Brevet FR2611954A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne une embase de terminal de paiement électronique par cartes à mémoire, l'embase comprenant au moins un microprocesseur, une source d'ali- mentation électrique du microprocesseur, des moyens de mémorisation d'un programme d'application et d'un pro- gramme de transaction-, reliés au microprocesseur, des moyens de réception par le microprocesseur d'informations d'identification de clients, un lecteur de cartes à mé- moire, piloté par le microprocesseur, et une source de tension pour la programmation des cartes à mémoire. Un terminal de paiement électronique est un appareil permettant, par l'intermédiaire d'un système bancaire, les transactions monétaires, ou bancaires, entre un com- merçant et ses clients sur le lieu même des ventes; en d'autres termes, grâce à un tel terminal, les comptes bancaires des clients acheteurs sont automatiquement débités, et ceux des commerçants vendeurs automatiquement crédités. Un terminal de paiement électronique, généralement, peut traiter l'un des moyens classiques de paiement que sont les chèques, les cartes magnétiques classiques et les cartes à mémoire, ou une combinaison de ceux-ci. L'embase de terminal de l'invention est agencée pour traiter au moins les cartes à mémoire, sans pour autant que les cartes magnétiques classiques et les chèques soient exclus de son traitement. D'ailleurs, un lecteur-éditeur de chèques lui sera souvent associé. O30 Par cartes à mémoire, il faut entendre aussi bien celles des clients, la carte à mémoire, que celle du commerçant concerné et qui est laissée en permanence dans l'appareil, tout au moins pendant les heures d'ouverture. La carte du commerçant est appelée "carte sécuritaire commerçant".Une care è mémoire est une carte sur laquelle est fixée une "puce" intégrant un microprocesseur et des moyens de mémorisation de programmes et de données. Le programme de transaction, dont il est question plus haut, contient en fait la liste des titulaires des comptes débiteurs et des comptes interdits, et des cartes volées et perdues. C'est la liste noire. Quatre modes d'exploitation d'un terminal de paiement électronique peuvent être envisagés. Le terminal peut être autonome (stand alone) et directement relié à un système bancaire. Il peut être raccordé à un appareil de videotex du type Minitel qui, lui, est relié à un système bancaire. Il peut être relié à un concentrateur, c'est-à- dire à un réseau local gérant plusieurs terminaux et qui, lui, est relié à un système bancaire. Dans ce cas, on parle d'un terminal concentré. Enfin, le terminal peut être associé à une caisse enregistreuse, être donc l'un de ses périphériques, la caisse enregistreuse étant, elle, intégrée dans un réseau local de concentration. Il n'existe pas jusqu'ici de terminaux de paiement élec- troniques susceptibles d'être exploités indifféremment selon l'un ou l'autre de ces quatre modes. La présente invention vise donc à résoudre ce premier problème, en proposant une solution modulaire et évolutive axée autour d'une embase universelle, utilisable quel que soit le mode d'exploitation, moyennant des adaptations tout-à-fait mineures. A cette embase peuvent *tre associés des équipements périphériques, comme par exemple le lecteur- éditeur de chèques# déjà évoqué, ou un clavier d'introduction, par les clients, de leur numéro personnel d'identification (pin pad) relié aux moyens de réception correspondants du microprocesseur. Les adaptations à effectuer en cas de changement de mode d'exploitation consisteront essentiellement à substituer, A un programme dtapplication des moyens mémoires du micro- processeur, un autre qui correspondra au mode d'exploi- tation envisagé. Outre ces premiers résultats, la présente invention vise à en atteindre un autre: rendre les terminaux de paie- ment, et donc l'embase universelle de l'invention, porta- bles. Ce deuxième problème de portabilité, en liaison avec le premier sur la modularité, c'est-à-dire le pro- blème global de l'élaboration d'une embase universelle pour terminaux électroniques de paiement modulaires, d'applications respectives diverses, et portables à volonté, trouve sa solution au niveau de l'alimentation électrique des cartes à