電子設備和電子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電子設備和電子系統(tǒng)。該電子設備包括：一個或多個存儲器；從設備接口；以及電路裝置，所述電路裝置在操作中：經由所述從設備接口來初始化電荷保持電路；基于經由所述從設備接口接收的電荷保持電路的放電時間的指示來認證從設備；以及基于從設備認證來控制與從設備的交互。
【專利說明】
電子設備和電子系統(tǒng)
技術領域
[0001]本公開內容總體上涉及電子電路，并且更具體地涉及一種用于驗證意圖與設備合作的產品(配件或耗材)的真實性或來源的電子設備和電子系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在很多領域，期望能夠保證要在設備中使用的產品(例如墨盒、電池、配件等)是原始的或者真實的產品，即設備制造商所認可的產品。為了實現這一目的，與該產品相關聯(lián)的電子電路中通常存儲認證密鑰并且當在設備中安裝產品或者在產品應當與設備合作時，使用認證密鑰來驗證產品是真實的。然而，如果密碼被竊取并且制造商使得設備制造商不認可的產品商業(yè)化，則既然配備有具有正確的密鑰的電路，設備將認為這些產品是真實的。
【實用新型內容】
[0003]在實施例中，一種電子設備包括:一個或多個存儲器;從設備接口；以及電路，其中電路在操作中:經由從設備接口來初始化電荷保持電路;基于經由從設備接口接收的電荷保持電路的放電時間的指示來認證從設備；以及基于從設備認證來控制與從設備的交互。在實施例中，其中電路在操作中將放電時間的指示與指示期望時長的信息相比較。在實施例中，電路在操作中通過斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源來對電荷保持電路初始化。在實施例中，與電荷保持電路相關聯(lián)的電源在其中斷開的持續(xù)時間是隨機的。在實施例中，電路在操作中:經由從設備接口來傳輸表示要被存儲在電荷保持電路中的電荷水平的電壓；在持續(xù)時間內斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源；以及通過將與電荷保持電路相關聯(lián)的電荷的剩余量的指示與期望值相比較來響應于在持續(xù)時間的終止時接收到所述指示。在實施例中，電路在操作中:初始化時間計數器并且斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源;接通電源并且周期性地詢問從設備直到從設備響應于詢問；基于從設備響應于詢問的時間來確定經過的時長；以及將所確定的經過的時長與期望時長相比較。在實施例中，電路在操作中經由從設備接口來傳輸指示無響應時間段的值。在實施例中，電路在操作中從第三設備接收指示無響應時間段的值。
[0004]在實施例中，一種電子設備包括:電何保持電路;親合到主設備的接口；以及電路，其中電路在操作中通過以下方式來響應于初始化信號:初始化電荷保持電路;生成電荷保持電路的放電時間的指示；以及基于所確定的指示來控制與主設備的通信。在實施例中，控制與主設備的通信包括經由接口來向主設備傳輸指示。在實施例中，初始化信號包括斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源。在實施例中，初始化信號包括表示要存儲在電荷保持電路中的電荷水平的電壓，并且電路在操作中:對電荷保持電路充電；在持續(xù)時間的終止時測量電荷保持電路中的電荷的剩余量；以及經由接口向主設備傳輸表示要與期望值相比較的剩余量的信息。在實施例中，初始化信號包括指示無響應時間段的值，并且電路在操作中通過以下方式來響應于初始化信號:對電荷保持電路充電；以及忽略經由接口接收的詢問直到電荷保持的電荷水平對應于無響應時間段的終止。
