专利名称：Id发生装置及id确认装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于判断所识别的机器是否为正规机器的ID(Identification)发生装置及ID确认装置。
但是，未经许可而廉价地制造这种电池组件的厂家却不断出现。由这些厂家制造的电池组件，往往因过分追求降低成本，而达不到应有的品质。使用这种电池组件时，有时会无法继续使用机器或造成机器主体产生故障等。
于是，现在有了为了识别未经许可而制造的这种电池组件与正规的电池组件的识别信号(ID符号)。也就是说，在电池组件和机器主体上分别存储ID符号，连接时通过对由电池组件输出的ID符号与机器主体中所存储的ID符号进行比较，从而识别电池组件。由此，防止了不具有ID符号的电池组件的使用。
但是，由于这种ID符号，通过检测电池组件与机器之间的数据通信内容而比较容易得到，所以无法满足保密性方面的要求。
本发明是相应特定信号的输入，产生表示机器种类的ID符号的ID发生装置，它包括通过对输入信号进行所定的运算而生成ID符号的ID生成部；将输入的所述输入信号供给所述ID生成部、并输出在所述ID生成部生成的ID符号的输入输出切换部；以及检测附加在所述输入信号中的固定符号串的检测部，通过使所述输入输出切换部相应所述检测部的检测结果输出所述ID符号，从而可以提高对象机器的保密性。
另外，本发明是向外部机器供给所定信号的同时、相应所定信号确认由外部机器所供给的ID符号的有效性的ID确认装置，它包括发生随机符号串的代码发生部；通过对所述符号串进行所定的运算处理而生成第1ID符号的ID生成部；在所述符号串中附加标题的标题发生部；输出包含有附加了所述标题的符号串的信号的同时、相应所述信号的标题接收由所述外部机器所供给的第2ID符号的输出电路；以及将所述第1ID符号与所述第2ID符号进行比较的比较部，通过相应所述比较部的比较结果判断所述第1ID符号的有效性，从而可以提高对象机器的保密性。
图2是表示该实施例识别处理过程的流程图。
图3是表示该实施例的ID生成部及密钥数据寄存器构成的图。
图4是表示该实施例的电话机主体与电池组件之间的数据通信方式的时序图。
图5是表示将本发明的ID发生装置及ID确认装置应用于携带电话机的实施例2的电池组件构成的方框图。
图6表示在该实施例中进行时钟的供给及热敏电阻的输出数据传送的切换的电路图。
图7是表示该实施例的变形例的电池组件构成的方框图。
图8是表示所述各实施例的变形例的电话机主体与电池组件之间的数据通信方式的时序图。
其中100—电话机主体；101、102—馈电端子；110—中央运算处理装置；120—C-IC；121—代码发生部；122—代码长度决定部；123—ID生成部；124—密钥数据寄存器；125—标题发生部；126—ID比较部；127—输入输出部；128—时钟发生部；131—输入输出端子；132—时钟输出端子；200—电池组件；201、202—馈电端子；210—电池；220—G-IC；221—ID生成部；222—密钥数据寄存器；223—标题判断部；224—输入输出切换部；231—输入输出端子；232—时钟输入端子；300—电池；311—开关晶体管；312—热敏电阻；332—时钟输入端子。
图1表示安装有本实施例的ID发生系统的携带电话机的整体结构。
如图1所示，该携带电话机，由电话机主体100及电池组件200组成，该电池组件200相对于电话机主体100而言可以装卸。在此，在电话机主体100中，具有作为ID确认装置的专用IC(Integrated Circuit)的ID确认IC(以下称之为C-IC)120。另外，在电池组件200中，具有电池210的同时，还具有作为ID发生装置的专用IC的ID发生IC(以下称之为G-IC)220。
另外，在这些电话机主体100和电池组件200上，分别具有馈电端子101及102、和馈电端子201及202。并且，通过使馈电端子101与201、以及馈电端子102与202电连接，实现由电池组件200一侧向电话机主体100一侧的供电。
