Brevet FR2649818A1 — publié le 19910118

DISPOSITIF POUR LA VERIFICATION DE CARTES A MICROCIRCUIT L'invention est relative à un dispositif pour la vérification, de cartes à microcircuit. On sait que ce type de cartes se développe considérablement, notamment dans les applications ban- caires et transactions monétaires (cartes de paie- ment), pour les communications téléphoniques (carte porte-jetons ou télécarte), comme fichier portable par exemple comme carte d'identité ou permis de conduire à points, ou dans le domaine médical en particulier pour les cartes de sang, etc... Ces cartes à microcircuit sont -destinées à être introduites dans des terminaux de traitement, en particulier pour permettre à l'utilisateur d'effectuer diverses opérations. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif qui permet de renseigner l'utilisateur sur l'état du microcircuit de la carte en lui indi- quant si celui-ci est ou n'est plus exploitable sur- les terminaux de traitement, et donc si la carte est opérationnelle ou non. Il convient, en outre que le dispositif de vérification ne puisse en aucun cas, altérer bu modifier les informations contenues dans une mémoire du microcircuit. Selon l'invention, un dispositif pour la vérification de cartes à microcircuit est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens propres à appli- quer une tension inverse sur les différentes entrées du microcircuit -par rapport à la masse, des moyens de limitation du courant sur chaque entrée, des moyens pour établir au moins un seuil de tension et des moy- ens de comparaison, pour chaque entrée, entre la ten- sion présente sur cette entrée et un seuil associé, des moyens de visualisation étant en outre prévus en combinaison avec les moyens de comparaison pour indiquer si la carte est opérationnelle ou non. De préférence, le dispositif est agencé pour permettre la vérification d'une absence de court- circuit sur chaque entrée, et l'état opérationnel de chaque entrée. Pour cela, les moyens de seuil sont propres à établir deux seuils Si et S2, le seuil Si étant destiné à permettre de vérifier si l'entrée n'est pas à la masse, tandis que le seuil 52 est des- tiné à permettre d'indiquer si l'entrée est à un état opérationnel. Le dispositif comporte, avantageusement, un inverseur ou un dispositif à temporisation permet- tant d'appliquer successivement le seuil S1 ou le seuil S2 à l'une des entrées des moyens de com- paraison. U-n moyen de comparaison est prévu avan- tageusement pour chaque entrée et comporte un amplifi- cateur opérationnel associé à cette entrée et branché en comparateur, une entrée de cet amplificateur étant reliée aux moyens de seuil tandis que l'autre entrée est reliée, par une résistance, à une entrée de la carte à microcircuit, la sortie de cet amplificateur étant propre à commander un dispositif indicateur, en particulier à voyant lumineux. De préférence, le dispositif est agencé pour que l'ensemble des voyants associés aux entrées de la carte à microcircuit reste éteint lorsque la carte ne présente aucun court-circuit, sur ses entrées, tandis que l'ensemble des voyants s'allume lorsque toutes les entrées de la carte sont opérationnelles Avantageusement, les moyens propres à appli- quer une tension inverse comprennent un poussoir de sorte que la tension ne soit appliquée aux entrées de la carte à microcircuit que lorsque le poussoir est enfonce. Les vérifications évoquées précédemment sont des vérifications en statique de cartes à microcircuits. Avantageusement, le dispositif de l'invention comporte des moyens de test dynamique de la carte à microcircuit, lorsque la vérification en statique s'est révélée satisfaisante. Les moyens de test dynamique comprennent un commutateur analogique permettant de basculer le niveau de tension sur les bornes de la carte à micro- circuit et de passer de la tension inverse à la ten- sion normale, un microprocesseur propre A être activé séquentiellement après résultat positif du test sta- tique, et des moyens d'affichage alphanumériques du résultat du test dynamique, le microprocesseur étant programmé pour permettre de lire certaines informa- tions de la carte. Par exemple, pour une télécarte, ou une carte du même type, ce test dynamique permettra d'afficher le nombre d'unités restant disponibles ou la mention "carte épuisée". Le dispositif pour la vérification de cartes à microcircuit peut être constitué par un bottier autonome et portable de faibles dimensions, permettant une analyse sur le site, cebottier comportant un logement débouchant à l'extérieur par une fente dans laquelle peut être introduite la carte à microcircuit. Selon une autre possibilité, le dispositif de vérification est inclus dans un système d'exploitation de cartes pour assurer un pr4contr]le de sécurité avant exploitation de la carte. L'invention consiste, miEes à part les