CZ219998A3

CZ219998A3 - Electronic identifier

Info

Publication number: CZ219998A3
Application number: CZ19982199A
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Ing. Mráz
Original assignee: Miroslav Ing. Mráz
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-02-16
Also published as: CZ292999B6

Abstract

In the present invention, there is disclosed an electronic identifier consisting of a connector body (1) that is provided with memory carrier (3) with an electronic memory being represented by a memory element (10), which is arranged on a chip (2) pressed along with the memory carrier (3) into said connector body (1) interior (8), wherein said chip (2) electrically conducting foil (5) is in contact with a connector outlet (6).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká elektronického identifikátoru, zejména pro identifikaci většího množství drobných předmětů, vyskytujících se v omezeném prostoru, jedním elektronickým systémem, který zároveň umožňuje evidenci těchto předmětů v reálném čase.The invention relates to an electronic identifier, in particular for the identification of a plurality of small objects occurring in a limited space, by a single electronic system which at the same time makes it possible to record these objects in real time.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro tyto účely se dosud běžně používají například mechanické klíče. Jejich nevýhodou je v tomto případě nutné vyřešení převodu mechanického kódu na elektrický signál, který je lépe zpracovatelný. Elektromechanická část je však příliš složitá, pracná a náchylná na poruchy.For example mechanical keys have been commonly used for these purposes. Their disadvantage in this case is the need to solve the conversion of the mechanical code into an electrical signal, which is easier to process. However, the electromechanical part is too complex, laborious and susceptible to failure.

Jako identifikátoru je rovněž známé použití plastové karty s magnetickou vrstvou. Toto řešení ale vyžaduje značný počet snímačů těchto karet, což je velmi náročné jak z hlediska pořizovacích nákladů, tak co se týče údržby systému. Kromě toho magnetické karty nejsou příliš mechanicky odolné.The use of a plastic card with a magnetic layer is also known as an identifier. However, this solution requires a considerable number of card readers, which is very demanding both in terms of cost and system maintenance. In addition, magnetic cards are not very mechanically resistant.

Známé je dále použití některého z mnoha druhů čipových karet, z hlediska obvodového zapojení je však v tomto případě nutné vyřešení paralelní spolupráce více čipových karet, z mechanického hlediska dále aretace karty v zasunuté poloze a vhodné uspořádáni držáků. Nevýhodou je rovněž vyšší cena jak vlastních karet, tak jejich držáků.It is also known to use one of many types of smart cards, but in terms of circuit connection, in this case, it is necessary to solve parallel cooperation of multiple smart cards, from the mechanical point of view further locking of the card in the inserted position and suitable arrangement of holders. The disadvantage is also higher price of both own cards and their holders.

Pro nejrůznější aplikace jsou známé i již hotové identifikátory různého provedení, jejich společným problémem však je, že pro každý identifikátor je nutné zřídit vlastní čtecí zařízení, což celé řešení neúměrně prodražuje.Ready-to-use identifiers of various designs are known for various applications, but their common problem is that for each identifier it is necessary to establish its own reading device, which makes the whole solution disproportionately expensive.

« ·*«· *

Ze zveřejněné české přihlášky vynálezu PV 805-92 je konečně známý elektronický identifikátor, který používá v obvodovém řešení paměť CMOS EEPROM se sběrnicí I³C bez vlastního zdroje energie. Sběrnice I³C je charakterizována použitím dvou signálových vodičů, obvykle označovaných zkratkami SDA a SCL. Vodič SDA je určen k vlastnímu přenosu \ dat v sériovém tvaru, tedy bit po bitu. Vodič SCL přenáší hodinové impulsy, indikující platnost dat na vodiči SDA.From the published Czech patent application PV 805-92 is finally known electronic identifier which uses in circuit solution CMOS EEPROM with bus I ³ C without own power source. The I ³ C bus is characterized by the use of two signal wires, commonly referred to as SDA and SCL. The SDA conductor is designed for the actual transmission of data in serial form, ie bit by bit. The SCL wire transmits clock pulses indicating the validity of the data on the SDA wire.