mémoire. Une carte à mémoire doit être soumise à une tension d'ali- mentation ainsi qu'à une tension de programmation. Selon certaines normes en vigueur, et qui seront ici considérées pour les besoins de la cause, la tension de programmation des cartes à mémoire doit pouvoir varier de façon discrète de 5 V à 25 V, avec des pas de 0,1 V. Jusqu'ici, on utilisait à cet effet une batterie de 30 V, et, à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique piloté par le microprocesseur, on engendrait la tension de (5 + 0,1 p)V. On conçoit facilement que le poids d'une batterie de 30 V est inconciliable avec le caractère portable recherché. Et c'est ainsi que la demanderesse propose son invention. La présente invention concerne donc une embase du type mentionné cidessus, caractérisée par le fait que ladite source de tension de programmation fournit une tension au plus égale à la plus petite des tensions de program- mation nécessaires et il est prévu un élévateur de ten- sion entre ladite source et le lecteur de cartes. Dans ces conditions, la source de tension de programmation, de préférence une batterie, de l'embase de l'invention est d'un poids faible. Dans la forme de réalisation préférée de l'embase de l'invention, la source de tension de programmation des cartes à mémoire est la source d'alimentation électrique du microprocesseur, ce qui est encore plus avantageux, cette même source pouvant, de surcroît, fournir la tension d'alimentation générale des cartes. Avantageusement encore, l'élévateur de tension est un élévateur pas à pas commandé par un générateur d'impul- sions à rapport cyclique variable, de préférence intégré au microprocesseur. Toutefois, plus avantageusement encore, l'élévateur de tension est agencé pour élever la tension de la source de tension à un niveau constant légèrement supérieur à la plus grande des tensions de programmation nécessaires et l'embase comporte, entre l'élévateur et le lecteur de cartes, un abaisseur de tension pas à pas commandé par un générateur d'impulsions à rapport cyclique variable intégré au microprocesseur. En effet, si la fonction de transfert d'un élévateur de tension pas à pas est du type exponentiel, ce qui, pour les tensions de sortie élevées, n'est pas satisfaisant au plan de la précision, la fonction de transfert d'un abaisseur pas à pas est, par contre, quant à elle, du type linéaire. En définitive, c'est grâce à l'interface, entre le micro- processeur et le lecteur de cartes, de l'embase de l'invention, comprenant notamment l'élévateur de tension, ainsi qu'à la source de tension de faible poids ou seule- ment à celle du microprocesseur, que la demanderesse peut proposer des terminaux de paiement électroniques modulai- res et portables. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion suivante de deux de ses formes de réalisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma par blocs illustrant un termi- nal de paiement électronique incorporant l'embase de l'invention; - la figure 2 est un schéma électronique détaillé de la première forme de réalisation de l'interface, entre le microprocesseur de pilotage du lecteur de cartes et le lecteur, de l'embase de l'invention; - la figure 3 est un schéma électronique détaillé d'une variante de réalisation, préférée, de l'interface micro- processeur-lecteur de l'embase de l'invention, et - la figure 4 est un schéma du générateur d'impulsions à rapport cyclique variable de l'embase de l'invention. En référence à la figure 1, l'embase de terminal de paie- ment électronique 1 comprend un premier microprocesseur 2, relié par un bus parallèle à une mémoire RAM 3 6 26 11 9 54 préprogrammée en fonction de l'une des applications du terminal analysées plus haut, un deuxième microproces- seur 4, relié par un bus série au premier microprocesseur 2, par un bus parallèle à une autre mémoire RAM 5 préprogrammée à l'aide du programme de transaction aussi analysé ci-dessus, un lecteur 6 de cartes à mémoire, carte de commerçant CSC et cartes de clients CAM, relié au microprocesseur de transaction 4 par un interface 7, et une source d'alimentation en tension 8 reliée aux microprocesseurs 2, 4 et à l'interface 7. Par un bus série, le microprocesseur d'application 2 est relié au système