专利名称：储值卡的计值方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计值方法与装置，特别涉及一种储值卡的计值方法与装置。
在现今的生活环境中，为了安全以及方便，有许多人已经开始减少身上所携带的现金的数量，而改以各种类型的卡片来替代，例如信用卡或储值卡等。而其中，储值卡的应用极为广泛，例如车票，计次卡以及电话卡等等，都是储值卡可以运用的范围。
而储值卡的广泛运用，也使得储值卡的计值方式有多种的设计方法。例如在美国专利申请号US5001332，标题为″电可擦可编程只读存储器的防操作减值电路和方法(Method and circuit for manipulation-proof devaluation of EEPROMS)″的专利中，即提出了一种储值卡中所使用的电路的设计方法。
但是随着储值卡的普及，有可能产生因想要非法破坏储值卡可用次数，而对储值卡进行不正当操作的情况，所以在电路设计上就必须考虑各种不正常发生的状况。在这种情况下，前面提到的专利案，也就是美国专利申请号US5001332所提的专利，就会有所缺陷。在该专利所提出的电路中，许多的存储单元分成数个层级，而每一个层级则代表不同的位阶。当较高位阶层级里的一个存储单元的值被删除的时候，这个电路就会对控制单元进行写入，而后，当侦测到此控制单元被写入时，次一个层级里的所有存储单元就允许被复位。接下来，同样的过程会在接续下去的每个层级中进行，直到代表最低位阶的层级中的存储单元也被复位为止。
这样的一个电路运作过程，当然符合计值卡的使用概念，但是它在某些不正常操作状况下则无法确保计值卡的正确计值功能。举例来说，当复位完某一个层级而将对次一个层级里的控制单元写入时，若突然将用来变更存储单元状态的电压降低，则此控制单元的写入过程就可能会无法执行，如此就会导致接续的层级的存储单元的状态转换产生错误。而由于在已知的技术中，是一层一层的对控制单元进行写入，所以发生此类问题的机率就会增大许多；也就是，会使得有心破坏的人有更多的机会来影响储值卡的正常工作。
此外，由于已知的电路是使用写入唯一一个控制单元，而后根据此控制单元来复位较低层级中的存储单元，并依次进行其他较低层级的复位过程。如此的过程，就使得工作脉冲会如
图1所示，是一个写入脉冲与一个复位脉冲不断的交错，直到所需更新的存储单元全部更新完毕才停止的过程。从图1中可以得知，T0的时候是一个写入脉冲，而T1则是一个复位脉冲。类似这样的重复下去，直到T5的时候，总共6个脉冲却只能复位完成三个层级。这样的一个过程，很明显的浪费了许多时间。
综上所述，已知的使用在储值卡上的计值电路有几个缺点，现列述如下1.正常运作过程遭到人为破坏的机率极大；以及2.电路运行过程由于是两个程序不断的交替，所以会比即将提到的本发明耗费更多的时间。
有鉴于此，本发明的目的是提出一种储值卡的计值方法与装置，可以减少人为破坏的机率，而且可以缩短计值过程所需耗费的时间。
本发明的技术方案如下。本发明提供一种储值卡的计值方法，该储值卡包括多个层级以及多个删除保护位元，每一该层级包括至少一位元，且分别对应于该些删除保护位元，任一该位元以及任一该删除保护位元具有一原始状态以及一写入状态，在第一次计值过程中，最先改变状态的该位元为一计算起始位元，而在任一次计值过程中，对这些位元改变状态的先后顺序则称为一计算路径，该计值方法包括根据计值的总数，分别设定该些位元的起始状态；依照该计算路径，将仍处于该原始状态而最接近该计算起始位元的位元，从该原始状态转换为该写入状态；当在该计算路径上，距离该计算起始位元较远的一较高层级中的任一该些位元，从该原始状态转换为该写入状态时，距离该计算起始位元比该较高层级为近的任一较低层级所对应的该删除保护位元，就会同时转换为该写入状态；以及当该删除保护位元位于该写入状态时，则对应的该层级中的任一位元以及该删除保护位元，就可同时更动至该原始状态。
在该计算路径上，距离该计算起始位元最远的一最高层级所对应的该删除保护位元，固定于该原始状态。
所述的计值方法还包括内建一安全密码。
当该安全密码确认通过后，该最高层级所对应的该删除保护位元就可以转换为该写入状态。
任一该删除保护位元不能单独从该原始状态转换为该写入状态，也不能单独从该写入状态转换为该原始状态。
