Brevet FR2604793A1 — publié le 19880408

DISPOSITIF DE CONTROLE COMPORTANT UN DISPOSITIF A TRANSFERT DE CHARGES ET PROCEDE UTILISANT LEDIT DISPOSITIF La présente invention a principalement pour objet un dispositif de contrôle comportant un dispositif à transfert de charges (CCD en terminologie anglo-saxonnne) et procédé utilisant ledit dispositif. Il est connu de réaliser des cartes de contrôle, communément dénommees cartes à mémoire, permettant d'engendrer ou de contrôler un code secret. Le débit d'échange entre les cartes de contrôle de type connu et leur lecteur est très faible. Ainsi les cartes de contrôle de type connu servent principalement à vérifier qu'un code secret que l'on leur fournit est exact. Dans ce cas, les codes sont utilisés pour valider les opérations désirées. Ainsi la sécurité procurée par une telle carte est limitée par le fait que les opérations sont exécutées à l'extérieur de la carte. De plus, il faut constater que la puissance de calcul des cartes de contrôle de type connu est, elle aussi limitée. Dans tous les cas, la présence d'une carte de contrôle de type connu augmente le temps d'exécution des tâches à effectuer. La présente invention a pour objet une carte de contrôle de grande sécurité participant aux opérations devant être effectuées. La carte de contrôle selon l'invention comporte des moyens physiques (hardware) permettant l'exécution des opérations désirées. L'utilisation des moyens physiques permet un calcul bien plus rapide qu'un calcul utilisant du logiciel (SOFTWARE en terminologie anglosaxonne). Les opérations étant exécutées à l'intérieur de la carte de contrôle selon l'invention leur utilisation présente une sécurité accrue. Par exemple, on utilise un dispositif à transfert de charges pour effectuer un calcul semi-numérique de convolution d'un signal par un code. Le code peut être par exemple un code secret, le traitement étant entièrement effectué à l'intérieur de la carte, le dispositif selon l'invention garantit une sécurité maximale. Pour pouvoir utiliser les énormes puissances de traitement du dispositif selon l'invention il est avantageux d'utiliser des moyens de transmission d'information entre la carte de contrôle selon l'invention et le dispositif susceptible d'y être connecter transmettant un grand débit d'information. Par exemple, on utilise le dispositif de transmission d'information par fibre optique. La carte de contrôle selon la présente invention permet la convolution d'un code numérique avec un signal, qui lui peut être soit analogique soit numérique. Le code utilisé est par exemple un code pseudo-aléatoire secret. Dans ce cas, le résultat, c'est-à-dire le moment où l'amplitude du signal convolué est maximal n'est accessible que si l'on possède une carte selon l'invention dont le code pseudo-aléatoire adéquat. Ainsi il est possible d'assurer la confidentialité des services proposés. Cette confidentialité permet, par exemple, de facturer le service proposé, seules les personnes ayant payées disposant de la carte leur donnant accès audit service. La convolution d'un signal avec un code permet par exemple le filtrage dudit signal. D'autre part, la convolution d'un signal par un code permet d'obtenir des synchronisations désirées. Ces synchronisations peuvent par exemple permettrent la réception d'émission de télévision. Notamment, il est possible d'effectuer la synchronisation du balayage d'un tube à rayon cathodique. D'autre part, il est possible d'effectuer la synchronisation par voie radio d'horloge. L'utilisation de la synchronisation d'horloge peut être utilisée par les services aussi variés que les transmissions en modulation de phase ou la mise à l'heure d'horloge. La transmission en modulation de phase ou en modulation de phase et d'amplitude peut être avantageusement utilisée pour la transmission des données alphanumériques, des émissions radiophoniques ou des émissions de télévision. Des synchronisations d'une horloge d'émission avec des horloges de réception fréquente permettent des transmissions en modulation de phase de très grand débit. En effet, le débit est notamment déterminé par la stabilité des horloges, ainsi que par le rapport signal/bruit. Dans une variante de réalisation d'un dispositif de transmission des données en modulation de phase, ou en modulation de phase et d'amplitude, les cartes de contrôle permettant d'effectuer une convolution