KR920004358B1

KR920004358B1 - 펄스위치 변조방식을 이용한 무접촉 ic카드리드/라이트 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR920004358B1
Application number: KR1019890014907A
Authority: KR
Inventors: 김동연
Original assignee: 금성알프스전자 주식회사; 박창성
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1992-06-04
Also published as: KR910008554A

Abstract

내용 없음.

Description

펄스위치 변조방식을 이용한 무접촉 IC카드리드/라이트 방법 및 그 장치

제 1 도는 본 발명 방법을 실현하기 위한 무접촉 IC카드장치의 회로도.

제 2a, b 도는 본 발명 방법의 플로우 챠트.

제 3a 도는 기존 PPM방식 정보 형식의 파형도.

(b) 도는 리모콘 PPM방식 정보 형식의 파형도.

(c) 도는 본 발명 방법에 의한 PPM방식 정보 형식의 파형도.

제 4 도는 종래의 IC카드 구조도.

제 5 도는 종래의 IC카드의 단자 위치도.

제 6 도는 IC카드의 종류를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : CPU 2 : 메모리

3 : 전원부 4 : 발진기

5 : 발광부 6 : 수광부

7 : PROM 11 : EEPROM

12 : RAM

본 발명은 펄스위치 변조(pulse Position Modulation; 이하 PPM이라 약칭함)방식을 이용한 무접촉 IC카드리드/라이트(Read/Write)방법 및 그 장치에 관한 것으로 특히, IC카드의 정보를 PPM방식으로 적외선을 통해 송, 수신하여 IC카드의 접촉없이도 카드내에 기록된 정보를 리드/라이트할 수 있도록 한 PPM방식을 이용한 IC카드의리드 /라이트 방법 및 그장치에 관한 것이다.

일반적으로 IC카드의 메모리와 CPU의 내장 여부에 따라 제 6 도에 나타낸 도표와 같이 분류된다.

현재 ISO(국제 표준화기구)에 의거한 IC카드는 메모리와 CPU을 갖고 있고, 또한 정보교환 기능이 모두 갖추어진 카드를 대상으로 하고 있다. 또한 IC카드에 내장되는 IC칩은 정보를 연산하고, 관리하는 중앙 연산 소자와 정보를 기억하는 기억 소자를 중심으로 구성되어 있다.

즉, 종래의 IC카드는 제 4 도에 나타낸 바와 같이 IC칩내에 메모리(31)와 CPU(32)가 내장되어 있는데, 그들에 대한 단자위치는 제 5 도에 나타낸 바와 같다. 이는 현재 ISO 7816-2(Identification cards - Integrated Circuit(s) Cards With Contacts - Part2; Dimensions and Location of the Contacts)에 규정되어 있다.

또한, 여러 종류의 카드들이 안정성 등의 문제가 증가되고 있는 가운데 IC카는 차기 세대 카드로 각광을 받고 있으며 1974년도에 IC카드가 처음 개발된 이래 1985년부터 최근 2-3년간 IC카드의 실용화를 위한 다각적인 실험이 전개되어 왔고, 프랑스, 미합중국, 일본등지에서는 점차적으로 그 이용이 확산되고 있다.

이에 발맞추어 ISD에서는 ISO/TC97/SC17에서 설치된 WG4에 의해 IC카드의 물리적인 특성(ISO 7816-1)과 단자 형상 및 위치(ISO 7816-2)에 대한 표준 규정을 확정한 상태이고, 정보 송, 수신 절차에 대한 표준안이 검토되고 있는 실정이다.