d'application 9, à savoir le système bancaire directement, si le terminal est autonome, ou à un appareil de videotex, ou à un réseau de concentration, ou à une caisse enregistreuse. Le microprocesseur 4 de transaction et de pilotage du lecteur est ici relié par un bus série à un lecteur-éditeur de chèques 10 et, par un récepteur approprié, au demeurant classique, et tou- jours par un bus série, à un clavier 11 d'introduction des numéros personnels d'identification, et complètant l'embase 1 pour constituer le terminal 12 proprement dit. On notera que si, dans l'exemple considéré, deux micro- processeurs sont prévus pour traiter les données des deux mémoires 3, 5, respectivement, un seul de ces microproces- seurs pourrait aussi assurer la double fonction. De même, les deux programmes d'application et de transaction pour- raient n'être contenus que dans une seule mémoire RAM. La figure 2 représente l'interface, dans sa première forme de réalisation, entre le microprocesseur de pilotage 4 et le lecteur de cartes 6. Une batterie 8, ici de 5 V, alimente en énergie électrique le microprocesseur 4 et est reliée, par des diodes, à quatre entrées 21, 22, 23, 24 du lecteur de cartes 6 pour, respectivement, alimenter en énergie électrique la carte du commerçant CSC, les cartes des clients CAM, et fournir une tension de programmation de repos, ici de V, aux cartes CAM et à la carte CSC. La tension de 5 V de la batterie 8 est la plus petite tension de programmation requise.L'interface 7 comporte un élévateur de tension pas à pas 25, un régulateur de courant 26, à la sortie de l'élévateur, un premier pont de mesure 27, un circuit 28 de commande de la tension de programmation des cartes CAM et un circuit 29 de commande de la tension de pro- grammation de la carte CSC, en parallèle sur la sortie du régulateur de courant 26, et un deuxième pont de mesure 30. L'élévateur de tension 25 comprend essentiellement une bobine d'induction 31, reliée à la source 8, un transistor 32, commandé, par sa base, par un générateur 36 d'impul- sions à rapport cyclique variable du microprocesseur 4, par l'intermédiaire d'une résistance 33, une diode 34, reliée à la bobine 31 et au collecteur du transistor 32, et un condensateur 35, relié à la cathode de la diode 34. Cet élévateur de tension 25 est agencé pour, à partir de la tension de la source 8, ici de 5 V, fournir, en fonc- tion de la commande du transistor 32, cette tension de source augmentée de pas de tension, ici de 0,1 V, afin que les tensions de programmation des cartes CAM et CSC, en 23 et 24, puissent varier pas à pas, ici de 5 V à 25 V. On notera que les sorties 37 et 38 des circuits 28 et 29 de commande des tensions de programmation des cartes CAM et CSC sont reliées à la source de tension 8. Ces connexions s'effectuent toutefois par des diodes, prévues pour que, en fait, les tensions ne s'additionnent pas en ces points de liaison dès lors que ces circuits de commande fournissent eux-mêmes des tensions, par construction supérieures à celle de la source. Tel qu'enseigné aux pages 209-211 de l'ouvrage "Ltélec- tronique de puissance, les fonctions de base et leurs principales applications' de Guy Séguier, publié en 1979 aux éditions Dunod, et Vi étant la tension d'entrée de l'élévateur, c'est-à-dire celle de la source 8, V la o tension de sortie de l'élévateur, et r le rapport cycli- que des impulsions du générateur 36, la fonction de transfert de l'élévateur 25 est de la forme V V = 1 -r Pour r = 0, la tension de programmation est la tension de repos fournie directement par la source 8. Pour r = 0,8, pour reprendre l'exemple pratique considéré, la tension de programmation est égale à 25 V. Le régulateur de courant 26, relié à la sortie de l'éléva- teur de tension, comprend essentiellement un montage demesure de courant 40 et un transistor de sortie 41. La fonction de ce régulateur est d'assurer que le courant de charge de l'élévateur de tension 25 reste constant, quelles que soient sa tension de sortie et la consommation des cartes à mémoire, afin que cette tension de sortie soit délivrée avec la meilleure précision possible. Le pont de mesure 27 entre la sortie du régulateur de courant 26 et le microprocesseur 4, permet de déterminer la