(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汎用非同期送受信器の出入力信号が、少なくともシリアル出力信号およびシリアル入力信号を含むものであって、
非同期シリアル通信を行うもので、汎用非同期通信コアの出入力信号が、少なくとも内部シリアル出力信号、内部シリアル入力信号、伝送クロック信号を送受信するものである汎用非同期通信コアと、
その１入力端が前記伝送クロック信号を受信し、他の入力端が前記内部シリアル出力信号を受信し、その選択入力端がモード選択信号を受信し、その出力端が前記シリアル出力信号を送信して、前記モード選択信号がＩＣカード読取モードである時、前記伝送クロック信号により前記シリアル出力信号を駆動し、前記モード選択信号が汎用非同期送受信モードである時、前記内部シリアル出力信号により前記シリアル出力信号を駆動するものであるマルチプレクサーと、
前記内部シリアル出力信号、前記内部シリアル入力信号、前記モード選択信号、前記シリアル入力信号を送受信して、前記シリアル入力信号が前記内部シリアル入力信号を駆動し、前記モード選択信号がＩＣカード読取モードであり、かつ前記内部シリアル出力信号が低電位である時、前記シリアル入力信号を低電位とし、前記内部シリアル出力信号が高電位で、かつ前記シリアル入力信号が汎用非同期送信機外部からの外部信号により駆動される時、前記シリアル入力信号を前記外部信号と等しいものとするとともに、前記シリアル出力信号が高電位であり、かつ前記シリアル入力信号が前記外部信号により駆動されない時、前記シリアル入力信号が高電位に等しいものとなるものであるトライステイトコントロール出入力バッファーと
を具備するＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。
【請求項２】
上記した汎用非同期通信コアが、上記モード選択信号を提供するものである請求項１記載のＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。
【請求項３】
非同期シリアル通信を行うもので、その出入力信号が、少なくとも内部シリアル出力信号、内部シリアル入力信号、伝送クロック信号を送受信するものである汎用非同期通信コアと、
その１入力端が前記伝送クロック信号を受信し、他の入力端が前記内部シリアル出力信号を受信し、その選択入力端がモード選択信号を受信し、前記モード選択信号が高電位である時、前記伝送クロック信号の駆動により出力を行い、前記モード選択信号が低電位である時、前記内部シリアル出力信号の駆動により出力を行うものであるマルチプレクサーと、
その入力端が前記内部シリアル出力信号を受信するインバーターと、
その１入力端が前記インバーターの出力端に連接され、他の入力端が前記モード選択信号を受信するナンドゲートと、
その入力端が前記インバーターの出力端に連接され、その制御入力端が前記ナンドゲートの出力端に連接され、前記内部シリアル入力信号がその出力とするものであるトライステイトインバーターと、
その一端が前記トライステイトインバーターの出力端に連接され、その他端が電源に連接されるプルアップ抵抗と
を具備するＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。
【請求項４】
上記したＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器が、さらに、バッファーを備えて、その入力端を上記トライステイトインバーターの出力端に連接し、その出力端は上記内部シリアル入力信号を送信するものである請求項３記載のＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。
【請求項５】
上記した汎用非同期通信コアが、デジタル機制御レジスターを備え、上記モード選択信号が前記デジタル機制御レジスターにより提供されるものである請求項３記載のＩＣカード読取インターフェースを備えた汎用非同期送受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、汎用非同期送受信装置ならびにスマートカード読取システムに関し、特に、同時にＩＣカード読取インターフェースと非同期通信インターフェースとを備えた汎用非同期送受信器（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter 以下、ＵＡＲＴと略称）およびそれを応用したＩＣカード読取システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレジットカード、金融カードなどのプラスチック通貨が広く普及するものとなっているが、従来技術のカードは磁気テープをカードに貼り付けた磁気カードであって、このような磁気カードに貼り付けた磁気テープが蓄積できるデータは限られたものである上に、機密性において劣っていた。半導体技術の進歩に伴って、集積回路（Integrated Circuit = IC ）の体積が縮小されてきたので、ＩＣをカードの中に埋め込んだ集積回路カード（ＩＣカードと略称）が開発され、従来の磁気カードに取って代わるようになってきた。ＩＣカードは、多くのデータを蓄積できるとともに、機密性にも優れ、しかも壊れにくいので、金融カードとしてだけでなく、１枚のＩＣカードに身分証明書および健康保険証などの他の機能も組み込むことができるから、スマートカード（Smart Card）として応用することが時代の新しい流れとなってきた。