disposi- tions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il. sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence aux dessins ci- annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue schématique en perspective d'un dispositif de vérification pour cartes à microcircuit, autonome et portable, selon l'invention. La figure 2, est un schéma électrique des circuits pour la vérification en statique. La figure 3, enfin, est un schéma synoptique de la partie du dispositif pour réaliser un test dynamique. En se reportant à la figure 1, on peut voir f10 que le dispositif de vérification I se présente, dans l'exemple considéré, sous la forme d'un bottier 2 autonome et portable de faibles dimensions pour ana- lyses sur le site. Ce bottier 2 a une forme sensible- ment parallélépipédique rectangle et comporte, sur une de ses petites faces, une fente 3 par laquelle peut être introduite une carte 4 à microcircuit, destinée à ttre vérifiée. Dans l'exemple considéré, la carte 4, de dimension standard, est munie d'un microcircuit comportant huit contacts d'entrée, cl - c8, l'un de ces contacts, par exemple c5 correspondant à la masse. Le bottier 2 comporte, sur la face munie de la fente 3,- au-dessous de cette fente, d'un coté un bouton-poussoir 5 et, de l'autre côté, un inverseur 6 dont il sera question plus loin. Le bottier 2 comporte, à l'intérieur, un circuit qui va tre décrit avec référence à la figure 2. Sur sa grande face supérieure, le bottier 2 est muni d'un dispositif indicateur, par exemple constitué par des diodes électroluminescentes, Il - 14 et 16 - 18 correspondant aux diverses entrées du microcircuit de la carte 4, à l'exception de l'entrée c5 cc respon- dant à la masse. En variante, le dispositif indi- cateur pourrait être constitué par un afficheur à cristaux liquides semblable à l'afficheur D dont il sera question plus loin, ou par tout moyen équivalent. En outre, un voyant supplémentaire 10 est prévu à l'écart de la série de voyants Il - 18. En se reportant à la figure 2, onf voit que le dispositif 1 comprend une source de tension con- tinue 7 formée par une ou plusieurs piles ou par une batterie, branchées de manière à appliquer une tension inverse sur les différentes entrées 1, c2, c3, e4, c6, c7 et c8 du microcircuit par rapport à la masse qui correspond à l'entrée eS. La borne + (positive) de la source 7 est reliée à la masse par l'intermédiaire du poussoir 5. Le circuit électrique du dispositif 1 est muni de contacts associés aux diverses entrées cl - e de la carte 4. Par souci de simplification, les contacts du circuit de la figure 2 ont été désignés par la même lettre suivie du même chiffre que l'entrée correspondante de la carte 4 qui vient s'appliquer contre le contact du circuit lorsque la carte 4 est complètement engagée dans la fente 3. Le voyant 10 est branché entre la masse et la borne - (négative) de la source 7, par l'intermédiaire d'une résistance 8. Lorsque le pous- soir 5 est enfoncé, le circuit d'alimentation du voy- ant 10 est fermé et ce voyant s'allume. La tension inverse appliquée sur les différentes entrées du microcircuit est comprise de préférence entre - 3 V et - 5V par rapport à la masse ou substrat du microcircuit. Cette tension est appliquée lorsque le boutonpoussoir 5 est enfoncé, ce qui permet de réduire l'usure de la source 7. La borne - de cette source est reliée à cha- con des contacts correspondant aux entrées c1...c4 et c6 - cs par l'intermédiaire d'une résistance correspondante R1, R2....R8 choisie de manière A lim- iter le courant sur chacune des entrées du microcir- cuit, conformément aux spécifications des construc- teurs de composants. Des moyens 9 sont prévus pour établir deux seuils de tension Si, 52. Ces moyens 9 comprennent deux résistances 10, 11 branchées en série entre les bornes - et + de la source 7. Au point milieu M, situé entre ces résistances 10 et 11, est prélévée la ten- sion de seuil Si1 ou S2. Ce point M est relié à une borne de l'inverseur 6 dont l'autre borne est reliée à la masse (et donc à la borne + de la source 7) par une résistance 12. Lorsque l'inverseur 6 est dans la posi- tion de la figure 2 pour laquelle le point milieu M est isolé de la résistance 12, le -seuil obtenu correspond à S2. Lorsque l'inverseur 6 est fermé, ce qui met en circuit la résistance 12 parallèlement à la résistance 11, le seuil obtenu correspond à 51 pour lequel la tension inverse par rapport à la masse est plus faible que pour S2. Le point milieu M est relié en parallèle aux entrées inverseuses d'amplificateurs opérationnels A1...A4, A6... AS associés aux entrées cl-....c4 et c_6- c8; ces amplificateurs A1-A8 sont branchés en com- parateurs et leur entrée non inverseuse est reliée par l'intermédiaire d'une résistance appropriée, respec- tivement 13 à 19, aux entrées ci-c4 et c6-c8. La sortie de chaque amplificateur