현재 세계적으로 사용되고 있는 IC카드와 표준 규정등은 모두 물리적인 접촉을 통한 정보 송, 수신방식을 채택하고 있는바, IC카드의 단자와 물리적인 접촉을 요 하는 IC카드리드/라이트 단말기를 필요로 하므로서 제 4 도와 제 5 도에서 나타낸 바와 같이 단자(C₁-C₈)을 필요로 하고, 특히 IC카드내의 정보를 무접촉으로 송, 수신할 수가 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 IC카드의 외부단자를 제거하고 일반적인 IC칩내에 발진부와 발광부 및 수광부 등을 부가시키고 CPU내에는 소정의 프로그램을 입력시켜 물리적인 접촉없이 카드내의 정보를 송, 수신하므로서 IC카드의 기능의 향상시킬 수 있음과 동시에 그에 대한 응용 범위를 확대할 수 있도록 한 PPM방식을 이용한 무접촉 IC카드리드/라이트 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도에 나타낸 바와 같이 본 발명 방법은 IC카드를 리세트시키고, 각 포트를 초기화시킨 다음 대기상태로 있다가 인터럽트가 걸리면 시간의 계수하기 시작한 후 리드신호가 입력되었는가를 검출하여 리드신호가 입력되지 않았으면 다시 대기상태로 되돌아가고 리드신호가 입력되었으면 설정시간(4.5m초)이 되었는가를 검출하여 설정시간(4.5m초)이 되었으면 시간을 다시 계수하기 시작함과 동시에 다시 신호가 입력되었는가를 검출하는 제1과정과 ; 상기 제1과정에서 신호가 입력되면 시간의 데이타로 변환한 다음 정보수신 플랙이 세트 되었는가를 검출하여 세트되었으면 ROM(11)정보로 판단하여 ROM(11)에 저장하고, 세트되지 않았으면 제어정보로 인식하여 RAM(12)에 저장한 후 제1과정중 시간을 다시 계수하기 시작하는 과정으로 되돌아가되 신호가 입력되지 않았으면 계수값(T)이 설정시간(631.2μ초)보다 큰가를 검사하는 제2과정과 ; 상기 제2과정에서 계수값(T)이 설정시간(631.2μ초)보다 크지 않으면 다시 신호가 입력되었는가를 검출하는 과정으로 되돌아가되 계수값(T)이 크면 RAM(12)에 기억된 정보를 분석하여 송신 요구 신호인가 수신요구 신호인가를 검출하는 제3과정과 ; 상기 제3과정에서 송신 요구 신호이면 ROM(11)에 기억된 데이타를 읽은 다음 발광다이오드(LED₁, LED₂)을 각각 정해진 시간(8.77μ초와17.53μ초)에서 온, 오프시킨 후 설정시간(9m초)이 되었는가를 검출하여 설정시간(9m초)이 않되었으면 계속 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 온. 오프시키고, 설정시간(9m초)이 되었으면 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 일정시간동안 (4.5m초)오프 시킨 다음 송신정보를 분석하여 그 정보가 11₍₂₎, 10₍₂₎, 01₍₂₎인가를 순차적으로 검출하여 각각의 정보가 11₍₂₎, 10₍₂₎또는 01₍₂₎이면각각의 정보를 일정시간(236.7μ초, 156.8μ초또는 78.97μ초)씩 지연시킨 다음 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 각각 일정시간(8.7μ초와 17.53μ초)씩 3번 온, 오프시켜 송신을 완료한 후 다시 대기상태로 되돌아가는 제4과정과 ; 상기 제3과정에서 수신요구 신호이면 정보 수신 플랙을 세트시킨 다음 송신요구 제어신호를 세트시키고 제4과정중 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 일정시간(8.77μ초)동안 온 시키는 과정으로 되돌아가되 수신 요구 신호도 아니면 정보수신 플랙을 리세트시킨 다음 대기 상태로 되돌아가는 제5과정을 수행함을 특징으로 하는 것이다.

또한 제 1 도에서와 같이 본 발명 장치는 각 회로부의 동작을 제어하는 CPU(1)와; PROM(7), EEPROM(11) 및 RAM(12)으로 구성되어 소정의 정보신호를 저장하는 메모리(2)와; 각 회로부에 전원을 공급함과 동시에 전하를 축적하는 전원부(3)와; 소정의 클럭 펄스를 발생시켜 상기 CPU(1)에 공급하는 발진기(4)와; IC카드리드/라이트 단말기를 통해 전달되는 정보를 수신하여 CPU(1)에 전달하는 수광부(6)와; CPU(1)에서 분석된 정보신호를 송출하는 발광부(5)을 구비하여서 된 것이다.

미설명 부호 R₁-R₂는 저항, C₁-C₇는콘덴서, A₁, A₂는 증폭기, Q₁, Q₂는 트랜지스터, Q₃은 FET, LED₁, LED₂는 발광다이오드, LED₃은 수광 다이오드이다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 작용 효과를 제 1 도 및 제 3a-c 도을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 적외선 파장을 사용하는 적외선발광다이오드(LED₁, LED₂)에서 발생시키는 정보 형식은 38KHz의 캐리어를 갖는 PPM신호이다. 일예로 1010110011₍₂₎라는 디지탈 정보를 표현하는 방식에 대하여 기존 PPM방식과 리모콘에서 사용하는 PPM방식, 그리고 본 발명에서 사용하는 PPM방식을 비교 설명하면, 첫째로 제 3a 도에 나타낸 기존 PPM방식은 정보를 몇 비트씩(예 ; 2비트) 묶어 펄스의 위치에 따라 4가지 정보를 표현하지만 위치를 판단하기 위한 동기 시간은 시간축(7)에 일정한 점(t₁-t₇)으로 고정되어 있고, 이와는 다르게 현재 리모콘에서는 제 3b 도에 나타낸 바와 같이 동기시간을 고정점들로 정해 놓지 않고 바로 앞 펄스와 상관한 다음 펄스의 위치에 따라 정보를 판단하나 정보 압축을 실현하지 않고 있다.

