DE4120265A1 - Karte ohne anschlusskontakte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Karte ohne Anschlußkontakte, ins­ besondere eine Karte ohne Anschlußkontakte, die eine Batterie als Stromversorgung enthält.

Der Aufbau einer herkömmlichen Karte ohne Anschlußkontakte ist in Fig. 6 dargestellt. Eine Zentraleinheit oder CPU 1 zur Ver­ arbeitung von Daten und zur Steuerung des Betriebes der Karte ist über einen Bus 8 an einen ROM 2 und einen RAM 3 angeschlos­ sen. Der ROM 2 ist vorgesehen, um Programme zu speichern, wäh­ rend der RAM 3 vorgesehen ist, um Daten zu speichern. Der Bus 8 ist mit einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 verbunden, um die Eingabe von Daten von und die Ausgabe von Daten zu einer externen Vorrichtung zu steuern, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 ist über eine Modulations/Demodulations-Schaltung 6 an eine Antenne 7 angeschlossen. Die Karte enthält weiterhin eine ein­ gebaute Batterie 4, um den vorstehend genannten elektrischen Schaltungen und Komponenten elektrische Energie zuzuführen.

Wenn mit einer solchen Karte ein Signal einzugeben ist, das in Form einer elektromagnetischen Welle vorliegt, wird es von einer externen Vorrichtung mit der Antenne 7 empfangen, und das Signal wird mit der Modulations/Demodulations-Schaltung 6 digitalisiert. Anschließend wird das Signal der CPU 1 über die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 zugeführt. Die CPU 1 verar­ beitet das Eingangssignal in Abhängigkeit von den in dem ROM 2 gespeicherten Programmen und speichert die entsprechenden Da­ ten, falls erforderlich, in dem RAM 3.

Daten, die in Abhängigkeit von der Anforderung einer externen Vorrichtung auszugeben sind, beispielsweise die Resultate einer Verarbeitung, werden über die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 der Modulations/Demodulations-Schaltung 6 zugeführt, in der die Daten in analoge Äquivalente umgewandelt werden. Dann wer­ den die Daten als elektromagnetische Wellen über die Antenne 7 zu der externen Vorrichtung ausgesendet.

Damit die Karte ein Signal von einer externen Vorrichtung emp­ fangen und das Eingangssignal verarbeiten kann, muß jede der in die Karte eingebauten elektrischen Schaltungen stets mit elektrischem Strom von der Batterie 4 versorgt werden, damit die Karte in Bereitschaft und in der Lage ist, Signale zu emp­ fangen. Da jedoch die Batterie 4 während der Herstellung der Karte in die Karte eingebaut wird, beginnt der Stromfluß von elektrischem Strom aus der Batterie 4 schon vor dem Versand der Karte. Somit wird die von der Batterie 4 gelieferte Ener­ gie rasch verbraucht.

Wegen der Gestalt der Karte, die üblicherweise flach ausgebil­ det ist, muß die eingebaute Batterie 4 sehr dünn sein. Aus die­ sem Grunde ist es nicht möglich, eine Batterie einzubauen, die eine große Stromkapazität besitzt. Da weiterhin der Außenum­ fang der Karte normalerweise von einer Außenabdeckung aus Kunststoff oder dergleichen eingeschlossen ist, ist es nicht moglich, die Batterie 4 durch eine neue Batterie zu ersetzen.

