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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen integrierten Controller zum
Detektieren und Betrieb einer oder mehrerer Erweiterungskarten.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen integrierten Controller
zum Detektieren und Steuern von PC-Karten (16 Bit PCMCIA-Karten
und 32 Bit CardBus Karten) und Chipkarten. Ein besonderer Nutzen
der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines integrierten
Controllers für
mobile Rechnereinrichtungen, beispielsweise für Laptop-Computer etc., obwohl
die Erfindung auch andere Vorteile aufweist. Das Bedürfnis nach
Sicherheit und verbesserter Privatsphäre erhöht sich mit dem Austausch von
persönlicher
und papiergebundener Identifikation durch elektronische Formen der
Identifikation. Die Verbreitung des globalen Internets und die Erweiterung
des Unternehmensnetzwerks um Zugänge
von Käufern und
Lieferanten von außerhalb
der Firewall haben den Bedarf nach Lösungen beschleunigt, die auf
einer Technologie mit öffentlichem
Schlüssel
basieren. Einige Beispiele von Dienstleistungsarten, welche Technologien
mit öffentlichem
Schlüssel
ermöglichen,
sind sichere Nachrichtenübertragungskanäle über ein öffentliches
Netzwerk, digitale Signaturen um Bildintegrität und Vertraulichkeit zu ermöglichen, und
die Authentifikation eines Clients an einem Server (und umgekehrt).
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Chipkarten
sind Schlüsselelemente
für die Infrastruktur
mit öffentlichem
Schlüssel,
welche von Microsoft in die Windowsplattform integriert wurde, da
Smart Cards reine Softwarelösungen
wie Clientauthentifikation, Anmelden und sichere Emails verbessern.
Smart Cards sind tatsächlich
ein Summenpunkt für
Zertifikate mit öffentlichem
Schlüssel
und zugeordneten Schlüsseln,
da sie eine fälschungssichere
Speicherung für
private Schlüssel
und andere Formen von persönlichen
Informationen bereitstellen; sie grenzen sicherheitskritische Berechnungen unter
Einschluss einer Authentifikation, digitale Signaturen, und einen
Schlüsselaustausch
von anderen Teilen des Systems ab, welche keine Kenntnis darüber haben
müssen;
und ermöglichen
eine Portabilität von
Berechtigungsnachweisen und anderen Informationen zwischen Computern
im Büro,
zu Hause oder unterwegs.
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Es
wird erwartet, dass die Smart Card ein integraler Bestandteil der
Windowsplattform wird, da Smart Cards neue Arten von Anwendungen
in der gleichen Weise wie die Maus und das CD-Rom ermöglichen,
als diese zum ersten Mal in dem Personalcomputer (PC) integriert
wurden. Die Inkompatibilität
mit anderen Anwendungen, Karten und Leseeinrichtungen war ein Hauptgrund
für die
langsame Adaption von Smart Cards außerhalb von Europa. Die Kompatibilität zwischen
Produkten unterschiedlicher Anbieter ist ein notwendiges Erfordernis
um eine breite Käuferakzeptanz
bei Smart Cards und bei Kooperationen zu ermöglichen, um Smart Cards zur Verwendung
innerhalb der Wirtschaft zu entwickeln.
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ISO 7816, AMV, and GSM
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Um
die Kompatibilität
von Chipkarten und Leseeinrichtungen zu fördern, hat die ISO (International
Standards Organization) den ISO 7816-Standard für IC-Karten mit Kontakten entwickelt.
Diese Spezifikation ist auf eine Kompatibilität auf der physikalischen, der
elektrischen und der Datenverbindungs-Protokollebene gerichtet.
Im Jahre 1996 legen Europay, MasterCard und VISA (EMV) eine industriespezifische
Smart Card-Spezifikation fest, welche die ISO 7816-Standards anwandten
und definierten einige zusätzliche
Datentypen und Codierregeln zur Verwendung in der die Finanzdienstleistungswirtschaft. Die
europäische
Telekommunikationswirtschaft bezogen auch die ISO 7816-Standards
in ihre GSM (Global System for Mobile communications)-Smart Card-Spezifikationen ein
um die Identifikation und Authentifikation von Mobiltelefonnutzern
zu ermöglichen.
