UR以下，且能防止对所述运算级11所执行的处理进行复位。这样便可防止因所述加载操作期间的复位而可能存储不正确的存储数据SD，而且还防止了所述处理时间的不必要延长。

在瞬间t₃，所述供电电压UV的电压值增至高于中断电压值UU的连续电压值UF以上。接着，所述复位装置14停止向所述时钟发生装置8提供中断信息UI，据此，该时钟发生装置8继续向所述运算级11发送时钟信号CLK。然后，所述运算级11以中断瞬间t₂时的处理状态恢复处理通信数据KD。

设置电压值高于所述中断电压UU的连续电压值UF有如下优点：在瞬间t₃，即使高频信号HF的幅值一直保持较低，但存储在所述供电电压发生装置13的电容中的功率至少在给定的处理时间内能足以为所述处理装置10提供功率，也即提供足够的供电电压UV。

因此，在所述智能卡2与发射/接收台1之间的距离比较远的情况下，本发明对所述复位装置14的规定是：允许通信数据KD的通信和处理，且所述通信数据KD是中断地处理的。另外在不太严重的情况下，可以利用由所述供电电压UV降至复位电压值UR以下而产生的复位来防止所述处理时间的不必要延长。

在本应用实施例中，所述供电电压UV的电压值在瞬间t₄再次降至所述中断电压UU之下，据此，所述复位装置14向时钟发生装置8提供中断信息UI。接着，该时钟发生装置8终止提供时钟信号CLK，而且所述运算级11中断对通信数据KD的处理。

此时，所述复位装置14用于确定中断时间间隔TU，在该期间至少所述通信数据KD的处理受到中断。而且，当所确定的中断时间间隔TU超出可靠时间间隔TZ时，该复位装置14还用于复位所述处理装置10。在瞬间t₅，所述复位装置14检测到已超出可靠时间间隔TZ，据此，所述复位装置14向运算级11提供复位信息RI，如图2C所示。然后，将所述运算级11执行的通信数据KD的处理恢复。

这样的优点在于，当所述通信数据KD的处理中断比较长时间后，该处理重新开始。这样便可避免用所述RAM或80C51存储单元的存储值继续所述的处理，因为在长时间中断间隔TU期间所述存储值因元件容限或电势变化已发生改变，而这可能导致错误的存储数据SD。

应当注意的是，黑客可能会用所谓的电压对比分析方法企图检测存储在所述存储级12中的任何保密存储数据SD。在所述的电压对比分析法中，企图使所述处理装置10非常慢地执行处理程序，以便能够借助电子显微镜确定所述数据载体4的硬件的某些特殊部位的电势变化。为此，黑客能使提供给数据载体4的高频信号HF保持如此小的幅值，以使所述供电电压UV在中断电压值UU附近波动，且由此在一个或几个时钟周期CLK后每次被中断。

但是，通过规定连续的电压值UF和确定可靠的时间间隔TZ，黑客的这种分析便得到有效的阻止。通过规定所述的连续电压值UF可以阻止供电电压UV在所述中断电压值UU附近波动，以便使所述运算级11非常慢地处理通信数据KD。在所述可靠时间间隔TZ结束后进行复位，其结果是：当超过所述的可靠时间间隔TZ时，由于在该分析所需时间结束之前所述处理已经复位，因此黑客不能确定该数据载体4中的所述电势。所以本发明的复位装置8具有如下优点，即数据载体4受到良好地保护以防止被黑客访问。

在瞬时t₆，在所述处理装置10所执行的处理复位后，所述供电电压UV超过连续电压值UF，据此，再次将所述时钟信号CLK提供给运算级11。接着，该运算级11从执行引导程序开始接着执行所述的处理程序。

在瞬时间t₇，所述供电电压UV再次降至中断电压值UU以下，据此，所述处理在该瞬时t₇中断。在瞬时t₈，所述供电电压UV又降至复位电压值UR以下，据此，为恢复所述处理装置10的处理而把复位信息RI提供给所述的运算级11。

这样的优点在于，当所述供电电压UV的电压值基本降至复位电压值UR以下时，所述处理便会完全复位以保证通信数据KD的可靠处理。

应当注意的是，在本发明的数据载体中，还可以只部分地中断所述处理装置所执行的处理。这样便譬如能暂时中断那些高功耗的处理操作(如：加载操作)或将其延迟到某一时刻，以使所述供电电压在此时刻保证足够的电压。类似地，当所述供电电压降至中断电压值以下时，便能够完全中断所述处理装置所执行的处理，而且还能中断所述接收装置的处理(如：解调)，但也能继续。

Claims

1.一种用于与发射/接收台(1)非接触式地传送通信信息(KD)的数据载体(4)，具有：接收装置(7)，用于接收来自所述发射/接收台(1)且含有通信信息(KD)的高频信号(HF)；处理装置(10)，用于处理接收的通信信息(KD)；供电电压发生装置(13)，用于检波接收到的高频信号(HF)以及向所述处理装置(10)提供供电电压(UV)；以及复位装置(14)，当所述供电电压(UV)降至复位电压值(UR)以下时，由该复位装置(14)复位所述处理装置(10)所执行的处理，

其特征在于：

当供电电压(UV)降至低于中断电压值(UU)、且所述中断电压值(UU)大于复位电压值(UR)时，所述复位装置(14)被用来至少为高功耗操作中断由所述处理装置(10)所执行的通信信息(KD)的处理，并且当供电电压(UV)增至至少高于所述中断电压值(UU)时，所述复位装置被用来停止中断所述通信信息(KD)的处理。

2.根据权利要求1的数据载体(4)，其特征在于：只有在所述通信信息(KD)的处理已经中断后并且所述供电电压(UV)增至连续电压值(UF)以上时，所述复位装置(14)才被用来停止中断由所述处理装置(10)所执行的通信信息(KD)的处理，而且所述连续电压值(UF)大于所述中断电压值(UU)。

3.根据权利要求1的数据载体(4)，其特征在于：当所述通信信息的处理已经中断时，所述复位装置(14)被用来确定一个中断时间间隔(TU)，而且当由此确定的中断时间间隔(TU)超过一个可靠时间间隔(TZ)时，所述复位装置(14)被用来复位由所述处理装置(10)所执行的处理。

4.根据权利要求1的数据载体(4)，其特征在于：该数据载体(4)采用集成电路的形式。