另外，在电话机主体100和电池组件200上，分别具有输入输出端子131及时钟输出端子132、和输入输出端子231及时钟输入端子232。并且，经时钟输出端子132及时钟输入端子232由所述C-IC120向G-IC220供给时钟的同时，通过在经所述输入输出端子131及231之间的数据处理，进行电池组件200是否为正规物的识别。
图2表示进行这种识别处理的基本过程。
如图2所示，也就是说，在电话机主体一侧，产生为了识别电池组件是否为正规物的随机代码(符号串)(S1)。其次，同样在该电话机主体一侧，通过根据该随机代码(符号串)进行事先设定的所定运算处理而产生识别信号(ID符号)(S2)。另一方面，在电池组件一侧，也通过根据该随机代码(符号串)进行事先设定的所定运算处理而产生识别信号(ID符号)(S3)。在该步骤S3中所进行的运算处理，与在步骤S2中所进行的运算处理完全相同。然后，通过对在主体一侧中所产生的识别信号(ID符号)，与在电池组件一侧中所产生的识别信号(ID符号)进行比较，从电话机主体一侧的角度出发，判断电池组件是否为正规物(S4)。
这样，根据随机代码(符号串)，在电话机主体100及电池组件200中进行同一运算处理而产生识别信号(ID符号)，从而不但确保了保密性还可以进行准确的识别。也就是说，这时，由于在电话机主体100与电池组件200之间传输通信的是随机数据，所以即使在电话机主体100与电池组件200之间的数据通信内容受到监视，也可以避免由电话机主体100所进行的电池组件200的识别方法被轻而易举地识破。
下面，结合图1对具有进行这种识别处理的C-IC120及G-IC220的具体结构进行说明。
所述C-IC120，基本上进行前面图2所示的处理S1、S2、S4，并具有以下的构成。
首先，具有为了生成识别信号(ID符号)的生成对象、并可以改变设定数据长度的随机数据(符号串)的、代码发生部121及代码长度决定部122。在此，代码发生部121，是产生具有事先设定的数据长度的随机数据的部分。这种随机数据，可以通过在代码发生部121内，设置随机数发生器或随机数列的数据等而生成。而代码长度决定部122，决定在由代码发生部121所生成的随机数据中，作为识别信号(ID符号)的生成对象所使用的数据(符号串)的比特数。这一决定，可以用随机数发生器或随机数列，在大于1且小于在代码发生部121所产生的数据的数据长度的数的范围内，通过随机地指定来进行。这样，在代码长度决定部122中，例如当指定为“5比特”的数据长度时，在代码发生部121所产生的数据中的5比特的数据，就被确定为识别信号(ID符号)的生成对象数据(符号串)。
另外，所述C-IC120，具有通过根据以这种方式所决定的数据内容及数据长度的随机符号串进行所定的运算处理，而产生识别信号(ID符号)的ID生成部123。具体地说，在本实施例中还具有密钥数据寄存器124，由ID生成部123所进行的所述运算处理，是在所述随机符号串的基础上用密钥数据寄存器124进行的。
而且，所述C-IC120还具有以下部分。即，具有在把通过所述代码发生部121及代码长度决定部122使数据内容及数据长度都被确定的随机符号串传送到电池组件200一侧之前，产生作为通知这一消息的标题信号的标题发生部125。以及，具有对在ID生成部123中所产生的识别信号(ID符号)、与由电池组件200一侧所送到的识别信号(ID符号)进行比较并当其结果一致时，得出“正规的电池组件”这一判断的ID比较部126。
并且，C-IC120还具有时钟发生部128，在所述代码长度决定部122中所生成的随机符号串和在标题发生部125中所生成的标题信号等，与由该时钟发生部128所生成的时钟同步地传送到G-IC220中。
所述G-IC220，基本上是根据在所述时钟发生部128中所生成的、经时钟输入端子232所输入的时钟，进行所述处理S3的IC。该G-IC220，也具有与所述ID生成部123或密钥数据寄存器124同样的ID生成部221或密钥数据寄存器222。另外，具有根据由所述标题发生部125所生成的标题信号的输入，能将收到了所述符号串的消息通知所述ID生成部221的标题判断部223。并且，在G-IC220中，还具有经与输入输出端子131及231连接的串行线路能进行双向通信的输入输出切换部(I/O切换部)224。
