TWI246008B - Integrated expansion card - Google Patents

Description

1246008 五、發明說明（1 ) 本發明係有關於智慧卡閱讀機，更特別的是本發明係 有關於一裝置與一族群之方法，其將一智慧卡閱讀機整合 至現存的PCI介面晶片組。 使用保全智慧卡提供因個人而定之資訊在很多不同形 式之情形中變得越普遍的。這些例子包括電子商務、保全 門禁管制與保健記錄維護。 運用智慧卡之每一系統包含二基本的成份，即智慧卡 本身與一介面裝置，一般被習知為閱讀機。該等智慧卡係 由系統使用者攜帶，並包括一記憶體儲存對於該使用者與 系統互動屬於切適之資訊。例如在電子商務系統中，每一 智慧卡含有使用者之帳戶餘額以及帳戶交易細節。最近， 智慧卡亦包括微處理器，其提供對儲存於卡片中之資訊保 全水準的提升。微處理器之併入亦強化其彈性，例如促進 卡片中可被使用之可執行程式的儲存以提供擴充功能。 閱讀機與卡片以安全的方式通訊來存取儲存於其内之 >汛。在一系統形式中，該卡片被插入閱讀機的槽中，其 導致閱讀機中電氣接點與卡片外部之偶合接點的耦合。經 耦合之接點促使閱讀機中微控制器與卡片中之記憶體與 (或）微處理器通訊。典型而言，該閱讀機被連接至一週邊 衣置’其配上該閱項機所被納入之該特定系統。 桌上型之智慧卡閱讀機被用以在一人員被允許使用電 腦前認證該人員之身份。典型±，該智慧卡閱讀機被裝在 外部配件盒模組内，透過非即插即用之RS 232序列埠使用 RS 232通訊協定被連接至電腦。此閱讀機之架構為典型上 1246008 五、發明說明（2) 使用Intel 8048或805 1微處理器之二或三晶片的做法。此 設立為複雜的過程，需要插入模組至序列埠、安裝驅動器、 及關閉與重新啟動電腦。故所需者為一即插即用作法以加 入一智慧卡閱讀機。 另一種智慧卡閱讀機型式運用單晶片做法。此單晶片 韌體做法使用具有鍵盤控制器之非標準介面。此種做法的 問題在於其需要鍵盤/韌體改變以使其有效工作，此使得支 援做為工業標準有困難。故所需者為容易與電腦整合之智 慧卡閱讀機。 智慧卡閱讀機亦透過一 PCI-PCMCIA(個人電腦記憶 卡國際協會）主機轉接頭與PCMCIA智慧卡閱讀機。目前 的電腦作業系統（OS)為PCI-PCMCIA轉接頭支援即插即用 能力。OS偵測PCMCIA智慧卡閱讀機，所使用者為定期 檢查PCI-PCMCIA主機轉接頭所用的暫存器之偵測邏輯計 畫。如微軟之Windows OS為PCI-PCMCIA橋轉接頭支援 即插即用。PCI-PCMCIA主機轉接頭之問題在於其占用整 個PCI槽且PCMCIA形式之智慧卡閱讀機非常昂貴。此需 要電腦母板含有額外的PCI槽。此導致成本提高之結果。 故所需的是可不須額外PCI槽實施智慧卡閱讀機之裝置。 本發明提供一種即插即用的智慧卡閱讀機，其容易地 整合如視訊控制器之其他電腦功能。該智慧卡/視訊控制器 具有一處理器以埋入之功能用於控制視訊與智慧卡二者之 功能。該智慧卡/視訊控制器回應於裝置偵測查詢，方式為 模擬一 PCI-PCMCIA橋與一視訊卡。本發明之目前較佳實 1246008 五、發明說明（3) 施例之結果為使用同一 PCI槽之一視訊與智慧卡閱讀機控 制器。 第1圖顯示依據本發明之智慧卡閱讀機與視訊/智慧 卡閱讀機控制器的功能關係圖； 第2圖顯示被連接至電腦之依據本發明的智慧卡閱讀 機外部圖； 第3圖顯示依據本發明之一處理器，具有埋入之功能 用於管理視訊與智慧卡閱讀機二者之I/O功能。 