MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA COMUNICARSE CON UN SERVIDOR.

Un dispositivo (165) para comunicarse con un servidor (170), con una tarjeta inteligente (400) que incluye:

- una tarjeta (410); - un circuito integrado CI fijado a la tarjeta y acoplado a una serie de contactos (522, 525, 526, 529), estando el CI acoplado a un primer (529, 525) contacto y disponiendo de un primer driver y un primer receptor, de tal manera que es capaz de generar una primera señal de salida hacia el primer contacto y recibir una primera señal de entrada desde el mismo para comunicarse con un servidor, caracterizado porque el CI cuenta con una primera referencia de tensión (Vterm), una resistencia integrada (210) y un conmutador (940) acoplados en serie con el primer contacto (529, 525), y el conmutador que acopla la primera referencia de tensión al primer contacto es sensible a la activación del dispositivo a fin de señalar la conexión al servidor, el conmutador (940) que desacopla la referencia de tensión (Vterm) del primer contacto (529, 525) es sensible a la transmisión o recepción de datos del dispositivo

Método y dispositivo para comunicarse con un servidor.

La presente invención se refiere a dispositivos electrónicos diseñados para utilizarse con un dispositivo USB (universal serial bus). La invención hace referencia, particularmente, a los circuitos que optimizan el rendimiento de los transmisores o receptores en modo común, como los dispositivos USB compatibles, y facilita la conexión de los dispositivos, como los dispositivos USB, a un servidor.

Para la comunicación entre un servidor y un dispositivo, existe una serie de interfaces estándar. La Fig. 1 muestra el sistema de gestión de información convencional 100. Dicho sistema utiliza el dispositivo USB (universal serial bus) 125 para conectar un servidor central (denominado simplemente "servidor") a una serie de dispositivos, denominados dispositivos USB, como p. ej.: una pantalla 135, una impresora 140, un teclado 145, un ratón de bola 150, un escáner óptico 155, una unidad de disco 160 y otro dispositivo similar 165. Cada uno de estos dispositivos 135, 140, etc. está acoplado al dispositivo USB 125 mediante los respectivos puertos 130 del hub 110.

El dispositivo USB se define por la Especificación del Bus Universal en Serie escrita y controlada por USB Implementers Forum, Inc., un organismo sin fines de lucro fundado por el grupo de entidades que desarrolló la Especificación USB. El Capitulo 5 "Modelo de Flujo de Datos USB", el Capitulo 7 "Electrónica", y el Capitulo 8 "Capa de Protocolo" de la Especificación Bus Universal en Serie, revisión 1.1, de 23 de septiembre de 1998 (en adelante la "Especificación USB"), se incorporan, en particular, en el presente documento mediante referencia.

Según la Especificación USB 1.1, los dispositivos USB pueden incluir tanto dispositivos de velocidad total como de baja velocidad. Los primeros transfieren los datos a una velocidad de transmisión de 1.5 MHz, mientras que los segundos transfieren datos a una velocidad de 12 MHz. Los datos se transmiten en lineas de comunicación. Esto quiere decir que el dispositivo USB transmite una señal de salida diferencial o recibe una señal de entrada diferencial en dichas lineas de comunicación. En el modo baja velocidad, la señal diferencial indica un primer estado lógico, denominado estado "J", si D+ está a un nivel de tensión inferior al de D-, y un segundo estado, el estado "K", si D+ está a un nivel de tensión superior al de D-. En el modo velocidad total, la señal diferencial indica un primer estado, denominado estado "K", si D+ está a un nivel de tensión inferior al de D-, y un segundo estado, estado "J", si D+ está a un nivel de tensión superior al de D-. El diseño diferencial protege mejor contra las variaciones de tierra y el ruido puesto que el nivel de señal recibido se determina comparando ambos niveles de tensión, sujetos a variaciones de tierra o ruido que afectan ambas señales diferenciales de una misma manera.

Un servidor detecta la presencia de un dispositivo, como el dispositivo 165, en el dispositivo USB 125 durante una etapa de acoplamiento, mientras los drivers del puerto 130 y el dispositivo están en triestado. La detección del acoplamiento se basa en una determinada conexión del puerto 130 de una resistencia pull-up 210 asociada al dispositivo. Asimismo, detectar si el dispositivo está funcionando en modo velocidad total o baja velocidad depende también de la conexión de la resistencia pull-up.

