Brevet FR2942582A1 — publié le 20100827

Dispositif portable, notamment du type clé USB, pourvu de plusieurs interfaces de communication sans contact sélectionnables L'invention concerne de façon générale un perfectionnement apporté à un objet électronique portable apte à communiquer sans contact avec un lecteur sans contact. L'invention sera plus particulièrement décrite dans son application à une clé de type USB, mais uniquement à titre d'exemple non limitatif, étant entendu que ~o l'invention s'applique à d'autres objects portables communicants dotés d'un étage de communication sans fil, notamment par voie radiofréquence. On connaît déjà des objets portables communicants de petit format, dotés d'une part d'une interface de communication à contact de type connecteur USB (pour � Universal Serial Bus � en terminologie anglosaxonne), et dotés d'autre part d'une 15 interface de communication sans contact avec un lecteur sans contact. La communication sans contact avec le lecteur sans contact se fait à l'aide d'une liaison radio, qui met en oeuvre une antenne connectée aux bornes d'un étage électronique de transmission mettant en forme le signal à émettre ou le signal reçu par l'antenne. L'étage de communication sans fil comporte souvent un microcircuit de carte 20 à puce, compte tenu de la large diffusion de ce genre de composant, utilisé notamment pour la fabrication de cartes à puce pour des applications de type paiement de titres de transport ou autre. Compte tenu de la multiplication des applications susceptibles d'utiliser la technologie des cartes à puce à fonctionnement sans contact, qui souvent sont 25 lancées par des opérateurs distincts qui exigent que leur application ne partage pas la même puce électronique que celle d'une autre application à carte à puce sans contact, on est conduit à installer plusieurs circuits de carte à puce sans contact sur un même objet portable. Or compte tenu de la place prise par l'antenne, il est difficile et coûteux de 30 faire cohabiter plusieurs antennes sur un même objet portable de petite taille, notamment de type clé USB. Il se pose donc un problème consistant à devoir partager un même étage de transmission sans fil, et notamment une même et unique antenne, entre deux ou plusieurs circuits de type microcircuit de carte à puce sans contact. A titre d'exemple concret, ce problème se pose dans le cas de la conception d'une clé USB faisant coexister sur un même support une première puce utilisée pour une application de type transport (utilisant par exemple un premier protocole de communication de type Innovatron avec un lecteur sans contact), avec une seconde puce utilisée pour une application de type porte-monnaie électronique (utilisant par exemple un second protocole de communication de type ISO/IEC 14443 Type B). ~o Alternativement, lorsque deux ou plusieurs antennes peuvent néanmoins être aménagées sur le dispositif, chacune étant connectée à un microcicruit de carte à puce, il est nécessaire de pouvoir sélectionner à la demande, un ensemble opérationnel constitué par un microcircuit de carte à puce et une antenne, en fonction de la transaction sans contact envisagée par l'utilisateur. 1s Lorsqu'un même étage de transmission est connecté à plusieurs puces microélectroniques, un problème qui se pose alors à l'utilisateur du dispositif est de savoir quelle puce est connectée à un instant donné à l'antenne. Et si la puce connectée à l'instant t à l'antenne n'est pas celle qui est nécessaire pour exécuter l'application de carte sans contact envisagée, il faut trouver un moyen simple de 20 connecter l'antenne avec la carte à puce qui est nécessaire pour réaliser la prochaine transaction sans contact envisagée. Un autre problème technique posé consiste à connecter les ports de communication de plusieurs cartes à puce sans contact, sélectivement et successivement à une antenne unique donnée aménagée sur le dispositif. 25 Un autre problème technique posé, dans le cas où il y a à la fois plusieurs antennes et plusieurs cartes à puce sur le dispositif, consiste à connecter les ports de communication des différentes cartes à puce sans contact, sélectivement et successivement à une antenne différente donnée aménagée sur le dispositif. 30 Buts de l'invention Un but de l'invention est par conséquent de remédier aux problèmes posés et de proposer un dispositif portable communiquant capable de commuter une antenne unique successivement sur au moins deux circuits distincts de carte à puce. Un autre but de l'invention est de proposer un objet portable communiquant, notamment une clé USB pourvue de plusieurs composants de carte à puce dont chacun est connecté à son antenne propre, ou susceptible de partager une antenne unique, l'utilisateur pouvant à chaque instant choisir la puce et l'antenne à mettre en service pour une transaction donnée. to Un autre but de l'invention est de proposer un objet portable communiquant pourvu de plusieurs composants de carte à puce et d'au moins une antenne qui peut être couplée sélectivement à l'une des cartes à puce, dans lequel des moyens existent pour protéger l'utilisateur contre toute réalisation de transactions frauduleuses entre l'une des cartes à puce et un lecteur sans contact. 