KR100382433B1 - 직렬로접속된고속신호처리스마트카드를매개로하여비디오신호를처리하는시스템 - Google Patents

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Abstract

시스템은 여러 유료 텔레비전 프로그램과 같은 다수의 비디오 프로그램 중의 각각의 하나를 나타내는 다수의 신호 성분을 포함하는 비디오 신호를 처리한다. 예를 들어 유료 TV 프로그램을 디스크램블링하는 각각의 신호 성분은 다수의 직렬인 고속 신호 처리 집적 회로(IC) 카드, 또는 "스마트" 카드의 하나에 의해 처리된다. 직렬로 접속된 최종 스마트 카드로부터의 출력 신호는 다수의 처리된 신호 성분을 포함한다. 상기 다수의 처리된 신호 성분은 텔레비전 시스템 내에서의 PIP(picture-in-picture) 또는 POP(picture-out-picture) 영상과 같은 다중 영상 부분을 포함하는 디스플레이된 영상을 만드는데 적합한 신호를 제조하기 위해 또한 처리된다. 영상의 각 부분은 처리된 신호 성분의 하나에 응답하여 만들어진다.

Description

직렬로 접속된 고속 신호 처리 스마트 카드를 매개로 하여 비디오 신호를 처리하는 시스템
액세스 제어 시스템은 집적 회로(IC) 카드, 또는 "스마트" 카드의 특성을 포함할 수 있다. 스마트 카드는 플라스틱 카드 내에 끼워진 신호 처리 IC를 갖춘 신용카드 크기의 플라스틱 카드이다. 스마트 카드는 카드 내의 IC로부터 그리고 IC까지의 신호를 결합시키는 카드 판독기 속으로 삽입된다. ISO 규격 7816 는 IC 카드 인터페이스에 대한 명세가 제정되어 있다. 특히, ISO 규격 7816-2 는 카드로의 전기적인 인터페이스가 도 2A에 도시된 바와 같이 카드 배치면상에 위치한 8개의 접점을 경유해야 한다는 것을 명시하고 있다. 접점에서의 8개의 신호중 6개의 신호는 VCC(공급 전압), RST(리셋 신호), CLK(클럭 신호), GND(접지), VPP(카드 IC내의 메모리를 프로그램하는 프로그래밍 전압), I/O(직렬 데이터 입력/출력)로서 규정된다. 두 접점은 나중에 사용하기 위해 보류되어 있다. 스마트 카드 접점으로의 신호의 할당은 도 2B에 도시되어 있다.
본 발명은 신호 처리 응용 분야에서 정보로의 액세스를 제한하는 집적회로(IC) 카드, 또는 "스마트" 카드를 포함하는 액세스 제어 시스템을 포함한다. 유료 TV 시스템과 같은 시스템은 어떤 프로그램 또는 채널로의 액세스를 제한하는 액세스 제어 서브 시스템을 포함한다. 자격이 부여된(예를 들어, 요금을 지불한) 사용자만이 프로그램의 시청이 허락된다. 액세스를 제한하는 하나의 방법으로는 예를 들면 신호를 스크램블링(scrambling) 또는 암호화함으로서 신호를 변경하는 방법이 있다. 스크램블링은 전형적으로 동기 펄스를 제거하는 것과 같은 방법을 사용하여 신호의 형태를 변경하는 것을 포함한다. 암호화는 특정 암호 알고리즘에 따른 신호내에 포함된 데이터 성분을 변경하는 것을 포함한다. 액세스 자격이 부여된 개개인만이 신호를 디스크램블 또는 해독하는데 필요한 "키"가 주어진다. 아래에서 사용되는 바와 같은 스크램블과 디스크램블이라는 용어는 암호 작성 및 스크램블링을 포함하는 통상적인 액세스 제어 기술을 포함한다는 것을 의미한다.
도 1은 자격 부여 처리 및 디스크램블링 둘 모두를 제공하는 스마트 카드를 포함하는 신호 처리 시스템을 블록도로 도시한 도면.
도 2A는 ISO 표준 7816-2에 따라서 스마트 카드의 배치면상의 신호 접점의 위치를 나타내는 도면.
도 2B는 ISO 표준 7816-2에 따라서 도 2A에서 도시된 신호 접점에 스마트 카드 인터페이스 신호를 할당하는 것을 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 시스템에 의해 처리된 신호 내에 포함된 데이터의 포맷을 나타내는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 시스템으로 사용 적합한 스마트 카드에 포함된 신호 처리 기능의 실시예에 관한 블록도.
도 5 내지 도 8은 도 1에 도시된 여러 방식의 시스템 작동 중에 도 4에 도시된 스마트 카드를 통해 루팅(routing)하는 신호를 나타내는 도면.
도 9는 직렬 접속된 다수의 스마트 카드를 포함하는 신호 처리 시스템의 일부를 나타내는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 특성을 포함하는 텔레비전 수신기를 도시한 도면.
도 11과 도 12는 본 발명의 원리에 따라서 제조된 신호 처리 시스템의 일부에 관한 블록도.
스마트 카드 내의 IC는 액세스 제어 프로토콜의 일부로서 보안 제어 정보와 같은 데이터를 처리한다. 상기 IC는 텍사스주 오스틴 소재의 모토롤라 반도체 사의 제품인 6805 프로세서와 같은, 제어용 마이크로컴퓨터를 포함하는 것으로서, 상기 마이크로컴퓨터는 ROM, EEPROM, RAM 메모리를 포함한다. 상기 프로세서는 자격 부여에 대한 관리를 포함하고 신호의 스크램블된 데이터 성분을 디스크램블링하는 키를 발생시키는 여러 보호 제어 기능을 수행한다.
자격 부여 관리는 카드 소유자의 자격 부여를 지정하는 카드 내에 저장된 정보(예를 들어 사용자가 액세스하도록 자격 부여받은 프로그램 및 서비스)를 변경하는 것을 포함한다. 프로세서는 입력 신호에 포함된 자격 부여 관리 메시지(EMM)내의 자격 부여 정보에 응답하여 자격 부여를 가하고 소거시킨다. EOMM 데이터는 전형적으로 특정 서비스에 대한, 예를 들어 특정 채널 상의 모든 프로그래밍에 대한, 또는 예를 들어 특정 채널 상의 영화 한편과 같은 서비스로 제공된 특정 프로그램에 대한 자격 부여를 나타낸다. EMM은 비교적 장기간의 자격 부여에 관련되므로, EMM은 전형적으로 신호 내에서 드물게 발생한다.
일단 서비스나 프로그램에 대해 자격이 부여되면, 서비스나 프로그램의 디스크램블링은 디스크램블링 키를 발생시킨 후에만 발생할 수 있다. 키 발생은 입력 신호에 또한 포함된 자격 부여 제어 메시지(ECM)에 응답하여 발생한다. ECM은 프로세서에 의해 실행되는 키 발생 루틴에 대한 초기화 데이터를 제공한다. 서비스 제공자가 스크램블링 키를 변경할 때마다, ECM 데이터는, 액세스에 대한 자격이 부여된 시스템이 해당 신규 디스크램블링 키를 발생시킬 수 있도록, 신호 내에 포함되어 있다. 스크램블된 신호로의 비승인된 액세스를 막는 것을 돕기 위해, 키는 종종, 예를 들어 2초마다 변경된다. 따라서 ECM 데이터는 신호 내에서 종종 발생한다.
EMM 및 ECM 데이터는 ISO 규격 7816 인터페이스의 직렬 I/O 단자를 경유하여 처리하는 스마트 카드에 전송된다. 상기 직렬 I/O 단자는 발생된 키를 카드로부터 비디오 신호 처리 채널 내의 디스크램블 장치까지 전송하는데 또한 사용된다. 상기 디스크램블러는 디스크램블된 또는 "평문" 출력 신호를 생성하기 위해 키를 사용하여 입력 신호의 데이터 성분, 예를 들어 비디오 및 오디오 데이터를 디스크램블한다. 디스크램블링은 스크램블링 처리의 효과를 역전시키는 것, 예를 들어 동기 펄스를 재 삽입하기 또는 암호 알고리즘의 역을 사용하여 데이터를 해독하는 것을 포함한다. 상기의 디스크램블된 신호는 키네스코프 및 확성기와 같은 출력 장치에 결합하는데 적합한 비디오 및 오디오 신호 각각을 생성하기 위해 신호 처리 채널에 의해 또한 처리된다.
비디오 신호 처리 채널에서 디스크램블링 기능을 포함한다는 것은 디스크램블링 하드웨어를 시스템에 가하는 것을 포함한다. 상기 하드웨어는 텔레비전 수상기와 같은 소비자용 전자(CE) 장치 내에 포함될 수 있거나 케이블 박스와 같은 독립형의 디코더 장치 내에 포함될 수 있다. CE 장치 또는 분리된 디코더 장치 내에 디스크램블링 하드웨어를 포함한다는 것은 특정 액세스 제4 시스템에 대한 장치를 제공한다는 것이다. 예를 들어, 하드웨어는 특정 유형의 스크램블링 알고리즘만을 디스크램블링하는데 적합할 수 있다. 만일 서비스 제공자가 예를 들어 보안상의 문제로 인해, 다른 액세스 제어 시스템으로의 변경을 결정한다면, 디스크램블링 하드웨어를 대체하는 것은 CE, 장치를 변경하고 및/또는 디코더 장치를 교체하는 것과 같은 비용이 들고 어려운 과제를 포함한다.