Infolgedessen tritt bei einer herkömmlichen Karte das Problem auf, daß die Lebensdauer der Batterie 4, wenn sie in Umlauf bzw. auf den Markt gebracht worden ist, sehr kurz ist, so daß auch der Zeitraum kurz ist, in welchem die Karte verwendbar ist. Ein anderes Problem besteht darin, daß die Lebensdauer der Batterie von Karten, die auf den Markt bzw. in Verkehr ge­ bracht worden sind, von der Länge der Zeitdauer abhängen, die von dem Einbau der Batterie 4 in die Karte bis zum Versand der Karte verstreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Karte ohne Anschluß­ kontakte anzugeben, die eine möglichst lange Lebensdauer be­ sitzt, wenn sie auf den Markt bzw. in Verkehr gebracht worden ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise gelöst. Gemäß der Erfindung wird eine Karte ohne An­ schlußkontakte angegeben, die folgendes aufweist: Datenüber­ tragungs- und Datenempfangseinrichtungen zum Aussenden und Empfangen von Daten in kontaktfreier Weise; eine Datenverar­ beitungseinrichtung zur Verarbeitung von Daten, welche an die Datenübertragungs- und Datenempfangseinrichtungen angeschlos­ sen ist; eine Takterzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Taktsignals und zum Anlegen des Taktsignals an die Datenver­ arbeitungseinrichtung; eine Batterie zur Zuführung von elektri­ scher Energie zu den Datenübertragungs- und Datenempfangsein­ richtungen, der Datenverarbeitungseinrichtung sowie der Takt­ erzeugungseinrichtung; und eine Taktunterbrechungseinrichtung, um die Erzeugung des Taktsignals durch die Takterzeugungsein­ richtung zu unterbrechen, wenn ein Taktunterbrechungssignal von außen in die Karte eingegeben wird.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Taktunterbrechungs­ einrichtung in Abhängigkeit von einem von einer externen Schal­ tung eingegebenen Taktunterbrechungssignal den Betrieb der Takterzeugungseinrichtung unterbricht, so daß auf diese Weise der Verbrauch von Energie unterbunden wird, die von der Batte­ rie sonst geliefert wird.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnun­ gen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer Karte ohne Anschlußkontakte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des internen Auf­ baus einer Takterzeugungsschaltung und einer Taktunter­ brechungsschaltung der Karte;

Fig. 3 bis 5 schematische Darstellungen zur Erläuterung von ver­ schiedenen Arten der Eingabe eines Taktunterbrechungs­ signals; und in

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer herkömmlichen Karte ohne Anschlußkontakte.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Karte 10 ohne Anschlußkontakte gemäß einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung hat eine Zentraleinheit oder CPU 11, an die ein Bus 18 angeschlossen ist. Der Bus 18 ist weiterhin verbun­ den mit einem ROM 12 zur Speicherung von Programmen, mit denen der Betrieb der CPU 11 gesteuert wird; einem RAM 13 zum Spei­ chern von Daten; und einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 15 zur Steuerung der Eingabe von Daten von und zur Ausgabe von Daten zu einer nicht dargestellten externen Vorrichtung. Die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 15 ist an eine Modulations/ Demodulations-Schaltung 16 angeschlossen, die ihrerseits mit einer Antenne 17 verbunden ist.

Die CPU 11 ist an eine Takterzeugungsschaltung 19 angeschlos­ sen, um der CPU 11 ein Taktsignal zuzuführen; die Takterzeu­ gungsschaltung 19 ist mit einer Taktunterbrechungsschaltung 20 verbunden, um in Abhängigkeit von einem Taktunterbrechungs­ signal von einer externen Schaltung außerhalb der Karte 10 den Betrieb der Takterzeugungsschaltung 19 zu stoppen bzw. zu un­ terbrechen. Die Karte 10 enthält ferner eine eingebaute Batte­ rie 14, um den elektrischen Schaltungen und Komponenten inner­ halb der Karte 10 elektrische Energie zuzuführen.

Die Modulations/Demodulations-Schaltung 16 und die Antenne 17 bilden Datenübertragungs- und Datenempfangseinrichtungen: die CPU 11 bildet eine Datenverarbeitungseinrichtung; die Takter­ zeugungsschaltung 19 bildet eine Taktgenerator- oder Takterzeu­ gungseinrichtung; und die Taktunterbrechungsschaltung 20 bildet eine Taktunterbrechungseinrichtung.

Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau der Takterzeugungsschaltung 19 und der Taktunterbrechungsschaltung 20. Der Ausgang Q eines er­ sten Flip-Flops 21 ist über ein erstes AND-Glied 22, ein erstes NAND-Glied 23 und Frequenzteiler 24 und 25 mit einem Teilerver­ hältnis von 1/2 an ein zweites NAND-Glied 26 angeschlossen. Das NAND-Glied 26 ist mit der CPU 11 verbunden.