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Während diese
Spezifikationen (ISO 7816, EMV und GSM) ein erster Schritt in die
richtige Richtung waren, waren sie entweder zu systemnah oder zu
anwenderspezifisch um eine breite Unterstützung in der Wirtschaft zu
erhalten. Fragen betreffend die Kompatibilität von Anwendungen wie geräteunabhängige API's, Entwicklertools
und Resourcenteilung wurden durch keine dieser Spezifikationen behandelt.
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PC/SC Arbeitsgruppen
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Die
PC/SC (Personal Computer/Smart Card)-Arbeitsgruppe wurde im Mai
1996 partnerschaftlich von den bedeutenden PC- und Smart Card-Firmen
gegründet:
Groupe Bull, Hewlett Packard, Microsoft, Schlumberger und Siemens
Nixdorf. Der Hauptfokus der Arbeitsgruppe war das Entwickeln von
Spezifikationen um die oben angegebenen Kompatibilitätsprobleme
zu beheben. Die PC/SC-Spezifikationen
basieren auf den ISO 7816-Standards und sind sowohl mit den EMV-
als auch mit den GSM-spezifischen Spezifikationen kompatibel. Aufgrund
der in der PC/SC-Arbeitsgruppe involvierten Unternehmen besteht
eine breite Industrieunterstützung
für die
Spezifikationen und ein starkes Bestreben, diese zukünftig als
unabhängige Standards
zu verwenden.
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Seit
ihrer Gründung
und der ersten Publikation der Spezifikationen wurden zusätzliche
Mitglieder in die PC/SC-Arbeitsgruppe aufgenommen. Neue Mitglieder
sind Gemplus, IBM, Sun Microsystems, Toshiba und Verifone.
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Microsoft's Ansatz
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Microsofts
Ansatz besteht im Folgenden aus:
- • einem Standardmodell
zum Koppeln von Smart Card-Lesern und Karten mit PCs
- • geräteunabhängigen APIs
zum Ermöglichen
von Smart Card- Anwendungen
- • bekannten
Werkzeugen für
Softwareentwicklung
- •Integration
von Windows und Windows NT-Plattformen
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Das
Vorliegen eines Standardmodells bezüglich der Art wie Leseeinrichtungen
und Karten mit dem PC koppeln ermöglicht die Kompatibilität von Karten
und Leseeinrichtungen von unterschiedlichen Herstellern. Geräteunabhängige APIs
schirmen Anwendungsentwickler von den Unterschieden zwischen momentanen
und zukünftigen
Umsetzungen ab. Die Geräteunabhängigkeit
spart Softwareentwicklungskosten durch das Vermeiden einer Veralterung
der Anwendung aufgrund Hardwareänderungen.
Das momentan beliebteste Verfahren zum Koppeln einer Smart Card
mit einem Notebook-Computer besteht in der Verwendung einer PCMCIA
Typ II Smart Card-Lese-/Schreibeeinrichtung (1). PCMCIA
Smart Card-Leseeinrichtungen sind momentan von Unternehmen wie Gemplus,
SCN Microsystems und Tritheim Technologies verfügbar, um einige wenige zu nennen.
Die Kosten für
diese Chipkarten-Leser
für einen
Endnutzer belaufen sich auf etwa 150 US$. Der Preis für die Leseeinrichtung
ist ein Hauptteil der Kosten für
die gesamte Sicherheitslösung.
Die Adapterkarte 104 in 1 zeigt
die wesentlichen funktionalen Blöcke
eines herkömmlichen Smart
Card (Chipkarten-)Lesers. Der Block der PCIC Host-Schnittstelle des
Smart Card-Lesers stellt die elektrische Schnittstelle zu dem PC-Kartenverbinder 106 bereit,
welcher selbst mit dem PC-Karten-Controller 102 verbunden
ist. Zusätzliche
Logik wird bereitgestellt um das Zusammenspiel zwischen der Smart
Card und der Software-Anwendung zu steuern. Wie jedoch oben bemerkt,
ist diese Lösung
mit einem beträchtlichen
Preis pro Einheit verbunden und deshalb unattraktiv für die Massenverbreitung von
Smart Card-Kompatibilität.