게다가, 스마트 카드에 의해 발생된 디스크램블링 키를 스마트 카드 외부의 디스크램블러에까지 전송하는 것은 "해커"가 보안 시스템을 공격하는 기회를 제공한다. 보안 제어 IC는 스마트 카드에 끼워져 있으므로, 해커는 보안 알고리즘을 헛되게 하는, "해크" 시도로 IC로의 직접적인 액세스를 할 수는 없다. IC에 접근하기 위해 스마트 카드를 조각 내려는 시도는 IC 카드를 파괴시킬 것이다. 그러나 카드 인터페이스를 경유하여 키를 디스크램블러에 전송하는 것은 해커가 키 전송 프로토콜을 모니터링하여 키를 인터셉트하여 액세스 제어 시스템과 타협할 수 있는 가능성을 증가시킨다. 또한 현존 스마트 카드는 특정 신호원에 대하여 액세스 제어를 제공하나, 텔레비전 시스템 내의 어떤 특성을 구현하기 위해서는 다중 신호원에 대하여 액세스 제어를 동시에 필요로 한다. 예를 들어 PIP(picture-in-picture; pix-in-pix) 디스플레이 및 POP(picture-outside-picture)는 두 개 또는 그 이상의 다른 소스 원으로부터 디스플레이 장치에 공급된 영상 신호까지 합체하는 신호가 필요하다. 다중 유료 TV원으로부터의 신호를 사용하여 PIP 또는 POP와 같은 특성을 제공하는 것은 유료 TV원들 각각에 대해 동시에 액세스 제어 처리를 제공하는 것을 필요로 한다.
스마트 카드를 이용한 유료 TV 디코더의 예시가 1993년 9월 29일 Bulletin 93/39에 간행된 몇몇 스마트를 제어하는 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING SEVERAL SMART CARDS)란 제목의 유럽 특허 제 0 562 295 호에 Diehl외 다수인에 의해 기재된다. 사용자가 특정 브로드캐스터에 지정된 몇몇 스마트 카드를 소유하고 있으면, 사용자가 한 채널에서 다른 채널로 전환시킬 때 사용자는 새로운 채널을 디스크램블할 수 있도록 스마트 카드를 교환해야만 한다. 그러한 조건적 액세스 시스템 사용의 용이성을 향상시키기 위해 몇몇 카드 판독기는 신호 처리기에 의해 접속되고 제어되어야 한다. 이것을 촉진하기 위해 처리기에 의해 제어된 특정 전원 장치는 카드 판독기에 적합한 전압을 공급한다.
본 발명은 한 비디오 신호 이상의 신호로부터 정보가 수신되고 디스플레이 스크린 상에 동시에 디스플레이될 때(예컨대 PIP, POP 등등) 신호 액세스 제어의 문제점(예컨대 신호 해독)에 대한 해결책을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 각각의 제 1 및 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 제 1 및 제 2 신호 성분을 포함하는 비디오 신호는 제 1 및 제 2 스마트 카드를 포함하는 데이터 패스를 경유하여 처리된다. 스마트 카드에 의한 처리로부터 발생하는 신호는 제 1 및 제 2 비디오 프로그램에 각각 해당하는 제 1 및 제 2 부분을 포함하는 디스플레이된 영상을 생성하는데 적절한 신호를 제공하도록 또한 처리된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 비디오 신호의 제 1 및 제 2 신호 성분은 제 1 및 제 2 스마트 카드 각각에 의해 디스크램블된 제 1 및 제 2 스크램블된 신호 성분 각각을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 1 및 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 제 1 및 제 2 신호 성분을 포함하는 비디오 신호는, 제 1 신호 성분을 포함하는 제 1 신호와, 제 2 신호 성분을 포함하는 제 2 신호를 결합함으로서 생성된다.
본 발명을 포함하는 스마트 카드 액세스 제어 시스템의 실시예는 도 1에서 블록도로 도시된 예시적인 비디오 신호 처리 시스템과 관련하여 기술될 것이다. 도 1에서 도시된 시스템은 여러 신호 처리 시스템에서 발견될 수 있는 신호 처리 기능을 포함한다. 특정 예는 톰슨사(Thomson Consumer Electronics, Inc)에 의해 개발된 DSS?직접 위성 방송 텔레비전 시스템이다.
스마트 카드를 근간으로 하는 액세스 제어 시스템을 포함하는 유료 TV 서비스에 대하여, 상기 서비스를 구매하기를 원하는 사용자는 서비스 제공자와 접촉하여 서비스 접근료를 지불하고 스마트 카드를 수령한다. 카드의 EEPROM내에 저장된초기의 자격 부여 정보가 들어 있는 카드는 사용자에게 지급된다. 자격 부여 정보는 사용자를 식별하는 데이터와, 초기의 액세스 자격 부여의 범위(예를 들어, 기간 및/또는 사용자가 지불하고자 하는 특정 프로그램)를 지정하는 데이터를 포함할 수 있다. 게다가, 응용-특수키 발생 소프트웨어는 카드 메모리에 저장된다.
카드에 저장된 자격 부여 정보는 신호의 일부로 삽입된 자격 부여 관리 메시지(EMM) 및 자격 부여 제어 메시지(ECM)를 사용하여 원격 지의 서비스 제공자에 의해 변경될 수 있다. EMM은 예약(장기간 액세스) 및 사용자가 지불한 시청당 유료(하나의 프로그램 액세스) 서비스를 나타내는 정보를 포함한다. EMM은 특정 스마트 카드에 저장된 식별 정보에 해당하는 EMM 데이터 내의 식별 정보를 포함함으로써 특정 스마트 카드에 지정될 수 있다. ECM은 디스크램블링 키를 발생시키는데 필요한 초기화 데이터와 같은 데이터를 포함한다. 따라서, 특정 프로그램에 대한 신호는 비디오 및 오디오 데이터를 포함하는 스크램블된 데이터 성분과 EMM과 ECM을 포함하는 제어 정보 성분을 포함한다.
사용자가 유료 TV 서비스에 접근하고자 하는 경우, 도 1의 스마트 카드(180)는 카드 판독기(190)에 삽입된다. 카드 판독기(190)는 도 1의 스마트 카드(180)와 장치(100 내지 170)를 포함하는 신호 처리 채널 사이에서 신호를 결합한다. 특히, 카드 판독기(190)는 ISO 규격 7816-2에서 지정된 바와 같이 스마트 카드(180)의 배치면상에 위치하는 8개의 단자에 접속한다(도 2를 참조하라). 카드 판독기(190)에 의해 생성된 접속은 스마트 카드(180)와 신호 처리 채널 사이에서 인터페이스(187)를 생성한다. 아래에서 또한 기술된 본 발명의 한 양태에 따르면, 인터페이스(187)내의 8개의 신호는 스마트 카드(180)에 대한 고속 데이터 입/출력(I/O) 포트상에 나타나는 신호(184)와 ISO 규격 IC 카드 인터페이스 신호의 서브 세트를 나타내는 신호(182)를 포함한다.
원하는 프로그램 및 서비스는 튜너(100)를 사용하여 적절한 채널에 수신기를 동조하여 선택된다. 튜너(100)는 사용자의 입력에 응답하여 마이크로 제어장치(160)에 의해 제어된다. 예를 들어, 마이크로 제어장치(160)는 사용자에 의해 활동화된(도 1에는 도시되지 않은) 원격 제어로부터 채널 선택 신호를 수신할 수 있다. 채널 선택 신호에 응답하여, 마이크로 제어장치(160)는 튜너(100)가 선택된 채널을 동조하게 하는 제어 신호를 발생시킨다.
튜너(100)의 출력은 순방향 에러 수정 장치(FEC)(110)에 결합된다. FEC(110)는 동조된 신호 내에서의 패러티 비트와 같은, 에러 제어 정보를 모니터하여 에러를 검출하고, 에러 제어 프로토콜에 따라, 에러를 수정한다. 마이크로 제어장치(160)는 FEC(110)에 결합되어 신호 내의 에러의 발생을 모니터하고, 에러의 처리를 제어한다. FEC(110)는 또한 아날로그 대 디지털 변환(ADC)기능을 실행하여 튜너(100)의 아날로그 출력을 FEC(110)의 출력에서 디지털 신호로 변환한다.
이송 장치(120)는 FEC(110)로부터의 신호를 처리하여 동조된 신호 내의 데이터의 여러 유형을 검출하고 분리시킨다. 신호 내의 데이터는 여러 포맷으로 배열될 수 있다. 도 3은 다음의 기술에 대한 기초로 서브하는 예시적인 데이터 포맷을 나타낸다. 도 3에서 묘사된 신호는 데이터 바이트의 패킷 즉 "패킷화된" 데이터로 구성된 데이터의 스트림을 포함한다. 각 패킷은 특정 유형 또는 동조된 채널의 데이터 스트림 내의 정보의 서브 스트림과 결합된다. 예를 들어 신호는 프로그램 안내 정보, 제어 정보(예를 들어 ECM과 EMM), 비디오 정보, 오디오 정보를 포함한다. 특정 패킷이 결합된 상기 서브 스트림은 각 패킷의 헤더 부분에 포함된 데이터에 의해 정의된다. 각 패킷의 페이로드 부분은 패킷 데이터를 포함한다. 도 3에 도시된 예시적인 데이터 포맷은 헤더 내에서 데이터의 2 바이트(16비트) 및 페이로드 내에서 데이터의 186 바이트를 포함한다.
각 패킷 내의 헤더의 제 1의 12 비트는 프로그램 식별(PID) 데이터 비트이다. PID 데이터는 페이로드 데이터가 결합되는 데이터 서브 스트림을 식별한다. PID에 의해 제공된 정보의 예는 다음과 같다:
표 1
Figure pct00001
다른 PID 값은 다른 채널에 대한 비디오 및 오디오 데이터를 식별한다.
동조 처리 과정의 일부로서, 마이크로 제어장치(160)는 마이크로 제어장치의 메모리 내에 저장된 PID "맵"을 참조하여 동조된 채널과 결합된 PID 값을 결정한다. 상기 적절한 PID 값은 이송 장치(120)내의 PID 레지스터에 로드된다. 예를 들어 채널(101)이 선택되는 경우, 마이크로 제어장치(160)는 저장된 PID 맵에 액세스하며, 채널(101)에 대한 비디오 데이터 및 오디오 데이터가 PID 값 10과 11에 각각 결합되는지를 결정하며, 값 10과 11을 이송 장치(120)내의 비디오 및 오디오 PID 레지스터 각각으로 로드한다. 입력 패킷내의 PID 데이터는 PID 레지스터내에 저장된 PID 값과 비교하여 각 패킷의 페이로드의 내용을 결정한다. 마이크로 제어장치(160)는 "프로그램 안내" 패킷(PID값은 1)내의 PID 대 채널 해당 정보에 응답하여 PID 맵 데이터를 업데이트 시킬 수 있다.