[0005]在實施例中，一種電子系統(tǒng)包括:具有控制電路的主設備；以及具有電荷保持電路的從設備。其中主設備的控制電路在操作中:控制一個或多個信號以引起從設備對電荷保持電路初始化;接收電荷保持電路的放電時間的指示;基于所接收的電荷保持電路的放電時間的指示來確定從設備的真實性；以及基于所確定的從設備的真實性來控制與從設備的交互。在實施例中，主設備是打印機，并且從設備是打印機墨盒。在實施例中，控制電路在操作中將放電時間的指示與指示期望時長的信息相比較。在實施例中，控制電路在操作中:向從設備傳輸表示要被存儲在電荷保持電路中的電荷水平的電壓;在持續(xù)時間內斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源；以及通過將與電荷保持電路相關聯(lián)的電荷的剩余量的指示與期望值相比較來響應于在持續(xù)時間的終止時接收到所述指示。在實施例中，控制電路在操作中:初始化時間計數器并且斷開與電荷保持電路相關聯(lián)的電源;接通電源并且周期性地詢問從設備直到從設備響應于詢問；基于從設備響應于詢問的時間來確定經過的時長；以及將所確定的經過的時長與期望時長相比較。
[0006]實施例提供一種特別地適用于并非永久性地被供電的電路的解決方案。
[0007]實施例提供一種驗證與主設備相關聯(lián)的產品的真實性的方法，其中:設備的第一電子電路初始化產品的第二電子電路的電荷保持電路;并且第一電路解釋電荷保持電路的放電時長以判定產品是否真實。
[0008]根據實施例，第一電路將由電荷保持電路遞送的表示時間的信息與期望時長相比較。
[0009]根據實施例，第一電路通過斷開第二電路的電源來開始評定真實性。
[0010]根據實施例，第二電路的電源停止的時長是隨機的。
[0011]根據實施例，第一電路向第二電路通信表示要被存儲在電荷保持電路中的電荷水平的電壓;第二電路對電荷保持電路充電；第一電路在特定時長內斷開第二電路的電源，在所述特定時長的結束時，第二電路測量電荷保持電路中的電荷的剩余量;第二電路向第一電路通信表示這一剩余量的信息；以及第一電路將這一信息與期望值相比較。
[0012]根據實施例，第二電路接收在其間第二電路應當抑制響應第一電路的時間值;第二電路對電荷保持電路充電；第一電路斷開第二電路的電源并且初始化時間計數器;第一電路再次接通第二電路并且周期性地詢問第二電路直到第二電路響應；以及一旦第二電路響應，第一電路將經過的時長與期望時長相比較，期望時長是第二電路的電荷保持電路的特性的函數。
[0013]根據實施例，由第一電路向第二電路通信所述時間值。
[0014]根據實施例，由第三電路向第一電路和第二電路通信所述時間值。
[0015]實施例還提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個主設備以及與這一主設備相關聯(lián)的至少一個產品并且適用于所描述的方法。
[0016]根據實施例，設備是打印機并且產品是墨盒。
[0017]本實用新型的方案針對現有技術中存在的問題，提出了一種電子設備和一種系統(tǒng)，能夠通過電荷保持電路來驗證意圖與設備合作的產品的真實性。
【附圖說明】
[0018]圖1是將要被描述的實施例作為示例適用于其的類型的系統(tǒng)的示例的塊形式的非常簡化的表示；
[0019]圖2用框圖圖示了認證方法的實施例；
[0020]圖3是能夠可控地保持電荷用于時間測量的電路的實施例的示例的簡化的電路圖；
[0021]圖4是通過認證方法的實施例的應用來圖示實施例的電荷保持電路的行為的圖表；
[0022]圖5是認證方法的實施例的框圖；以及