A1-A8 est reliée à son entrée non inverseuse par une résistance de valeur appropriée, respectivement 20 à 26, pour assurer une hystérésie au système de commutation. Chaque sortie des amplificateurs A1-A8 est en outre reliée par l'intermédiaire d'une résistance de valeur appropriée, respectivement 27 à 33, à une borne d'un voyant lumineux respectif 11-14, 16-18, dont l'autre borne est reliée à la borne - de la source 7. Les contrôles effectués avec le dispositif 1 de l'invention permettent la vérification d'une absence de court-circuit et de la présence d'une diode de protection ayant des caractéristiques correctes. Les résultats observes sur les entrées et à c4 et c. _ c8 sont: - ou bien proches de a V à - 0,10 V, ce qui correspond ' la présence d'un courtcircuit sur i l'entrée considérée entre cette entrée et la masse; - soit voisins de la valeur d'une tension de diode, par exemple de l'ordre de 0,7 V, avec un courant prédéterminé, sensiblement à 10 A; dans ce cas la. liaison est correcte sur l'entrée considérée; - soit compris entre la valeur de la tension de diode + 30 X et la valeur de la tension de source; dans ce cas, la liaison pour l'entrée considErée n'est pas correcte, ou bien encore, le circuit a des caractéristiques d'entrée hors norme. Les voyants I1 & 1E, pour la visualisation de l'état des entrées, peuvent être de couleurs iden- tiques ou différentes. Le cas échéant, on pourrait prévoir un seul voyant pour donner un résultat global. En das de défaut, l'utilisateur saurait que la carte présente un défaut, mais sans indication de l'entrée ou des entrées sur lesquelles se situent le ou les défauts. Le seuil S1 le plus faible permet de vérifier si l'entrée n'est pas à la masse (0 V). Si c'est bien le cas, le voyant correspondant de 11-l] ne s'allume pas. Le seuil S2 permet d'indiquer si les entrées ont un état opérationnel; si c'est bien le cas, le voyant correspondant 11-18 s'allume. - Il est.^ noter que ce dispositif peut con- venir pour toutes les cartes qui ont un microcircuit et quelle que soit la position du microcircuit. Toutes les cartes à microcircuit répondant A des normes ISO, ou autres, peuvent être analysées avec le dispositif de l'invention. Ceci étant, l'utilisation du dispositif conforme à l'invention est la suivante L'utilisateur introduit la carte dans la fente 3 et l'emmène en butée. Des moyens de détection (non-représentés) du bon positionnement de la carte peuvent être prévus. L'utilisateur appuie ensuite sur le poussoir pour appliquer les tensions inverses sur chaque entrée cl-cS. Le témoin lumineux formé par le voyant s'allfume indiquant l'établissement d'une tension correcte. A l'aide de l'inverseur 6, l'opérateur choisit le seuil de contr6le. En position S! (inverseur 6 dans la position fermée qui n'est pas représentée sur la figure 2),-et alors que 'le poussoir 5 est enfoncé, si la carte 4 ne présente aucun court-circuit, aucun des voyants 11-18 ne s'allume. Lorsque l'inverseur 6 est mis sur la posi- tion correspondant au seuil S2 (position ouverte représentée sur la figure 2), après appui sur le pous- soir 5, tous les voyants 11-18 doivent etre allumés si la carte est opérationnelle. Si l'un de ces voyants n'est pas allumé, l'entrée correspondante présente une liaison qui n'est pas correcte ou des caractéristiques hors norme. Ce dispositif permet de vérifier qu'il existe - - une continuité entre-les contacts d'entrée et le microcircuit; - la présence de protections entre les entrées et le substrat du microcircuit l'absence d'un court-circuit entre les entrées et le 0 V. En se reportant A la figure S3 on peut voir un schéma des moyens T du dispositif 1, prévus pour réaliser un test dynamique du microcircuit de la carte, après résultat positif du test statique. Ce test dynamique consiste à vérifier la réponse du microcircuit IOrsque des ordres simples lui sont présentés. Pour des raisons de sécurité, l'accès au microcircuit ne sera réalisé qu'en lecture. Les moyens de test dynamique T comprennent un commutateur analogique 34 relié à une interface 35 avec la carte & microcircuit. Le commutateur 34 permet de basculer le niveau de tension sur les bornes de la carte et d'appliquer, pour le test dynamique, une ten- sion normale au lieu de la tension inverse utilisée pour le test statique. Dans l'exemple considéré, la borne CS de la carte n'est pas utilisée, cette entrée n'étant pas opérationnelle. Les moyens T comprennent en outre un microprocesseur 36, du type CMOS, combiné avec une mémoire vive (RAM) et une mémoire morte programmable (EPROM). Le quartz 37 de l'horloge interne du microprocesseur 36 a été schématiquement représenté sur la figure 3. Un afficheur D à cristaux liquides, en par- ticulier à 4 digits alphanumériques, est en outre prévu. Des liaisons par lignes "bus" sont prévues entre le microprocesseur 36, le commutateur 34 et l'afficheur