각 패킷의 헤더 부분의 최종 4 비트는 또한 다음과 같이 페이로드 내용을 정의한다;
표 2
Figure pct00002
예를 들어 ECM 플래그가 논리 1에서 활동 상태라는 것은 페이로드가 키 발생에 대한 초기화 데이터와 같은 ECM 데이터를 포함한다는 것을 나타낸다. ENC 플래그가 활동 상태라는 것은 페이로드가 암호화되어 따라서 디스크램블되어야 한다는 것을 나타낸다. 상기 키 플래그는 두 개의 키, 즉 키 A 또는 키 B 중 어느 것이 페이로드를 디스크램블링하는데 사용되어야 하는지를 결정한다(예를 들어 논리 0은 키 A를 나타내고 논리 1은 키 B를 나타낸다). 키 플래그의 사용은 도 7과 관련하여 아래에서 기술된다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조함으로써 더 잘 이해할 수 있다.
도 1의 이송 장치(120)는 도 3에 도시된 패킷 클럭 신호에 응답하여 헤더 데이터를 추출하고 처리한다. 상기 패킷 클럭 신호는 발생되어 FEC(110)에 의해 데이터 스트림에 동기된다. 패킷 클럭 신호의 각 전이는 패킷의 시작을 나타낸다. 이송 장치(120)는 각 패킷 클럭 신호 전이 이후에, 헤더 데이터의 16 비트를 처리하여 패킷 페이로드에 대한 행선지를 결정한다. 예를 들어 이송 장치(120)는 EMM(PID 값은 4) 및 ECM을 포함하는 페이로드를 마이크로 제어장치(160)를 경유하여 스마트 카드(180)내의 보안 제어장치(183)에 전송한다. 비디오 및 오디오 데이터는 비디오 및 오디오 신호로 디스크램블링하고 디멀티플레싱하는 디멀티플렉서/디스크램블러(130)에 지정된다. 프로그램 안내 데이터(PID 값은 1)는 PID 맵 업데이트에 대한 마이크로 제어장치(160)에 지정된다.
보안 제어장치(183)는 EMM 및 ECM 데이터를 처리하여 자격 부여 관리와 키 발생을 포함하는 액세스 제어 기능을 제공한다. 보안 제어장치(183)는 집적회로(IC)(181)에 포함되며 모토롤라사의 6805 프로세서와 같은 마이프로프로세서를 포함한다. 자격 부여 관리는, 어떻게 그리고 언제, IC(181)에 저장된 자격 부여 정보가 업데이트 되는지를, 즉 자격 부여를 가하고 소거하는지를 결정하기 위해, EMM 데이터를 처리하는 것을 포함한다. ECM 데이터는 보안 제어장치(183)에 필요한 초기 값을 제공하여 디스크램블링 키를 발생시킨다. 보안 제어장치(183)에 의해 발생된 이후, 키는 마이크로 제어장치(160)를 경유하여 디스크램블러(130)에 전송되는데, 여기서 입력 신호의 스크램블된 데이터 구성요소, 예를 들어 동조된 채널로부터의 비디오 및 오디오 프로그램 데이터는 디스크램블된다. 아래에서 또한 기술되는 본 발명의 원리에 따르면, 디스크램블링 기능은 IC(181)에 포함된 디스크램블러(185)에 의해 제공될 수 있다.
디스크램블된 비디오 및 오디오 데이터는 비디오 디컴프레서(140) 및 오디오 디컴프레서(145)에서 각각 압축 해제된다. 프로그램 데이터는 프로그램 소스에서 다양한 공지된 데이터 압축 알고리즘의 어느 하나를 사용하여 압축된다. 디컴프레서(140, 145)는 압축 알고리즘의 결과를 반전시킨다.
비디오 및 오디오 디컴프레서(140,145)의 출력은 비디오 및 오디오 신호 프로세서(150, 155) 각각에 결합된다. 오디오 신호 프로세서(155)는 스테레오 신호 발생기능과, 디컴프레서(145)로부터의 디지털 출력 신호를(도 1에는 도시되지 않은) 확성기에 결합될 수 있는 프로세서(155)로부터의 아날로그 오디오 출력 신호(AOUT)로 변환시키는 디지털 대 아날로그 변환과 같은 기능을 포함할 수 있다. 비디오 신호 프로세서(150)는 디컴프레서(140)의 디지털 출력을 키네스코프와 같은 디스플레이 장치 상에 디스플레이하는데 적합한 아날로그 비디오 출력 신호(VOUT)로 변환하는 디지털 대 아날로그 변환 기능을 또한 포함할 수 있다. 비디오 프로세서(150)는 신호(VOUT)내에, OSD 프로세서(170)에 의해 제조된, 텔레비전(on-screen) 디스플레이(OSD)신호를 포함하는데 필요한 신호 스위칭을 또한 제공한다. 상기 OSD 신호는 예를 들어 디스플레이된 영상 내에 포함될 채널 번호 디스플레이와 같은 그래픽 정보를 표시한다. 비디오 프로세서(150)내의 비디오 스위치는 원하는 디스플레이를 생성하는데 요청되는 OSD 신호를 신호(VOUT)로 멀티프렉싱한다. OSD 프로세서(170)의 작동은 마이크로 제어장치(160)에 의해 제어된다.
도 1에 도시된 시스템의 액세스 제어 특성으로 복귀해보면, 스마트 카드(180)의 특성과 기능은 도 4에 도시된 스마트 카드 IC(181)의 블록도를 언급함으로서 더 이해될 것이다. 도 1과 동일한 도 4의 참조 번호는 동일하거나 유사한 특성을 나타낸다. 도 4에서, 집적 회로(IC)(181)는 CPU(421), RAM(426), ROM(425), EEPROM(423), 직렬 I/O 장치(424)를 포함하는 보안 제어장치(183)를 포함한다. CPU(421)는 모토롤라사의 6805 프로세서와 같은 프로세서이다. 키 발생 및 자격 부여 관리 소프트웨어는 ROM(425)과 EEPROM(423)에 저장된다.
현재의 자격 부여를 지정하는 데이터는 EEPROM(423)에 또한 저장되고 수신된 신호 내의 자격 부여 관리 메시지(EMM)내의 정보에 응답하여 변경된다. EMM 패킷이 도 1에서의 이송 프로세서(120)에 의해 검출되는 경우(패킷 PID 값은 4), 도 1에서의 마이크로 제어장치(160)는 직렬 I/O 장치(424)를 경유하여 패킷 페이로드를 보안 제어장치(183)에 전송한다. CPU(421)는 페이로드내의 EMM 데이터를 RAM(426)에 전송한다. CPU(421)는 EMM 데이터를 처리하여 그에 따라 EEPROM(423)에 저장된 자격 부여 데이터를 변경한다.
패킷 헤더 내의 ECM 플래그가 활동 상태가 됨으로서 나타난 바와 같이, 자격 부여 제어 메시지(ECM)를 포함하는 패킷 페이로드는 마이크로 제어장치(160)와 직렬 I/O 장치(424)를 경유하여 이송 장치(120)로부터 보안 제어장치(183)까지 전송된다. 패킷, 예를 들어, EMM, 비디오, 오디오의 어느 유형이라도 ECM을 포함할 수 있다. ECM 데이터는 특정 유형의 데이터에 대한 디스크램블링 키를 발생시키는데 사용된다. 예를 들어 EMM 패킷 내의 ECM 데이터는 EMM 디스크램블링 키를 발생시키는데 사용된다. 보안 제어장치(183)에 전송되는 경우, ECM 데이터는 CPU(421)에 의해 처리될 때까지는 RAM(426)에 저장된다. EEPROM(423)과 ROM(425)에 저장된 키 발생 소프트웨어는 RAM(426)내의 ECM 데이터를 사용하여 CPU(421)에 의해 실행되어 특정 키를 발생시킨다. ECM 데이터는 키 발생 알고리즘이 필요로 하는 초기 값과 같은 정보를 제공한다. 결과적으로 발생하는 키는 직렬 I/O 장치(324) 및 마이크로 제어장치(160)를 경유하여 CPU(421)에 의해 디스크램블러(130)에 전송될 때까지 RAM(426)에 저장된다.
EMM과 ECM 데이터는 패킷 헤더가 활동 상태인 경우에 암호 플래그에 의해 나타난 바에 따라 암호화된다. 암호화된 데이터는 이송 장치(120)로부터 자격 부여 관리 또는 키 발생 프로세싱에 대한 보안 제어장치(183)에 전송되기 전에 디스크램블링하는 디스크램블러(130)로 전송된다.
기술된 IC(181)의 특성과 동작은 전형적으로 공지된 스마트 카드 시스템에 관한 것이다. 따라서, 상기에서 말한 바와 같이, 디스크램블러(130)와 같은 스마트 카드의 외부의 디스크램블링 장치를 사용하는 것은 사실상 시스템 보안성을 떨어뜨리고 디스크램블링 하드웨어를 변경시키는 것을 바람직하지 못하게 한다. 도 1과 도 4에서 도시된 배열은 공지된 스마트 카드 시스템과 비교하여 보안성을 상당히 개선시키는 것과 같은 특성을 포함한다. 특히, 스마트 카드(180)의 IC(181)는 디스크램블러 장치(185) 및 분리된 데이터 인 회선 및 직렬 데이터 아웃 회선을 포함하는 고 데이터 전송 속도 동기식 인터페이스(184)를 포함한다. 디스크램블러(185)와 인터페이스(184)의 조합은 모드 액세스 제어 프로세싱이 스마트 카드(100)내에서 이루어지는 것이 가능하게 만든다.
도 1에서, 카드 판독기(190)는 182, 184라고 번호가 각각 붙여진 스마트 카드 인터페이스(187)의 일부를 경유하여 마이크로 제어장치(160)로부터의 ISO 표준 인터페이스 신호(165)와 이송 장치(120)로부터의 고속 인터페이스 신호(125) 둘 모두를 스마트 카드(180)에 결합시킨다. 도 4는 인터페이스(187)에 포함된 신호를 도시한다. ISO 규격 신호(182)는 도 4에서 전원, 접지, 리셋, 직렬 I/O(도 2B에서 VCC, GND, RST, I/O에 해당함)를 포함한다. 고속 인터페이스 신호(184)는 고속 데이터 인 신호 및 데이터 아웃 신호, 패킷 클럭 신호, 고 주파수(예를 들어, 50MHz)클럭 신호를 포함한다. ISO 규격 신호(VPP)(프로그래밍 전압)는 고속 및 저속 인터페이스 둘 다를 포함하는 패킷 클럭 신호 허용 인터페이스(187)에 의해 대체되어, 도 2A에서 도시된 8개 접점의 ISO 규격 구성을 사용하여 실현된다.