[0023]圖6是認證方法的另一實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0024]在隨后的描述中，提供大量的具體細節(jié)以便盡可能地促進對作為示例提供的實施例的理解。這些實施例可以在具有這些細節(jié)的情況下或者沒有這些具體的細節(jié)的情況下或者在使用其他方法、部件、材料等的情況下來實現。在其他情況下，沒有示出或詳細描述眾所周知的結構、材料或操作以便不模糊實施例的方面。本說明書的框架中對于“一實施例”或“一個實施例”的引用意味著結合該實施例描述的給定的特質、結構或特性被包括在至少一個實施例中。因此，本說明書的各個位置處的諸如“在一實施例中”或“在一個實施例中”等短語的重現不一定指代一個以及相同的實施例。另外，可以在一個或多個實施例中以任何方便的方式來對這些特質、結構或特性進行組合。
[0025]僅為了讀者的方便性而非定義實施例的范圍或含義而在此提供注釋和參考。
[0026]用相同的參考標記來表示不同附圖中的相同的元素，除非上下文另外指出。
[0027]為了簡潔，僅示出和詳述對于理解要描述的實施例很有用的這些步驟和元素。特別地，沒有詳述在終端側以及在應答機側的電路之間交換的信號的生成及其解釋，所描述的實施例與信號的生成和解釋的一般技術相兼容。在下面的描述中，在提及術語“大致”、“大約”以及“近似”時，表示在10%以內，例如在5%以內。
[0028]圖1以塊的形式非常示意性地示出了將要描述的實施例適用于其的類型的系統(tǒng)的示例。主設備I (主機)能夠接收一個或多個產品2、配件(ACC)或耗材(CONS)或者與一個或多個產品2、配件(ACC)或耗材(CONS) 一起操作。作為應用的具體的示例，主設備是打印機，產品(耗材)是墨盒。根據另一示例，其為使用配件(例如游戲墊、耳機、外殼、盒子等)的電子系統(tǒng)(例如游戲控制臺、手機等)。更一般地，其可以是基于主設備(主機)與一個或多個配件或耗材(產品)之間的合作的任何類型的系統(tǒng)。
[0029]耗材或配件的制造商通常尋求保護以避免使用偽造的或者非真實的配件以便向其用戶確保原始產品相對于副本或“克隆”的質量和真實性等。例如，期望避免可能的贗品。下文中將參考用于指定非真實的產品的副本，不管它們是盲從的模仿還是更一般地是能夠用作真實的產品的類似的產品。
[0030]保護通常包括被引入主設備中的新的產品的認證機制、或者甚至在每次對設備上電或保持處于待機模式時、或者每次使用產品(例如對于每次打印)時的認證。在打印機的示例中，打印機和所有墨盒被配有適合這樣的認證的電子電路，例如加密的處理器或者由處理器執(zhí)行的程序。
[0031]例如，如圖1中所圖示的，主設備I包括能夠通過一個或多個地址、控制和數據總線13來與一個或多個存儲器14(MEM)、一個或多個外圍設備15(PER)(例如設備I的各種電路)、以及一個或多個輸入輸出電路16(E/S)進行通信的微控制器類型(yC)的電路12，其中設備能夠與產品2通信。
[0032]產品2(不管是耗材還是配件)包括可以被保護的的至少一個電路22(例如微控制器類型)，其包括相同類型的部件(未示出):處理器、易失性和非易失性存儲器、朝著與設備I的通信的總線的輸入輸出接口等。
[0033]在通常的技術中，設備I和產品2共享存儲在存儲器中的認證密鑰，以具有基于其的認證過程。
[0034]在下文中所描述的實施例中，認證不是通過以數字字形式存儲的認證密鑰的交換來執(zhí)行，而是基于墨盒的電子電路固有的電氣參數。
[0035]實施例使用產品2這一側的電荷存儲元件的放電速度。實施例控制與產品2相關聯(lián)的電子電路22的電源以確定其真實性。