Sběrnice I³C je sběrnicí typu MULTIMASTER, což znamená, že její řízení může převzít kterékoli zařízení, k této sběrnici připojené. V případě systému, obsahujícím pouze jeden řídící člen a několik pamětí, je toto zobecnění nepodstatné. Paměť slouží pouze k uchování dat, nikoli k jejich vytváření či zpracování a tudíž se vždy musí chovat jako podřízený člen (SLAVĚ). Řídící člen bude na takovéto sběrnici vždy typu MASTER. Výběr zařízení, do kterého bude MASTER zapisovat nebo z něj číst, je prováděn tak, že MASTER vyšle nejprve adresu tohoto zařízení, následovanou jedním bitem, indikujícím, zda následující operace bude zápis nebo čtení.The I ³ C bus is a MULTIMASTER bus, which means that any device connected to the bus can take control of it. In the case of a system containing only one controller and several memories, this generalization is irrelevant. Memory is used only to store data, not to create or process data, and therefore always has to behave as a child (FAMILY). The control member will always be of the MASTER type on such a bus. The selection of the device to which the MASTER will write or read from is made by first sending the MASTER address of that device, followed by one bit, indicating whether the next operation will be write or read.

Adresa zařízení je sedmibitová, což znamená, že na jedné sběrnici může být připojeno maximálně 128 zařízení.The device address is 7-bit, which means that a maximum of 128 devices can be connected on one bus.

V případě použití pamětí CMOS stejného typu je toto omezení ještě radikálnější, protože 4 bity ze 7 možných nastavuje napevno výrobce, pouze 3 bity adresy může zvolit uživatel.If CMOS of the same type is used, this limitation is even more radical, as 4 bits out of 7 possible are fixed by the manufacturer, only 3 bits of address can be selected by the user.

Je tedy možné připojit k jedné sběrnici maximálně pouze 8 pamětí CMOS EEPROM a tedy i identifikátorů.It is therefore possible to connect up to 8 CMOS EEPROMs and thus identifiers to one bus.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny elektronickým identifikátorem, sestávajícím z konektorového tělesa, které je opatřeno paměťovým nosičem s elektronickou pamětí, tvořenou paměťovým členem, a konektorovým výstupem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že paměťový nosič je upraven na plošném spoji, zalisovaným společně s paměťovým nosičem do • φ · φ φ φ φ φ φ φ · φ φφ • φ φφ φ φφ* φ · φ φ φ φφ ··The aforementioned disadvantages of the prior art are largely eliminated by an electronic identifier consisting of a connector body which is provided with a memory carrier having an electronic memory formed by a memory member and a connector output according to the invention, which is characterized in that the memory carrier is adapted. on a printed circuit board, pressed together with the storage medium into • · φ φ φ φ φ φ · φ φ φ φ φ φ φ φ * * φ

Φ φφ vnitřního prostoru konektorového tělesa, přičemž vodivá fólie plošného spoje je ve vodivém kontaktu s konektorovým výstupem.Φ φφ of the inner space of the connector body, where the conductive printed circuit board is in conductive contact with the connector output.

Podstata vynálezu spočívá dále v tom, identifikátoru je samostatně vyvedenými jednak na systémovou sériovou sběrnici a napěťovým zdrojem a o sběrnici například signálové vodiče jsou obvykle označovány DI a CS, kde tyto zkratky znamenají:The essence of the invention is further characterized in that the identifier is separately connected to both the system serial bus and the voltage source, and on the bus, for example, signal wires are usually referred to as DI and CS, where these abbreviations mean:

jednak na výběrový typu MICROWIRE, že paměťový člen vývody napojen s řídícím členem obvod. Jedná se jejíž jednotlivé zkratkami SK, DO,on the MICROWIRE selection type, that the memory member pins connected to the circuit control member. These are the individual abbreviations SK, DO,

SK - hodinový vstup, náběžná hrana určuje platnost datSK - hourly input, leading edge determines the validity of data

DI - vstup dat, používaný k zadání kódu operace, adresy paměťové buňky a při operaci zápis k vlastnímu vstupu datDI - data input used to enter the operation code, memory cell address and write to the actual data input during the operation

DO - výstup sériových dat - trojstavový výstup, používaný při operaci čtení z pamětiDO - serial data output - three-state output, used in memory read operation

CS - vstup výběru paměťového členu.CS - memory member selection input.