du signal reçu avec un code assure la présynchronisation de l'horloge d'émission avec l'horloge de réception. La synchronisation fine étant obtenue par un dispositif de corrélation. L'invention a principalement pour objet une carte de contrôle caractérisée par le fait qu'associée à un lecteur de carte, elle est susceptible de générer un pic de convolution d'un signal par un code à partir d'un dispositif d'un signal par un code. L'invention a aussi pour objet un procédé de synchronisation d'horloge caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes : d'émission d'un code binaire - réception du code - introduction du signal dans un dispositif à transfert de charge de l'échantillon du signal - décalage d'une cellule du dispositif à transfert de charges jusqu'a - ltobtention d'un pic de convolution sur une sortie reliée à certaines cellules dudit dispositif à transfert de charges les cellules reliées à ladite sortie correspondante aux 1 du code binaire. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ciaprès et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels - la figure 1, est un schéma illustrant un premier exemple de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 2 est un schéma illustrant un second exemple de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 3 est un schéma d'un troisième exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur les figures 1 à 3 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Sur la figure 1, on peut voir une carte de contrôle 440 comportant un dispositif à transfert de charges 414. Le dispositif à transfert de charges 414 comporte n cellules numérotées 501 à 50n. Les cellules 501 à 50n sont reliées en série. A chaque impulsion d'horloge le signal se propage de chaque cellule vers la cellule suivante dans le sens des références croissantes. A chaque impulsion d'horloge, la première cellule 501 reçoit le signal présent sur l'entrée du dispositif à transfert de charges. De même, à chaque impulsion d'horloge, la valeur de la charge présente dans la dernière cellule 50n est disponible à la sortie du dispositif à transfert de charges. Pour effectuer la convolution d'un signal par un code numérique on relie à une sortie 500 les cellules 50i correspondant à la valeur 1 d'un code binaire. Les cellules correspondant au zéro du code binaire'ne sont pas reliées à l'extérieur du dispositif à transfert de charges 414.Par exemple comme illustré sur la figure 1, si le code par lequel on veut effectuer la convolution commence par 101110 et se termine par 0010 les cellules 501, 503, 504, 505 et 50(n-1) sont reliées à la sortie 500 respectivement par les lignes 511, 513, 514, 515, 51(n-1). La tension sera maximale à la sortie 500 quand les cellules reliées à ladite sortie comporteront des charges correspondant à l'amplitude maximale du signal. Ainsi, pour obtenir la synchronisation à un moment donné il suffit d'envoyer, en tenant compte du retard introduit par le traitement, le signal modulé selon le même code que celui contenu dans la carte de contrôle 440. Le retard entre l'introduction du signal dans le dispositif à transfert de charges 414 et l'obtention du pic de synchronisation sur la sortie 500 correspond principalement au temps nécessaire pour que le début du signal atteigne la cellule 50n est donc sensiblement égal à n fois le temps correspondant à un cycle d'horloge. Pour obtenir un pic de synchronisation pointue il est avantageux d'utiliser le dispositif à transfert de charges 414 comportant un grand nombre n de cellules. Avantageusement, n = k x 512, k étant un entier strictement positif. Il est ainsi possible d'utiliser connecté en série le dispositif à transfert de charges de type classique comportant 512 cellules. Avantageusement, le dispositif à transfert de charge 414 est réalisé sous forme d'un circuit intégré. L'exemple de réalisation illustré sur la figure 1 permet la synchronisation à la réception par exemple d'émissions de télévision. Ainsi le dispositif illustré sur la figure 1 comporte une antenne 4, un amplificateur d'antenne 3 connecté à l'entrée du dispositif à transfert de charges 414. D'autre part, en plus du signal de synchronisation présent sur la sortie 500 on fournit au récepteur de télévion, non représenté, le signal capté par l'antenne 4 soit sur une ligne 413 présente à la sortie de l'amplificateur d'antenne 3, soit à la sortie 520 du dispositif à transfert de charges 414. Le signal présent sur la sortie 520 est identique au signal présent sur la sortie 413 retardé de n cycles d'horloge. Un lecteur de cartes 6 fournit à la carte de contrôle 440 tous les signaux 415 nécessaires à son bon fonctionnement, comme par exemple l'alimentation électrique et les signaux d'horloge de décalage de charges entre les cellules. Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention facilitant la modification de code par changement de la carte de contrôle 414. Dans la réalisation illustrée sur la figure 2, le dispositif à transfert de charges 414 est contenu dans un lecteur de cartes, la carte de contrôle 440 comportant principalement une mémoire permanente 700. Avantageusement, la mémoire 700 est une mémoire morte. Par exemple, la mémoire 700 est une mémoire morte programmable (PROM en terminologie anglo-saxonne) ou une mémoire morte effaçable (EPROM en terminologie anglo-saxonne). Une carte de contrôle 414 comportant principalement une mémoire 414 morte 700 est d'un très faible coût de revient. Ainsi, il est possible de changer fréquemment de code utilisé et ainsi de rendre nécessaire le changement de cartes de contrôle 414. La mémoire 700 comporte au moins n cellules 701 à 70n. Chaque cellule permet de stocker une valeur binaire. Les n cellules 701 à 70n sont susceptibles d'être lues, en parallèle, simultanément. Le dispositif de lecture 6 de la carte de contrôle 440 comporte un dispositif à transfert de charges 414 comportant n cellules référencées 501 à 50n. Le dispositif de lecture 6 comporte par exemple n multiplieurs binaires, 1 bit, référencés 601 à 60n. Les multiplieurs binaires I bit 601 à 60n correspondent à une porte logique "ET". La cellule de mémoire 701 est reliée à une première entrée, et la cellule 501 du dispositif à transfert de charges 414 à une seconde entrée du multiplieur 601. La cellule mémoire 702 est connectée à une première entrée, et la cellule 502 du dispositif à transfert de charge 414 à une seconde entrée du multiplieur 602. La cellule de mémoire 703 est reliée à une première entrée, et la cellule 503 du dispositif à transfert de charges 414 à une seconde entrée du multiplieur 603. La ième cellule mémoire 70i est connectée à une première la ème entrée et la ième cellule 50i du dispositif à transfert de charges 414 à une seconde ent;-ée du ieme multiplieur 601. Ainsi de suite jusqu'à la cellule mémoire 70n reliée à une première entrée, et la cellule 50n du dispositif à transfert de charges 414 reliée à une seconde entrée du multiplieur 60n. Toutes les sorties des multiplieurs 601 à 60n sont reliées à une ligne 500. Ainsi, l'amplitude du signal sur la ligne 500 est maximale quand l'échantillon du signal présent dans le dispositif à transfert de charges 414 correspond au code stocké dans la mémoire 700 de la carte de contrôle 440. Par exemple, l'entrée du dispositif à transfert de charges 414 est reliée à une antenne de réception 4, par exemple par l'intermédiaire d'un amplificateur 3, et éventuellement, d'un dispositif de réduction de fréquence non représenté. L'antenne 4 est susceptible de capter de l'énergie hyperfréquence, par exemple des émissions de télévision. D'autre part, le signal recueilli par l'antenne 4 est présent sur la ligne 413, le même signal retardé de n impulsions d'horloge est présent sur la ligne 713 connectée à la sortie du dispositif à transfert de charges 414. Ainsi, lorsqu'un signal codé est transmis au dispositif à transfert de charges 414 celui-ci délivre sur la sortie 500 une amplitude de signal maximale lorsque le codage du signal correspond au code stocké dans la mémoire 700. Avantageusement, les dispositifs 601 à 60n transmettent le signal présent dans les cellules 501 à S0n du dispositif à transfert de charges 414 uniquement dans le cas ou un 1 est présent dans la cellule de mémoire 701 à 70n correspondante. Le dispositif à transfert de charges comporte des alimentations nécessaires à son bon fonctionnement notamment l'alimentation électrique et la synchronisation d'horloge 415. Ainsi, la carte de contrôle 440 selon la présente invention associée à son dispositif de lecture de cartes permettent d'effectuer un traitement du signal très puissant. Il est nécessaire de transmettre le résultat de ces traitements de la carte de contrôle 440 vers par exemple son lecteur 6. Pour des débits très importants