[0036]圖2用框圖圖示認證方法的實施例。
[0037]產品的電子電路1(在此用塊10(主機)來表示)并非僅經由通信總線13而是還通過控制其供電(也就是通過控制電源，例如通過提供電源總線17)來控制產品2、更具體地控制產品中形成從電路(從機)的電子電路22。
[0038]每個從電路22包括能夠以可控的方式來保持電荷用于時間測量的電路3。美國專利第8，963，574、8，872，177、8，331，203、8，320，176、8，036，020和8，339，848中描述了這一類型的電路的示例。
[0039]圖3是能夠可控地保持電荷用于時間測量的電路3的示例的簡化的電路圖。
[0040]電路3包括第一電容元件Cl和第二電容元件C2，第一電容元件Cl具有連接到浮動節(jié)點F的第一電極31以及連接到電壓的施加端子33的第二電極32，第二電容元件C2具有連接到節(jié)點F的第一電極34以及連接到電壓的施加端子36的第二電極35。電路3還包括第三電容元件C3，第三電容元件C3具有連接到節(jié)點F的第一電極37以及連接到電壓的施加端子39的第二電極38，第三電容元件C3的介電空間被設計成由于其介電常數和/或其厚度而具有隨著時間非可忽略的泄露。電容元件Cl具有大于元件C3的電荷保持能力，并且電容元件C2具有大于元件C3但是小于元件Cl的電荷保持能力。電容元件Cl (存儲元件)的功能是用于存儲電荷。與其電極31的直接接地連接相比，電容元件C3 (流動元件)的功能是相對較慢地對存儲元件Cl進行放電。電容元件C2的功能是實現到電容元件Cl中的電荷注入，同時通過在節(jié)點F與端子33之間施加電源電壓來避免由于存儲元件Cl的直接充電而產生的應力(針對流動元件C3)。
[0041]在電荷保持階段初始化步驟中，端子33和39處于參考電壓，例如接地，并且高電源電壓(相對于接地為正)Valim被施加給端子36，這引起電容元件Cl的充電。作為變型，為了對元件Cl進行充電，端子39可以被接地，并且端子36和33可以設置為相對于接地分別為正和負的電壓。當端子36與33之間不再施加有電源電壓時，例如，當電路不再被供電時，存儲元件Cl通過流動元件C3以受控方式(相對較慢地)放電。應當注意，也可以在電路仍然被供電時提供受控的放電階段。在放電階段期間，端子33、36和39可以保持浮動，或者甚至被設置為相同的參考電壓，例如接地。在讀取階段，在放電階段之后，測量存儲元件Cl的剩余電荷(可以對設備供電以做出測量)。將元件Cl的剩余電荷認為是表示在初始化步驟的結束與讀取步驟之間經過的時間。
[0042 ]實施例采用這樣的電荷保持電路以確定產品2的真實性。
[0043]在實施例中，在每次需要認證時(例如，在每次想在打印機中放入新的墨盒時，在每次對打印機上電時，在針對每次打印每次保持待機模式時等)，電路10 (圖2)確定圖22的電荷保持電路3是否以期望的方式運行，也就是說，其放電時間是否對應于期望時長。
[0044]電路10因此在其存儲器14中包含與真實的產品2的電路3的行為相關的信息。例如，使電路22在制造啟用的結束經歷測試或特征化階段以確定其電路3的放電簡檔。根據另一示例，以充分可復制的形式來形成電路3，使得能夠對其時間行為特征化。
[0045]圖4是通過認證方法的實施例的應用來圖示電路22的電荷保持電路3的行為的圖表。
[0046]假定電路10引起電路22的電源并且在測量的初始化步驟中，其引起電路3的充電直到表示電荷保持電路3的節(jié)點F處的電壓VO的電平。
[0047]然后，在時間TO處，電路10在其選擇的時間斷開電路22的電源。這一時長可以是固定的時長或者隨機時長。
[0048]在這一時長的結束(圖4中的時間Tl)處，電路10再次接通電路22并且詢問電荷值或者剩余電壓測量。這一測量提供表示電壓Vl的電平。