第1圖為顯示在一視訊卡（CARD)l 10内被整合之一智 慧卡閱讀機。CARD 110透過一 PCI匯流排被附掛至一電 腦母板。該CARD處理器含被埋入之PCI-PCMCIA功能130 以及視訊功能120。CARD 110具有外部導線連接至可讀取 智慧卡150之智慧卡閱讀機140。雖然本申請人在此處揭 示一 PCI CARD，但熟習本技藝者將了解到此CARD易於 包容任何裝置/步驟，其因而可被取代以使類似CARD所達 成的結果生效，包括具有如網路卡、數據機、記憶體裝置 或心邏輯晶片組之功能的CARD，但不限於此。 第2圖為以智慧卡閱讀機140透過CARD背面之導線 被附裝至一電腦200的外部圖。 PCI匯流排架構在每一 PCI裝置納入其組配資訊。此 即，在較佳實施例中，256位元組之組配空間就每一 PCI 相容單元與在多功能單元内每一分離的功能被提供。所有 PCI裝置必須實作此組配空間。該組配空間含有組配暫存 器根據有關PCI裝置之系統資訊提供一 PCI，並允許一裝 1246008 五、發明說明（4) 置被組配以在特定系統中使用。 該組配空間被分割為一預先定義的標頭區域與一裝置 相依區域。該預先定義的標頭區域包括欄位獨一地辨識該 裝置並允許該裝置被一般性地控制。該組配空間標頭提供 之一件資訊為一類別碼，其辨識該系統之功能。該組配空 間亦提供一標頭欄位，其一位元指出一多功能PCI裝置之 出現。 Windows具有一匯流排偵測邏輯計畫，其週期性地檢 查該匯流排之預先定義的標頭區域來看是什麼裝置被連接 至該匯流排。每一區域包含數個組配暫存器。然而，該偵 測邏輯計畫未檢查所有組配暫存器。因而，CARD被設計 以回應這些暫存器，其被Windows為一 pci-PCMCIA橋被 檢查，因之Windows偵測一視訊卡與一 pci-PCMCIA裝置 二者。該CARD藉由回應於以可變回應之windows詢問至 類似於被專用PCI-PCMCIA橋所給予之回應的這些暫存器 而做此事。除非有指出，Windows偵測PCI-PCMCIA裝置， 其實作整個組配空間。其亦意圖PCMCIA橋邏輯亦可與 ISA ^VL與其他匯流排被使用。 第3圖顯示包括於CARD處理器310内之一功能路由 器330以連接視訊340與智慧卡閱讀機功能350之輸入與 輸出（I/O)至PCI區域匯流排1〇〇。典型而言，該功能路由 器330可用多工器320被實作，使得資料與（或）控制信號 可在處理器與I/O路徑340，350間被定出路徑。 在PCI區域匯流排規格内被定義之組配通訊協定讓處 1246008 五、發明說明（Ο 理器使用屬於PCI匯流排定義之部分的一實體選擇信號各 別地對每一 PCI區域匯流排裝置定位址。該規格進一步指 派處理器記憶體位址之一範圍至該CARD，CPU用此與 CARD通訊。 CARD 110使用單一 PCI區域匯流排連接而作用來收 集多重PCI I/O。此配置為十分實用的，原因在於當成份元 件變小時允許由較大的實體成份元件演進為較緊密的實體 整合。而且，此配置開發多重I/O裝置之緊密封包以連接 全體數目提高之裝置而不須在PCI區域匯流排或其背板添 加更多的連接。 在CARD 110中之功能路由器330有效地以單一 PCI 匯流排100取代二個被要求之PCI匯流排連接。