D. L'alimentation électrique est assurée par une ligne 38 au potentiel Vcc et une ligne 39 au potentiel 0 volt. Le microprocesseur 36 est activé séquentiellement après résultat positif du test sta- tique. Il est programmé pour -lire des informations du microcircuit de la carte et pour afficher, sur D, le résultat du test dynamique. Cet affichage restera présent pendant environ 10 secondes. Les moyens de test dynamique T permettent, par exemple, les vérifications suivantes: - sur une télécarte ou une carte du même type, affichage du nombre d'unités encore disponibles ou d'un message signifiant "carte épuisée"; - sur une carte de type bancaire, l'état de celle-ci après analyse des mots en réponse à une ini- tialisation, par exemple: - carte invalide (par exemple suite à l'introduction de trois codes faux); - carte muette (défaut de la carte); - zone état pleine (la carte a été utilisée au maximum); - carte correcte. Ce test dynamique constitue un complément intéressant au test statique. La description a été effectuée à propos d'un dispositif formé par un bottier 2 autonome et port- able. Il est clair que le dispositif de vérification de l'invention peut être inclus dans un système d'exploitation de cartes pour assurer un précontrtle de sécurité avant exploitation des cartes. REVENDICATIONS I. Dispositif pour la vérification de cartes à microcircuit, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (7) propres à appliquer une tension inverse sur les différentes entrées (cl-c8) du microcircuit par rapport à la masse, des moyens de limitation (RI- R8) du courant sur chaque entrée, des moyens (9) pour établir au moins un seuil de tension et des moyens de comparaison (AI-A8) pour chaque entrée, entre la ten- sion présente sur cette entrée et un seuil associé, des moyens de visualisation (11-18) étant en outre prévus en combinaison avec les moyens de comparaison pour indiquer si la carte est opérationnelle ou non. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour permet- tre la vérification d'une absence de court-circuit sur chaque entrée, et l'état opérationnel de chaque entrée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de seuil (9) sont propres à établir deux seuils (SI et 52), le seuil (SI) étant destiné à permettre de vérifier si l'entrée n'est pas à la masse, tandis que le seuil (S2) est destiné à permettre d'indiquer si l'entrée (cl-c8) est à un état opérationnel. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un inverseur (6) permettant d'appliquer successivement le seuil (SI) ou le seuil (S2) à l'une des entrées (cl-c8) des moyens de comparaison (A1-A8). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un moyen de comparaison est prévu pour chaque entrée (cl-ce) et comporte un amplificateur opérationnel (AI-A8) associé à cette entrée et branché en comparateur, une-entrée de cet amplificateur étant reliée aux moyens de seuil (9) tandis que l'autre entrée est reliée, par une résistance (13-19), à une entrée (c1-c8) de la carte à microcircuit, la sortie de cet amplificateur étant propre A commander un dispositif indicateur, en particulier A voyant lumineux (11-18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour que l'ensemble des voyants (11- 18) associés aux entrées (ci-c8) de la carte A micro- circuit reste éteint lorsque la carte (4) ne présente aucun court-circuit sur ses entrées, tandis que l'ensemble des voyants (11-l8) s'allume lorsque toutes les entrées de la carte sont opérationnelles. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens propres à appliquer une tension inverse comprennent un poussoir (5) de sorte que la tension ne soit appliquée aux entrées (c!-c8) de la carte (4) à microcircuit que lorsque le poussoir (5) est enfoncé. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de test dynamique (T) de la carte à microcircuit. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de test dynam- ique comprennent un commutateur analogique (34), per- mettant de basculer le niveau de tension sur les bornes de la carte à microcircuit et de passer de la tension inverse à la tension normale, un micropro- cesseur (36) propre à tre activé séquentiellement après résultat positif du test statique, et des moyens d'affichage alphanumériques (D) du résultat du test dynamique, le microprocesseur étant programmé pour permettre de lire certaines informations de la carte. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un bottier (2) autonome et portable de faibles dimensions, permettant une analyse sur le site, ce bottier comportant un logement débouchant à l'extérieur par une fente (3) dane laquelle peut Otre introduite la carte à microcircuit. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé par le fait qu'il est inclus dans un système d'exploitation de carter pour assurer un précontrble de sécurité avant l'exploitation de la carte.