[0049]電路22然后向電路10通信所測量的值VI，電路10將這一值與期望值相比較。例如從電路10的存儲器中所存儲的表格來獲得這一期望值。在隨機時長的電源切斷的情況下，電路1測量這一時長以從電路1的存儲器中所存儲的圖4的特性來提取應當由電路22提供的電壓的值。
[0050]根據電路22的電源斷開的時長(例如Tl或Tn)，電壓測量(例如Vl或Vu)不同。因此電路10能夠知道應當在多久之后達到電壓電平(隨著時間減小)或者在給定時長的結束獲得哪個電壓值。
[0051]為了解釋測量，電路22通信電壓值V、對應的時間T或者自己估計時長，如下文中可知。
[0052]電荷保持電路3的響應特定于電路22中所包括的形成電路3的集成電路芯片。因此，這一響應取決于芯片而不同(實際上取決于芯片種類而不同)。具有用不同的技術形成的電路22的非真實的墨盒因此不提供相同的響應并且不被認證。
[0053]根據例如由于制造公差所引起的電路3的響應的可變性，可以提供將這樣的公差考慮在內的大致的測量閾值。作為變型，可以使用產品系列的標識符(代碼)來向主設備通信不同電路的響應的特性。
[0054]圖5是認證方法的實施例的框圖。
[0055]主控或主電路10通過向從電路22通信電壓VO來開始(塊51，V0—從機)。作為變型，由從電路本身在接收到源自主控電路的控制信號時測量電壓V0。因此，電路10斷開從電路22的電源(塊52，斷開22) ο電源的這一中斷持續(xù)確定的或者隨機的時間間隔A T。在時間間隔Δ T的結束處，電路10再次接通電路22(塊23，接通22)。一旦電路22再次接通，電路22估計(塊54，從機測量T/V)對應的時間T或電壓V值，并且然后向電路10通信這一值(塊55，V或T—主機)。電路1將由電路22傳輸的值與期望值相比較(塊56，主機比較)，期望值是時間間隔A T的函數。
[0056]使用例如主機和/或從機側存儲的變換表來執(zhí)行電壓值與時間值之間的變換。
[0057]如果這一比較產生值的同一性(或者根據期望的測量公差和技術差量的大致同一性)，則真實性被驗證(塊57，判定)。
[0058]圖6是認證方法的另一實施例的框圖。
[0059 ]主控或主電路1通過向從電路22通信時長TI的指示來開始(塊61，TI—從機)。這一時長由電路22存儲并且表示電路22抑制響應于來自電路10的任何詢問的時長。然后，電路10斷開電路22的電源并且初始化其所包含的時間計數器(塊62，斷開22，初始化定時器)。電路10然后周期性地詢問(63)電路22 ο例如，其將電路22再次接通(塊631，接通22)并且發(fā)送請求(塊633，詢問22) ο只要電路22不響應(塊634的輸出否，響應？)，電路10繼續(xù)測量經過的時間(循環(huán)回到塊633)。一旦電路22響應(塊634的輸出是)，這表示電路22的電荷保持電路已經達到表示時長Tl的電荷水平。電路10然后讀取其時間計數器的值(塊64，讀取定時器)，然后將這一值與其向電路22初始通信(塊61)的值相比較以得到真實性判定(塊67，判定)。
[0060]在圖6的實施例中，電路22不需要向線路10通信數據，這特別地適用于簡單的電路22。其因此僅需要利用對詢問請求的確認來響應以實現認證判定。
[0061]根據替選實施例，不是由主控電路來向從電路通信時長Tl，而是由第三方電路來向主控電路和從電路傳輸這一值或者表示這一值的信息(加密的值或密碼)，可能是例如由電路10和22與其來遠程通信的數據服務器生成的距離，
[0062]可以使用通常的方式來保護主設備與產品之間的交換，例如使用基于產品2和設備I中所包含的密鑰的對稱或非對稱加密。