Systém komunikuje s paměťovým členem identifikátoru podle vynálezu pouze pokud je CS na vysoké logické úrovni. Jinak je DO ve stavu velké impedance a tedy jakoby odpojen. Je tedy možné spojit paralelně velké množství pamětí s rozhraním MICROWIRE, počet je omezen pouze parazitními kapacitami a požadovanou rychlostí odezvy systému. Obvodově je nutné pouze zajistit, aby na vysoké logické úrovni byl v daném čase vstup CS pouze jediného připojeného paměťového členu. To zajišťuje výběrový obvod. Ten může být v jednoduchých systémech realizován pouhým připojením jednotlivých vstupů CS1 až CSn k portům mikropočítače, nebo může být realizován dekodérem binárního kódu na kód 1 z n, a konečně ve velkých systémech s libovolným rozšířením byl tento výběrový obvod realizován posuvným registrem.The system communicates with the memory member of the identifier of the invention only when the CS is at a high logical level. Otherwise, the DO is in a high impedance state and thus as if disconnected. It is therefore possible to connect a large number of memories in parallel with the MICROWIRE interface, the number is limited only by the parasitic capacities and the required system response speed. Peripherally, it is only necessary to ensure that only a single connected memory member is at a high logical level at a time. This is ensured by the selection circuit. This can be realized in simple systems by simply connecting the individual inputs CS1 to CSn to the microcomputer ports, or it can be realized by a binary code decoder to code 1 of n, and finally in large systems with any extension this selection circuit was realized by a shift register.

• * ·*.• * · *.

• ··:: ϊ ·· ·· • · • · • · ··• ·· :: ϊ ·· ··

Výhodou řešení podle vynálezu je i eliminace dalšího omezení sběrnice I²C, kterou je rychlost odezvy systému, spočívající v zásadě ve dvou následujících příčinách. První příčinou je skutečnost, že má-li být sběrnice typu MULTIMASTER, mohou na ní být spojeny paralelně i výstupy z některých členů. Aby při případném konfliktu nedošlo ke zničení těchto výstupů, jsou všechny řešeny jako otevřený kolektor, přičemž konec sběrnice je připojen přes pull-up rezistory na kladný pól napájení. Náběžné hrany jsou v takovémto systému zkresleny účinkem nabíjení parazitních kapacit (kapacita vedení + kapacity vstupů/výstupu jednotlivých členů) přes tyto pull-up rezistory. Že je toto omezení podstatné, plyne z katalogových údajů - např. firma SGS-THOMSON udává pro paměti CMOS EEPROM se sběrnicí I²C hodinový kmitočet 100 kHz, ale pro paměti CMOS EEPROM se sběrnicí MICROWIRE, vyráběné stejnou technologií, je to minimálně 500 kHz.An advantage of the solution according to the invention is also the elimination of a further limitation of the I ² C bus, which is the system response speed, consisting essentially of the following two causes. The first reason is that if the MULTIMASTER bus is to be connected, the outputs of some of the elements can be connected in parallel. In order to avoid the destruction of these outputs in the event of a conflict, they are all designed as open collectors, with the bus end connected via pull-up resistors to the positive pole of the power supply. Leading edges in such a system are distorted due to the charging of parasitic capacities (line capacity + input / output capacities of individual members) through these pull-up resistors. The fact that this limitation is significant is the result of catalog data - eg SGS-THOMSON gives 100 kHz clock frequency for I ² C CMOS EEPROMs, but for MICROWIRE CMOS EEPROMs using the same technology, it is at least 500 kHz .

Druhá příčina spočívá v počtu hodinových cyklů ve čtecím cyklu. Pokud je použita 16 bitová identifikace, je na sběrnici I²C - start bit + 8 bit adresa zařízení + ack + 8 bit adresa paměťové buňky + ack + start + 8 bit adresa zařízení + ack + 8 bit data + ack + 8 bit data + stop = 47 hodinových cyklů. Naproti tomu na sběrnici MICROWIRE je počet hodinových cyklů ve čtecím cyklu - 3 bity kód operace + 8 bitů adresa + 16 bitů data + 1 ukončení t.j. 28 hodinových cyklů.The second reason is the number of clock cycles in the reading cycle. If 16-bit identification is used, I ² C bus - start bit + 8 bit device address + ack + 8 bit memory cell address + ack + start + 8 bit device address + ack + 8 bit data + ack + 8 bit data + stop = 47 clock cycles. On the MICROWIRE, on the other hand, the number of clock cycles in the read cycle is 3 bits operation code + 8 bits address + 16 bits data + 1 termination ie 28 clock cycles.