【０００３】
ＩＣカードとして通常使用されるものには３種類あり、メモリーカード（Memory Card ）、マイクロプロセッサーカード（Microprocessor Card ）、非接触カード（Contactless  Card ）がそうである。現在、メモリーカードおよびマイクロプロセッサーカードの読み取りに必要なカード読取機（Card Reader ）は、８ビットのマイクロプロセッサーを中枢としてＲＳ−２３２Ｃ通信インターフェースを介してコンピューターシステムのＵＡＲＴに接続している。
【０００４】
図１において、そのような従来技術にかかるＩＣカード読取システムを示すと、パーソナルコンピューター１０ならびにＩＣカード読取機１２から構成されるとともに、ＩＣカード読取機１２が、ＩＣカード（図示せず。以下、同じ）のデータを国際標準ＩＳＯ７８１６の規格に従って読み出し、これらのデータをＲＳ−２３２Ｃ通信規格に基づいてパーソナルコンピューター１０へ伝送して、パーソナルコンピューター１０上の駆動プログラムにより処理するものであった。
【０００５】
公知のＩＣカード読取機１２には、送受信器１６と、マイクロプロセッサー１７と、スマートカードインターフェース１８と、ＩＣカードスロット１９とが備えられており、ＩＣカード（図示せず）がＩＣカードスロット１９に差し込まれると、マイクロプロセッサー１７内部の制御ファームウェア（Firmware）によりパーソナルコンピューター１０からの命令に基づいてスマートカードインターフェース１８を制御し、ＩＳＯ７８１６の規格に適合した出入力信号を提供してＩＣカードにアクセスするが、マイクロプロセッサー１７がアクセスしたデータを送受信器１６を介してＲＳ−２３２Ｃ規格に適合するよう変換してから、パーソナルコンピューター１０上の送受信器１５を介してパーソナルコンピューター１０のＵＡＲＴ１４と通信する構成になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＩＣカード読取機１２は、３個以上のＩＣチップ、すなわち、制御ファームウェアを内包するマイクロプロセッサー１７と、適合する通信インターフェース規格への変換に必要な送受信器１６と、ＩＣカード規格への変換に必要なスマートカードインターフェース１８とを必要とするものであった。しかしながら、ＩＳＯ７８１６規格を見ると分かるように、ＩＣカードにアクセスするシリアルデータフォームは、１個のスタートビット（start bit ）と、８個のデータビット（data bit）と、１個のパリティビット（parity bit）と、１ないし数個のガードタイムビット（guard time bit）とから構成されており、このようなシリアルデータフォームは、ＵＡＲＴ１４が受入ならびに処理が可能なデータフォームの１つなのであり、そのシリアルデータフォームは、１個のスタートビットと、８個のデータビットと、１個のパリティビットと、１個のストップビット（stop bit）とから構成されている。つまり、公知のＩＣカード読取システムを検討してみると、データがパーソナルコンピューター１０のＵＡＲＴ１４とＩＣカード読取機１２とにおいて、似かよった２種類のシリアルデータフォーム規格間で変換が行われていたので、エネルギーならびに資源を浪費するものであり、また、コストも高くなるものであった。
【０００７】
この発明の主要な目的は、ＵＡＲＴがスマートカードインターフェースを直接制御するように構成して、エネルギーおよび資源の浪費を解消するとともに、ＵＡＲＴの使用をより弾力性があるものとするＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴおよびそれを応用したＩＣカード読取システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、その出入力信号が、少なくともシリアル出力信号およびシリアル入力信号を含むものであって、非同期シリアル通信を担当し、その出入力信号が、少なくとも内部シリアル出力信号、内部シリアル入力信号、伝送クロック信号を含むものである汎用非同期通信コア（Universal Asynchronous Communication Core ）と、その１入力端が伝送クロック信号に連接され、他の入力端が内部シリアル出力信号に連接され、その選択入力端がモード選択信号に連接され、その出力端がシリアル出力信号に連接されて、モード選択信号がＩＣカード読取モードである時、伝送クロック信号によりシリアル出力信号を駆動し、モード選択信号が汎用非同期送受信モードである時、内部シリアル出力信号によりシリアル出力信号を駆動するものであるマルチプレクサーと、内部シリアル出力信号、内部シリアル入力信号、モード選択信号、シリアル入力信号に連接されて、シリアル入力信号が内部シリアル入力信号を駆動し、モード選択信号がＩＣカード読取モードであり、かつ内部シリアル出力信号が低電位である時、シリアル入力信号を低電位とし、内部シリアル出力信号が高電位で、かつシリアル入力信号が外部信号により駆動される時、シリアル入力信号を外部信号と等しいものとするとともに、シリアル出力信号が高電位であり、かつシリアル入力信号が前記外部信号により駆動されない時、シリアル入力信号が高電位に等しいものとなるものであるトライステイトコントロール出入力バッファーとからＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを構成するものである。
【０００９】