Der Ausgang des Frequenzteilers 24 mit dem Teilerverhältnis 1/2 ist außerdem über einen Frequenzteiler 27 mit einem Teilerver­ hältnis von 1/8, ein zweites AND-Glied 28, einen vorgeschalte­ ten Frequenzteiler 29 und ein Zeitglied 30 an den Setzeingang S eines zweiten Flip-Flops 31 angeschlossen. Der Ausgang Q des zweiten Flip-Flops ist über ein drittes AND-Glied 32 mit dem zweiten NAND-Glied 26 verbunden. Das erste NAND-Glied 23 ist an einen Resonator 33 angeschlossen. Das erste NAND-Glied 23 und der Resonator 33 bilden eine Resonanzschaltung 34.

Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform der Karte näher erläutert. Bei dem Verfahren zur Herstellung der Karte werden die einzelnen Schaltungen, die in Fig. 1 dargestellt sind, der Karte 10 hergestellt, und die Batterie 14 wird auf der Karte 10 montiert. Danach werden Produkttests durchgeführt, falls dies erforderlich ist.

Vor den Tests wird hinsichtlich der Konstruktion gemäß Fig. 2 ein Rücksetzsignal an den Setzeingang S des ersten Flip-Flops 21 und den Rücksetzeingang R des zweiten Flip-Flops 31 angelegt. Ferner wird ein Taktunterbrechungssignal mit hohem Pegel "H" an jedes der ersten und dritten AND-Glieder 22 und 32 angelegt. Das erste Flip-Flop 21, dessen Setzeingang S ein Rücksetzsignal er­ halten hat, liefert an seinem Ausgang Q ein Oszillations-Freiga­ besignal mit hohem Pegel "H" an das erste NAND-Glied 23 über das erste AND-Glied 22. Dieses Ausgangssignal startet eine Os­ zillation der Resonanzschaltung 34.

Das Ausgangssignal der Resonanzschaltung 34 hat eine Frequenz, die von den beiden Frequenzteilern 24 und 25 mit dem Teilerver­ hältnis 1/2 auf 1/4 reduziert ist und wird dann als internes Taktsignal von dem zweiten NAND-Glied 26 abgegeben. Damit eine Verzögerung erreicht wird, bis die Oszillationswellenform sich stabilisiert hat, arbeiten der Frequenzteiler 27 mit dem Tei­ lerverhältnis 1/8, der vorgeschaltete Frequenzteiler 29, die Zeitsteuerung bzw. das Zeitglied 30 und das zweite Flip-Flop 31 in der Weise miteinander zusammen, daß ein internes Takt­ signal abgegeben wird, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne seit dem Start einer Oszillation der Resonanzschaltung 34 verstri­ chen ist, bis ein Überlauf des Zeitgliedes 30 (Zähler) erfolgt.

Das auf diese Weise erzeugte interne Taktsignal macht die CPU 11 betriebsfähig. In diesem Zustand werden Produkttests durch­ geführt, um zu prüfen, ob die Karte 10 ohne Anschlußkontakte normal arbeitet oder nicht.

Wenn die Produkttests beendet worden sind, wird ein Taktunter­ brechungssignal mit niedrigem Pegel "L" eingegeben, und zwar sowohl an das erste AND-Glied 22 als auch das dritte AND-Glied 32. Dieses Eingangssignal sorgt dafür, daß das AND-Glied 22 verhindert, daß das Oszillations-Freigabesignal von dem ersten Flip-Flop 21 an das erste NAND-Glied 23 gegeben wird. Dement­ sprechend wird die Oszillation der Resonanzschaltung 34 unter­ brochen bzw. angehalten.

Das Anlegen des Taktunterbrechungssignals mit niedrigem Pegel "L" an das dritte AND-Glied 32 sorgt dafür, daß dieses AND- Glied 32 verhindert, daß das Ausgangssignal von dem zweiten Flip-Flop 31 an das zweite NAND-Glied 26 angelegt wird. Somit wird die Erzeugung des internen Taktsignals von dem NAND-Glied 26 angehalten bzw. unterbrochen. Infolgedessen wird der Betrieb der CPU 11 unterbrochen und infolgedessen wird auch die gesamte Funktion der Karte 10 unterbrochen, so daß der Verbrauch von Energie, die von der Batterie 14 geliefert wird, so lange aus­ gesetzt wird, bis das interne Taktsignal wieder erzeugt wird.