本发明的储值卡的计值装置包括一存储器阵列，包括多个层级，且任一该些层级包括至少一存储单元，其中，任一该存储单元代表高低不同的一数值，而任一该层级则代表高低不同的一位阶；以及一控制电路，用以控制任一层级内的任一该存储单元状态的改变，其中，该控制电路对应于该任一层级有一控制存储闸，而当该任一层级中的任一该存储单元状态改变时，对应于比该层级所代表的该位阶低的任一较低层级的该控制存储闸，就会被同时转换为一更动预警状态，而当侦测到该更动预警状态时，对应于该控制存储闸的该较低层级中的该存储单元状态就会允许被复位。
该存储器阵列是由一电可擦除可编程只读存储器所组成。
该电可擦除可编程只读存储器，是以一或非型方法组合成该存储器阵列。
该存储单元状态的改变是改变该存储单元中导通临界电压的层级。
该控制存储闸在对应于该控制存储闸的该较低层级中的该存储单元状态被复位时，也会被复位至原来的状态。
控制电路用以控制这些层级内的存储单元状态的改变。其中，控制电路对应于任一个层级则有一个控制存储闸，而当层级中的任一个存储单元由原始状态改变为写入状态时，对应于比此层级所代表的位阶低的任一个较低层级的控制存储闸，就会被同时转换成一个更动预警状态。而当侦测到这一个更动预警状态时，对应于改变为该更动预警状态的控制存储闸的较低层级中的存储单元，状态就会允许被改变。
综上所述，本发明利用一种新的设计方案，将控制电路的控制存储闸中需要更动的部分，在一个脉冲中就全部加以改变。如此一来，不但缩短了整个计值过程所需花费的时间，而且更重要的是，可以阻绝想通过改变计值卡的正常运作而获利的人所能利用的管道。这正是现今储值卡科技所需要的重大进展。
为让本发明的上述和其他目的、特徵、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下图1是已知技术中电路工作的脉冲图；图2是本发明的一较佳实施例的运行流程图3A是根据本发明的一较佳实施例的系统框图；图3B是本发明的一较佳实施例的工作脉冲图；图3C是本发明的一较佳实施例的电路结构图。
图2是本发明一较佳实施例的一种工作流程图。在说明此流程图之前，先说明本发明的一些定义。首先，以至少一个位元形成一个层级，而一个层级则有相对应的一个删除保护位元。其中，任一位元以及删除保护位元都具有一个原始状态以及一个写入状态。其中，在以下所述及的实施例中，原始状态是将存储器清除为代表1的电压电平，而写入状态则是将存储器写为代表0的电压电平。但是这并非用来限定本发明，仅是用于举例说明。而在第一次计值过程中，最先考虑改变状态的位元，称为计算起始位元；而在计值过程中，对这些位元改变状态的先后顺序，就称为计算路径。
接下来，将详细叙述本发明的流程图的实施过程。首先，在步骤S200之中，计值卡在卖出之前，会先将上述各个位元的起始状态设定完毕。每个位元的设定方式则会根据这一个计值卡所代表的数值而产生改变。
接下来，步骤S205之中，就开始等候计值程序的开始。一直到计值程序开始的时候，才会进入步骤S210。而在步骤S210中，就会对应于计值过程，将仍处于原始状态的位元中的、依照上述的计算路径最接近计算起始位元的一个位元，从原始状态转换为写入状态。
接下来，在步骤S215之中，会检查于步骤S210中所改变的位元，看看这个被改变的位元位置是否在最低的层级中。如果是处于最低的层级，也就是包括计算起始位元的这一个层级内的时候，则步骤回到S205，不做任何的后续处理，继续等待下一次的计值过程。但是，如果这一个被改变的位元并不处于最低的层级内的时候，步骤就会进入S220。
在步骤S220之中，本发明将所有比这一个被改变位元所处的层级更低，即比这一个层级更接近计算起始位元的所有层级相对应的所有删除保护位元，同时改变为上述的写入状态。必须注意的是，在本发明中，只有当删除保护位元位于写入状态时，对应的层级中的所有位元以及删除保护位元，才可同时更动至原始状态。
接下来，在步骤S225之中，对按照脉冲而依次改变为写入状态的删除保护位元所对应的层级内的所有位元进行复位，也就是，在本实施例中，还原为上述的原始状态。最后，在步骤S230中，判断计值卡是否使用完毕，如果还没使用完毕，则可以回到步骤S205并持续进行同样步骤；而若使用完毕，则整个程序就结束。
另外必须注意的是，在本发明的另外一个实施例中，最高层级，也就是在计算路径上离计算起始位元最远的层级，所对应的删除保护位元是固定而不能改变的。仅有在内建的一个安全密码经过确认通过后，才可以将这一个删除保护位元转换为写入状态。此外，任何一个删除保护位元都不能单独从原始状态转换为写入状态，也不能单独自写入状态转换为原始状态。也就是说，删除保护位元的改变，必须都是因为组成层级的这些位元状态有所更动，才能产生改变。