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Somit
besteht ein Bedürfnis,
einen integrierten Host-Controller bereitzustellen, welcher einen Adapterbetrieb
mit PC Card, Smart Card (Chipkarte), und passiver Smart Card erlaubt.
Ferner besteht ein Bedürfnis,
einen integrierten Controller bereitzustellen, welcher bestehende,
auf der Mutterplatine befestigte PC Card Hostcontroller ersetzt,
ohne dass die Mutterplatine umgerüstet oder umgestaltet werden müsste.
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Vorteilhaft
kann ein Controller gemäß der Erfindung
gleichzeitig voll kompatibel mit PC-Card-Spezifikationen sein.
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Ferner
kann es zweckmäßig sein,
einen Chipkartencontroller (Smart Card Controller) bereitzustellen,
der eine identische Pin-Belegung, wie die vorhandene PC Card-Controller
aufweist, was es erlaubt, dass der Controller direkt auf eine PC-Mutterplatine integriert
werden kann, ohne dass Kosten für eine
Umgestaltung oder eine Umrüstung
anfallen.
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Vorteilhafterweise
kann eine Logik sowie ein Verfahren bereitgestellt werden um das
Vorhandensein einer Chipkarte oder eines passiven Chipkartenadapters
zu detektieren, wobei bestehende, spezifizierte PC Card-Signale
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Detektion des Vorhandenseins
einer Erweiterungskarte unter Verwendung von Signalleitungen mit
herkömmlicher
PC Card-Spezifikation während der
anfänglichen
Sequenz zur Kartendetektion bereit. Das Verfahren umfasst die Schritte
des Bestimmens des Signalzustandes einer ersten und einer zweiten
Kartendetektionssignalleitung; das Bestimmen des Signalzustandes
einer ersten und einer zweiten Spannungsauswahlsignalleitung; das
Bestimmen, ob wenigstens die erste und/oder die zweite Kartendetektionssignalleitung
oder die erste und/oder zweite Spannungsauswahlsignalleitung einen
Signalzustand umfassen, welcher durch eine PC Card-Signalspezifikation
reserviert ist; und das Bestimmen des Signalzustandes einer vorbestimmten, nicht
verwendeten PC Card-Signalleitung
relativ zu dem reservierten Signalzustand um das Vorhandensein einer
Chipkarte zu erfassen. Während
der Karten erfassungssequenz wird das Status-Änderungssignal (STSCHG) verwendet
um eine Chipkarte oder einen Chipkartenadapter zu erfassen. Nachdem die
Detektionssequenz abgeschlossen ist, hat das STSCHG-Signal wieder
den ursprünglichen
Nutzen auf der Basis der PC Card-Spezifikation für die Signalfestlegung. In
einer bevorzugten Ausführungsform wird
das Vorhandensein einer Chipkarte oder eines passiven Chipkartenadapters
erfasst durch das Bestimmen, ob das erste Kartendetektionssignal
und das zweite Spannungsauswahlsignal miteinander verbunden sind.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Es
ist von Fachleuten zur Kenntnis zu nehmen, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Verfahren
beschränkt
ist, obwohl die folgende ausführliche
Beschreibung darauf Bezug nimmt. Stattdessen weist die vorliegende
Erfindung einen breiten Geltungsbereich auf und wird nur durch die
Ansprüche
beschränkt.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende ausführliche
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile angeben und wobei:
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1 ein
Blockschaltbild einer herkömmlichen
Lösung
zeigt, welche eine Chipkarten-Kompatibilität für PC-Anwendungen einschließt;
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2 ein
Blockschaltbild des integrierten Chipkarten-Lesers der vorliegenden Erfindung auf
einer Systemebene zeigt;
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3 ein
ausführliches
Blockschaltbild eines integrierten Chipkarten-Lesers der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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4 ein
Blockschaltbild einer Zustandsmaschine des integrierten Chipkarten-Lesers
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
Tabelle einer herkömmlichen Pin-Vereinbarung
für eine
PC Card-Detektion und eine Spannungsabtastung zeigt, und ein Beispiel
für die
Verwendung einer Pin-Vereinbarung zur Chipkartendetektion, welche
durch den Controller der vorliegenden Erfindung genutzt wird;
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6 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Schemas zur Detektion einer Chipkarte
und eines passiven Chipkartenadapters der Erfindung ist; und
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7A und 7B Tabellen
darstellen, welche herkömmliche,
nach PCMCIA zugeordnete funktionelle Pin-Zuordnungen bzw. ihre Verwendung
für die
Chipkarten-Schnittstelle und die Chipkarten-Detektion zeigen.