Auf diese Weise wird nach den Produkttests der Verbrauch von elektrischer Energie, die von der Batterie 14 geliefert wird, so lange unterbrochen, bis der Versand oder die Auslieferung erfolgen. Somit ist es möglich, jeglichen Verbrauch von Ener­ gie, die von der Batterie 14 geliefert wird, zu vermeiden; da­ mit wird die nutzbare Periode der Karte ohne Anschlußkontakte vergrößert bzw. verlängert, wenn diese auf den Markt bzw. in Verkehr gebracht worden ist.

Die Erzeugung des internen Taktsignals kann unmittelbar vor dem Versand der Karte 10 wieder gestartet werden, so daß die Karte versandt wird, während sie in einem betriebsfähigen Zu­ stand ist. Alternativ dazu kann die Karte 10 ohne Anschlußkon­ takte auch versandt werden, während die Erzeugung des internen Taktsignals unterbrochen ist, und die Erzeugung des internen Taktsignals kann von dem Benutzer unmittelbar vor dem Beginn der Benutzung wieder gestartet werden.

Während des Betriebes sendet und empfängt die Karte 10 Daten zu bzw. von einer externen Vorrichtung in ähnlicher Weise wie eine herkömmliche Karte, die in Fig. 6 dargestellt ist. Das be­ deutet, wenn ein Signal aufzunehmen ist, das in Form einer elektromagnetischen Welle vorliegt, wird es von der nicht dar­ gestellten externen Vorrichtung mit der Antenne 17 empfangen, und das Eingangssignal wird von der Modulations/Demodulations­ schaltung 16 digitalisiert. Anschließend wird das Signal über die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 15 in die CPU 11 eingege­ ben.

Die CPU 11 verarbeitet das Eingangssignal in Abhängigkeit von den in dem ROM 12 gespeicherten Programmen und speichert Daten, falls erforderlich, in dem RAM 13 ab. Daten, die auf Anfrage einer externen Vorrichtung auszugeben bzw. auszusenden sind, wie z. B. die Resultate der Verarbeitung, werden über die Ein­ gabe/Ausgabe-Steuerschaltung 15 an die Modulations/Demodula­ tions-Schaltung 16 gegeben, in welcher die Daten in analoge Äquivalente umgewandelt werden. Dann werden die Daten als elek­ tromagnetische Wellen von der Antenne 17 zu der externen Vor­ richtung ausgesendet.

Ein Taktunterbrechungssignal wird den AND-Gliedern 22 und 32 gemäß Fig. 2 beispielsweise in der nachstehend beschriebenen Weise zugeführt. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist eine Außenab­ deckung einer eingeschlossenen oder eingesiegelten Karte 14 mit einem Paar von Einstecklöchern 41a und 41b ausgebildet. Ein Paar von Schenkelteilen 42a und 42b eines leitenden Teiles 42 werden in die jeweiligen Einstecklöcher 41a und 41b eingesteckt. Das eine Einsteckloch 41a ist in einer Position vorgesehen, die einem der jeweiligen Eingangsanschlüsse von dem ersten und dem dritten AND-Glied 22 und 32 gemäß Fig. 2 entspricht, und das andere Einsteckloch 41b ist in einer Position ausgebildet, die einer nicht dargestellten Masseleitung entspricht.

Wenn die Schenkelteile 42a und 42b des leitenden Teiles 42 ein­ gesteckt sind, so daß sie mit den Eingangsanschlüssen der AND- Glieder 22 und 32 bzw. der Masseleitung verbunden sind, wird ein Taktunterbrechungssignal mit niedrigem Pegel "L" über das leitende Teil 42 an die AND-Glieder 22 und 32 angelegt.

Auf diese Weise kann die Erzeugung des internen Taktsignals leicht gesteuert werden, auch wenn die Karte 14 eingeschlossen oder eingesiegelt ist. Das bedeutet, nach den Produkttests wird das leitende Teil 42 auf der Karte 40 angebracht, und danach wird das leitende Teil 42 unmittelbar vor dem Versand oder der Benutzung der Karte 40 von der Karte 40 entfernt.