為促使處 理器100選擇CARD内之一特定的I/O路徑，PCI匯流排 規格組配通訊協定附加0至7之範圍值的功能數目至裝置 辨識器。 如前已提及者，PCI架構讓PCI裝置具有一個以上的 功能。CARD為每一被實施之功能提供一組配空間。此即， 每一功能具有其自己一組的組配空間暫存器。該CARD具 有二組配空間，即一個用於視訊控制器及一個用於智慧卡 閱讀機。該CARD典型上（雖非一定如此）需要一個以上的 岔斷接腳。當多重的岔斷接腳是為多功能裝置所要求者 時，多重的組配空間是必要的。 其可能欲於分離地封包一功能與智慧卡功能且在該等 功能之一僅有一 PCI匯流排介面，使得其他功能可為備選 1246008

五、發明說明（6) 的並依製造者或購買者之自由選擇被安裝。若其他功能透 過某些非PCI匯流排介面被附掛至原始功能時，此組配可 降低為每一功能實作完整PCI匯流排介面之相關成本。此 組配亦可提供益處，例如一系統可僅實作所要之功能而節 省不需要或不想要之功能的相關成本。此外，該多功能裝 置所被耦合之系統在多重功能若被實作時於PCI匯流排上 會具有較少的負荷。 該CARD在架構上可於單一裝置内容納八個不同的功 能元件，其在該PCI區域匯流排只需要單一之槽。功能路 由器330之角色為要促進在CARD内所採納之多重I/O功 能間共用該單一槽。特別是在讀取與寫出組配之際，該功 能路由器330使用由此通訊協定來之功能編號在PCI區域 匯流排100與相關的處理器功能間為此通訊協定之變數定 出路徑。 雖然本發明在此參照較佳實施例被描述熟習本技藝者 將易於了解其他應用可不偏離本發明之精神與範疇地取代 在此處被設立者。因之，本發明僅應受限於下面所包括之 申請專利範圍。 元件標 號對照 表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 100 PCI區域匯流排 140 智慧卡閱讀機 110 視訊卡，CARD 150 智慧卡 120 視訊功能 200 電腦 130 智慧卡閱讀機功能 310 CARD處理器 1246008 五、發明說明（7) 元件標號對照表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 名 320 多工器 330 功能路由器 340 視訊功能 350 智慧卡閱讀機功能 10

Claims (1)

1246008 ur 六、申請專利範圍 第91103014號申請案中請專·_正本 93.04.13. 1.種正口式擴充卡，其佔用一電腦系統之_單一匯 插槽’該整合式擴充卡包含·· _第一内嵌裝置與一第二 内，裝置’其中’該等第一内嵌裝置及第二内嵌裝置係 可作以，、子| -匯流排插槽，該第二内嵌裝置包含 匯流排主機控制器，該匯流排主機控制器係可操作以 春 輸入及輸出指令及資料連接於該匯流棑主機控制器之 顧抓排Α擴充卡裝置；該第二内㈣置係可響應於 由—作#系統查詢判定是否有一 pci(週邊構件互連）對 PCMCIA(個人電腦記憶卡國際協會）橋接器出現之暫存 器，使得該作業系統可摘測一PCI對PCMCIA橋接器之出 現。 2·如申請專利範圍第！項所述之整合式擴充卡，其中該第一 内嵌裝置包含一視訊控制器。 3·如申請專利範圍第旧所述之整合式擴充卡，其中該第一 鲁 内嵌裝置包含一網路控制器。 4·如申請專利範圍第巧所述之整合式擴充卡，其中該第一 内嵌裝置包含一數據機。 