En lo que respecta la Fig 2 y 3, la Fig. 2 muestra un transmisor 230 de un típico dispositivo USB, de baja velocidad, acoplado a un receptor 240 en el puerto 130 correspondiente. La Fig. 3 muestra un transmisor 230 de un típico dispositivo USB, de velocidad total, acoplado a un receptor 240 del puerto 130 correspondiente. La resistencia pull-up 210 del dispositivo de baja velocidad (Fig. 2) está conectada entre el contacto 213 de tensión positiva y la linea 212 de señal D-. La resistencia pull-up 210 del dispositivo de velocidad total (Fig. 3) está conectada entre el contacto 213 de tensión positiva 213 y la linea 215 de señal D+. Es importante recalcar que conforme a la especificación USB, el nivel de tensión de 211 que alimenta la resistencia pull-up difiere del de la tensión especificada alimentada por el puerto 130 en la linea de señal 220 mediante VBUS. Por lo tanto, la resistencia p. ej. por lo general, externa a los circuitos integrados del dispositivo USB en el arte, es alimentada por su propio contacto de tensión 213, y no la linea 220 de VBUS, salvo si los circuitos adicionales están acoplados también a la linea 220 a fin de condicionar la tensión para alimentar la resistencia pull-up.

La presencia de la resistencia pull-up sólo en la linea 212 de señal D-, para dispositivos periféricos de baja velocidad, o sólo en la linea 215 de la señal D+, para dispositivos periféricos de velocidad total, presenta un desequilibrio en la simetría de la señal diferencial a partir del transmisor 230 de USB, es decir, salidas en las lineas de señales. En otras palabras, debido a la resistencia, la amplitud de los cambios de señales en las lineas de señales no es la misma y las señales no cambian a la misma velocidad. Esta asimetría resulta problemática por diferentes motivos: aumento de la radiación EMI/RFI, variación de la longitud de bits recibidos y la oblicuidad del flujo de datos. Los aspectos de estos problemas se abordan en las patentes US 5,905,389 y 5,912,569 ("patentes Alleven") mediante la introducción de un circuito de retardo en uno de los dos transmisores USB. Aunque esto atenúa los problemas, no elimina del todo el desequilibrio en la señal diferencial proveniente de la única resistencia pull-up.

La presencia de la resistencia pull-up en una de las lineas de comunicación plantea otros problemas. Uno de ellos tiene que ver con el consumo de energía mediante el dispositivo periférico. La patente US 6,076,119 (Maemura et al.) presenta un conmutador entre la resistencia pull-up y una tensión de terminales, allí donde el conmutador desconecta de manera selectiva la resistencia pull-up resistor cuando un dispositivo no está funcionando. Esto no sólo disminuye el consumo de energía, sino que también determina, mediante un servidor central, si no funciona un dispositivo USB conectado físicamente, sin embargo, no trata el desequilibrio en la señal diferencial producto de la conexión de la única resistencia pull-up durante la operación del dispositivo.

Otro problema concierne la compatibilidad de utilizar "tarjetas inteligentes" conectadas a un dispositivo USB. La Fig. 4 muestra una tarjeta inteligente 400 con un módulo de circuito integrado ("MCI") 420 fijado a una tarjeta 410. Aunque los dispositivos periféricos USB convencionales disponen de la resistencia pull-up requerida en el exterior, resulta problemático montar una resistencia en la superficie de una tarjeta inteligente, transportada en una cartera o monedero e insertada y retirada repetidas veces de un lector. Asimismo, puesto que las tarjetas inteligentes compatibles con el estándar ISO7816 son las más utilizas en Europa y Asia, los problemas de legado restringen el número de contactos en la tarjeta inteligente disponibles para aplicaciones USB de tarjetas inteligentes. Esto plantea problemas con respecto a conectar una resistencia externa a una tarjeta inteligente.

Además de los problemas anteriormente descritos y vinculados con el montaje de la superficie y las limitaciones de terminales en las tarjetas inteligentes, la resistencia pull-up del USB convencional presenta también problemas para los lectores usados con tarjetas inteligentes en aplicaciones de un solo usuario. Para las aplicaciones relativamente centralizadas, como las transacciones con teléfonos de pago, cajeros automáticos o terminales de punto de venta, el número de transacciones mediante lector de tarjeta inteligente es elevado. Esto quiere decir que varios usuarios comparten cada lector de tarjetas inteligentes, la frecuencia de las transacciones por lector es bastante elevada y el coste de los lectores no constituye un factor esencial. No obstante, las tarjetas inteligentes sirven también para transacciones de amplia distribución efectuadas mediante Internet, como p. ej. transacciones financieras o el registro seguro en una red. Para esta aplicación, las transacciones se asocian, por lo general, al uso personal de ordenadores en el hogar y la oficina y, por ende, los lectores de tarjetas inteligentes se utilizan relativamente con mayor frecuencia, de manera que el coste por lector es un factor de viabilidad significativo puesto que el coste de solución equivale al coste del lector de...