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2 stellt
ein Blockschaltbild auf Systemebene dar, welches zeigt, wie der
passive Chipkartenadapter und eine Chipkarte mit einem Host-Controller
gekoppelt werden. Der Controller 10 ist in einer PC-Plattform,
beispielsweise einem Laptop-PC integriert. Beispielsweise kann der
PC wie gezeigt mit einem Controller 10 konfiguriert sein,
um eine oder mehrere Erweiterungsgerätekarten zu detektieren und
zu steuern, welche in einen Sockel A 12 und/oder einen Sockel B
14 eingeführt
sind. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass der Controller 10 der
vorliegenden Erfindung mit geeigneter Logik angepasst ist, um sowohl
PC Cards (PC-Karten) als auch Chipkarten zu treiben. Das PC-System
umfasst typischerweise einen Prozessor 26 und einen Datenbus 20. Eine „North
Bridge"-Logik 24 stellt
eine Kommunikation zwischen dem Prozessor 26 und dem Bus 20 bereit.
Der Controller 10 der vorliegenden Erfindung ist ähnlich angepasst,
um mit dem Bus 20 zu kommunizieren. In diesem Beispiel
ist der Bus 20 ein PCI-Bus, jedoch kann auch jede andere
Bustechnologie in die Logik des Controllers eingeschlossen sein.
Um das Bild zu vervollständigen,
wird eine „South
Bridge"-Logik für externe
Buskommunikation bereitgestellt, beispielsweise für Legacy-Einrichtungen (ISA-Bus-Architektur),
etc. „South
Bridge"- und „North
Bridge"-Logiken
sind auf dem Gebiet wohlbekannt. Der Leistungs-IC-Chip 28 liefert
die richtigen Spannungen (wie durch den in dem Sockel A oder B eingeführten Kartentyp
festgelegt) zu den Pins des PC Card-Verbinders. Sobald der Kartentyp
detektiert ist (basierend auf der PC Card Definitionstabelle von 5, wie
unten stehend beschrieben), liefert der Chip 28 die geeignete
Spannung für
diesen Kartentyp.
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In
einer Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung einen passiven Chipkarten-Adapter 18 bereit,
welcher konfiguriert ist, um entweder in den Sockel A 12 oder den
Sockel B 14 eingeführt
zu werden, welche selbst als PC Card Typ I-/II- oder III-Sockelinterface konfiguriert
sind. Der passive Adapter 18 dieser Ausführungsform
umfasst einen geeigneten Verbinder 84 und eine passive
Schaltung 86. Die in den passiven Chipkartenadapter 18 eingeführte Chipkarte 16 umfasst
auch physikalische Kontakte 88, um mit dem physikalischen
Verbinder 84 des Adapters zu koppeln. Die Pin-Anordnungen 84 und 88 des
Adapters und der Chipkarte werden durch die Chipkartenspezifikation
vorgegeben, beispielsweise durch die PC/SC-fähige Chipkartenspezifikation,
welche die elektrische Spezifikation ISO 7816 und T = 0, T = 1 Protokolle
einhält.
Diese Ausführungsform
erlaubt das Verwenden eines Adapters 18 den Betrieb und
die Lesbarkeit der Chipkarte, ohne dass der PC mit einem spezifischen
Chipkartensockel umgerüstet werden
muss. Alternativ kann der PC wie in 2 gezeigt
einen Chipkarteneinschub 14' umfassen.
Bei dieser alternativen Ausführungsform
werden die Logik 86 und der Verbinder 84 natürlich intern
innerhalb des Sockels 14 bereitgestellt.
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Bezug
nehmend auf 3 ist ein detaillierteres Blockschaltbild
des integrierten Controllers 10 dargestellt, das auf die
Chipkartendetektion und dem Chipkartenbetrieb gerichtete Logikteile
zeigt. In diesem Beispiel umfasst der Controller 10 eine
Chipkartenabtastlogik 30A und 30B, eine Chipkarten-Multiplexer(MUX)-Logik 32A und 32B,
eine Chipkarten-Leselogik 34A und 34B und eine
Schnittstellen-Logik 36A und 36B.