d'informations il est nécessaire d'utiliser des dispositifs de connexion à très large bande passante, par exemple, on utilise des connecteurs électriques hyperfréquences. Avantageusement, comme on peut le voir sur la figure 3, on utilise des coupleurs à fibres optiques. Sur la figure 3, on a représenté la variante de réalisation correspondant à la carte de contrôle 440 illustrée sur la figure 1. Bien évidemment, I'association du dispositif illustré sur la figure 2 avec les coupleurs à fibres optiques ne sort pas du cadre de la présente invention. Dans une première variante de réalisation, non illustrée, du dispositif selon l'invention les fibres optiques sont mises bout à bout. Cette variante de réalisation permet un très bon couplage entre les fibres optiques de la carte et du lecteur de carte. Toutefois elle nécessite un alignement des fibres optiques de grande précision. Avantageusement, on utilise le couplage transverse entre deux fibres optiques mis en contact sur des longueurs très grandes par rapport à la longueur d'onde du signal transmis dans lesdites fibres optiques. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, la carte de contrôle 440 reçoit par des coupleurs à fibres optiques, d'une part le signal à traiter, d'autre part les signaux de synchronisation d'horloge. La carte de contrôle 440 fournit au dispositif lecteur de carte par l'intermédiaire d'un coupleur à fibres optiques un signal de synchronisation 500 obtenu par la convolution d'un signal par un code. De plus la carte à mémoire 440 reçoit les alimentations nécessaires notamment l'alimentation électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif à transfert de charges 414 ainsi que les éléments actifs 402, 403 et 404 des coupleurs à fibres optiques. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, la convolution est obtenue par connexion des sorties d'un dispositif à transfert de charges 414. Sur la figure 3, est illustré une variante de réalisation du dispositif selon l'invention dans laquelle on a réduit le nombre de connecteurs en supprimant la sortie du dispositif à transfert de charges 414 comportant le signal d'entrée retardé de n cycles d'horloge. Le dispositif selon l'invention comporte, connectés en série une antenne 4, un dispositif de réduction de fréquence 82, un amplificateur fréquence intermédiaire 3, un dispositif 401 de conversion du signal électrique en un signal lumineux modulé. Le dispositif 401 est par exemple une diode électroluminescente (LED en terminologie anglosaxonne), ou une diode laser. Le dispositif 401 injecte un signal lumineux modulé dans une fibre optique 407. Avantageusement, la fibre optique 407 comporte à son extrémité un dispositif 430 d'absorption du rayonnement lumineux. Ainsi on évite la formation d'ondes stationnaires, ainsi que d'interférences entre les ondes réfléchies par l'extrémité de la fibre optique 407 avec les ondes directement injectées par le dispositif 401. La carte de contrôle 44ü comporte une fibre optique 408 connectée à un détecteur photoélectrique 402. Le détecteur photo électrique 402 est connecté à l'entrée d'un dispositif à transfert de charges 414. D'autre part, au niveau du lecteur de cartes, le signal d'horloge nécessaire au fonctionnement du dispositif à transfert de charges 414 est converti par un dispositif 406 en une modulation de signal lumineux. Le signal lumineux est injecté dans une fibre optique 412. Avantageusement, la fibre 412 comporte à son extrémité un dispositif 430 d'absorption des rayonnements lumineux. La carte de contrôle 440 comporte une fibre optique 410 connectée à un photodétecteur 404 connecté au dispositif à transfert de charges 414. Les sorties des cellules du dispositif à transfert de charges 414 correspondant au 1 du code sont reliées à un dispositif 403 de modulation d'un rayonnement lumineux. Le dispositif 403 est relié à une fibre optique 409. Avantageusement, la fibre 409 comporte à son extrémité un dispositif 430 d'absorption du rayonnement lumineux. Les dispositifs de lecture de la carte 440 comporte une fibre optique 411. La fibre optique 411 est reliée à un détecteur photoélectrique 405. Le détecteur 405 est relié à une ligne 500. Une ligne électrique 413 est reliée à la sortie de l'amplificateur fréquence intermédiaire 3. En utilisation normale les fibres optiques 407 et 408, 410 et 412, 411 et 409 sont placées côte à