また、この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを利用して、ＩＣカードを接続する機械および機器構造を提供するＩＣカードスロット、ならびにＩＣカードスロットに接続され、ＩＣカードに必要な出入力信号を提供するスマートカードインターフェースを備えるＩＣカード読取機と、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを備えて、スマートカードインターフェースに接続され、スマートカードインターフェースを制御してＩＣカードにアクセスすると同時に、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴが送受信器に連接して非同期通信機能を実現することができるコンピューターシステムとからＩＣカード読取システムを構成するものである。
【００１０】
この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを使用すれば、コンピューターシステムからＩＣカード読取機のスマートカードインターフェースへ直接接続することができ、ＩＣカード読取機内部にマイクロプロセッサーおよび送受信器を備えなくてもよくなるので、コスト削減ならびにエネルギーおよび資源の有効利用を達成することができる。また、コンピューターシステムにより送受信器へ選択的に接続することで、非同期通信機能を発揮することができるから、弾力的な運用が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図２において、この発明にかかるＩＣカード読取システムは、コンピューターシステム２０と、ＩＣカード読取機２２とから構成されるが、コンピューターシステム２０中のＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、ワンチップ集積回路の形態で利用することができる。このような集積回路を利用したコンピューターシステム２０は、ＩＣカード読取機２２内部のスマートカードインターフェース２８に直接接続することができるので、図１に示した従来のＩＣカード読取機１２と比較すると、送受信器１６およびマイクロプロセッサー１７という２チップの集積回路を省略して、コスト削減を達成できるばかりではなく、エネルギーならびに資源の浪費を解消することができる。
【００１２】
この発明にかかるＩＣカード読取システムは、コンピューターシステム２０として、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４および送受信器２５を備えるとともに、ＩＣカード読取機２２として、スマートカードインターフェース２８ならびにＩＣカードスロット３０を備えている。このＩＣカードスロット３０は、国際標準規格に適合した構造および信号線配置を備えて、ＩＣカード（図示せず。以下、同じ）接続に必要な機械的電気的な構造となっている。そして、スマートカードインターフェース２８ならびにＩＣカードスロット３０により、ＩＣカードの挿入／退出を検知するとともに、必要なリセット（Reset ) クロック（Clock ）および電源などを提供することができる。つまり、スマートカードインターフェース２８によりＩＣカードへアクセスするために必要な出入力信号を提供することができる。
【００１３】
コンピューターシステム２０中のＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４により、スマートカードインターフェース２８に直接接続して制御することができるので、データをＩＣカードへ送ったり、ＩＣカードからデータを読み出したりすることができる。また、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、一般的なＵＡＲＴの機能も備えているから、ジャンピングスイッチ等のマルチデバイスを利用して、選択的に送受信器２５と接続することで、コンピューターシステム２０の非同期通信機能（例えばＲＳ−２３２Ｃなど）を発揮させることができるので、この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、運用における弾力性を十分に発揮することができる。
【００１４】
従来技術のＩＣカード読取システムでは、ＩＣカードを制御する駆動ファームウェアをＩＣカード読取機内部のマイクロプロセッサー中に配備して実行していたが、この発明にかかるＩＣカード読取システムは、マイクロプロセッサーを省略しているので、コンピューターシステム２０のデバイス駆動（Device Driver ）ソフトウェアあるいは基本出入力システム（ＢＩＯＳ）によりＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４を駆動して、スマートカードインターフェース２８を直接制御し、ＩＣカードにアクセスする構成となっている。
【００１５】
図３において、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、一般的な非同期通信機能も備えるとともに、ＩＣカード読取機２２にも接続しなければならないので、そのピンの定義は、送受信器２５またはスマートカードインターフェース２８により異なってくる。この実施例においても、下記の表１に示すように、一般的なＵＡＲＴおよびＩＣカード読取インターフェースにおいて異なった定義をピンに与えている。
【００１６】
【表１】
0004169172.tif 000002