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Es
sollte am Anfang zur Kenntnis genommen werden, dass 3 nur
die Logik zeigt, welche mit der Detektion und dem Betrieb von Chipkarte
und passiven Chipkarten-Adapter verbunden ist, und es ist zu verstehen,
dass der Controller 10 zusätzliche Logik (nicht gezeigt)
umfasst, welche die Detektion und den Betrieb von herkömmlichen
PC Cards erlaubt. Herkömmliche
PC Card Controller erfassen den Typ der in einen Einschub eingeführten Karte
unter Verwendung eines Satzes von Kartendetektions-Pins, CD1 und
CD2, und eines Satzes von Spannungsabtast-Pins VS1 und VS2. Die gekoppelten Kombinationen
zwischen diesen Pins (mit Bezug auf Masse) zeigen der geeigneten
Logik an, welcher Kartentyp in den Sockel eingeführt ist. Wie beispielsweise
in der Tabelle von 5 gezeigt, bestimmen die gekoppelten
Kombinationen von CD1, CD2, VS1 und VS2, ob die eingeführte PC
Card eine 16-Bit-PCMCIA-Karte oder eine 32-Bit-CardBus-Karte ist. Darüber hinaus
legen diese Kombinationen, wie in der Tabelle gezeigt, auch die
Treiberspannung für
den bestimmten Kartentyp fest, beispielsweise 3,1 V, 5 V, X.X V
und Y.Y V. In den letzten beiden Reihen der Tabelle von 5 ist
zu erkennen, dass die aufgeführten
Kombinationen von CD1, CD2, VS1 und VS2 in der PC Card-Spezifikation
reserviert sind. Die vorliegende Erfindung verwendet eine von diesen
reservierten Kombinationen von CD1, CD2, VS1 und VS2 und zusätzlich ein
Zustandsänderungssignal STSCHG
um anzuzeigen, ob eine Chipkarte in den Einschub eingeführt wurde
(entweder direkt oder über
einen Adapter). Das Zustandsänderungssignal wird
in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet, da dieses
Signal während
des Detektionsprozesses für
herkömmliche
PC Card-Karten nicht verwendet wird, sondern nur, sobald der Kartentyp bekannt
ist.
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Somit
kann die in 3 gezeigte Chipkartenabtastlogik 30A als
eine Zustandsmaschine angesehen werden, welche den in einen Sockel
eingeführten
Kartentyp bestimmt. In diesem Sinne und Bezug nehmend auf 4 wird
eine Zustandsmaschinendarstellung der Kartenabtastlogik 30A von 3 gezeigt.
Wie dargestellt, akzeptiert die Kartenabtastlogik 30A als
Eingang CD1, CD2, VS1, VS2 und Statusänderung (mit 40, 42, 44, 46 bzw. 48 bezeichnet). Gemäß der in 5 reservierten
Zuordnung von CD1, CD2, VS1, VS2 und dem zusätzlichen Zustandsänderungssignal
bestimmt die Zustandsmaschine 30A die geeignete Logik 32A zur
Kommunikation mit dem gegebenen Kartentyp. Beispielsweise legen
bestimmte Kombinationen von CD1, CD2, VS1, VS2 fest (wie in 5 gezeigt),
dass die in den Sockel eingeführte
Karte entweder eine 16-Bit PC Card oder eine 32-Bit CardBus PC Card
ist. Entsprechend wird die Zustandsmaschine 30A die geeignete Logik 50 oder 52 für den gegebenen
Kartentyp aktivieren. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die spezielle
Spannung für
die eingeführten
Karten auch durch das Nutzen der Kombinationen von diesen vier Pins
bestimmt wird. Mit der Erweiterung der Möglichkeiten von herkömmlichen
PC Card Controller überwacht
die vorliegende Erfindung auch den STSCHG-Pin um festzustellen,
ob eine Chipkarte oder ein passiver Chipkartenadapter in den Sockel eingeführt wurde
und aktiviert gleichfalls die geeignete Logik 54, um mit
der Chipkarte zu kommunizieren, beispielsweise wie in 3 gezeigt,
die Logik 32A. Um die Zustände von CD1, CD2, VS1, VS2
und STSCHG zu bestimmen, kann die Kartenabtastlogik 30A beispielsweise
ein Pulszugsignal an ausgewählten
von dieser Pin-Anordnung erzeugen und durch Überwachung des Signals an einem
oder mehreren der anderen Pins (mit Bezug auf Masse) kann der in den
Sockel eingeführte
Kartentyp festgestellt werden.