[0063]已經描述了各種實施例。本領域技術人員很容易想到各種替選、修改和改進。特別地，認證閾值的值的選擇取決于應答機部件的擊穿電壓，并且可以根據應用而變化。另外，基于上文中所給出的功能指示以及通過使用通常本身的電子部件，在本領域技術人員的能力范圍內實際實現所描述的實施例。
[0064]這樣的替選、修改和改進意在成為本公開內容的部分，并且意在落在本公開內容的精神和范圍內。因此，以上描述僅作為示例，而非意在限制。本公開內容僅如所附的權利要求及其等同方案中所定義的進行限制。
[0065]—些實施例采用計算機程序產品的形式或者包括計算機程序產品。例如，根據一個實施例，提供了一種包括被適配成執(zhí)行以上所描述的方法或功能中的一個或多個的計算機程序的計算機可讀介質。介質可以是物理存儲介質(諸如例如只讀存儲器(ROM芯片))、或者盤(諸如數字多功能盤(DVD-R0M)、光盤(⑶-R0M)、硬盤、存儲器、網絡、或者經由適當的驅動器或經由適當的連接來讀取的便攜式介質物品，包括用一個或多個條形碼或者一個或多個這樣的計算機可讀介質上存儲并且由適當的讀取設備可讀取的其他相關的代碼進行編碼)。
[0066]另外，在一些實施例中，其中可以用其他方式來實現或提供一些系統(tǒng)和/或模塊和/或電路和/或塊，諸如至少部分用固件和/或硬件，包括但不限于一個或多個專用集成電路(ASIC)、數字信號處理器、離散電路、邏輯門、標準集成電路、狀態(tài)機、查找表、控制器(例如通過執(zhí)行適當的指令，并且包括微控制器和/或嵌入式控制器)、現場可編程門陣列(FPGA)、復雜可編程邏輯器件(CPLD)等以及采用RFID技術的設備、及其各種組合。
[0067]可以將以上所描述的各種實施例組合以提供另外的實施例?？梢愿鶕枰薷膶嵤├姆矫嬉圆捎酶鱾€專利、申請以及公開的概念來提供另外的實施例。
[0068]可以鑒于以上詳述的描述來對實施例做出這些和其他變化。通常，在所附的權利要求中，所使用的術語不應當被理解將權利要求限于在說明書和權利要求中所公開的具體的實施例，而是應當被理解為包括所有可能的實施例連同這樣的權利要求享有的等同方案的全部范圍。因此，權利要求不受本公開內容的限制。
【主權項】
1.一種電子設備，其特征在于包括: 一個或多個存儲器； 從設備接口；以及 電路裝置，所述電路裝置在操作中: 經由所述從設備接口來初始化電荷保持電路； 基于經由所述從設備接口接收的電荷保持電路的放電時間的指示來認證從設備；以及 基于從設備認證來控制與從設備的交互。2.一種電子設備，其特征在于包括: 電荷保持電路； 耦合到主設備的接口；以及 電路裝置，所述電路裝置在操作中通過以下步驟來響應初始化信號: 初始化所述電荷保持電路； 生成所述電荷保持電路的放電時間的指示；以及 基于確定的所述指示來控制與所述主設備的通信。3.一種電子系統(tǒng)，其特征在于包括: 主設備，所述主設備具有控制電路裝置；以及 從設備，所述從設備具有電荷保持電路，其中所述主設備的所述控制電路裝置在操作中: 控制一個或多個信號以引起所述從設備初始化所述電荷保持電路； 接收所述電荷保持電路的放電時間的指示； 基于接收的所述電荷保持電路的所述放電時間的所述指示來確定所述從設備的真實性；以及 基于確定的所述從設備的所述真實性來控制與所述從設備的交互。4.根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述主設備是打印機，并且所述從設備是打印機墨盒。
【文檔編號】G06F13/38GK205608714SQ201520954704
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月26日
【發(fā)明人】J-L·莫達沃, F·馬里內特, D·法里森
【申請人】質子世界國際公司, 意法半導體(魯塞)公司