15 Résumé de l'invention L'invention a donc pour objet un dispositif électronique portable et communiquant, comportant un boîtier abritant une carte de circuit imprimé à laquelle sont connectées au moins deux cartes à puce, chaque carte à puce étant pourvue 20 d'une interface de communication sans contact, ledit dispositif comportant en outre au moins une antenne destinée à être connectée à l'interface de communication sans contact de ladite au moins une carte à puce, de façon à assurer la communication ;sans contact entre ladite carte à puce et un lecteur de carte à puce externe, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de commutation connecté entre 25 les bornes des interfaces de communication sans contact desdites cartes à puce et ues bornes de ladite au moins une antenne, ce moyen de commutation étant apte à connecter sélectivement une antenne donnée du dispositif avec une carte à puce sans contact donnée, par actionnement dudit moyen de commutation. 4 Avantageusement, ledit moyen de commutation est un interrupteur à au moins deux positions stables, chaque position de l'interrupteur correspondant à la connexion d'une carte à puce donnée avec ladite au moins une antenne. De préférence, l'interrupteur comporte en outre un point milieu connecté à s aucune carte à puce, de façon à empêcher toute communication entre l'une des cartes à puce et ladite au moins une antenne, lorsque l'interrupteur est positionné sur le point milieu. Dans une variante de réalisation du dispositif, il comporte une antenne unique connectée audit moyen de commutation, et une pluralité de cartes à puce ro dont les interfaces de communication sans contact peuvent sélectivement être connectées à ladite antenne par l'intermédiaire dudit moyen de commutation. Alternativement, le dispositif comporte deux antennes et deux cartes à puce, le moyen de commutation étant alors configuré de manière que la connexion d'une première antenne aux bornes de l'interface de communication sans contact d'une is première carte à puce, entraine la déconnexion de la seconde antenne des bornes de l'interface de communication sans contact de la seconde carte à puce. Dans un mode de réalisation avantageux, le boîtier du dispositif est au format d'une clé USB et comporte une interface de communication de type USB pour connecter le dispositif à un système hôte également pourvu d'une connectique de 20 type USB. Le dispositif comporte alors un microcontrôleur pour gérer la communication entre lesdites cartes à puce et l'interface USB. Mais il est également possible qu'au moins l'une des cartes à puce comporte elle-même une interface de type USB, de façon à permettre une liaison entre ladite 25 carte à puce et un connecteur USB externe, sans qu'un microcontrôleur ne soit nécessaire. En variante, au moins l'une des cartes à puce comporte une interface de type USB, et au moins une autre carte à puce comporte une interface de type ISO 7816, cette dernière étant connectée à un convertisseur de format ISO 7816 vers USB. 30 Dans ce cas, chaque carte à puce est connectée à un concentrateur USB soit directement via l'interface USB de la carte à puce, soit à travers un convertisseur de protocole de communication ISO 7816 vers le protocole de communication USB. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des dessins annexés dans lesquels : s - la figure 1 représente un schéma électrique de principe du dispositif communiquant selon l'invention, dans lequel le dispositif comporte une seule antenne et deux cartes à puce sans contact, et un moyen de couplage sélectif entre l'une des cartes à puce et l'antenne ; la figure 2 représente un schéma électrique de principe d'un autre 10 mode de réalisation du dispositif selon l'invention, dans lequel le moyen de couplage est réalisé de manière différente que dans la figure 1 ; la figure 3 représente un schéma électrique de principe du dispositif selon l'invention, dans lequel le dispositif comporte autant d'antennes que de cartes à puce sans contact ; 15 - la figure 4 représente de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans lequel les cartes à puce sont connectées en outre à un bus de type USB, pour assurer un fonctionnement à contact ; - la figure 5 représente de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans lequel l'une des cartes à puce sans contact possède également une interface à 20 contact au format USB ; - la figure 6 représente de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans lequel chaque carte à puce sans contact possède en outre une interface à contact au format USB, les différentes interfaces USB étant couplées à un bus USB au moyen d'un concentrateur USB (encore appelé � HUB USB � en terminologie 25 anglosaxonne) ; la figure 7 représente de façon schématique le dispositif de la figure 1, dans lequel l'une des cartes à puce sans contact possède en outre une interface à contact au format USB, alors que l'autre carte à puce possède une interface de communication à contact au format ISO-7816. 