신호(VPP)를 제거하는 것은 도 1에서 도시된 시스템이 디스크램블러(185) 및 고속 데이터 인터페이스(184)를 포함하지 않는 현존 ISO 규격 스마트 카드로 작동하는 것을 방해하지 않는다. 현존 스마트 카드는 전형적으로 분리된 프로그래밍 전압을 필요로 하지 않는 EEPROM 회로를 포함한다. "전하 펌프" 특성은 프로그래밍이 요구되는 경우, 요청된 프로그래밍 전압을 카드 공급 전압으로부터 발생시킨다. 따라서, ISO 규격에 의해 지정된 바와 같은 VPP 신호는 대부분의 현존 ISO 규격 스마트 카드에 대한 "비사용" 단자이다. 현존 스마트 카드를 갖는 시스템의 사용은 시스템의 작동을 변경할 필요가 없어 고속 인터페이스(184) 및 디스크램블러(185)가 사용되지 않는다. 요청된 변경은 제어장치(160)에 대한 제어 소프트웨어만을 변경해서 달성될 수 있다.
디스크램블러(185)는 보안 제어장치(183)가 저 주파수 클럭 신호를 필요로 하는 동안 고 주파수 클럭 신호에 응답하여 고 데이터 전송 속도로 작동한다. IC(181)내의 디바이더(422)는 50 MHz 클럭 신호를 나누어 보안 제어장치(183)에 적합한 저 주파 클럭 신호를 발생한다. 따라서, 하나의 긴 주파 클럭 신호는 보안 제어장치(183)와 디스크램블러(185) 둘 모두의 동작을 제어하는 타이밍 신호로서 서브된다. 디바이더(422)를 사용하는 것은 8개의 스마트 카드 인터페이스 신호 중의 두 신호를 전용하는 것을 피하게 하여 고 및 저 주파 클럭 신호를 분리시킨다.
디스크램블러(185)는 이송 디코드 장치(472), PID 및 ECM 필터 장치(474), 도 1의 이송 장치(120)의 상기 기술된 기능과 유사한 기능을 제공하는 EMM 어드레스 필터 장치(476)를 포함한다. 인터페이스(187)의 고속 데이터 인 신호 및 데이터 아웃 신호는 이송 장치(120)와 디스크램블러(185) 사이에서 입력 신호의 고속 데이터 스트림을 결합한다. 스마트 카드(180)내에 이송 장치(120)의 기능을 포함하는 것은 스마트 카드(180)가 입력 데이터 패킷을 입력 신호의 고 데이터 전송 속도로 처리하게 해준다. 데이터 인 신호 및 패킷 클럭 신호 둘 모두는 장치(472)에 결합된다.
패킷 클럭 신호 내의 각 전이에 응답하여, 장치(472)는 16비트의 헤더 데이터를 처리한다. 제 1의 12 비트의 헤더는 PID 및 ECM 필터 장치(474)에 지정된 프로그램 식별(PID) 데이터이다. 장치(474)는 패킷의 PID 데이터를 동조된 채널 내에 포함된 각 유형의 패킷에 대하여 장치(474)내에 저장된 PID 값과 비교한다. 상기 기술된 이송 장치(120)의 동작(상기 표 1과 관련 기술을 참조하라)과 유사하게, 장치(474)내에서의 PID 비교는 어떤 유형의 데이터 예를 들어 프로그램 안내, EMM, 비디오, 또는 오디오를 페이로드는 포함하고 있는지를 결정한다. 현재 동조된 신호내의 패킷 유형을 식별하는 PID 값은 장치(474)내의 레지스터에서 저장된다. 상기 레지스터는 도 1에서의 시스템에 대한 상기 기술된 동조 처리의 일부로서 로드된다. 특히, 마이크로 제어장치(160)는 상기에서 기술된 바에 따라 저장된 "PIP" 맵에 액세스하고 현재 동조된 채널에 결합된 PID 값을 신호(182) 및 스마트 카드(180)내의 보안 제어장치(183)를 통해 장치(474)내의 레지스터에 전송한다. 보안 제어장치(183)와 장치(474)와 같은 디스크램블러(185) 사이에서 데이터의 전송은 도 4에 도시되지 않은 IC(181)내의 데이터 버스를 경유하여 발생한다.
스마트 카드(180)에 의해 페이로드 데이터가 어떻게 처리되었는가는 장치(474)에서 PID 비교의 결과 및 장치(472)에 의해 추출된 패킷 헤더의 비트(13 내지 16)의 내용 둘 모두에 의해 결정된다. 상기에서 채널(101)과 관련된 예를 사용하여 (표 1을 참조하라), PID 데이터는, 프로그램 안내 데이터(PID=1), EMM 데이터(PID=4), 비디오 데이터(PID=10), 오디오 데이터(PID=11)를 식별하는데, 상기 프로그램 데이터는 마이크로 제어장치(160)가 PID 맵을 업데이트하기 위해 처리하는 것이고, 상기 EMM 데이터는 보안 제어장치(183)가 자격 부여를 변경하기 위해 처리하는 것이다. 헤더의 비트(13 내지 16)는 보안과 관계된 동작을 스마트 카드(180)에서 제어한다(상기의 표 2 및 관련된 기술을 참조하라). 만일 비트(13)(ECM 플래그)가 활동 상태이면, 페이로드는 보안 제어장치(183)에 의한 키 발생 처리를 필요로 하는 ECM 데이터를 포함한다. 만일 비트(15)(ENC 플래그)가 활동 상태이면, 페이로드는 암호화되고 디스크램블러(185)내의 디스크램블링 장치(478)에서 디스크램블된다. 비트(16)는 키 A 또는 키 B 가 디스크램블링하기 위해서 장치(478)에서 사용될 것인지 여부를 결정한다.
암호 상태 비트 ENC는 페이로드 데이터가 디스크램블링 장치(478)에 의해 어떻게 처리될 것인가를 결정한다. 암호화되지 않은 페이로드 데이터는 디스크램블링 장치(478)를 통해 스마트 카드(180)의 고속 데이터 인 단자로부터 고속 데이터 아웃 단자까지 변하지 않은 채로 통과한다. 암호화된 데이터는 장치(478)에 의해 데이터 전송 속도로 디스크램블된다. 디스크램블된 비디오 및 오디오 데이터는 스마트 카드(180)의 고속 데이터 아웃 단자로 패스된다. 각 디스크램블된 오디오 또는 비디오 패킷에서, 패킷 헤더 내의 ENC 비트는 패킷이 "클리어" 상태라는 것을, 즉 디스크램블된다는 것을 나타내는 논리 0에 설정된다. 비공인 사용자가 자격 부여 또는 키 관련 데이터에 액세스를 못하게 확실히 하기 위해, 디스크램블된 EMM 또는 ECM 데이터는 고속 데이터 아웃 단자를 경유하여 스마트 카드(180)로부터 나오지 못한다. 대신 ENC 비트는 논리 1에 설정된, 원래의 스크램블된 EMM 또는 ECM 데이터는 고속 데이터 인 단자에서 고속 데이터 아웃 단자까지 스마트 카드(180)를 통해서 통과된다. 디스크램블링 장치(478)에서 디스크램블된 EMM과 ECM 데이터는 자격 부여 관리와 키 발생에 대하여 보안 제어장치(183)에 의해 통과될 때까지 보안 제어장치(183)내의 RAM(426)에 일시적으로 저장된다. 도 1의 이송 장치(120)는(변하지 않거나 디스크램블된) 데이터를 스마트 카드(180)의 고속 데이터 아웃 단자로부터 수신한다. 각 패킷의 PID 값은 체크되고, 페이로드는(예를 들어 마이크로 제어장치(160) 또는 디컴프레서(140 및 145)) 추가의 처리를 위해 도 1의 적합한 기능에 전송된다.
스마트 카드(180)의 동작은 ISO 규격 직렬 인터페이스를 통해 스마트 카드(180)와 통신하는 도 1의 마이크로 제어장치(160)로부터의 명령에 의해 제어된다. 사실상, 마이크로 제어장치(160)는 마스터 프로세서이고 보안 제어장치(183)는 슬래이브 프로세서이다. 예를 들어, 마이크로 제어장치(160)는 PID 정보를 스마트 카드(180)에 전송하고 상기 카드가 해당 데이터 스트림 내의 데이터를 디스크램블하도록 명령한다. 보안 제어장치(183)는 자격 부여를 체크함으로서 그리고 자격 부여의 처리와, 키 발생 또는 디스크램블링과 같은 데이터 처리에 관한 적합한 유형에 대해 스마트 카드(180)를 구성함으로서 응답한다. 게다가, 마이크로 제어장치(160)는 디스크램블링이 진행중인지와 같은 상태 정보를 필요로 한다. 명령은 직렬 I/O 단자를 경유하여 스마트 카드(180)내의 보안 제어장치(183)에 통신된다. 명령에 의해 요구된 어느 응답은 직렬 I/O 단자를 경유하여 마이크로 제어장치(160)에 복귀한다. 따라서, 직렬 I/O 신호는, 고속 데이터 인터페이스가 고속 입력 및 출력 데이터 신호를 카드와 시스템 사이에서 제공하는 동안, 시스템과 스마트 카드(180)사이에서의 제어 신호로 서브된다.
마이크로 제어장치(160)와 스마트 카드(180)사이에서의 직렬 통신은 ISO 규격 7816-3에 의해 제공된 프로토콜에 따라서 이루어진다. 스마트 카드는 프로토콜 유형 번호(T)를 시스템에 전송하여 사용될 수 있는 특정 프로토콜의 시스템을 통지한다. 특히, 카드가 카드 판독기로 삽입되는 경우, 카드 판독기는 전원을 카드에 공급하고, 리셋 신호를 활동화시킴으로서 카드를 리세팅한다. 카드는 ISO 규격 7816-3 §6에서 지정된 "리셋에 대한 응답" 데이터 시퀀스를 갖는 리셋 신호에 응답한다. 리셋에 대한 응답은 인터페이스 바이트(TDi)를 포함한다. 바이트(TDi)의 4개의 최저 바이트는 프로토콜 유형 번호(T)를 정의한다(ISO 규격 7816-3 §6.1.4.3을 참조하라).