图3A显示了本发明的一较佳实施例的系统框图。在本实施例中，包括了一个存储器阵列310以及一个控制电路350。而在存储器阵列中，则包括了由一个以上的存储单元325所组成的第一层级312，第二层级314，第三层级316，一直到第十层级320。其中，在第三层级316与第十层级320之间，尚有第四到第九层级总共六个层级，但是由于其结构都相同，所以在此予以省略而不加说明。而在控制电路350中，则包括了相对应的控制存储闸352，354，356，一直到360。其中，每一个存储单元325都代表高低不同的数值，而每一个层级312，314，316一直到320则代表高低不同的位阶。
必须注意的是，在本实施例中的层级总共有十个，但是并非限定本发明只能运用于十个层级的计值卡中。只要当层级个数改变时，也同样的改变相对应的控制存储闸的个数，就是本发明所能适用的方式。
而控制电路350则用以控制相对应的层级内的存储单元状态的改变。其中，举例来说，当第二层级314中的任何一个存储单元状态改变时，对应于比第二层级314所代表的位阶低的任何一个较低层级，在本实施例中为第三层级316到第十层级320，的控制存储闸356到360，就会被同时转换成一个更动预警状态。而当侦测到这一个更动预警状态时，对应于控制存储闸356到360的较低层级中，也就是第三层级316向下到第十层级320中的存储单元状态就会允许被改变。
图3C显示了本发明的一较佳实施例的电路结构图。在此实施例中，使用了电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，以或非(NOR)的形式组合而成。但必须注意的是，本发明并非限定只能使用于或非型的EEPROM。
此外必须注意的是，在本实施例中，第一层级312代表最高的位阶，而后位阶随著层级的增加而下降，直到第十层级320，也就是代表最低位阶的层级为止。其中，WLm是用来选择第一层级312的一个输入端，当WLm被启动(enable)的时候，就代表系统选择了第一层级312。同样的概念也可以运用于选择第二层级314的WLm-1，以及用于选择第十层级320的WL0。而在第二层级314与第十层级320之间，尚有第三到第九层级总共七个层级，但是由于其电路结构均相同，所以在此为了说明方便就将其省略。当然，这种概念并不是仅能用于这三个层级，而是可以适用于存储器阵列310中的任一个层级上的。而在图3C中还包括一个控制逻辑闸370。这个控制逻辑闸370则是根据外界输入的信号，来决定整个电路在当时的环境下是要进行删除(也就是转换为原始状态)、写入、或是读取的动作。
除此之外，在控制电路350中，对应于任一个层级，都有一个控制存储闸。例如第一层级312对应了控制存储闸352，而第二层级314则对应了控制存储闸354。而在本实施例中，当第一层级312中的任何一个位元(由选择线BS0，BS1直到BS6所选定的位元)从原始状态改变为写入状态时，通过控制电路350所输入的一个写入信号，就可以将较低层级，在本实施例中为第二层级314直到第十层级320，所对应的控制存储闸状态加以改变。其动作原理如下，当第一层级312中的任何一个位元要从原始状态改变为写入状态时，控制逻辑闸370必定会输出一个写入信号，而此写入信号除了透过选择线B0，B1直到B6，来对任一个位元进行写入动作之外，也能透过控制电路350的一个信号输入端输入于控制电路350之中。而当改变第一层级312时，表示WLm被启动，于是控制电路350中，将WLm做为输入的一端的或逻辑闸就会导通，所以在这一个或逻辑闸以下，包括以WLm-1为输入的或逻辑闸，直到以WL1为输入的或逻辑闸为止，都会被导通。而因此，由于或逻辑闸的输出以及写入信号输入端都同时被导通，所以在此情况下，信号VPP就能在同一个脉冲内被导通进入控制存储闸354直到控制存储闸360，总共9个控制存储闸之中。并因此而将这9个控制存储闸改变为写入状态。
接下来，当复位信号输入的时候，通过进入写入状态的控制存储闸354到360，相对应的第二层级314到第十层级320内的位元就可以以一个脉冲一个层级的方式，依次被复位回原始状态。
当然，本实施例仅只用于说明本发明的基本内容，并非用来限定本发明所能使用的电路种类或连结方法。凡是根据本发明的精神与原则，对电路进行任何的更动或修饰改变，都应属于本发明的保护范围。