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Die
Chipkartenabtastlogik 30A und 30B detektiert sowohl
eine Chipkarte oder einen passiven Chipkartenadapter als auch PC
Cards, basierend auf der Tabelle in 5. Die in 5 gezeigten
Pin-Zuordnungen werden durch die PC Card-Spezifikation bestimmt und sind herkömmliche
Pin-Zuordnungen für
diese Signalleitungen. Die Identität der Karte wird durch die
Werte der Spannungen in den Spalten 1–4, d.h. CD2, CD1, VS2 und
VS1 bestimmt. Sowohl die Detektion einer Chipkarte als auch eines
passiven Chipkartenadapters funktioniert unter Verwendung der reservierten
Kombinationen von diesen Pins und der Verwendung eines zusätzlichen
Pins, beispielsweise der STSCHG-Signalleitung.
Dieses Konzept ist in der Tabelle von 7B zusammengefasst.
Diese Tabelle zeigt die für
die Detektion von PC Cards, Chipkarten und passiven Chipkarten-Adapterkarten verwendeten
Pins. Die Signalspalte für
die Erfassung einer Chipkarte oder eines passiven Chipkartenadapters
umfasst einen der reservierten Bereiche von CD1, CD2, VS1 und VS2,
wie in den beiden letzten Reihen der Tabelle von 5 gezeigt.
Es ist festzuhalten, dass, obwohl die Figuren die Verwendung der Signalleitung
STSCHG (welche durch die herkömmliche
PC Card-Spezifikation
bereitgestellt wird) zeigen, gemäß der vorliegenden
Erfindung, jeder Pin der PC Card-Spezifikation verwendet werden
kann, welcher während
der Kartenerfassungssequenz unbenutzt ist. Mit anderen Worten, im
Hinblick auf den Zeitablauf bleiben bestimmte Signalleitungen der
PC Card-Spezifikation während
der Kartenerfassungsprozesses ungenutzt. Die vorliegende Erfindung
verwendet eine (oder mehrere) dieser Signalleitungen in Verbindung
mit der reservierten Kombination von CD1, CD2, VS1 und VS2 um eine
Detektion einer Chipkarte oder eines passiven Chipkartenadapters auszuführen. Somit
stellen die Figuren nur eines von vielen Beispielen dar für die Verwendung
eines zusätzlichen
signal-Pins, welcher zur Chipkartendetektion verwendet werden kann.
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Ein
Flussdiagramm 60 des Prozesses der Kartentypdetektion ist
in 6 dargestellt. Zum Zwecke der Klarheit sind die
entsprechenden Bezugszeichen der Logik für die Detektion und den Betrieb
der PC Card, der Chipkarte und der Karte für den passiven Chipkartenadapter
(wie in den 2 und 3 gezeigt)
weggelassen. Anfangs überprüft die Detektionslogik
das Vorhandensein von CD1, CD2, VS1, VS2 und STSCHG 62.
Falls nicht vorhanden oder auf andere Weise nicht verfügbar, wird
angenommen, dass keine Karte in einen Sockel eingeführt wurde und
somit werden die Karten-Detektionssignale (CD1 und CD2) blockiert 64.
Sobald eine Karte eingeführt ist, überwacht
die Detektionslogik die fallende Flanke von CD1 oder CD2 66.
Dies ist festgelegt durch die PC Card-Spezifikation für die Bestimmung
des Vorhandenseins einer Karte. Sobald eine Karte detektiert ist,
schaltet die Detektionslogik der vorliegenden Erfindung zwischen
CD1, CD2, VS1, VS2 und STSCHG, um den eingeführten Kartentyp zu bestimmen 68.