Z uvedeného vyplývá, že odezva systému se sběrnicí MICROWIRE je téměř lOx - t.j. o řád - rychlejší. V systému o 100 identifikátorech s 16-ti bitovou identifikací je tato odezva 100*(28*2*10“⁶)s, t.j. 5,6 ms, což daleko méně než je rychlost lidské reakce a tedy odezva umožňuje práci v reálném čase.This implies that the response time of the MICROWIRE system is almost 10x - ie by an order of magnitude - faster. In a system of 100 identifiers with 16-bit identification, this response is 100 * (28 * 2 * 10 " ⁶ ) s, ie 5.6 ms, far less than the human response rate, and thus the response allows real-time work.

Co se týče vlastního tělesného vytvoření elektronického identifikátoru podle vynálezu, spočívá výhoda jeho řešení • · ··· · · • · · ·· ·» • · · · · • · * · · · • · · · · · ·* ·· ·· · především v malých výrobních nákladech, malé pracnosti a v neposlední řadě i v možnosti použít pro umístění většího množství identifikátorů konektorových lišt pro počítačové sítě. Lze použít běžné konektory s konektorovým výstupem o počtu kontaktů 4, 6, 8 a 10, přičemž osmivývodový je nejvýhodnější i z hlediska rozměrů. Umožňuje vyvést všech 8 vývodů paměti CMOS EEPROM, vyrobené v pouzdře pro povrchovou montáž s rovněž 8 vývody. Ta má vyvedeny kromě již zmíněných signálů SK, DO, Dl, CS ještě signálovou zem, kladný pól napájení, vývod pro povolení/zákaz zápisu PE a vývod pro povolení/zákaz práce s registrem ochrany paměti PRE. Tento registr umožňuje rozdělit paměť na oblast, do které je zápis zakázán a oblast s povoleným zápisem. Tak je zachována jak možnost zápisu do paměti, tak i možnost tento zápis zakázat, případně zakázat zápis do určité oblasti paměti. Řešení umožňuje např. i vyvést vývod pro povolení zápisu PE přes tavnou pojistku, realizovanou přímo na plošném spoji a tuto pojistku po naprogramování dat do paměti přepálit a tím další zápis zakázat. Rovněž tak je možné, vzhledem k dostatečné kapacitě CMOS EEPROM pamětí a možnosti přepsat každou buňku až miliónkrát, ukládat informace o pohybu identifikátoru přímo do něj. Identifikátory je samozřejmě možné elektronické klíče a používat je k odemykání objektů. Rovněž tak je možné je použít místo čipových nebo magnetických karet k registraci pohybu osob, případně pro různá zabezpečovací zařízení.With respect to the actual design of the electronic identifier according to the invention, the advantage of its solution lies in the solution of the electronic identifier. Especially in low production costs, labor intensive and last but not least in the possibility of using a large number of connector rail identifiers for computer networks. Conventional connectors with connector outputs of 4, 6, 8 and 10 can be used, and the eight-wire connector is the most convenient in terms of size. It allows to output all 8 CMOS EEPROM terminals, manufactured in a surface mount housing with 8 terminals as well. In addition to the above-mentioned SK, DO, D1, CS signals, it also has a signal ground, a positive power supply pole, a PE write-enable / disable terminal and a PRE memory-enable / disable terminal. This register allows you to divide memory into a write-prohibited area and a write-enabled area. This preserves both the ability to write to the memory and the ability to disable it, or to disable writing to a particular area of memory. The solution also enables, for example, to lead out a terminal for enabling writing of PE through a fuse, which is realized directly on the printed circuit board and to burn this fuse after programming the data into the memory and thus to prohibit further writing. Also, due to the sufficient capacity of the CMOS EEPROM memories and the ability to rewrite each cell up to a million times, information about the movement of the identifier can be stored directly into it. Identifiers can, of course, be electronic keys and used to unlock objects. It is also possible to use them instead of smart or magnetic cards to register the movement of persons or for various security devices.

jako např.such as

použít i samostatněused separately

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů konkrétního příkladu provedení elektronického identifikátoru podle vynálezu, kde na obr. 1 je příkladné provedení elektronického identifikátoru znázorněno v řezu, na obr. 2 je zobrazen jeho půdorys, na obr. 3 je zobrazen detail jeho plošného spoje s paměťovým nosičem a obr. 4 znázorňuje • * ·· • ···· * • · « ·· ·· * · • <BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail with reference to the drawings of a particular embodiment of an electronic identifier according to the invention, wherein FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an electronic identifier in cross-section; FIG. 2 shows a plan view thereof; and Fig. 4 shows

• · ·· schéma systému elektronické evidence, který používá identifikátory jako paměťové členy.• · ·· schematic of an electronic registration system that uses identifiers as memory members.