côte. Avantageusement, lesdites fibres optiques sont plaquées les unes contre les autres. Ainsi, une partie du signal présent sur la fibre 407 est transmise à la fibre 408. De même, une partie du signal présent sur la fibre 412 est transmise à la fibre optique 410. De la même façon une partie du signal présent sur la fibre optique 409 est transmise à la fibre optique 411. Avantageusement, les fibres optiques 407 à 412 ne sont pas optimisées pour minimiser les pertes latérales de rayonnement. Sur la figure 3, pour la clarté de cette figure on n'a pas représenté tous les amplificateurs permettant de fournir les nouveaux électriques optimals notamment aux dispositifs 401, 406 et 403 ainsi qu'au dispositif à transfert de charges 414. La présente invention a principalement pour objet une carte de contrôle 440 qui associée à son lecteur dé cartes 6 permet d'effectuer des traitements du signal. Par exemple d'un signala fréquence intermédiaire ou d'un signal hyperfréquence provenant des transmissions d'émission de télévision. L'invention a principalement pour objet une carte de contrôle 440 permettant d'assurer en coopération avec son lecteur de cartes 6 la convolution d'un signal par un code. L'invention s'applique notamment aux calculs de convolution, à la synchronisation des signaux et/ou d'horloges, ainsi qu'au contrôle d'accès à certains services permis par exemple par ladite synchronisation. L'invention s'applique principalement à la réception d'émission de télévision, des émissions radiophoniques ou des transmissions de données. REVENDICATIONS 1. Carte de contrôle (440) caractérisé par le fait qu'associée à un lecteur de carte (6) elle est susceptible de générer un pic de convolution d'un signal par un code à partir d'un dispositif à transfert de charges (440). 2. Carte de contrôle selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'elle comporte un dispositif à transfert de charges (414) dont certaines cellules (511, 513, 515, 516 4-1) sont connectées à une sortie (500) sur laquelle on peut lire le pic de convolution. 3. Carte de contrôle (440) selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'elle comporte une mémoire permanente (700) susceptible de stocker un mot de au moins n bit, n étant le nombre de point sur lequel on veut pouvoir effectuer la convolution du signal par un code, ainsi que les connexions susceptibles de relier n cellules de ladite mémoire permanente (700) à des dispositifs (601 à 60n) susceptibles de relier uniquement les cellules (501, 503, 504, 505, 5014-1) d'un dispositif à transfert de charge (414) correspondantes à des 1 du mot de n bit stockée dans la mémoire (700). 4. Carte de contrôle (440) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'elle est susceptible d'assurer la synchronisation d'une horloge par convolution d'un signal avec un code. 5. Carte de contrôle (440) selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la synchronisation d'horloge permet la démodulation de signaux modulés en phase. 6. Carte de contrôle (440) selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le signal traité est un signal d'émission de télévision. 7. Carte de contrôle (440) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'elle comporte des dispositifs de communication (402, 403, 404, 408, 409, 410, 430) avec son lecteur de carte (6) utilisant des fibres optiques (408, 409, 410). 8. Carte de contrôle (440) selon la revendication 7 caractérisé par le fait que la transmission d'information entre la carte (440) et le lecteur de carte (6) est effectué perpendiculairement à l'axe des fibres optiques (407, 408, 409, 410, 411, 412). 9. Procédé de synchronisation d'horloge caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes - d'émission d'un code binaire - réception du code - introduction du signal dans un dispositif à transfert de charge (414) de l'échantillon du signal - décalage d'une cellule du dispositif à transfert de charges (414) jusqu'a' - l'obtention d'un pic de convolution sur une sortie (500) reliée à certaines cellules dudit dispositif à transfert de charges (414) les cellules reliées à ladite sortie (500) correspondantes aux 1 du code binaire. 10. Procédé de transmission d'informations utilisant la modulation de phase caractérisé par le fait qu'il utilise comme référence de phase une horloge dont on effectue périodiquement la synchronisation par un procédé selon la revendication 9.