30 6 Description détaillée de l'invention On se réfère à la figure 1. Dans cette figure, on a représenté le schéma électrique d'un premier mode de réalisation du dispositif communiquant 1 selon l'invention, dans lequel ce dispositif comporte une seule antenne 3 et deux cartes à s puce sans contact 5,7. Le dispositif 1 comporte un boîtier (non représenté) abritant une carte de circuit imprimé à laquelle sont connectées deux cartes à puce 5,7 comme représenté dans la figure, mais en théorie rien ne s'oppose à ce qu'il y en ait plus de deux cartes à puce. Chaque carte à puce 5,7 est pourvue d'une interface de communication sans contact. L'antenne 3 est destinée à être connectée à l'interface ~o de communication sans contact des deux (ou plus) cartes à puce, de façon à assurer la communication sans contact entre lesdites cartes à puce et un lecteur de carte à puce externe (non représenté). Selon l'invention, le dispositif 1 comporte en outre un moyen de commutation 9 connecté entre les bornes des interfaces de communication sans contact desdites 15 cartes à puce 5,7 et les bornes de l'antenne, ce moyen de commutation ou interrupteur 9 étant apte à connecter sélectivement l'antenne 3 du dispositif avec une carte à puce sans contact 5,7 donnée, par actionnement dudit moyen de commutation 9, comme représenté par le trait interrompu 11. En effet, l'interrupteur 9 est connecté entre l'antenne et les interfaces de 20 communication sans fil des cartes à puce, de manière qu'une action sur l'interrupteur ferme alternativement le circuit électrique formé entre l'antenne et le port de communication sans fil de l'une des cartes à puce, tout en ouvrant le circuit circuit électrique formé par ladite antenne et l'autre carte à puce. Comme représenté, ledit moyen de commutation 9 est de préférence un 25 interrupteur à au moins deux positions, chaque position de l'interrupteur correspondant à la connexion d'une carte à puce donnée avec l'antenne. Il peut être judicieux de faire en sorte que ledit interrupteur 9 comporte en outre un point milieu 13 connecté à aucune carte à puce, de façon à empêcher toute communication entre l'une des cartes à puce et ladite au moins une antenne, lorsque 30 l'interrupteur est positionné sur le point milieu. Ceci permet notamment de protéger 7 l'utilisateur du dispositif 1 contre des transactions non autorisées, en empêchant toute lecture frauduleuse des cartes à puce à l'insu du titulaire. Dans la figure 2, on a représenté une variante du dispositif de la figure 1, dans laquelle l'interrupteur 9 à point milieu a été simplifié et est connecté uniquement à une seule borne de l'interface de communication sans fil de chaque carte à puce, mais l'effet technique obtenu est le même. Dans la figure 3, le dispositif 1 est modifié dans la mesure où il comporte une antenne 3a, 3b par carte à puce sans contact. Le moyen de commutation 9a, 9b est alors connecté de manière à ce que son actionnement, par exemple au moyen d'un lo bouton poussoir, ferme le circuit électrique formé entre une antenne et le port de communication sans fil de l'une des cartes à puce, tout en ouvrant simultanément le circuit électrique formé par l'autre antenne et l'autre carte à puce, comme schématisé par le trait interrompu 11 qui relie les deux parties de l'interrupteur. Il est à noter que les cartes à puce 5,7 ne sont pas obligatoirement des 15 cartes à puce fonctionnant uniquement en mode sans contact. Elles peuvent très bien comporter également une interface de communication à contact classique compatible avec la norme ISO 7816, comme représenté en figure 4. En utilisant derrière l'interface à contact 15, un microcontrôleur 17 adéquat, il est possible d'attaquer un bus de données 19 au format USB, qui est très répandu pour effectuer 20 la liaison filaire avec tous types de dispositifs ou systèmes numériques, tels que par exemple un lecteur de carte à puce à fonctionnement à contact. Dans ce cas, le boîtier du dispositif 1 est avantageusement au format d'une clé USB et il comporte une interface de communication de type USB pour connecter le dispositif 1 à un système hôte. 25 Comme schématisé dans la figure 5, il est possible qu'au moins l'une des cartes à puce comporte elle-même une interface (non représentée car intégrée à la carte à puce), non pas de type type ISO 7816, mais de type USB, ce qui permet d'établir une liaison directe 21 entre ladite carte à puce et un connecteur USB externe. 8 En variante supplémentaire représentée dans la figure 6, chacune des cartes à puce 5,7 comporte une interface de type USB qui est alors connectée à un connecteur USB externe par l'intermédiaire d'un concentrateur de ports USB 23. On peut également imaginer une variante supplémentaire, représentée en figure 7, dans laquelle l'une des cartes à puce comporte une interface de type USB, et l'autre carte à puce comporte une interface de type ISO 7816, cette dernière étant alors connectée à un convertisseur de format 25 ISO 7816 vers USB. L'homme du métier sera à même de choisir la meilleure forme d'implémentation du moyen de commutation 9 en fonction de l'application visée, ~o mais il peut être avantageux que ce moyen de commutation soit constitué par un bouton poussoir actionné par l'utilisateur du dispositif. Comme le bouton poussoir est connecté mécaniquement à un interrupteur qu'il actionne, et cet interrupteur étant connecté entre l'antenne et les ports de communication sans fil des cartes à puce, l'actionnement du bouton poussoir entraine la connexion alternativement d'une 15 antenne et d'une carte à puce donnée, tandis que l'autre carte à puce n'est pas alimentée pendant ce temps et ne fonctionne pas. Avantages du dispositif selon l'invention L'invention répond aux objectifs fixés. En particulier, elle permet de proposer 20 un nouveau dispositif communiquant, notamment de type clé USB dotée de plusieurs puces de cartes à puce sans contact. L'invention amène la possibilité de partager une même antenne alternativement en fonction avec l'une des cartes à puce sans contact. Chaque carte à puce sans contact étant associée à une application donnée, par exemple une application de paiement de titres de transport, une application 25 d'accès physique, une application d'accès logique, une application de paiement sans contact, et chaque application étant éventuellement mise en place et gérée par un opérateur différent. Ceci permet de loger des applications multiples mais indépendantes dans un même objet portable, par exemple au format d'une clé USB, tout en ayant un 3o encombrement et un coût de fabrication minimal. 