tension de sortie de l'élévateur et éventuellement de la corriger par action sur le générateur d'impulsions 36. Les circuits de commande 28, 29 comportent essentiellement, et chacun, deux transistors en série, dont l'un 42, 43 se comporte comme un commutateur commandé par l'autre 44, 45 sur lequel est appliqué le signal de commande de la tension de programmation des cartes CAM, CSC délivré par le microprocesseur en 46, 47. Le pont de mesure 30, entre la source 8 et le micropro- cesseur 4, permet de vérifier que la valeur de la tension d'alimentation appliquée en 21, 22 aux cartes est correcte. Le générateur d'impulsions à rapport cyclique variable 36 est intégré dans le microprocesseur 4. Au plan fonction- nel, il peut être représenté par le schéma de la figure 4. Il comporte un générateur de rampes en dents de scie , relié à l'une des entrées d'un comparateur 61, dont l'autre entrée reçoit le signal d'un générateur de ten- sion de consigne 62. Le signal de sortie du comparateur est une suite d'impulsions rectangulaires à rapport cy- clique variable, le rapport dépendant du niveau de la tension de consigne. La figure 3 représente l'interface, dans sa deuxième forme de réalisation, entre le microprocesseur de pilotage 4 et le lecteur de cartes 6, sans ses circuits d'alimen- tation en énergie électrique des cartes CAM et CSC organi- sés sensiblement comme ceux de l'interface 7 de la figure 2. L'interface 50 de la figure 3 comporte un élévateur de tension 51, pour élever la tension de la source 8 à un niveau constant, ici 30 V, un circuit 52 de commande de l'élévateur 51, lui-même commandé par le générateur 36 d'impulsions à rapport cyclique variable, pour que la tension délivrée par l'élévateur 51 soit effectivement celle pour laquelle il est prévu, ici 30 V, quand le rapport r n'est pas nul, et que la tension délivrée soit une tension de repos, ici 8 V, quand r est nul, c'est-à- dire quand le générateur 36 ne délivre pas d'impulsions. L'interface 50 comporte également, en sortie de l'téléva- teur 51, un abaisseur de tension pas à pas 53 commandé par le générateur 36. Les tensions de programmation des cartes sont délivrées en 23, 24, à travers un circuit amplificateur de courant 54, relié à la sortie de l'abais- seur 53 et alimenté par l'élévateur 51, ces tensions de programmation étant commandées,tout comme dans l'interface 7, par le microprocesseur 4 depuis ses bornes 46, 47. Tout comme dans l'interface 7, il est prévu dans l'inter- face 50 un pont de mesure 55, semblable à l'autre, pour pouvoir éventuellement corriger la tension de sortie de l'abaisseur. L'élévateur de tension 51 comprend essentiellement une bobine d'induction 70 reliée à la source 8,par une résistance, et à un circuit intégré 71, une diode 72, et un pont de résistances 73, 74 et deux condensateurs 75, 76 reliés à la cathode de la diode 72. Le circuit 71, qui assure la fonction élévateur, comprend ici essentiellement une commande d'alimentation à découpage. Le circuit 52 de commande de l'élévateur de tension comprend essentiellement, en série, un circuit intégré 80, raccordé au générateur 36, une résistance 81, une diode 82 et une résistance 83 en parallèle, un autre circuit intégré 84, et un transistor 85 dont le collecteur est raccordé à l'élévateur 51. Les circuits intégrés 80, 84 assurent ici des fonctions d'inverseurs. 3o L'abaisseur de tension pas à pas 53 comprend essentielle- ment un transistor 90, alimenté sur son collecteur par la source 8 et commandé sur sa base par le générateur 36, et un amplificateur opérationnel 91, raccordé, par son entrée négative, au collecteur du transistor 90, et, par son entrée positive, à la source 8, et alimenté par la sortie de l'élévateur 51 sur la ligne 92. Cet abaisseur de tension 53 est agencé pour, à partir de la tension de sortie de l'élévateur 51, ici de 30 V, fournir, en fonc- tion de la commande du transistor 90, cette tension de sortie de l'élévateur diminuée de pas de tension, ici de 0,1 V, afin que les tensions de programmation des cartes CAM et CSC, en 23 et 24, puissent varier pas à pas, ici de 25 V à 5 V. Tel qu'enseigné aux pages 540, 541, 543, 544 de l'ouvrage "Integrated Electronics Analog and Digital Circuits and Systems, de Jacob Millman et