Das oben angegebene Umschalten kann in Form eines Pulszugsignals
realisiert sein oder in Form eines anderen Umschaltsignals. Die
Detektionslogik fährt
fort durch das Abfragen von CD1, CD2, VS1, VS2 und STSCHG in der
folgenden Art und Weise. Zuerst bestimmt die Logik, ob VS1 und CD1 mit
Masse verbunden sind 70. Falls nicht, ist bekannt, dass
eine 16-Bit PCMCIA-Card oder eine 32-Bit CardBus Karte eingeführt ist 72,
wie durch die Tabelle von 5 angezeigt
ist. Falls ja, bestimmt die Logik, ob VS2 und CD1 miteinander verbunden
sind 74. Falls dies nicht der Fall ist, ist wiederum bekannt, dass
eine 16-Bit-Karte oder eine 32-Bit-CardBus-Karte eingeführt ist 76,
wie durch die Tabelle von 5 angezeigt
ist. Falls bestimmt wurde, dass CD1 und STSCHG miteinander verbunden
sind 78, ist bestimmt, dass eine Chipkarte oder ein passiver
Chipkarten-Adapter vorliegt. Entweder ist der passive Chipkarten-Adapter in den Sockel
eingeführt
oder eine Chipkarte ist direkt in einen Chipkartensockel 82 eingeführt.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung einen integrierten Controller-Schaltkreis 10 bereit,
welcher direkt in eine gängige
PC Card-Controller-Logik integriert sein kann. Herkömmliche
PC Card-Controller-Logik ist in einem PC-Gehäuse integriert, das direkt
auf der Mutterplatine befestigt ist, und das 208 Pins aufweist,
wobei jedes dieser Pins der PC Card-Spezifikation zugeordnet ist. Ferner
stellt die Erfindung einen Controller 10 bereit, welcher
direkt herkömmliche
Controller ersetzen kann, ohne dass Pin-Zuordnungen geändert werden
müssen,
zusätzliche
Pin-Konfigurationen zugefügt
werden müssen, die
Mutterplatine geändert
werden muss oder erforderlich Werkzeuge geändert werden müssen. Zu
diesem Zweck und Bezug nehmend auf die Tabelle von 7A umfasst
der Controller 10 der vorliegenden Erfindung sowohl herkömmliche,
Legacy-Schnittstellenkartensignale
als auch Chipkartensignale. Wie in der Tabelle gezeigt, werden die
gleichen Pins, welche zum Koppeln mit herkömmlichen 16- und 32-Bit-Karten
verwendet werden, gleichermaßen
verwendet um mit der Chipkarte zu koppeln. Somit sind keine zusätzlichen
Pins erforderlich. Wiederum Bezug nehmend auf 3,
falls eine Chipkarte in einen Sockel detektiert wurde, kommuniziert
die Logik 30A oder 30B mit der Logik 34A oder 34B und
gibt diese frei, um die Chipkarten-Lesbarkeit freizugeben. Die Logik 34A und 34B schaltet
die Sockel-Mux-Logik 32A oder 32B frei,
sodass der Sockel (A oder B) mit der CardBus/PCI-Controller-Logik 36A oder 36B kommunizieren
kann, welche mit dem PCI-Bus 20 kommuniziert (über PCI-Schnittstelle 38).
Es ist zu beachten, dass die Chipkarten-Logik 30A, 30B, 34A und 34B der
vorliegenden Erfindung direkt mit der Mux-Logik 32A und 32B gekoppelt
sind und mit den Bus-Schnittstellen-Controllern 36A und 36B unter Verwendung
von herkömmlichen
PC Card-Kommunikations-Protokollen kommunizieren. Wenn eine herkömmliche
Karte in einen Sockel eingeführt
ist (Sockel A oder B), dann aktiviert eine herkömmliche, im Controller 10 enthaltende
Logik (nicht gezeigt) Mux 32A und 32B und kommuniziert
mit dem Bus-Schnittstellen-Controller 36A und 36B unter
Verwendung von herkömmlichen
PC Card-Kommunikationsprotokollen.