9 L'invention permet aussi de gérer la mise en circuit d'un couple antenne et carte à puce donné, par simple action sur un bouton poussoir agissant sur un interrupteur. Lorsque le bouton poussoir possède un point milieu, il est possible d'obtenir une sécurité de fonctionnement supplémentaire puisqu'il est alors possible de désactiver le fonctionnement de l'interface de communication, et donc de bloquer le fonctionnement des applications embarquées. Il est également possible d'activer par défaut une puce, par exemple la puce hébergeant une application de type transport, et de n'activer l'autre puce, par exemple une puce hébergeant une application de type paiement, uniquement à la demande de façon ponctuelle, par action de l'utilisateur sur le bouton de sélection. De façon similaire, il est possible de prévoir d'avoir une puce fixée à demeure sur le dispositif, et une autre puce placée dans une carte à puce amovible et interchangeable, comme par exemple une carte à puce de type carte SIM. REVENDICATIONS1. Dispositif électronique portable et communiquant, comportant un boîtier abritant une carte de circuit imprimé à laquelle sont connectées au moins deux cartes à puce, chaque carte à puce étant pourvue d'une interface de communication sans contact, ledit dispositif comportant en outre au moins une antenne destinée à être connectée à l'interface de communication sans contact de ladite au moins une carte à puce, de façon à assurer la communication sans contact entre ladite carte à puce et ~o un lecteur de carte à puce externe, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de commutation connecté entre les bornes des interfaces de communication sans contact desdites cartes à puce et les bornes de ladite au moins une antenne, ce moyen de commutation étant apte à connecter sélectivement une antenne donnée du dispositif avec une carte à puce sans contact donnée, par actionnement dudit 15 moyen de commutation. 2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de commutation est un interrupteur à au moins deux positions, chaque position de l'interrupteur correspondant à la connexion d'une carte à puce donnée 20 avec ladite au moins une antenne. 3. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit interrupteur comporte en outre un point milieu connecté à aucune carte à puce, cle façon à empêcher toute communication entre l'une des cartes à puce et ladite au 25 moins une antenne, lorsque l'interrupteur est positionné sur le point milieu. 4. Dispositif électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une antenne unique connectée audit moyen de commutation, et une pluralité de cartes à puce dont les interfaces de communication sans contact 15 11 peuvent sélectivement être connectées à ladite antenne par l'intermédiaire dudit moyen de commutation. 5. Dispositif électronique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux antennes et deux cartes à puce, le moyen de commutation étant configuré de manière que la connexion d'une première antenne aux bornes de l'interface de communication sans contact d'une première carte à puce, entraine la déconnexion de la seconde antenne des bornes de l'interface de communication sans contact de la seconde carte à puce. 6. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boîtier est au format d'une clé USB et en ce qu'il comporte une interface de communication de type USB pour connecter le dispositif à un système hôte. 7. Dispositif électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un microcontrôleur pour gérer la communication entre lesdites cartes à puce et l'interface USB. 20 8. Dispositif électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins l'une des cartes à puce comporte une interface de type USB, de façon à permettre une liaison entre ladite carte à puce et un connecteur USB externe. 9. Dispositif électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au 25 'moins l'une des cartes à puce comporte une interface de type USB, en ce qu'au moins une autre carte à puce comporte une interface de type ISO 7816, et en ce que chaque carte à puce est connectée à un concentrateur USB soit directement via n'interface USB de la carte, soit à travers un convertisseur de protocole de communication ISO 7816 vers le protocole de communication USB. 3012 10. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de commutation est constitué par un bouton poussoir actionné par l'utilisateur du dispositif, ledit bouton poussoir étant connecté à un interrupteur connecté entre ladite au moins une antenne et les ports 5 de communication sans fil des cartes à puce, de manière à pouvoir connecter alternativement une antenne et une carte à puce donnée.