도 1에 도시된 시스템에 대한 프로토콜 유형은 유형 T= 5이다. 유형 5 프로토콜은 "예약된", 즉 ISO 표준에서 현재 정의되지 않은 것으로서 분류된다. 도 1의 시스템에 대하여, 프로토콜 유형 5는 직렬 I/O에 대한 보(baud) 비율이 결정되는 방법을 제외하고는 프로토콜 유형 0 (ISO 7816-3 §8에서 정의된 비동기적인 반 듀플렉스 프로토콜)과 동일하다. 카드 인터페이스에서의 직렬 I/O는 ISO 규격 7816-3에서의 표 6에 따라서 결정된 비율로 발생한다. 상기 보 비율 계산은 보안 제어장치(183)가 클럭되는 비율에 근거한다. 현존 스마트 카드에 대해서, 보안 제어장치(183)에 대한 클럭 주파수는 카드의 클럭 핀에서의 클럭 주파수(fs)와 동일하다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 스마트 카드(180)는 고속 입력 클럭 Fin의 비율을 요소 N으로 나누는 즉, Fin/N 인, 디바이더(422)를 포함하는 것으로서, 보안 제어장치(183)에 대한 클럭 비율을 설정한다. 따라서, 유형 5 프로토콜에 대하여,ISO 표준 7816-3의 표 6은 fs=Fin/N을 정의함으로서 변경된다.
유형 0 프로토콜의 경우와 같이, 유형 5 프로토콜에 대한 모든 명령은 마이크로 제어장치(169)에 의해 초기화된다. 명령은, 1 바이트 명령 분류 지정(CLA), 1 바이트 명령(INS), 어드레스와 같은 2 바이트 변수(P1, P2), 명령의 일부를 이루며 헤더를 수반하는 데이터 바이트의 수를 정의하는 1 바이트 번호(P3)를 포함하는 5 바이트 헤더로 시작한다. 도 1의 시스템에 대하여, 변수(P1, P2)는 필요치 않고, 따라서 상기 바이트는 "상관없는(don't care)" 것이다. 따라서 명령은
Figure pct00003
의 형식을 띤다.
스마트 카드(160)에 의해 인식된 명령은 상태 명령 및 PID 전송 명령을 포함한다. 스마트 카드(160)는 카드의 처리 상태, 즉 카드가 키 발생을 완결했는지 또는 카드가 데이터를 디스크램블링하는지 여부를 제공함으로서 마이크로 제어장치(160)로부터의 상태 명령에 응답한다. PID 전송 명령을 사용하여, 마이크로 제어장치(160)는 동조된 채널과 결합된 PID 번호를 전송한다. EMM 및 ECM 데이터, 키 관련 명령, "구매 신청" 명령을 전송하는 명령과 같은 다른 명령이 있을 수 있으며 아래에서 설명될 것이다.
스마트 카드(180), 특히 디스크램블러(185)의 동작은 도 5내지 도 8과 관련하여 더 상세히 기술될 것이다. 신규의 채널이 동조되는 경우, 마이크로 제어장치(160)는 도 5에서 도시된 바와 같이 PID 맵으로부터의 신규의 채널에 대한 PID 값을 스마트 카드(180)에 전송한다. 상기 PID 데이터 전송은 N PID 값을 포함하는 PID 전송 명령을 사용하여 이루어지는 것으로서, N은 명령 헤더의 바이트(P3)에서 지정된다. 명령 및 PID 값은 스마트 카드(180)의 직렬 데이터 단자 및 직렬 입력/출력 장치(424)를 경유하여 카드에 통신된다. CPU(421)는 PID 데이터를 수신하며 데이터를 디스크램블러(185)내의 레지스터(474)의 적합한 PID 레지스터에 명령한다.
신호가 디스크램블되기 전에, 사용자는 접근 자격이 부여되어야 하고 정확한 키가 디스크램블러(185)로 로드되어야 한다. 스마트 카드(180)로 PID 데이터를 전송한 이후에, 보안 제어장치(183)는 PID 값을 EEPROM(423)내에 저장된 자격 부여 데이터와 비교하여 사용자가 동조된 채널에 접근하게 자격이 부여되었는지를 검사한다. 사용자가 자격을 부여받으면, 다음의 스텝은 키를 발생하는 것이다. 키 발생은 ECM 데이터를 처리하는 것과 관련이 된다. 따라서, ECM은 오디오 및 비디오 데이터가 디스크램블되기 전에 키를 만들어내기 위해 수신되고 처리되어야 한다. ECM 데이터는 암호화되어 비승인된 키 발생 가능성을 감소시킨다. 카드에는 EEPROM(423)내의 카드에 저장된 ECM을 디스크램블링하는 키가 발급된다. 도 6에서 나타난 바와 같이, ECM 키는 CPU(421)에 의해 EEPROM(423)으로부터 디스크램블링 장치(478)내의 ECM 키 레지스터까지 전송된다.
만일 사용자가 동조된 채널로의 액세스가 허용되지 않는다면, 자격 부여는 키 발생 및 디스크램블링이 발생하기 전에 수신되어야 한다. 자격 부여는 EMM을 경유하여 수신된다. 특정 스마트 카드를 식별하는 "어드레스"는, 카드가 발급된 경우, 카드의 EMM 어드레스 장치(476)내에 저장된다. EMM에서 어드레스 정보를 포함함으로써, 서비스 제공자는 EMM을 특정 카드에 지정할 수 있다. 스마트 카드는 EMM 내의 어드레스 정보를 장치(476)내에 저장된 카드 어드레스 정보와 비교하여 카드에 지정된 EMM 명령을 검출한다. 만일 사용자가 자격을 부여받지 못하면, 보안 제어장치(183)는 EMM 데이터가 수신되는 경우 도 6에서 도시된 바와 같은 EMM 처리에 대한 카드를 구성한다.
ECM 키의 경우에서처럼, 카드에는 EEPROM(423)에서 카드에 저장된 EMM 키가 발급된다. 도 6에서, EMM 키는 CPU(421)에 의해 EEPROM(423)으로부터 디스크램블링 장치(478)내의 EMM 키 레지스터까지 전송된다. 도 1의 이송 장치(120)로부터의 스르램블된 EMM 데이터는 고속 데이터 인 포트를 경유하여 카드에 입력된다. 장치(476)에서 EMM 어드레스를 체크한 후, 카드에 대해 의도된 EMM 데이터는 디스크램블링 장치(478)에서 해독된다. 해독된 EMM 데이터는 RAM(426)내에 일시적으로 저장되고 EEPROM(423)에 저장된 자격 부여 데이터를 업데이트 하기 위해 CPU(421)에 의해 처리된다.
PID 값이 로드된 후, 자격 부여가 존재하고, ECM 키는 디스크램블러(185)에서 적소에 놓이고, 카드는 ECM 데이터를 기꺼이 디스크램블하고 오디오 및 비디오 영상 키를 발생시킨다. 도 7에서, 신호 내의 ECM 데이터는 고속 데이터 인 단자를 경유하여 스마트 카드(180)에 의해 수신되고, 이송 디코더 장치(472)에 의해 검출된다. ECM 데이터는 이전의 로드된 ECM 키가 ECM 데이터를 해독하는데 사용되는 디스크램블러(478)에 지정된다. 해독된 ECM 데이터는 디스크램블러(478)로부터 RAM(424)까지 전송된다. 해독된 ECM 데이터를 입수할 수 있으면, CPU(421)는 비디오 및 오디오 키를 발생하기 위해 RAM(424)내의 해독된 ECM 데이터를 사용하여 EEPROM(423)과 ROM(425)에 저장된 키 발생 알고리즘을 실행한다. 생성된 키는 디스크램블러(478)내의 적절한 비디오 및 오디오 키 레지스터에 전송된다.
도 7에서 도시된 바와 같이, 디스크램블러(478)는 두 개의 비디오용 키 레지스터, 비디오 키(A와 B), 두 개의 오디오용 키 레지스터, 오디오 키(A와 B)를 포함한다. 어느 키(A 또는 B)가 특정 패킷을 디스크램블 하도록 사용될것인가는 패킷 헤드에서 키 플래그 비트에 의해 결정된다(상기의 표 2를 참조하라). "멀티-키" 특성은, 현존 키가 데이터를 디스크램블 하도록 사용되는 동안, 신규 키가 발생하도록 허용하는데 사용된다. 신규 키를 발생하기 위해 보안 제어장치(183)에서 ECM 데이터를 처리하고 신규 키를 디스크램블러(478)내의 키 레지스터에 전송하는 것은 CPU(421)내에서 많은 명령 사이클을 필요로 한다. 만일 디스크램블링이 신규 키의 발생과 전송 중에 중지되면, 딜레이를 처리하는 것은 신규 키가 디스크램블러(478)내에서 적소에 놓일 때까지 스크램블된 영상을 지켜보기 위해 프로그램을 시청하는 사람이 필요하다. 키 레지스터(A와 B)를 갖는다는 것은, 신규의 키가 발생하여 제 2 키 레지스터 예를 들어, 키 레지스터(B)로 로드되는 동안에, 하나의 키 레지스터 예를 들어, 키 레지스터(A)내의 키를 사용하여 데이터가 해독되도록 허락한다는 것이다. ECM 데이터를 전송하여 키 발생을 개시한 후, 서비스 제공자는 디스크램블러(478)에서 키(B)를 사용하여 패킷을 암호화하기 전에 신규 키(B)가 발생되는지를 보장하는데 충분한 시간 동안을 기다린다. 키 플래그는 신규 키를 사용하여 디스크램블러(185)가 언제 시작하는지를 통지한다.