【００１７】
なお、この発明では、まず一般的なＵＡＲＴにおいて、シリアルデータ出力の出力ピンを定義し、ＩＣカード読取インターフェースの時には、同期クロック出力ピンを定義し、一般的なＵＡＲＴにおいて、シリアルデータ入力の入力ピンを定義し、ＩＣカード読取インターフェースの時には、データを送受信可能な出入力ピンを定義している。また、この実施例において、ＲＳ−２３２Ｃ通信インターフェースに使用されているような９ピンのコネクターも使用できる。そして、当業者であれば分かるように、表１中のいくつかのピンは、それが入力ピンであるか出力ピンであるかによって異なるグループに分けることができ、駆動ソフトウェアと対応させるだけで、同一グループ間でピンの定義を任意に入れ換えることができる。
【００１８】
図４において、この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、図２に示したＩＣカード読取システムに適用できるものであり、その出入力信号は、シリアル出力信号ＳＯＵＴおよびシリアル入力信号ＳＩＮを除いて、ほとんどが単純な設定ならびに検知の出入力信号であり、当業者であれば容易に理解できるように、駆動ソフトウェアが異なる応用における異なる定義に従って、適時かつ適宜に駆動または検知するだけで良いので、ここでは改めて説明せず、以下においては、上記２種類の信号のピンについてのみ、異なる応用モード時にどのようにして異なる機能を発揮するかを説明する。
【００１９】
この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４は、少なくとも、汎用非同期通信コア４０と、トライステイトコントロール出入力バッファー４２と、マルチプレクサー４４とを備えている。汎用非同期通信コア４０は、まず一般的なＵＡＲＴが備える非同期シリアル通信機能を発揮するためのものであり、非同期シリアル通信に必要な全ての信号を備えており、当然ながら、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩ、内部シリアル入力信号ＳＩＮＩ、伝送クロック出力信号＊ＢＡＵＯＵＴなどを含んでいる。この発明にかかる汎用非同期通信コア４０では、さらに、モード選択信号ＭＳＥＬを提供して、この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ２４が、汎用非同期送受信モードまたはＩＣカード読取モードとなるように設定することができる。
【００２０】
そのマルチプレクサー４４は、その出力端をシリアル出力信号ＳＯＵＴに連接し、その入力端の１つを伝送クロック出力信号＊ＢＡＵＯＵＴに連接し、もう１つの入力端を内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩに連接し、その選択入力端をモード選択信号ＭＳＥＬに連接している。モード選択信号ＭＳＥＬがＩＣカード読取モードである時、伝送クロック出力信号＊ＢＡＵＯＵＴによりシリアル出力信号ＳＯＵＴを駆動し、モード選択信号ＭＳＥＬが汎用非同期送受信モードである時、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩによりシリアル出力信号ＳＯＵＴを駆動する。このマルチプレクサー４４を利用することで、シリアル出力信号ＳＯＵＴのピンは２つの異なるモード時に異なる機能を発揮することができる。
【００２１】
そのトライステイトコントロール出入力バッファー４２は、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩと、内部シリアル入力信号ＳＩＮＩと、モード選択信号ＭＳＥＬと、シリアル入力信号ＳＩＮに連接され、汎用非同期送受信モード時にシリアル入力信号ＳＩＮのピンを単純にシリアルデータの入力だけに使用するものとし、ＩＣカード読取モード時には、シリアル入力信号ＳＩＮのピンをシリアルデータの送受信を行う出入力信号ピンに変換することができる。従って、いずれのモードにおいても、シリアル入力信号ＳＩＮは内部シリアル入力信号ＳＩＮＩを駆動するものとなっている。
【００２２】
しかしながら、モード選択信号ＭＳＥＬがＩＣカード読取モードである時、シリアル入力信号ＳＩＮのピンが出入力信号ピンに変換されているので、このモードにおいては、内部シリアル入力信号ＳＩＮＩが低電位である時、シリアル入力信号ＳＩＮが低電位となるとともに、連接している外部信号を駆動するものとなる。内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが高電位であり、かつシリアル入力信号ＳＩＮが外部信号により駆動されている時は、シリアル入力信号ＳＩＮが外部信号と等しいものとなり、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが高電位であり、かつシリアル入力信号ＳＩＮが外部信号により駆動されていない時は、シリアル入力信号ＳＩＮが高電位となる。
【００２３】
図５において、ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴは、汎用非同期通信コア４０と、マルチプレクサー５０と、インバーター５２と、ナンドゲート５４と、トライステイトインバーター５６と、プルアップ抵抗５８とを備えている。汎用非同期通信コア４０は、一般的なＵＡＲＴが備える非同期シリアル通信機能を担当するものであり、非同期シリアル通信に必要な全ての信号を備えている。この実施例では、汎用非同期通信コア４０のデジタル機制御レジスター６２の余分なビットを利用してモード選択信号ＭＳＥＬを設定かつ提供している。