下面，对所述ID生成部123及221、和密钥数据寄存器124及222的构成进行详细的说明。
图3表示该ID生成部221及密钥数据寄存器222的构成。另外，如上所述，ID生成部123及密钥数据寄存器124的构成，也是与ID生成部221及密钥数据寄存器222的构成相同的。
如图3所示，在该ID生成部221中，闩锁所输入的数据的寄存器Re0～Re3，与分别接收各个寄存器Re0～Re3的输出的选择器S1～S4是串联连接的。并且，作为这些被串联连接的寄存器Re0～Re3和选择器S1～S4的最终输出数据的选择器S4的输出数据，被闩锁于寄存器Re4的同时，该输出也成为ID生成部221的输出数据。另外，该ID生成部221的输出数据及该ID生成部221的输入数据的“异或”运算值(图中用“+”表示“异或”门)，与各寄存器Re0～Re3的输出的“异或”运算值，分别输入对应的选择器S1～S4中。
另外，密钥数据寄存器222，具体地说，是非易失性寄存器K1～K4，该寄存器K1～K4所分别保持的1比特的数据供给到所述选择器S1～S4。由此，各选择器S1～S4，分别向下一级的寄存器输出当从对应的寄存器K1～K4中输入逻辑“H”电平信号时为“异或”运算值，而当输入逻辑“L”电平信号时为上一级的寄存器的值。顺便说一句，这种寄存器K1～K4，例如既可以用ROM构成，也可以用固定在接通状态或断开状态的开关构成。这样，因通过密钥数据寄存器222设定选择器S1～S4的驱动方式，所以可以提高用于生成识别信号(ID符号)的运算处理的保密性。
下面，对经与所述输入输出端子131及231连接的串行线路进行的双向数据通信方式进行说明。
在本实施例中，双向数据通信，分别与时钟的上升沿及下降沿同步进行。具体地说，与时钟的上升沿同步地从电话机主体100一侧向电池组件200一侧的数据传送，和与时钟的下降沿同步地从电池组件200一侧向电话机主体100一侧的数据传送是分别进行的。这种数据通信，例如可以用开路漏极方式进行。
在此，结合图4对用这种方式进行的数据通信方式进行说明。
也就是说，在与时钟(图4(a))的上升沿同步地从所述电话机主体100向所述电池组件200一侧传送标题信号(H4、H3、…)期间，从该电池组件200一侧输出不是识别信号(ID符号)的数据(图4(c))。如前面的图3所示，这是因为由于ID生成部221具有寄存器Re0～Re4，所以生成并输出了根据标题信号及闩锁在寄存器Re0～Re4中的信号的输出数据的缘故。
而当标题信号的全部传送到电池组件200一侧时，由所述标题判断部223进行“收到了标题信号”这种判断的同时，通过该标题判断部223对ID生成部221进行初始化设置。由此，闩锁在所述寄存器Re0～Re4中的信号被设置为初始值，例如全为“0”。
进行这种初始化后，当从所述电话机主体100开始传送符号串(C4、C3、…)时，根据这一符号串在所述G-IC220中产生识别信号(I4、I3、…)，并将它向电话机主体100一侧输出(图4(c))。也就是说，与时钟的上升沿同步地从电话机主体100输出符号串的每一比特对应地，与该时钟的下降沿同步地从电池组件200输出对应识别信号的比特数据。
另一方面，当传送到电池组件200的符号串(C4、C3、…)被确定后，在电话机主体100一侧中，例如通过由代码长度决定部122输入初始化信号等使ID生成部123被初始化。因此，根据这一符号串(C4、C3、…)所生成的识别信号(I4、I3、…)，与在所述ID生成部221中所生成的完全相同。因而，在ID比较部126中，可以对从该电池组件200一侧串送来的识别信号(ID符号)，与在所述ID生成部123中所产生的识别信号(ID符号)进行比较，并根据比较结果判断电池组件200是否为正规物。
另外，在与所述ID生成部221初始化同步地进行所述ID生成部123初始化的同时，也可以使在这两个发生部123及221中的识别信号的生成动作同步。这样，所述两个识别信号的比较也可以与时钟同步地1比特1比特地进行。