도 5, 6, 7에서 도시된 동작 이후, 디스크램블러(478)는 EMM, ECM, 비디오 및 오디오 데이터를 포함하는 동조된 채널 내에서 암호화된 데이터를 처리하는데 필요한 모든 키 정보로 개시된다. 도 8은 데이터 처리에 대한 신호의 흐름을 도시한다. 암호화된 데이터는 고속 직렬 데이터 입력 단자를 경유하여 스마트 카드(180)에 입력된다. 데이터는 이전에 로드된 키를 사용하여 디스크램블러(478)에서 해독된다. 예를 들어, 만일 이송 장치(472)가 페이로드 데이터가 비디오 키(A)와 결합된 비디오 데이터인지를 입력 패킷의 헤더로부터 결정한다면, 패킷 페이로드는 비디오 키(A)를 사용하여 디스크램블러(478)에서 해독된다. 해독된 데이터는 고속 직렬 데이터 출력 단자를 경유하여 스마트 카드(180)로부터 직접 출력된다. 도 8에서의 데이터 처리는 디스크램블러(478)가 데이터를 입력 신호의 고 데이터 전송 속도로 처리하게 하는 디스크럼블링 장치(185)와 보안 제어장치(183)사이의 상호 작용을 필요로 하지 않는다.
디스크램블링 장치(478)의 디스크램블링 특성과 결합된 보안 제어장치(183)에서의 키 발생은 데이터 암호화 표준(DES) 알고리즘 및 리베스트-샤미르-아델만(RSA) 알고리즘을 포함하는 다양한 알고리즘을 사용하여 암호화된 신호를 처리하는 스마트 카드(180)내의 완전한 기능을 제공한다. 모든 액세스 제어 관련 프로세싱을 스마트 카드(180)내에서 제공함으로서, 키 데이터 같은 보안 관련 데이터는 스마트 카드(180)로부터 전송될 필요는 없다. 결과적으로, 스마트 카드의 외부의 디스크램블러를 이용하는 시스템과 비교하면 보안성이 상당히 개선된다.
스마트 카드(180)의 내부에서 디스크램블러(185)를 이용하는 것은 유리하지만, 도 1에서의 디스크램블러(130)와 같은 외부 디스크램블러가 또한 사용될 수 있다. 외부 디스크램블러는 스마트 카드(180)내에서 키를 발생시키고 상기 키를 디스크램블러(130)에 전송시키는 현존 유료 TV 시스템을 갖는 기술된 스마트 카드의 호환성에 대해 바람직할 수 있다. 또한 디스크램블러(185)와 디스크램블러(130) 둘 모두를 사용하는 것은 바람직하다 할 수 있다. 예를 들어, 보안성은 두개의 다른 키를 사용함으로서 신호를 두 번 암호화하여 개선될 수 있다. 두 번 암호화된 신호는, 제 1 키를 사용하여 디스크램블러(185)에서 일단 신호를 해독하며 부분적으로 디코드된 데이터를 디스크램블러(130)에 전송하며, 제 2 키를 사용하여 디스크램블러(130)에서 신호를 두 번째로 해독함으로서, 도 1에 도시된 시스템을 이용함으로서 해독될 수 있다. 제 2 키는 스마트 카드(180)에서 발생될 수 있고 디스크램블러(130)에 전송된다.
디스크램블러(130)와 관련된 분야 즉, 키 데이터가 스마트 카드(180)로부터 전송되는 응용 분야에서, 명령은 제어장치(160)와 스마트 카드(180)사이의 직렬 I/O 인터페이스를 경유하여 키 데이터를 전송하기 위해 제공된다. 예를 들어, 마이크로 제어장치(160)는 ECM 데이터를 하나의 명령으로 카드에 전송하고 상태 명령으로 키 발생 상태를 요구한다. 상태 데이터가 키 발생이 완료됐다는 것을 지시하면, 다른 명령은 키 데이터를 요구하고 카드는 키 데이터를 제어장치(160)에 전송함으로서 응답한다. 그후, 키는 디스크램블러(130)에 전송된다.
본 발명의 원리에 따라서 도1에서 시스템을 변경하는 것은 카드의 고속 데이터 패스가 직렬로 접속된 다수의 스마트 카드의 구성을 경유하여 데이터 처리를 허락한다. 특히, 하나의 카드의 고속 데이터 아웃 단자는 다음 카드의 고속 데이터인 단자에 접속된다. 도 9 내지 도 12와 관련하여 기술되는 바와 같이, 직렬로 접속된 스마트 카드를 경유하여 비디오 데이터를 처리하는 시스템은 유료 TV 신호와 같은 다중 액세스 제어 신호를 사용하여, 텔레비전 수상기와 같은 비디오 시스템에서의 PIP 및 POP와 같은 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, PIP 특성은 주 비디오 화상 및 주 화상의 일부에 삽입된 하나 또는 그 이상의 소 화상을 표현하는 신호를 발생시킨다. TV 수상기에서, 주 화상은 삽입된 화상이 제 2 텔레비전 채널로부터의 신호에 응답하여 만들어지는 동안, 하나의 텔레비전 채널로부터의 신호에 응답하여 만들어질 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 스마트 카드의 직렬 접속을 사용하여, 하나의 스마트 카드는 제 1 신호를 처리 즉, 유료 TV 신호를 디스크램블하여, 하나 또는 그 이상의 추가의 스마트 카드가 다른 유료 TV 신호와 같은 하나 또는 그 이상의 다른 신호를 처리하는 동안 주 화상을 제공하며, 삽입된 화상을 제공한다.
도 9는 스마트 카드 판독기에서 사용하는 스위칭 구성을 도시하여 기술된 직렬 접속 고속 데이터 패스를 제공한다. 도 9에서 스위치(1과 2)는 카드 판독기로의 카드(1과 2) 각각의 삽입에 응답한다. 스위치(1과 2)는 각각의 스마트 카드내의 디스크램블러까지의 고속 DATAIN 및 DATAOUT 신호의 루팅을 결정한다. 각각의 스위치는, 해당 카드가 삽입되느냐 삽입되지 않느냐에 따라서, 두 가능한 상태(A 또는 B)중의 어느 한 상태가 될 수 있는( 즉, 만일 각각의 카드가 삽입되지 않으면 상태 A가 되고, 만일 카드가 삽입된다면 상태 B가 된다) 싱글-폴-싱글-스루(Single-pole-single-throw; SPST) 스위치로 도시된다. A 상태에서, 스위치는 입력 데이터 즉, 신호 DATAIN 이 해당 카드를 바이패스하게 한다. B 상태에서는 입력 데이터는 삽입된 카드에 접속된다.
도 9에서, 스위치(1과2) 모두를 위치 B에 있게 하는 두 카드(1과 2)가 삽입되어 있다. 결과적으로 고속 데이터는 직렬로 카드(1과 2)를 통해 DATAIN 으로부터 루트된다. 만일 하나의 카드만이 사용되고, 카드(2)는 사용되지 않으면, 스위치(S2)는 위치 A에 있게 된다. 도 9의 구성에 대한 스위칭 구성은 표 3에 목록으로 만들어져 있다.
표 3
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도 9에 도시된 고속 데이터 신호 스위칭 구성의 동작은 신호 S1 CTRL, S2 CTRL, CARD1 INSERTED, CARD2 INSERTED 을 포함한다. 스위치 S1, S2 는 신호 S1 CTRL, S2 CTRL 각각에 의해 제어되는 전기 스위치이다. 스위치 제어 신호는 신호 CARD1 INSERTED, CARD2 INSERTED 에 응답하여 카드 판독기 또는 시스템(예를 들어 도 1의 마이크로 제어장치(160))내의 제어 프로세서에 의해 발생된다. 신호 CARD1 INSERTED, CARD2 INSERTED 는 해당 카드의 삽입에 응답하여 스위치 S3과 S4 각각에 의해 발생되고 마이크로 제어장치(160)의 각각의 인터럽트 입력에 결합된다.
카드(1)가 삽입되기 전에, 신호 S1 CTRL 는 논리 0의 상태로서 전기 스위치(S1)가 위치 A에 있게 하고 신호 DATAIN 는 카드(1)를 바이패스한다. 카드 판독기에 카드(1)를 삽입하는 것은 스위치(S3)가 카드가 제거된 위치 A로부터 카드가 삽입된 위치 B로 변하게 한다. 결과적으로, 신호 CARD1 INSERTED 는 논리 1(+ 공급 전압)로부터 논리 0(접지)으로 변한다. 마이크로 제어장치(160)의 인터럽트 조정 루틴은 신호 CARD1 INSERTED 내의 변화를 검출하고 신호 S1 CTRL 의 레벨을 변화시킨다. 스위치 S1 는 신호 DATAIN 를 카드(1)에 결합시키는 위치 B 로 변화시킴으로서 응답한다. 스위치 S2, S4 는 삽입된 카드(2)에 응답하여 작동한다.
기술된 카드 판독기 동작은 고속 데이터 신호를 카드 판독기내에 삽입된 각 카드의 디스크램블러를 통해서 루팅된다. 한 번 이상 암호화된 신호를 디스크램블링하는데 있어, 직렬 접속된 각 디스크램블러는 특정 키 및 알고리즘을 사용하여 신호를 디스크램블링한다. 각 카드가 특정 서비스에 상응하는 카드의 직렬 접속에 대해, 각 카드는 카드에 결합된 서비스에 대한 데이터를 디스크램블하고 다른 데이터를 변하지 않은 상태로 통과시킨다. 각 카드에서 선택적인 디스크램블링은 각 카드의 PID 처리에 의해 달성된다. 각 카드내의 PID 레지스터는 카드에 상응하는 서비스에 대하여 PID 값으로 로드된다. 각 카드는 신호 내의 각 패킷의 헤더에서 PID 데이터를 체크한다. 만일 PID 데이터가 카드에 저장된 PID 데이터에 해당되지 않으면, 데이터는 카드를 통해 변하지 않은채 통과된다. 패킷 페이로드는 카드 PID 데이터가 패킷 PID 데이터와 조화하는 카드내에서만 디스크램블된다.