【００２４】
マルチプレクサー５０の１入力端が伝送クロック出力信号＊ＢＡＵＤＯＵＴに連接され、もう１つの入力端が内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩに連接され、その選択入力端がシリアル出力信号ＳＯＵＴに連接されている。モード選択信号ＭＳＥＬが高電位であれば、ＩＣカード読取モードとなって伝送クロック出力信号によりマルチプレクサー５０が出力を行うように駆動し、モード選択信号ＭＳＥＬが低電位であれば、汎用非同期送受信モードとなって、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩによりマルチプレクサー５０が出力を行うように駆動する。インバーター５２については、その入力端が内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩに連接されている。ナンドゲート（ＮＡＮＤ  gate）５４は、その１入力端がインバーター５２の出力端に連接され、もう１つの入力端がモード選択信号ＭＳＥＬに連接されているので、モード選択信号ＭＳＥＬが高電位であれば、ＩＣカード読取モードとなり、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが低電位である時に初めてナンドゲート５４の出力が低電位であるようにする必要がある。
【００２５】
トライステイトインバーター５６は、その入力端がインバーター５２の出力端に連接され、その制御入力端がナンドゲート５４の出力端に連接され、その出力端がシリアル入力信号ＳＩＮに連接されており、バッファー６０を利用して、内部シリアル入力信号ＳＩＮＩをシリアル入力信号ＳＩＮに等しいものとする。当業者であれば分かるように、このバッファー６０を省略することもできる。プルアップ抵抗５８については、その一端がトライステイトインバーター５６の出力端に連接され、他端が電源電圧に連接されている。つまり、ＩＣカード読取モードにおいて、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが低電位である時、トライステイトインバーター５６の出力を低電位として、シリアル入力信号ＳＩＮにより連接している外部信号を駆動するようにし、内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが高電位である時には、トライステイトインバーター５６の出力を高インピーダンスとし、もしもこの時シリアル入力信号ＳＩＮが外部信号により駆動されていなければ、シリアル入力信号ＳＩＮがプルアップ抵抗５８により高電位となる。内部シリアル出力信号ＳＯＵＴＩが高電位で、かつシリアル入力信号ＳＩＮが外部信号で駆動されている時は、トライステイトインバーター５６の出力が高インピーダンスであるので、シリアル入力信号ＳＩＮが外部信号で駆動されるものと等しくなる。
【００２６】
以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２７】
【発明の効果】
上記説明した構成により、この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを使用すれば、コンピューターシステムからＩＣカード読取機のスマートカードインターフェースへ直接接続することができ、ＩＣカード読取機内部にマイクロプロセッサーおよび送受信器を備えなくてもよくなるので、コスト削減ならびにエネルギーおよび資源の有効利用を実現することができ、また、コンピューターシステムにより送受信器へ選択的に接続することで、非同期通信機能を発揮することができるから、ＵＡＲＴの弾力的な運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術にかかるＩＣカード読取システムを示す説明図である。
【図２】  この発明にかかるＩＣカード読取システムを示すブロック図である。
【図３】  この発明にかかるＩＣカード読取システムの配線説明図である。
【図４】  この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを示すブロック図である。
【図５】  この発明にかかるＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴを示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
２０    コンピューターシステム
２２    ＩＣカード読取機
２４    ＩＣカード読取インターフェースを備えたＵＡＲＴ
２８    スマートカードインターフェース
３０    ＩＣカードスロット
４０    汎用非同期通信コア
４２    トライステイトコントロール出入力バッファー
４４    マルチプレクサー
５０    マルチプレクサー
５２    インバーター
５４    ナンドゲート
５６    トライステイトインバーター
５８    プルアップ抵抗
６０    バッファー
【図１】
0004169172.tif 000003
【図２】
0004169172.tif 000004
【図３】
0004169172.tif 000005
【図４】
0004169172.tif 000006
【図５】
0004169172.tif 000007