根据如上所述的本实施例，可以得到以下效果。
(1)将通过根据由电话机主体100一侧所产生的随机符号串而进行所定运算处理从而产生识别信号(ID符号)的ID生成部，同样地设置在电话机主体100及电池组件200中。因而，由于在电话机主体100及电池组件200之间传输通信的是随机数据，所以可以进行高保密性的识别处理。
(2)在ID生成部123及221中，在所述随机符号串的基础上，采用密钥数据寄存器124及222进行了所定运算处理。因而，要通过随机符号串产生正规的识别信号(ID符号)，不但需要ID生成部123及221的构成，还需要密钥数据寄存器124及222，所以可以进一步提高保密性。
(3)具有随机设定作为识别信号(ID符号)生成对象的符号串的数据长度的代码长度决定部122。这样，通过使在识别处理时所用的符号串的数据长度可变，可以进一步提高该识别处理的保密性。
(4)在电话机主体100一侧具有生成在代码传送前头传送的标题信号的标题发生部125，而在电池组件200一侧具有识别标题信号的标题判断部223。并且，在符号串的输入之前对ID生成部123进行初始化，同时也对ID生成部221进行初始化。因而，可以使通过ID生成部221的识别信号生成，与通过ID生成部123的识别信号生成的初始条件相同，从而可以生成相互等同的识别信号。
(5)使从电话机主体100一侧向电池组件200一侧的符号串的戈壁特数据传送，和从电池组件200一侧向电话机主体100一侧的识别信号的各比特数据传送，与时钟的上升沿及下降沿同步地在时钟的同一周期内进行。因而，可以迅速地进行这种数据通信。并且，使通过分析电话机主体100与电池组件200间的数据从而弄清该识别方式变得更加困难，所以可以进一步提高识别处理的保密性。
(实施例2)下面，以与所述实施例1的不同点为中心，结合附图对将本发明的ID发生装置及ID确认装置，应用于识别与携带电话机主体连接的电池组件的系统的实施例2进行说明。
由于携带电话机的电池组件在电池充电时会产生高温，所以为了防止电池组件超过所定的温度，有时要从电话机主体一侧监视电池组件的温度。也就是说，在由与电话机主体连接的电源向电池供给电力对电池进行充电时，在电话机主体中监视安装在电池组件内的温度检测传感器的输出数据，并在其大于事先设定的所定温度时停止充电。
但是，要接收这种温度传感器的输出数据如果设置另外的端子或信号线时，会带来零件数的增加或机器体积的增大的问题。于是，在本实施例中，使将这种温度检测传感器的输出数据向电话机主体一侧发送的信号线，与供给所述动作时钟的信号线进行共用。也就是说，由于向电池组件一侧供给所述动作时钟的情况只有在识别电池组件是否为正规物的时候，所以可以使将这种温度检测传感器的输出数据向电话机主体一侧发送的信号线，与供给所述动作时钟的信号线进行共用。
图5表示安装有这种温度检测传感器和本实施例的ID发生装置的电池组件300。在该图5中，对于与前面图1所示的部分相同的部分采用了相同的符号。但是，在图5中，明确标出了安装在电池组件300内的电路板301。
如该图5所示，在该电池组件300中，与前面图1同样，也安装有G-IC220和电池210等。并且，G-IC220形成在电路板301上，而电池210设置在该电路板301的外边。另外，在该电路板301上，设置有在电池210出现异常时，用于隔断向所述电话机主体100或G-IC220的馈电的保护IC310和开关晶体管(FET)311。并且，当电池210出现异常时，通过保护IC310控制FET311截止，从而隔断向所述电话机主体100或G-IC220的供电。
另外，在本实施例中，还具有作为温度传感器的、电阻值随温度而变化的热敏电阻312，并且，该热敏电阻312和G-IC220与时钟输入端子332连接。
图6表示接收所述电话机主体100的热敏电阻312的输出数据和向电池组件300供给动作时钟的电路。如该图6所示，在主体一侧，具有被输入时钟CLK的三态缓冲器TB，该输出端与所述G-IC220内的时钟缓冲器B2连接。另外，在这些三态缓冲器TB及时钟缓冲器B2之间，连接有所述热敏电阻312。进而，由该热敏电阻312进行温度检测，在主体一侧，具有串联连接的电源V、电阻R及缓冲器B1，并在电阻R与缓冲器B1之间连接有所述热敏电阻312。