즉 기존의 PPM방식에서는 정보를 압축하여 표현할 수 있으나 동기시간이 고정점에 고정되어야 하기 때문에 비효율적이고, 반대로 리모콘 방식은 동기시간이 고정점에 설정되지 않기 때문에 시간적인 이득은 있으나 정보의 압축이 실현되지 않아 많은 양의 정보를 처리하기에는 부적합하다.

또한 마이크로 프로세서의 시간 분해 능력은 수십 마이크로 초 내지 수 마이크로 초이기 때문에 본 발명에서는 정보의 형식을 제 3c 도에서와 같이 정보의 압축 및 동기시간을 고정시켜 보다 많은 정보의 처리할 수 있도록 하였다.

즉 제 3c 도에서 대기신호가 "로우"로 하강하여 일정시간 유지 되면 리드신호로 되고, 설정된 리드신호 존속 시간이 끝나면 시간(t₁-t₇)까지 어느 곳에 신호가 존재하는지를 구분하여 첫 번째 점 즉 t₁점에 펄스가 발생하면 그 정보를 00₍₂₎로 판단하고, 두 번째 점일 경우에는 01₍₂₎로, 세 번째 점일 경우에는 10₍₂₎로, 네 번째 점일 경우에는 11₍₂₎로 각각 판단한다.

예로서 1개의 펄스가 두 비트의 정보를 포함하기 때문에 t₁-t₇사이의 간격을 넷으로 나누었으나, 3비트, 4비트일 경우 9 또는 16으로 나누어 압축 비트로 표현가능한 정보의 가지 수만큼 시간영역을 분할 하는데, 이때 분할은 마이크로 프로세서의 분해 능력과 관계가 있다.

따라서 예제의 정보 형식에서 첫 번째 펄스는 정보 10₍₂₎을 나타내고, 이 첫 번째 펄스가 새로운 동기신호가 되어 두 번째 펄스의 위치를 찾고 다시 두 번째 펄스가 동기신호가 되어 세 번째 펄스를 찾아 계속 앞의 펄스가 뒤 펄스에 동기가 되므로써 1010110011₍₂₎로 정보를 t₅시간 이내에 표현한다.

이와 같이 기존의 PPM방식이나 리모콘 PPM방식에서 보다 본 발명의 PPM방식에서 단위시간에 더 많은 정보를 표현할 수 있는데, 이 방식은 IC카드의 송, 수신 정보 형식으로 사용된다.

제 1 도 및 제 2 도를 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 먼저 IC카드가 리세트되면, CPU(1)에서는 초기화를 수행하여 각각의 포트를 초기화시킴과 동시에 모든 플랙을 클리어한 다음 대기상태로 들어가 전력소모를 최소화하고 있다가 인터럽트가 걸려대기상태가 해제되면, 시간의 계수하기 시작함과 동시에 4.5m초 이내에 리드신호가 입력되는가를 검출하게 되는데, 이때 4.5mm초 동안 내에 "로우"신호인 리드신호가 해제되면 다시 대기상태로 되돌아가되, 리드신호가 종료되면 시간을 다시 계수하기 시작함과 동시에 신호가 입력되었는가를 검출하여 리드 입력신호이면 입력되는 데이타를 추출하여 시간의 데이타로 변환하여 정보수신플랙이 세트되었는가를 검출하게 되는데, 이때 정보수신 플랙이 세트되었으면 IC카드리드/라이트로부터 송신되는 ROM(11)정보를 판단하여 ROM(11)에 데이타를 저장하고, 플랙이 세트되지 않았으면 제어정보로 인지하여 RAM(12)에 데이타를 저장한다.

또한 시간을 계수한 계수값(T)이 631.2μ초를 초과하여도 리드신호가 발생하지 않으면 수신을 완료로 인정하여 RAM(12)에 저장된 정보를 분석한 다음 그 정보가 송신 요구 신호인가, 수신 요구 신호인가를 판단하여 해당 동작을 수행하게 된다.

이때 송신요구 신호이면 ROM(11)에 기억된 데이타를 읽어들인 다음 발광다이오드(LED₁, LED₂)을 8.77μ초 동안 온시켜 ROM(11)데이타를 송신할 준비를 하고 수신요구 신호일 경우에는 정보 수신 플랙을 세트시킨 다음 송신 요구 제어신호를 세트시켜 수신 준비가 되었음을 알려주기 위한 송신 요구 제어신호를 준비한다.