도 9에서 도시된것과 같은 다중 카드 직렬 접속 "스택"의 제어는 ISO 표준직렬 I/O 신호를 매개로 하여 달성된다. 도 9에서 도시된 고속 데이터 I/O 신호 이외에, 스마트 카드 인터페이스 신호 "클럭", "패킷 클럭", "전원" 및 "접지"(도 4 및 관련 기술을 참조하라)는 카드 판독기(190)에 삽입된 각 카드에 결합된다. 인터페이스 신호 "직렬 I/O" 및 "리셋"은 어느 특정 시간에 하나의 스마트 카드에만 결합된다. 제어장치(160)는 카드가 신호 CARD1 INSERTED 또는 CARD2 INSERTED 을 매개로 하여 삽입되며 스위치 S5 을 직렬 I/O 및 리셋 신호를 삽입된 카드에 결합하게 제어하며 필요에 따라, 데이터를 카드에 전송하는지를 검출한다. 만일 하나 또는 그 이상의 카드가 삽입되면, 제어장치(160)는 직렬 I/O 및 리셋 신호를 특정 카드에 결합하기 위해 스위치 S5 을 제어함으로서 상기 특정 카드와 통신한다. 카드의 직렬로 접속된 스택에서 각 카드를 통하는 고속 데이터의 흐름은 스위치 S5 의 동작에 영향을 받지 않는다.
카드 스택의 제어의 한 양태는 고속 데이터와 특정 카드의 스택에서의 위치에 의존하는 패킷 클럭 신호 사이의 지연을 포함한다. 스마트 카드의 고속 데이터 패스는 데이터 인으로부터 카드에서 일어나는 데이터 처리 동작에 대해 필요로 하는 고속 클럭 사이클의 수와 동등한 데이터 아웃까지의 1 비트 지연을 나타낸다. 데이터 인으로부터 데이터 아웃까지 데이터를 통과만 하는 카드는 데이터를 디스크램블링하는 카드보다는 다른 1 비트 지연을 만들어 낸다. 스택에서 카드의 직렬 접속은 스택에서 특정 카드에 도달하는 고속 데이터가 특정 카드에 선행하는 스택에서의 카드의 수 및 특정 카드에 선행하는 각 카드에서 발생하는 처리 유형에 의존하는 패킷 클럭에 관련된 1 비트 지연을 나타내게 한다.
만일 비트 지연이 수정되지 않는다면, 제 1 카드 이외의 스택내의 카드는 패킷화된 데이터 스트림을 부적절히 처리할 것이다. 예를 들어, 패킷 헤더 데이터는 패킷 클럭 신호 내의 전이 발생에 따라서 추출된다. 패킷 클럭과 관련하여 1 비트 지연은 헤더 데이터의 부적절한 추출 및 페이로드 데이터의 부정확한 처리가 될 것이다.
비트 지연에 대한 수정은 스택내의 각 카드의 보안 제어장치(183)와 제어장치(160) 사이의 비트 지연 정보를 통신함으로서 달성된다. 각 카드는 제어장치(160)로부터의 명령에 응답하여 상기 특정 비트 지연치를 제어장치(160)에 복귀시킨다. 카드는 예를 들어, 각 데이터 처리 모드 즉, 디스크럼블링, 패스-스루(pass-through) 등에 대한 비트 지연을 지정하는 카드 메모리에서의 순람표(look-up table)를 참고함으로서 현행 비트 지연을 결정한다. 제어장치(160)는 스택내의 각 카드에 대한 비트 지연 데이터를 습득하여 스택에서 카드의 수, 스택에서 카드(예를 들어, 카드(2))의 위치, 특정 카드에 선행하는 스택에서 모든 카드에 대한 비트 지연을 포함하는 각 카드 정보에 전송한다. 카드는 예를 들어, 이송 장치(478)내의 패킷 클럭 신호 패스 내에 포함된 가변 지연 회로를 제어하기 위해 제어장치(160)로부터의 스택 비트 지연 정보를 사용하여 비트 지연을 수정한다.
다수의 스마트 카드를 판독하는 도 9에 도시된 구성은 텔레비전 수상기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10은 동시에 두 스마트 카드를 판독하는 기능을 포함하는 텔레비전 수상기(1000)를 포함할 수 있다. 두 카드는 슬롯(1010, 1020)에 삽입된다. 도 9에서 도시된 회로 망과 유사한 카드 판독 회로는 수상기(1000)에 포함되어 두 스마트 카드의 상기 기술한 직렬 접속을 만들어 낸다. 도 11과 도 12에 관해 또한 기술되는 바와 같이, 도 10의 슬롯(1010, 1020)에 삽입된 제 1 및 제 2 스마트 카드는 각각 유료 TV 신호를 처리하여 주 화상(1030)과 인셋 화상(1040)을 제조하는 PIP 특성을 제공한다.
도 11은 도 9에 관해 기술된 방법으로 직렬로 접속된 스마트 카드(180, 1805)를 통해 비디오 신호를 처리하는 시스템의 일부를 나타낸다. 각 스마트 카드는 도 1과 도 4 내지 도 8에 관해 또한 기술된 특성을 포함한다. 도 1에서 또한 나타난 도 11에서 사용된 참조 번호는 동일 또는 유사한 특성을 나타낸다. 도 1과 도 11에 공통된 특성은 도 1에 관한 기술시에 상세히 상기에서 설명됐었다. 도 11과 도 12는 텔레비전 신호를 처리하는 것과 관련하여 기술될 것이나, 다른 비디오 신호는 유사한 방법으로 처리될 것이다.
도 1에 대해 기술된 바와 같이, 튜너(100), 순방향 에러 수정 장치(FEC)(110), 도 11의 이송 장치 TRANSP (120)는 제어장치(μC)(160)의 제어 하에 입력 신호(SIN)를 처리하여 원하는 텔레비전 프로그램을 나타내는 데이터를 포함하는 이송 장치(120)로부터 출력 신호(TRO)를 제조한다. 주 화상 및 소 화상이 다른 텔레비전 프로그램에 해당하는 PIP 또는 POP와 같은 다중 영상 디스플레이 특성을 제공하기 위해, 이송 장치(120)로부터의 신호(TRO)는 각 프로그램에 해당하는 신호 성분을 포함한다. 상기에 기술된 패킷화된 신호 포맷을 예로서 사용함으로서, 신호(TRO)의 제 1 성분은 제 1 텔레비전 프로그램에 해당하는 제 1 PID 값을 나타내는 데이터 패킷의 제 1 그룹을 포함한다. 신호(TRO)의 제 2 성분은 제 2 텔레비전 프로그램에 해당하는 제 2 PID 값을 나타내는 데이터 패킷의 제 2 그룹을 포함한다. 신호 (TRO)의 두 성분 각각은 스크램블될 수 있다.
신호(TRO)는 카드 판독기(190)를 경유하여 제 1 스마트 카드(180)의 고속 데이터 입력(DI1)에 결합된다. 스마트 카드(180)는 신호(TRO)의 두 성분 중의 제 1 성분, 예를 들어, 주 화상에서 나타나는 프로그램을 표현하는 성분을 처리한다. 스마트 카드(180)에서의 처리는, 만일 데이터가 스크램블된다면, 성분 내의 데이터를 디스크램블링하는 것을 포함한다. 제 1 스마트 카드로부터 고속 데이터 출력 신호(DO1)는 처리된 예들 들어, 디스크럼블된, 제 1 성분과 처리되지 않은 제 2 성분을 포함한다. 도 9와 관련하여 상기에서 기술된 바와 같이, 카드 판독기(190)는 제 1 스마트 카드(180)의 데이터 출력(DO1)을 제 2 스마트 카드(1805)의 데이터 입력(DI2)에 결합함으로서 제 2 스마트 카드(1805)의 고속 데이터 패스와 직렬로된 스마트 카드(180)의 고속 데이터 패스를 접속한다. 스마트 카드(1805)는 소요되는 바와 같은 디스크램블링을 포함하는, 신호의 제 2 성분을 처리하여 고속 데이터 출력 신호(DO2)를 제조한다. 신호(DO2)는 처리된 제 1 성분 및 처리된 제 2 성분을 포함한다. 만일 신호(TRO)의 두 성분이 스크램블된다면, 신호(DO2)는 원래의 스크램블된 성분에 해당하는 제 1 및 제 2 디스크램블된 성분을 포함한다.
신호(DO2)는 시스템의 다른 기능을 루팅하기 위해, 카드 판독기(190)를 경유하여 이송 장치(120)에 복귀한다. 예로서, PIP 디스플레이를 제조하기 위해, 신호(DO2)는 제어장치(160)의 제어 하에 제 1 및 제 2 처리된 신호 성분을 분리하는 디멀티플렉서(DEMUX)(130)에 루팅된다. 제 1 및 제 2 처리된 신호 성분은 디컴프레서 장치(140과 1405) 각각에서 압축해제된다. 압축 해제된 데이터는 신호 프로세서(150과 1505)에서 또한 처리를 받는다. PIP 또는 POP 디스플레이에 대한 것과 같은 소 화상을 만드는 경우에, 소 화상 신호를 처리하는 프로세서(150과 1505)중의 하나는 소 화상에 해당하는 데이터를 저장하고 그것에 액세스하는 비디오 메모리를 포함한다. 프로세서(150과 1505)에 의해 출력된 신호는 멀티플렉서(MUX), 또는 스위치(1506)에 의해 결합되어, 영상의 원하는 부분에서 소 화상을 포함하는 원하는 영상을 제조할 수 있는 신호를 제공한다. 제어장치(160)는 MUX(1506)의 타이밍을 제어하여 적절한 시간에 소 화상에 해당되는 신호 성분을 삽입한다. 출력 프로세서(1507)는 영상 신호를 키네스코프(1508)와 같은 디스플레이 장치에 결합한다. 컨트래스트 제어 휘도 제어 및 키네스코프 구동 증폭과 같은 기능은 출력 프로세서(1507)에 의해 제공된다.
도 11에서 도시된 시스템은, 제 1 스마트 카드(180)의 데이터 입력에서 신호(DI1)가 기술된 바와 같은 제 1 및 제 2 텔레비전 프로그램을 나타내는 제 1 및 제 2 신호 성분을 포함하는 경우에, 원하는 멀티 영상 특성을 제공한다. 튜너(100)에 의해 동조된 신호가 양 성분을 포함하는 경우가, 또는 예를 들어 신호(DI1)가 튜너 이외의 소스, 두 성분을 포함하는 신호를 제공하는 도 11에서 도시된 FEC 및 이송 장치에 의해 제공되는 경우가, 상기와 같은 경우이다. 또 다른 신호 소스의 한 예는 여러 채널에 해당하는 신호 성분을 포함하는 케이블 텔레비전 신호이다.