Christos Halkias, publié en 1972 aux éditions International Student, de Mc.GrawHill, et Vdc étant la tension de sortie de l'abaisseur 53 et r le rapport cyclique des impulsions du générateur 36, la fonction de transfert de l'abaisseur est de la forme Vdc = k r. Pour r = 0, la tension de programmation est la tension de repos de 8 V fournie par l'intermédiaire de deux interrupteurs 107, 108, respectivement pour les cartes CAM et les cartes CSC, commandés par le micropro- cesseur 4 en 48, 49. Contrairement à la fonction de transfert de l'élévateur 25 de l'interface 7, celle de l'abaisseur de l'interface 50 est linéaire ce qui offre l'avantage d'une bonne précision sur toute la plage de variation du rapport cyclique des impulsions de commande du générateur 36. Le circuit amplificateur de courant 54 comprend essentiel- lement un amplificateur opérationnel 100, alimenté sur sa borne positive par la source 8, relié à un circuit CAMI, commandé par un interrupteur 101, et à un circuit CúC commandé par un interrupteur 102. Le circuit C'. M comporte essentiellement un amplificateur opérationnel 1(3, relie par sa borne positive à la sortie de l'abaisseur 53, et un transistor 104, relié par sa base à la sortie de J'am- plificateur 103, par son collecteur à la sortie de l'éld- vateur 51 et par son émetteur à l'entrée de tension dc programmation des cartes CAM 23 du lecteur 6. De même, le circuit CSC de l'amplificateur 54 comprend un amplifica- teur opérationnel 105 et un transistor 106 agencés de la même manière que ceux du circuit CAI, l'émetteur du transistor 106 étant relié à l'entrée de programmation des cartes CSC 24 du lecteur 6. Revendications 1. Embase de terminal de paiement électronique par cartes à mémoire, l'embase comprenant au moins un microprocesseur (4), une source (8) d'alimentation électrique du micro- processeur, des moyens (5, 3) de mémorisation d'un pro- gramme d'application et d'un programme de transaction, reliés au microprocesseur (4), des moyens de réception par le microprocesseur d'informations d'identification de clients, un lecteur de cartes à mémoire (6), piloté par le microprocesseur, et une source de tension (8) pour la programmation des cartes à mémoire, caractérisée par le fait que ladite source de tension de programmation (8) fournit une tension au plus égale à la plus petite des tensions de programmation nécessaires et il est prévu un élévateur de tension (25; 51) entre ladite source (8) et le lecteur de cartes (6). 2. Embase de terminal selon la revendication 1, dans laquelle ladite source de tension de programmation (8) est la source d'alimentation électrique du microproces- seur (4). 3. Embase de terminal selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle l'élévateur est un élévateur de tension pas à pas (25) commandé par un générateur d'impulsions à rapport cyclique variable (36). 4. Embase de terminal selon la revendication 3, dans laquelle un régulateur de courant (26) est branché à la sortie de l'élévateur de tension (25). 5. Embase de terminal selon l'une des revendications 3 et 4, dans laquelle ladite source de tension de programmation (8) est reliée aux entrées de programmation (23, 24) du lecteur (6) par l'intermédiaire de diodes pour fournir des tensions de programmation de repos. 6. Embase de terminal selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle l'élévateur de tension (51) est agen- cé pour élever la tension de ladite source de programma- tion (8) à un niveau constant supérieur à la plus grande des tensions de programmation requises et un abaisseur de tension pas à pas (53), commandé par un générateur (36) d'impulsions à rapport cyclique variable, est branché à la sortie de l'élévateur de tension (51). 7.Embase de terminal selon la revendication 6, dans laquelle l'élévateur de tension (51) est commandé par un circuit (52), commandé par le générateur (36) d'impul- sions à rapport cyclique variable et agencé pour que, quand le rapport cyclique est nul, l'élévateur (51) four- nisse en sortie une tension de repos. 8. Embase de terminal selon l'une des revendications 6 et 7, dans laquelle un circuit amplificateur de courant (54) est relié à la sortie de l'abaisseur de tension (53) et alimenté par l'élévateur de tension (51).