이후 발광다이오드(LED₁, LED₂)을 8.77μ초 또는 17.53μ초 동안 온오프시키는 과정과 9m초의 검출과정 및 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 4.5m초 동안 오프시키는 과정에서 대기신호와 리드신호를 38KHZ의 캐리어를 실어 송신하고, 송신 정보 분석과정에서 송신한 데이타를 두 비트씩 묶어 그 정보가 각각 11₍₂₎, 10₍₂₎, 또는 01₍₂₎인가을 구별한 다음 각각의 지연시간을 236.7μ초, 157.8μ초 또는 78.97μ초 동안 지연시킨 후 발광다이오드(LED₁, LED₂)가 각각 8.77μ초 또는 17.53μ초씩 3번 온, 오프되어 발생하는 캐리어에 실어 데이타를 송신한다.

또한, RAM(12)정보가 수신 요구 신호도 아니면 정보 수신 플랙을 리세트되어 대기상태로 되돌아가게 되는데, 이는 이미 IC카드에 정보 기록 수행이 처리된 경우이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 방법에 의하면 무접촉에 의한 IC카드의 정보를 송, 수신할 수가 있으므로 IC카드의 접근만으로도 정보전달이 이루어질 수 있어 기존의 물리적인 접촉을 통하여 송, 수신하는 불편함을 해소시킬 수 있고, IC크드리드/라이트 단말기를 대폭적으로 간소화시킬 수 있으며, 특히 전자식 도어 개폐장치에 적용시킬 경우 카드의 접근만으로 문을 간편하게 해정할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

IC카드를 리세트시키고, 각 포트를 초기화시킨 다음 대기상태로 있다가 인터럽트가 걸리면 시간을 계수하기 시작한 후 리스신호가 입력되었는가를 검출하여 리드신호가 입력되지 않았으면 다시 대기상태로 되돌아가고 리드신호가 종료되었으면 시간을 다시 계수하기 시작함과 동시에 신호가 입력되었는가를 검출하는 제1과정과 ; 상기 제1과정에서 신호가 입력되면 시간의 데이타로 변환한 다음 정보수신 플랙이 세트되었는가를 검출하여 세트되었으면 ROM(11)정보로 판단하여 ROM(11)에 저장하고, 세트되지 않았으면 제어정보로 인식하여 RAM(12)에 저장한 후 제1과정중 시간을 다시 계수하기 시작하는 과정으로 되돌아가되 신호가 입력되지 않았으면 계수값(T)이 설정시간 보다 큰가를 검사하는 제2과정과 ; 상기 제2과정에서 계수값(T)이 설정시간 보다 크지 않으면 다시 신호가 입력되었는가를 검출하는 과정으로 되돌아가되 계수값(T)이 크면 RAM(12)에 기억된 정보를 분석하여 송신 요구신호인가 수신요구 신호인가를 검출하는 제3과정과; 상기 제3과정에서 송신요구 신호이면 ROM(11)에 기억된 데이타를 읽은 다음 발광다이오드(LED₁, LED₂)을 각각 정해진 시간에서 온, 오프시킨 후 설정시간이 되었는가를 검출하여 설정시간이 않되었으면 계속 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 온, 오프시키고 설정시간이 되었으면 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 일정시간 동안 오프시킨 다음 송신정보를 분석하여 그 정보가 11₍₂₎, 10₍₂₎, 01₍₂₎인가를 순차적으로 검출하되 각각의 정보가 11₍₂₎, 10₍₂₎, 또는 01₍₂₎이면 각각의 정보를 일정시간씩 지연시킨 다음 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 각각 일정시간씩 3번 온, 오프시켜 송신을 완료한 후 다시 대기상태로 되돌아가는 제4과정과 ; 상기 제3과정에서 수신 요구신호이면 정보수신 플랙을 세트시킨 다음 송신 요구 제어신호를 세트시키고 제4과정중 발광다이오드(LED₁, LED₂)를 일정시간동안 온시키는 과정으로 되돌아가되 수신 요구신호로 아니면 정보수신플랙을 리세트시킨 다음 대기 상태로 되돌아가는 제5과정을 수행함을 특징으로 하는 펄스위치 변조방식을 이용한 무접촉 IC카드리드/라이트 방법.
각 회로부의 동작을 제어하는 CPU(1)와 ; RROM(7), EEPROM(11) 및 RAM(12)으로 구성되어 소정의 정보신호를 저장하는 메모리(2)와 ; 각 회로부에 전원을 공급함과 동시에 전하를 축적하는 전원부(3)와 ; 소정의 클럭펄스를 발생시켜 상기 CPU(1)에 공급하는 발진기(4)와 ; IC카드리드/라이트 단말기를 통해 전달되는 정보를 수신하여 CPU(1)에 전달하는 수광부(6)와 ; CPU(1)에서 분석된 정보신호를 송출하는 발광부(5)를 구비하여서 된 펄스위치 변조방식을 이용한 무접촉 IC카드리드/라이트장치.