5·如申請專利範圍第1項所述之整合式擴充卡，其中該第-内嵌裝置包含一記憶體裝置。 6.如申請專利範圍第丨項所述之整合式擴充卡，其中該第一 内嵌裝置包含一與該電腦系統相關聯之核心邏輯裝置晶 片組。 士申巧專利範圍第1項所述之整合式擴充卡，其中該匯流 -11 1246008 六 、申請專利範圍 排匕3 一個PCI(週邊構件互連）匯流排，且該匯流排插槽 匕S用以貫體地連接該擴充卡與該電腦系統之PCI匯 流排插槽。 δ·如申請專利範11第〗項所述之整合式擴充卡，其中該第二 内队凌置包含一個？<::1對1>(::1^(::1八（個人電腦記憶卡國際 協會）主機控制器。 9·如申請專利範圍第旧所述之整合式擴充卡，其中該擴充 卡襄置包含一智慧卡閱讀器。 10 10·如申請專利範圍第！項所述之整合式擴充卡，其更包含 :處理器以將該等第—及第二内嵌裝置之輸人及輸出與 該擴充卡裝置連接於該匯流排。 η.如:請專利範圍第1G項所述之整合式擴充卡，其中該處 理盗包含組n暫存H ’該#組‘態暫存器包含供每一該等 内嵌裝置用之-標祕域及U相絲域，該標頭區 域包含用以朗該等内嵌裝置之:㈣，且該裝置相依區 域包含指定該第一或第二内嵌裝置之資料。 12.如申請專利範圍第！項所述之整合式擴充卡，該擴充卡 包含一第一輸入/輸出路徑及一第二輸入增出路控，用於 個別地以該電腦系統供該等第—及第二内嵌裝置間 訊用。 13.如申請專利範圍第12項所述之整合式擴充卡，其更包含 :::路由器，該功能路由器包含一多工器以安排路： “处理益及該第-或第二輸入/輪出路徑 及控制信號。 貝竹 -12 1246008 六、申請專利範圍 14·-種整合式擴充卡，該整合式擴充卡係為供電腦系統用 之整合式多功能擴充卡，其包含： 一第一内嵌裝置； 一包含一個PCI(週邊構件互連）對pcmcia(個人電 腦記憶卡國際協會）主機控制器之第二内嵌裝置，該PCI 對PCMCIA主機控制器係可響應於由—作業系統查詢判 定是否有一 PCI對PCMCIA橋接器出現之暫存器，使得該 作業系統可偵測一 PCI對PCMCIA橋接器之出現； -用以經由-單一 PCI匯流排連接、個別地交換該 第-或第二内嵌裝置與該電腦系統間之控制信號與資料 之弟一及第二輸入/輸出路徑，· 、 -用以交換該第二内嵌裝置及一擴充卡裝置間之控 制信號及資料之第三輸入/輸出路徑；以及 一功能路由器，用以選擇該第一内嵌裝置或該第二 内嵌裝置以分別經由該第一或第二輸入/輸出路握操作^ 15·如申請專利範圍第14項所述之整合式擴充卡，其中該第 一内肷裝置係自以-視訊控制器、_網路控制器、—數 «—記憶體裝置、一 PC-Card(個人電腦卡）主機控制 裔、以及一與該電腦系統相關聯之核心邏輯裝置構 群組選出。 、烕之 =如申請專利範圍第14項所述之整合式擴充卡，其中該功 能路由器包含-多工器以分別安排路徑在該第_或第二 内嵌裂置及該第一或第二輸入/輸出路經間傳送資一 或控制信號。 13 1246008 六、申請專利範圍 17·如申請專利範圍第14項所述之整合式擴充卡，其中該 PCI對PCMCIA主機控制器包括一個PCI對PCMCIA橋接 器以允許該裝置與該PCI匯流排交換指令與資料。 1S·如申請專利範圍第丨項所述之整合式擴充卡，其中該第 一内嵌裝置包含一 PC心rd(個人電腦卡）主機控制器。 19.如申請專利範圍第丨項所述之整合式 : 驻罢^入 、兄卡，其中該擴 充卡表置包含一快閃記憶體讀取器。