图3B显示了根据本发明的一较佳实施例的工作脉冲图。请同时参考图1，由两图的比较将可以更清楚的看出本发明优于已知技术的地方。由图3B中可以看出，本发明仅需要一个脉冲，也就是T0，就可以将所有需要更动的控制存储闸加以更动，而后再依序将需要复位的层级进行复位。如此一来，相较于以往在T5的时候只能复位完三个层级，本发明可以在T5的时候就复位完五个层级，很明显的于处理时间上占了许多的优势。而且当需要复位的层级越多的时候，这个优势就会越明显。
此外，由于控制存储闸在一个脉冲中就全部设定(写入)完毕，唯有将对应层级复位到原始状态时，控制存储闸才会同时被复位回原始状态，所以可以完全的防堵已知技术中容易被破坏的部分。
综上所述，现将本发明的优点略述如下。本发明可以缩短计值卡的计值时间，并且还可以进一步防止计值过程中所可能产生的漏洞。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作的各种更动与改进，应被视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种储值卡的计值方法，该储值卡包括多个层级以及多个删除保护位元，每一该层级包括至少一位元，且分别对应于该些删除保护位元，任一该位元以及任一该删除保护位元具有一原始状态以及一写入状态，在第一次计值过程中，最先改变状态的该位元为一计算起始位元，而在任一次计值过程中，对这些位元改变状态的先后顺序则称为一计算路径，该计值方法包括根据计值的总数，分别设定该些位元的起始状态；依照该计算路径，将仍处于该原始状态而最接近该计算起始位元的位元，从该原始状态转换为该写入状态；当在该计算路径上，距离该计算起始位元较远的一较高层级中的任一该些位元，从该原始状态转换为该写入状态时，距离该计算起始位元比该较高层级为近的任一较低层级所对应的该删除保护位元，就会同时转换为该写入状态；以及当该删除保护位元位于该写入状态时，则对应的该层级中的任一位元以及该删除保护位元，就可同时更动至该原始状态。
2.根据权利要求1所述的计值方法，其特征在于，在该计算路径上，距离该计算起始位元最远的一最高层级所对应的该删除保护位元，固定于该原始状态。
3.根据权利要求2所述的计值方法，其特征在于，还包括内建一安全密码。
4.根据权利要求3所述的计值方法，其特征在于，当该安全密码确认通过后，该最高层级所对应的该删除保护位元就可以转换为该写入状态。
5.根据权利要求1所述的计值方法，其特征在于，任一该删除保护位元不能单独从该原始状态转换为该写入状态，也不能单独从该写入状态转换为该原始状态。
6.一种储值卡的计值装置，其特征在于，包括一存储器阵列，包括多个层级，且任一该些层级包括至少一存储单元，其中，任一该存储单元代表高低不同的一数值，而任一该层级则代表高低不同的一位阶；以及一控制电路，用以控制任一层级内的任一该存储单元状态的改变，其中，该控制电路对应于该任一层级有一控制存储闸，而当该任一层级中的任一该存储单元状态改变时，对应于比该层级所代表的该位阶低的任一较低层级的该控制存储闸，就会被同时转换为一更动预警状态，而当侦测到该更动预警状态时，对应于该控制存储闸的该较低层级中的该存储单元状态就会允许被复位。
7.根据权利要求6所述的计值装置，其特征在于，该存储器阵列是由一电可擦除可编程只读存储器所组成。
8.根据权利要求7所述的计值装置，其特征在于，该电可擦除可编程只读存储器，是以一或非型方法组合成该存储器阵列。
9.根据权利要求6所述的计值装置，其特征在于，该存储单元状态的改变是改变该存储单元中导通临界电压的层级。
10.根据权利要求6所述的计值装置，其特征在于，该控制存储闸在对应于该控制存储闸的该较低层级中的该存储单元状态被复位时，也会被复位至原来的状态。
全文摘要
一种储值卡的计值方法与装置,用一个以上的位元形成一个层级,而对应于一个层级则有一个删除保护位元。对应于一次计值过程,就将这些位元之中的一个,从原始状态转换为写入状态。而如果在较高层级中的一个位元产生改变时,所有较低层级所对应的删除保护位元,就会同时由原始状态转换为写入状态。而且,只有当删除保护位元位于写入状态时,此删除保护位元所对应的层级中的位元以及此删除保护位元,才能同时更动为原始状态。
文档编号G06K19/067GK1265500SQ00100218
公开日2000年9月6日 申请日期2000年1月7日 优先权日2000年1月7日
发明者刘卫宗 申请人:立生半导体股份有限公司