상기에서 기술된 DSS?신호와 같은 인공위성으로부터 직접 수신된 신호의 경우에 있어서, 도 11의 신호(SIN)는 여러 인공위성의 트랜스폰더에 의해 만들어진 여러 주파수에서 신호를 포함한다. 튜너(100)는 한 번에 트랜스폰더 신호의 하나만을 동조시킨다. 비록 각 동조된 트랜스폰더 신호가 다수의 텔레비전 프로그램에 해당하는 신호 성분을 포함한다 할지라도, 다중 영상 디스플레이는, 예를 들어 사용자에 의해 선택된 주 화상 및 소 화상을 생성하는데 필요한 신호 성분은 다른 트랜스폰더를 경유하여 수신될 수 있다. 만일 그렇다면, 튜너(100)에 의해 동조된 신호(그리고 신호(TRO와 DI1))는 원하는 다중 영상 디스플레이를 생성하는데 필요한 신호 성분의 하나만을 포함한다. 상기의 상황은 도 12에서 도시된 시스템에 의해 다루어진다.
도 12에서, 튜너(101), FEC(111), 이송 장치(121), 멀티플렉서(MUX)(127)는 도 11에서 도시된 시스템에 더해진다. 튜너(100), FEC(110) 그리고 이송 장치(120)는 하나의 트랜스폰더로부터의 신호를 동조하여 다중 영상 디스플레이를 생성하는데 필요한 신호 성분의 하나를 포함하는 신호(TRO1)를 발생시킨다. 튜너(101), FEC(111) 그리고 이송 장치(121)는 제2 트랜스폰더로부터의 신호를 동조시키고 요청된 제 2 신호 성분의 하나를 포함하는 신호(TRO2)를 발생시킨다. MUX(127)는 제어장치(160)의 제어 하에 신호(TRO1과 TRO2)를 결합시켜 요청된 신호 성분의 둘 모두를 포함하는 MUX(127)의 출력에서 신호를 만들어 낸다. 상기 MUX 출력 신호는 카드 판독기(190)를 경유하여 제 1 스마트 카드에 결합되어 도 11과 관련하여 상기에서 기술된 바와 같이 처리되어 원하는 다중 영상 디스플레이를 만들어 낸다.
기술된 실시예의 여러 변형이 있을 수 있다. 본 발명은 도 3, 도 11, 도 12에서 기술된 것 이외에는 비디오 시스템과 비디오 신호 프로토콜에 응용 가능하다는 것은 본 분야의 기술자에게는 정말 자명할 것이다. 다른 시스템의 예는 상기에서 언급한 DSS?인공위성 시스템이고 HDTV 이다. 또한 도 9 내지 도 12에서 도시된 구성은 2이상의 스마트 카드를 수용하는데 확장할 수 있다. 예를 들어 도 9에서, 스위치와 카드 검출 기능(즉 CARD INSERTED 신호를 발생시키는 기능)은 각 추가의 카드에 더해진다. 스마트 카드를 더하는 것은 2 이상의 신호 성분을 디스크램블링을 허락하고, 각 디스크램블된 신호 성분에 해당하는 영상 부분을 포함하는 디스플레이를 생성하는 것은 허락할 것이다. 게다가, 도 9의 스위칭 구성은 카드가 마이크로 제어장치(160)의 제어에 의존하기 보다는 삽입되는 것에 직접 응답하여 스위치(S1과 S2)를 제어하도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 스위치(S3)는 기계적으로 또한 전기적으로 스위치(S1)에 직접 결합되어 삽입 카드(1)는 스위치(S1)가 카드(1)를 통해 루팅 하게 한다. 또한 비록 기술된 실시예는 스마트 카드(180)에 결합된 디지털 I/O 신호를 말하고 있지만, 스카트 카드(180)는 또한 아날로그 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 스마트 카드(180)는 고속 데이터 입력에서 아날로그 대 디지털 컨버터(ADC)를, 고속 데이터 출력에서 디지털 대 아날로그 컨버터(DAC)를 포함할 수 있다. 상기 DAC 및 ADC는 도 1의 IC(181)상에 위치할 수 있다. 또한 IC(181)는 단지 IC(181) 이외에도 "혼성" 장치로 대체될 수 있어, 스마트 카드(180)는 하나의 기판 상에 모두 장착되고 상호 접속된 ADC 및 DAC 회로 그리고 IC(181)를 포함할 수 있다. 아날로그 신호 처리 스마트 카드에 대해, 카드 판독기(190)는 스마트 카드에 아날로그 신호를 결합시킨다. 상기 및 다른 변형은 다음의 청구항의 범위 내에 존재할 것이다.

Claims (10)

  1. 비디오 신호 처리 시스템에 있어서,
    제 1 및 제 2 비디오 프로그램들을 각각 나타내는 제 1 및 제 2 신호 성분들을 포함하는 비디오 신호의 소스로서, 상기 제 1 및 제 2 신호 성분들이 상기 상이한 각각의 비디오 프로그램들을 식별하고 상기 프로그램들에 액세스할 수 있게 하기 위한 제어 정보를 포함하는 비디오 신호의 소스와,
    상기 비디오 신호를 제 1 스마트 카드의 입력에 결합하여, 상기 제 1 스마트 카드에 의해 발생된 출력 신호를 제 2 스마트 카드의 입력에 결합하고, 상기 제 2 스마트 카드에 의해 발생된 출력 신호를 수신하는 결합 수단으로서, 상기 제 1 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호는 상기 비디오 신호에 응답하여 발생되고 상기 제 2 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호는 상기 제 1 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호에 응답하여 발생되는, 상기 결합 수단과,
    상기 제 2 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호에 응답하여, 상기 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 제 1 영상 부분을 포함하고 상기 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 제 2 영상 부분을 포함하는 영상을 생성하기 위해 영상 디스플레이 장치에 결합하는데 적합한 신호를 제공하기 위한 수단을 포함하는 비디오 신호 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스마트 카드들을 포함하며,
    상기 비디오 신호의 상기 제 1 및 제 2 신호 성분들은 제 1 및 제 2 스크램블된 신호 성분들을 각각 포함하고,
    상기 제 1 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호는 상기 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 제 1 디스크램블된 신호 성분을 포함하고, 상기 제 2 스크램블된 신호 성분을 포함하고,
    상기 제 2 스마트 카드로부터의 상기 출력 신호는 상기 제 1 디스크램블된 신호 성분을 포함하며, 상기 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 제 2 디스크램블된 신호 성분을 포함하는 비디오 신호 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스마트 카드들 각각은,
    상기 스마트 카드 내에 장착된 IC 내에 포함되어 다수의 신호들을 처리하기 위한 신호 프로세서와,
    상기 스마트 카드의 표면상에 위치되어 상기 다수의 신호들을 상기 IC에 결합하기 위한 다수의 단자들을 포함하고,
    상기 다수의 신호들은 입력 데이터 신호, 상기 입력 데이터 신호와 분리된 출력 데이터 신호 및 제어 신호를 구비하고, 상기 다수의 신호들 각각은 상기 다수의 단자들 중 각각의 한 단자에 결합되며,
    상기 IC 내에 포함된 상기 신호 프로세서는 상기 출력 데이터 신호를 발생하기 위해 상기 제어 신호에 포함된 제어 정보에 응답하여 상기 입력 데이터 신호를 처리하는 비디오 신호 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 신호들은 타이밍 신호를 더 포함하고,
    상기 IC 내에 포함된 상기 신호 프로세서는 상기 타이밍 신호에 응답하여, 제 1 데이터 전송 속도로 상기 출력 데이터 신호를 생성시키기 위해 제 1 데이터 전송 속도로 상기 입력 데이터 신호를 처리하는 비디오 신호 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 IC내에 포함된 상기 신호 프로세서는 상기 타이밍 신호에 응답하여 상기 입력 데이터 신호의 처리를 제어하기 위해 제 2 데이터 전송 속도로 상기 제어 신호를 처리하는 비디오 신호 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 전송 속도는 상기 제 2 데이터 전송 속도보다 큰 비디오 신호 처리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 IC는 상기 신호 프로세서에 의해 상기 입력 데이터 신호의 처리를 제어하는 상기 제 1 데이터 전송 속도와 관련된 제 1 주파수에서 제 1 신호를 발생하고, 상기 신호 프로세서에 의해 상기 제어 신호의 처리를 제어하는 상기 제 2 데이터 전송 속도와 관련된 제 2 주파수에서 제 2 신호를 발생하기 위해, 상기 타이밍 신호를 수신하도록 결합된 주파수 디바이더를 포함하는 비디오 신호 처리 시스템.
  8. 영상을 영상 디스플레이 장치에 결합하는데 적합한 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    제 1 처리된 신호를 생성하기 위해 제 1 스마트 카드의 비디오 신호를 처리하는 단계로서, 상기 비디오 신호는 상기 상이한 각각의 프로그램들을 식별하고 상기 프로그램들을 액세스할 수 있도록 제어 정보를 포함하는 제 1 및 제 2 신호 성분을 구비하는, 비디오 신호를 처리하는 단계와,
    제 2 처리된 신호를 생성하기 위해 제 2 스마트 카드의 상기 제 1 처리된 신호를 처리하는 단계와,
    상기 제 1 비디오 프로그램을 나타내는 제 1 영상 부분 및 상기 제 2 비디오 프로그램을 나타내는 제 2 영상 부분을 포함하는 영상을 생성하기 위해 영상 디스플레이 장치에 결합하는데 적합한 영상 신호를 제공하기 위해 상기 제 2 처리된 신호를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 스마트 카드의 상기 비디오 신호를 처리하는 단계는 상기 비디오 신호의 상기 제 1 신호 성분 내에 포함된 제 1 스크램블된 신호 성분을 디스크램블링하는 단계를 구비하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 스마트 카드의 상기 제 1 처리된 신호를 처리하는 단계는 상기 비디오 신호의 상기 제 2 신호 성분에 포함된 제 2 스크램블된 신호 성분을 디스크램블링하는 단계를 구비하는 방법.
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