在这种构成中，在由热敏电阻进行温度检测时，通过允许信号使三态缓冲器TB的输出端子为高阻抗并使晶体管T为导通状态，从而使电源V、电阻R及热敏电阻312之间导通。这时，由于分别由热敏电阻312的电阻与电阻R所分得的电源V的分压电压，随热敏电阻312电阻值的变化而变化，所以可以把热敏电阻312的电阻值的变化、也就是电池组件的温度作为分压电压取出。而在向电池组件供给时钟CLK时，通过使晶体管T截止并向三态缓冲器TB输入允许信号，从而经三态缓冲器TB向时钟缓冲器B2供给时钟CLK。
另外，图6所示的晶体管T和三态缓冲器TB、缓冲器B1等，可以安装在前面图2所示的输入输出部130内。
根据如上所述的本实施例，除了前面的实施例1的所述(1)～(5)的效果之外，还可以得到以下效果。
(6)通过使用于向电话机主体一侧传送热敏电阻312的输出数据的信号线，与供给动作时钟的信号线实现共用，可以减少零件数量，进而可以促进电池组件的小型化。
另外，上述实施例2也可以变更为下列方式实施。
·保护IC和FET的连接方式，并不局限于前面图5所示的情况，如图7所示，也可以在电池出现异常时只隔断电话机主体与电池之间的电连接。
·替代共用供给动作时钟的信号线和传送温度检测传感器输出数据的信号线，也可以将用于所述代码及识别信号传送的信号线，与传送温度检测传感器输出数据的信号线实现共用。
·作为共用用于所述符号串及识别信号传送的信号线或供给动作时钟的信号线的线路，并不局限于传送温度检测传感器输出数据的信号线，也可以是传送用于监视电池组件状态的任意数据的信号线。作为这种数据，例如有关于电池容量的数据。也就是说，在电池充电后，通过检测该电池的输出电流并对其进行积分等，可以算出电池的容量。
(其它实施例)另外，作为对上述各实施例可以共同地改变的要素如下。
·作为符号串的生成方式，并不局限于在上述实施例中举出的情况。例如，若用十进制表示的随机数列或随机数发生器，就可以生成数据长度可变的随机符号串。再有，作为该符号串，即使数据长度不可变只要使随机数据，就可以用它进行前面图2所示的识别处理。
·作为产生识别信号(ID符号)的硬件构成(ID生成部123、221、密钥数据寄存器124、222)，并不局限于前面图3所示的内容。例如，也可以将所输入的符号串延长一倍而构成。在这种情况下，当在电池组件一侧从上位比特顺序地输入符号串时，由于在全部数据被输入之前不会输出识别信号，所以如图8(A)所示，在输入符号串期间，也可以在电池组件一侧设置向主体一侧传送假信号(图中以“D”表示)的功能。该假信号，例如，既可以将在上一次识别处理时所使用的数据保留下来并将其作为假信号传送，也可以利用随机数列。
该假信号，并不一定如图8(A)所示，必须从符号串的第1比特开始与其对应地发送，也可以在符号串只输入所定比特后发送。另外，如图8(B)所示，在从电池组件一侧向主体一侧输出识别信号(ID符号)时，在没有从主体一侧向电池一侧供给的信号等情况下，也可以具有从主体一侧输出假信号的功能。
这样，对于下列双向数据的传送(a及b)，至少可以使这些双向数据传送中的1比特的数据传送在时钟的一个周期内进行。
(a)包含从电话机主体(ID确认装置)向电池组件(ID发生装置)的符号串的数据传送，(b)包含从电池组件(ID发生装置)向电话机主体(ID确认装置)的根据所述符号串的识别信号(ID符号)的数据传送。
·本发明并不局限于携带电话机，也可以有效地应用于利用识别信号识别对象机器是否为正规的机器的情况。另外，作为这种例子，可以举出识别设置在打印机上的墨盒是否为正规产品，以及识别设置在电子计算机上的存储卡是否为正规产品等。
·所述C-IC120及G-IC220所具有的功能，并不局限于通过硬件构成。例如，也可以使C-IC120所具有的功能的一部分或全部，通过在CPU110内处理的运算程序实现。
在本发明之一中，通过对输入信号进行事先设定的所定运算处理而产生ID符号。因此，可以不在ID发生装置内事先保持ID符号，并通过使输入信号可变可以使每次识别处理所输出的ID符号不同，从而可以进行保密性强的识别处理。