Alternativ dazu kann ein Taktunterbrechungssignal dadurch ein­ gegeben werden, daß man, wie in Fig. 4 dargestellt, Einsteck­ löcher 51a und 51b in einem seitlichen Bereich einer Karte 50 vorsieht und in diese Schenkelbereiche 52a und 52b eines lei­ tenden Teiles 52 einsteckt.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann ein Sub­ strat 60, auf welchem die oben beschriebenen Schaltungen und Komponenten montiert sind, einen in einem Bereich davon ausge­ bildeten Anschluß 61 aufweisen, wobei dieser Anschluß 61 mit einem der jeweiligen Eingangsanschlüsse von den ersten und dritten AND-Gliedern 22 und 32 gemäß Fig. 2 verbunden ist. Wenn ein geerdetes oder an Masse liegendes Kontaktteil, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wie z. B. ein Masseclip oder dergleichen mit dem Anschluß 61 in Kontakt gebracht wird, wird dieser Anschluß 61 auf Massepegel gebracht.

Claims (9)

1. Karte ohne Anschlußkontakte, gekennzeichnet durch

• - Datenübertragungs- und Datenempfangseinrichtungen (16) zum Empfangen und Aussenden von Daten ohne Verwendung von An­ schlußkontakten,
• - eine Datenverarbeitungseinrichtung (11) zum Verarbeiten von Daten, welche an die Datenübertragungs- und Datenempfangs­ einrichtungen (16, 17) angeschlossen ist,
• - eine Takterzeugungseinrichtung (19) zum Erzeugen eines Takt­ signals und zum Anlegen des Taktsignals an die Datenverarbei­ tungseinrichtung (11),
• - eine Batterie (14) zur Lieferung von elektrischer Energie für die Datenübertragungs- und Datenempfangseinrichtungen (16, 17), die Datenverarbeitungseinrichtung (11) und die Takterzeugungs­ einrichtung (19), und
• - eine Taktunterbrechungseinrichtung (20) zum Unterbrechen der Erzeugung des Taktsignals durch die Takterzeugungseinrich­ tung (19), wenn ein Taktunterbrechungssignal von der Außen­ seite der Karte (10) eingegeben wird.

2. Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Takterzeugungseinrichtung (19) eine Resonanzschaltung (22, 23, 33; 34) mit einem Resonator (33) aufweist, und daß die Taktunterbrechungseinrichtung (20) eine logische Schaltung (22, 23) aufweist, die in die Resonanzschaltung (22, 23, 33; 34) eingebaut ist und die beim Anlegen eines Taktun­ terbrechungssignals einen geschlossenen (Ruhe-)Zustand annimmt.

3. Karte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktunterbrechungseinrichtung (20) ein leitendes Teil (42, 52) aufweist, das an der Karte (40, 50) frei anbringbar und von dieser lösbar ist und dazu dient, das Taktunterbre­ chungssignal an die logische Schaltung (22, 23) anzulegen.

4. Karte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil (42, 52) nur dann, wenn es an der Karte (40, 50) angebracht ist, den einen Anschluß der logischen Schaltung (22, 23) mit einer Masseleitung der Karte verbindet.

5. Karte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil (42, 52) ein erstes Schenkelteil (42a, 52a), das an den Eingang der logischen Schaltung (22, 23) an­ schließbar ist, und ein zweites Schenkelteil (42b, 52b) auf­ weist, das an die Masseleitung der Karte anschließbar ist.

6. Karte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Hülle vorgesehen ist, welche die genannten Ein­ richtungen umschließt, wobei die äußere Hülle ein Paar von Ein­ stecklöchern (41a, 41b; 51a, 51b) aufweist, durch welche die ersten und zweiten Schenkelteile (42a, 52a; 42b, 52b) des lei­ tenden Teiles (42, 52) einsteckbar sind.

7. Karte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecklöcher (41a, 41b) in einer oberen Oberfläche einer kartenförmigen äußeren Hülle ausgebildet sind.

8. Karte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecklöcher (51a, 51b) in einem seitlichen Bereich der kartenförmigen äußeren Hülle ausgebildet sind.

9. Karte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Substrat (60), auf welchem die Einrichtungen montiert sind, und einen Kontaktanschluß (61), der in einem Bereich des Sub­ strats (60) ausgebildet und mit einem Eingang der logischen Schaltung (22, 23) verbunden ist, wobei dann, wenn der Kontakt­ anschluß (61) mit Masse verbunden wird, das Taktunterbrechungs­ signal an die logische Schaltung (22, 23) angelegt wird.