1. Un dispositivo (165) para comunicarse con un servidor (170), con una tarjeta inteligente (400) que incluye:

- una tarjeta (410);

- un circuito integrado CI fijado a la tarjeta y acoplado a una serie de contactos (522, 525, 526, 529), estando el CI acoplado a un primer (529, 525) contacto y disponiendo de un primer driver y un primer receptor, de tal manera que es capaz de generar una primera señal de salida hacia el primer contacto y recibir una primera señal de entrada desde el mismo para comunicarse con un servidor, caracterizado porque el CI cuenta con una primera referencia de tensión (Vterm), una resistencia integrada (210) y un conmutador (940) acoplados en serie con el primer contacto (529, 525), y el conmutador que acopla la primera referencia de tensión al primer contacto es sensible a la activación del dispositivo a fin de señalar la conexión al servidor, el conmutador (940) que desacopla la referencia de tensión (Vterm) del primer contacto (529, 525) es sensible a la transmisión o recepción de datos del dispositivo.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el conmutador (940) es capaz de desacoplar la referencia de tensión (Vterm) del primer contacto (529, 525) para señalar la desconexión del dispositivo del servidor.

3. El dispositivo de la reivindicación 1 ó 2 comprende un segundo contacto para recibir una tensión a partir del servidor (170), circuitos de acondicionamiento de la tensión (935) en el CI acoplados al segundo contacto (522) para generar la referencia de tensión (Vterm) a partir de la tensión recibida (Vbus), siendo el nivel de la referencia de tensión distinto al nivel de la tensión recibida.

4. El dispositivo (165) de la reivindicación 3, en donde el CI comprende un segundo driver y un segundo receptor, de tal manera que el CI es capaz de generar una segunda señal de salida y de recibir una segunda señal de entrada, y el dispositivo comprende un tercer contacto (525, 529) acoplado a las señales de la segunda salida y la segunda entrada del CI para comunicarse con el servidor (170).

5. El dispositivo (165) de la reivindicación 4, en donde el CI comprende un cuarto contacto (526) acoplado al CI para acoplar el servidor y el CI con una tensión eléctrica común, pudiendo comunicarse el dispositivo con el servidor a través de sus contactos que son únicamente cuatro (522, 525, 526, 529).

6. El dispositivo de una de las reivindicaciones la 5 comprende circuitos de control (950) en el CI para controlar el conmutador (940) a fin de acoplar o desacoplar de manera selectiva la referencia de tensión (Vterm) del primer contacto (529, 525).

7. El dispositivo de la reivindicación 6, en donde los circuitos de control (950) son capaces de desacoplar el primer contacto de la resistencia (210).

8. El dispositivo de una de las reivindicaciones 1 a 7 comprende un lector (600) con un primer conector (653) para la conexión a un puerto (130), y un segundo conector (620) para la recepción de la tarjeta inteligente (400) y para el acoplamiento eléctrico a los contactos (522, 525, 526, 529).

9. El dispositivo de la reivindicación 8, en donde el lector (600) sólo dispone de componentes electrónicos pasivos.

10. El dispositivo de la reivindicación 9, en donde el segundo conector (620) dispone de contactos de intercomunicación (722, 725, 726, 729).

11. El dispositivo de una de la reivindicaciones 1 a 10, en donde la resistencia (210) posee una cierta longitud, y está acoplada a un número de conmutadores de selección del valor de impedancia (1230) distribuidos a en toda su extensión de manera que la resistencia puede ser acoplada mediante uno de los conmutadores de selección del valor de impedancia al primer contacto (529, 525) para variar de manera selectiva la impedancia de la resistencia.

12. Un método de comunicación entre un dispositivo y un servidor, dicho dispositivo comprende una tarjeta inteligente que incluye una tarjeta y un circuito integrado fijado a la tarjeta, el método consta de las siguientes etapas: acoplamiento de una referencia de tensión por un conmutador a través de una resistencia en el circuito integrado CI a un primer contacto acoplado al CI, de tal manera que el servidor puede detectar la conexión del dispositivo, en donde el acoplamiento es sensible a la activación del CI; confirmación de la primera y segunda señal de salida por el CI para efectuar transmisiones hacia servidor, la primera señal se confirma en el primer contacto y la segunda señal en un segundo contacto acoplado al CI; y desacoplamiento de la referencia de tensión del CI del primer contacto por el conmutador en el CI, en donde el desacoplamiento es sensible a la transmisión o recepción de datos por el CI hacia o desde el servidor.

13. El método de la reivindicación 12, en donde los contactos se fijan a la tarjeta, el método comprende las siguientes etapas: acoplamiento eléctrico del servidor al CI mediante un conector de intercomunicación de un lector, que dispone únicamente de componentes pasivos, en donde el acoplamiento incluye el acoplamiento del servidor a los contactos para la primera y segunda señal respectivamente.

14. El método de la reivindicación 13, en donde el paso del acoplamiento eléctrico del servidor mediante el conector de intercomunicación al CI comprende la alimentación de acoplamiento y las señales de tierra del servidor al tercer y cuarto contacto respectivamente y está acoplado al CI.

15. El método de la reivindicación 12 comprende el paso de desacoplamiento de la referencia de tensión del primer contacto por el conmutador, sensible a una indicación de desconexión emitida por los circuitos de control del CI.

16. El método conforme a la reivindicación 12 comprende el paso de reconexión de la referencia de tensión al primer contacto a través del conmutador, sensible al final de la transmisión.