在本发明之二中，具有用所述的所定运算处理的数据，并在输入信号中加入该数据后进行该处理。这样，要想搞清ID符号的生成方式，由于除了ID生成部的构成之外还必须得到该数据，所以可以进行保密性更强的识别处理。
在本发明之三中，输入信号的输入、及ID符号的输出是以串行方式进行的。并且，这时，数据的输入及输出，这些输入及输出的数据中的至少1比特的数据的输入及输出在时钟的一个周期内进行。通过采用这种通信控制规程，可以迅速进行数据通信的同时，由其复杂性而增大的数据解析的困难可以进行保密性更强的识别处理。
在本发明之四中，通过采用假代码，可以使通过解析该识别处理的数据通信内容而弄清该识别处理方式变得更加困难。
在本发明之五中，根据在ID确认装置中产生的随机符号串，在ID确认装置中生成第1ID符号，并在外部机器内生成第2ID符号。并且，通过对这些第1ID符号与在外部机器中生成的第2ID符号进行比较以确认第2ID符号的有用性，从而进行外部机器是否为正规物的识别。因而，在ID确认装置与外部机器之间的通信数据，可能在每次识别处理时不同，所以可以进行保密性强的识别处理。
在本发明之六中，具有用所述的所定运算处理的数据，并在输入信号中加入该数据后进行该处理。这样，要想搞清识别信号的生成方式，除了ID生成部之外必需得到该数据，所以可以进行保密性更强的识别处理。
权利要求
1.一种ID发生装置，相应特定信号的输入，产生代表机器种类的ID符号，其特征在于，包括通过对输入信号进行所定运算处理而生成ID符号的ID生成部；将输入的所述输入信号供给所述ID生成部的同时，输出在所述ID生成部中生成的ID符号的输入输出切换部；以及检测附加在所述输入信号中的固定的符号串的检测部，所述输入输出切换部，相应所述检测部的检测结果输出所述ID符号。
2.根据权利要求1所述的ID发生装置，其特征在于，还包括保持用于所述ID生成部的所定运算处理的数据的寄存器部，所述ID生成部，根据所述输入信号及所述保持数据进行所述的所定运算处理。
3.根据权利要求1或2所述的ID发生装置，其特征在于，还包括与所述ID生成部及检测部连接、并输入与所述输入信号同步的时钟的时钟输入端子；和与所述输入输出切换部连接、并输入所述输入信号及输出所述ID符号的输入输出端子，所述输入信号的输入及所述输出信号的输出，在所述时钟的一个周期内至少各进行1比特。
4.根据权利要求3所述的ID发生装置，其特征在于，所述ID生成部，在生成所述ID符号前生成假符号。
5.一种ID确认装置，向所定外部机器供给所定信号，并相应所述信号确认由外部机器所供给的ID符号的有效性，其特征在于，包括产生随机符号串的代码发生部；通过对所述符号串进行所定运算处理而生成第1ID符号的ID生成部；在所述符号串中附加标题的标题发生部；输出包含附加了所述标题的符号串的信号、并相应所述信号的标题接收由所述外部机器所供给的第2ID符号的输入输出电路；以及将所述第1ID符号与所述第2ID符号进行比较的比较部，相应所述比较部的比较结果判断所述第1ID符号的有效性。
6.根据权利要求5所述的ID确认装置，其特征在于，还包括保持用于所述ID生成部的所定运算处理的数据的寄存器部，所述ID生成部，根据所述符号串及所述保持数据进行所述的所定运算处理。
全文摘要
一种ID发生装置及ID确认装置，通过电话机主体100的代码发生部121及代码长度决定部122，生成数据长度及其内容为随机的符号串。根据该符号串在电话机主体100的ID生成部123及电池组件200的ID生成部221中，通过相同的运算处理生成ID符号。在这些ID生成部123及ID生成部221中所生成的ID符号，在电话机主体100的ID比较部126中进行比较，当它们相同时，判断出电池组件200为正规物。从而可以提高对象机器的保密性。
文档编号H01M10/48GK1422031SQ02131879
公开日2003年6月4日 申请日期2002年9月5日 优先权日2001年11月27日
发明者大久保健一 申请人:三洋电机株式会社