Příklad provedení vynálezu bez předchozího podle vynálezuAn embodiment of the invention without prior invention

Elektronický identifikátor v příkladném provedení podle obr. 1 až 3 sestává z konektoru, používaného v současné době nejčastěji pro počítačové sítě, vedené kroucenými páry, tvořeného konektorovým tělesem 1 s aretačním výstupkem 7, umožňujícím jeho spolehlivé a přitom jednoduše rozebíratelné upevnění v zasunuté poloze. Tento typ konektoru je určen pro připojení plochého nebo krouceného vodiče s umělohmotovou »The electronic identifier according to the embodiment according to FIGS. 1 to 3 consists of a connector currently used most commonly for twisted-pair computer networks consisting of a connector body 1 with a detent protrusion 7 enabling its reliable and yet easily detachable fastening in the retracted position. This type of connector is designed for connection of flat or twisted conductor with plastic »

izolací a to zalisováním tohoto vodiče odstranění izolace. Originalita řešení spočívá v zalisování tenkého plošného spoje 2 tloušťky 0,2 mm přímo na místo vodiče do vnitřního prostoru 8. konektorového tělesa 1. Na tomto plošném spoji 2. je pájeným spojem 4 upevněn paměťový nosič 3 identifikátoru a to pájením technikou povrchové montáže. Měděná vodivá fólie 5. plošného spoje 2 tvoří s lisovacím konektorovým výstupem 6 spolehlivý kontakt. Celek je chráněn proti mechanickým a klimatickým vlivům zalitím vnitřního prostoru i epoxidovou pryskyřicí. K případnému připevnění sledovaného předmětu k identifikátoru je konektorové těleso 1 opatřeno upevňovacím kroužkem Vlastní systém elektronické evidence podle obr. 4 je tvořen soustavou paměťových členů 10 jednotlivých identifikátorů podle vynálezu, řídícím členem 13 a výběrovým obvodem 12, propojených systémovou sériovou sběrnicí li a napěťovým zdrojem 14. kde jednotlivé paměťové členy 10 mají samostatně vyvedené vývody jejich výběru.insulation by pressing this conductor to remove insulation. The originality of the solution consists in pressing a thin printed circuit board 2 with a thickness of 0.2 mm directly into the place of the conductor into the interior of the 8th connector body 1. On this printed circuit board 2 the memory carrier 3 of the identifier is fixed by soldering. The copper conductive foil 5 of the printed circuit 2 forms a reliable contact with the press connector output 6. The whole is protected against mechanical and climatic influences by embedding the interior space and epoxy resin. The electronic recording system according to FIG. 4 is composed of a set of memory members 10 of individual identifiers according to the invention, a control member 13 and a selection circuit 12 interconnected by a system serial bus 11 and a voltage source 14. wherein the individual memory members 10 have separate outlets of their selection.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Typickou aplikací elektronického identifikátoru podle vynálezu je jeho využití například ve spojení se skříní na klíče ve vrátnici, hotelové recepci nebo v místnosti bezpečnostní služby.A typical application of the electronic identifier according to the invention is its use, for example, in conjunction with a key box in the reception, hotel reception or security room.

Claims

PATENT CLAIMS

4 4

4 ·

4 4 * «43 44

4 4

1. An electronic identifier, in particular for identifying a plurality of small objects occurring in confined space, by a single electronic system which also allows real-time recording thereof, consisting of a connector body provided with a memory carrier having an electronic memory formed by a memory member; A connector output, characterized in that the memory carrier (3) is a joint (2) pressed together (3) into the inner space (8) of the connector body (1), the conductive foil (5) of the printed circuit board (2) being in the conductive the contact with the connector is provided on the surface with the memory carrier by an output (6).

Electronic identifier according to claim 1, characterized in that its memory element (10) is connected via separate outlets to both the system serial bus (11) with the control element (13) and the voltage source (14) and to the selection circuit (11). 12).