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Um
eine direkte Integration mit herkömmlichen PC Card-Logiksätzen zu
erleichtern, steuert in der vorliegenden Erfindung eine vorbestimmte
Anzahl von vorzugeordneten Pins die Chipkarten-Kommunikation. Beispielsweise
werden wie in 7A gezeigt, die durch den PC
Card-Standard spezifizierten Pins 17, 51, 58, 47, 32, GND, 18, 16
und 40 in der vorliegenden Erfindung verwendet, um sowohl Chipkarten
als auch PC Cards zu betreiben. Deshalb sind an dem Controller 10 keine
weiteren Pins erforderlich um einen Chipkartenbetrieb zu bewirken.
Im Betrieb weist die Logik 34A oder 34B die Funktionalität der PC
Card-Pins, welche in 7A angegeben ist, neu zu um
eine Chipkarten-Lesbarkeit zu ermöglichen, sobald die Chipkarte
detektiert wurde (wie oben mit Bezug auf die 3–6 beschrieben).
Die Signalzuordnung, wie sie unter der Chipkarten-Signal-Spalte
von 7 angegeben sind, sind die erforderlichen Signale
um Chipkarten zu lesen.
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Die
Tabelle von 7A ist als Nachschlagtabelle
in dem Controller 10 der vorliegenden Erfindung integriert,
um PC Cards zu betreiben. Gleichermaßen sind die Tabellen der 5 und 7B als
Nachschlagtabellen in dem Controller 10 eingeschlossen für die Detektion
von PC Cards und Chipkarten. Zu diesem Zweck und mit Sicht auf die
Logiksätze 30A und 30B als
Zustandsmaschine (wie in 4 gezeigt) vergleicht die Zustandsmaschine
die Eingangssignale mit den Nachschlagtabellen der 5 und 7B,
um die geeignete Logik mit der Karte zu koppeln.
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Fachleute
auf dem Gebiet werden erkennen, dass CD1, CD2, VS1 und VS2 Kartendetektionssignale
bzw. Spannungsauswahlsignale umfassen, wie sie durch die herkömmliche
PC Card-Signalspezifikation
spezifiziert sind. Die in den Tabellen der 5, 7A und 7B und
dem Flussdiagramm von 6 verwendeten Nomenklaturen
für diese
Signalleitungen umfassend beispielsweise CD1#, CD2#, VS1#, VS2#,
etc., welche die formalen Namen für diese konventionellen Signalleitungen
sind. Es ist verständlich,
dass die Verwendung von CD1, CD2, VS1 und VS2 abgekürzte Versionen
dieser formalen Namen sind und austauschbar verwendet werden können.
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Es
ist offensichtlich, dass ein integrierter Chipkarten- Controller und ein
Chipkarten-Detektionsprozess bereitgestellt werden, welche die Aufgabe
und Zwecke der Erfindung erfüllen.
Es ist für Fachleute
klar, dass Modifikationen möglich
sind. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Detektion
und den Betrieb von Chipkarten beschrieben wurde, kann die Erfindung
auch für
die Detektion und den Betrieb eines jeden Typs von Erweiterungskarten
angepasst werden, zusätzlich
zu herkömmlichen
PC Cards. Andere Modifikationen sind auch möglich. Beispielsweise kann
es wünschenswert sein,
einen Softwareschlüssel
in dem Betrieb der hier gezeigten Chipkartenlogik zu integrieren.
Entsprechend kann die in 3 gezeigte Logik ein Freigabe-Bit
einschließen,
welches selektiv die Detektierbarkeit und den Betrieb einer Chipkarte
ein- und ausschaltet. Zu diesem Zweck und mit Bezug auf 6 kann
der Chipkarten-Detektionsprozess
alternativ den Schritt des Bestimmens einschließen, ob ein Freigabe-Bit geschaltet
ist und ob CD1 und STSCHG miteinander verbunden sind 84.
Wenn dies nicht der Fall ist, detektiert die Chipkarten-Logik, dass
keine Chipkarte vorhanden ist. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung
erlaubt es beispielsweise Herstellern, Chipkarten-Kompatibilität als Upgrate-Option anzubieten,
während
weiterhin die Kernlogik des Controllers 10 integriert ist.
Fachleute auf dem Gebiet werden zusätzliche Modifikationen erkennen
und all diese Modifikationen werden als innerhalb des Rahmens der
vorliegenden Erfindung angesehen, die nur durch die Ansprüche beschränkt sind.