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    键盘 装置 安全 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN02802302.1

    申请日:

    2002.04.29

    公开号:

    CN1527964A

    公开日:

    2004.09.08

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G06F 1/00申请日:20020429授权公告日:20090729终止日期:20150429|||授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:皇家菲利浦电子有限公司 申请人地址:荷兰艾恩德霍芬变更后权利人:NXP股份有限公司 申请人地址:荷兰艾恩德霍芬登记生效日:2007.11.9|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: G06F1/00 主分类号: G06F1/00
    申请人: 皇家菲利浦电子有限公司;
    发明人: R·赛蒂亚; M·布尔; F·斯托里
    地址: 荷兰艾恩德霍芬
    优先权: 2001.05.08 US 09/851,757
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 杨凯;陈霁
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN02802302.1

    授权公告号:

    |||100520669|||||||||

    法律状态公告日:

    2016.06.22|||2009.07.29|||2007.12.12|||2004.11.10|||2004.09.08

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明通过促进与特定键激活相联系的电磁辐射的随机性来提高解释来自键盘系统的电磁辐射的难度。键盘安全电路利用其变化遍及时间和位的数字值组、作为加到键盘属性(例如,行或列)的键盘驱动字。本发明的键盘安全系统将变化的强键盘驱动信号引入到键盘开关矩阵的属性(例如,行或列),将独立地配置的弱驱动信号加到键盘开关矩阵的相反的属性,从所述相反属性检索结果信号,并且解译所述结果以便确定包含在键盘系统中的开关是否被激活(例如,键被按下)。

    权利要求书

    1: 一种键盘安全电路,它包括: 比较器,它适合于对驱动信号和结果信号进行按位比较; 列输出驱动器,它连接到所述比较器,所述列输出驱动器适合于 驱动列上的键盘强驱动信号; 行输出驱动器,它连接到所述比较器,所述行输出驱动器适合于 驱动行上的键盘强驱动信号; 可编程列的字构造函数,它连接到所述行输出驱动器,所述可编 程列的字构造函数适合于提供列上的弱驱动信号;以及 可编程行的字构造函数,它连接到所述列输出驱动器,所述可编 程行的字构造函数适合于提供行上的弱驱动信号。
    2: 如权利要求1所述的键盘安全电路,其特征在于:数字值集的 随机变化既遍及每一个数字字中的位又遍及时间。
    3: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:随机数字值 集来自寄存器文件,并且被按顺序发送到所述各列和各行、作为所述 列的强驱动信号和所述行强驱动信号。
    4: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:所述列的强 驱动信号和所述行强驱动信号都连接到来自所述寄存器文件的相同 位。
    5: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:以随机的次 数或通过重要事件、例如按键来更新所述寄存器文件。
    6: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:改变所述弱 驱动信号、将其独立地上拉或下拉以便支持所述每一行和每一列上的 随机位值。
    7: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:当相反的行 弱驱动信号为逻辑1值时,所述列的强驱动信号为逻辑0值。
    8: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:当相反的列 弱驱动信号为逻辑0值时,所述行强驱动信号为逻辑1值。
    9: 如权利要求2所述的键盘安全电路,其特征在于:所述可编程 列的字构造函数和所述可编程行的字构造函数既包括上拉又包括下 拉,所述上拉和下拉是独立地启动的。
    10: 一种键盘安全系统,它包括: 键盘矩阵,它包括键和对应的开关,随着由所述键的操作引起的 所述开关的激活、所述开关在开关矩阵中选中的各列和各行之间提供 导电通路; 键盘安全电路,它连接到所述键盘矩阵,所述键盘安全电路适合 于提供保密措施、以?;に黾叹卣蟮那谢恍蛄?;以及 键盘扫描器电路,它连接到所述键盘安全电路,所述键盘扫描器 电路适合于检测何时键盘矩阵扫描信号指明包含开关的键盘状态的改 变。
    11: 如权利要求10所述的键盘安全系统,其特征在于:所述键盘 扫描器电路是标准键盘扫描器电路,而所述键盘矩阵是标准的键盘矩 阵。
    12: 如权利要求11所述的键盘安全系统,其特征在于:所述键盘 扫描器电路利用数字值集来提供保密措施、以?;で谢恍蛄?,所述数 字值集的随机变化遍及输入到键盘行和列的每一个数字字中的时间和 位。
    13: 如权利要求11所述的键盘安全系统,其特征在于:所述随机 数字值集存储在寄存器文件中并且被顺序地发送到所述键盘矩阵的所 述列和行。
    14: 如权利要求11所述的键盘安全系统,其特征在于:所述各列 和各行都连接到来自所述寄存器文件的相同位。
    15: 如权利要求11所述的键盘安全系统,其特征在于所述键盘扫 描器包括: 键盘寄存器,它适合于提供连接到主处理器的接口; 键盘接口,它连接到所述键盘寄存器,所述键盘接口适合于提供 用于输入和输出信号的通信路径; 键盘状态机,它连接到所述键盘接口,利用行和列输出启动信号 控制所述键盘接口的方向;以及 键盘消抖动装置,它连接到所述键盘寄存器,所述键盘消抖动装 置适合于提供使所述开关在断开和接通之间的转变稳定下来的方法。
    16: 一种键盘保密方法,它包括以下步骤: 将变化的强驱动信号引入到键盘开关矩阵的第一属性; 将变化的弱驱动信号加到键盘开关矩阵的第二属性; 从所述键盘开关矩阵的第二属性检索结果信号;以及 发送表示所述第二属性中开关的激活状态的扫描器输入信号。
    17: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤: 将变化的强驱动信号引入到所述键盘开关矩阵的所述第二属 性; 将变化的弱驱动信号加到所述键盘开关矩阵的所述第一属性; 从所述键盘开关矩阵的所述第一属性检索结果信号;以及 发送表示所述第一属性中开关的激活状态的扫描器输入信号。
    18: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于:所述键盘 开关矩阵的所述第一属性是列,而所述键盘开关矩阵的所述第二属性 是行。
    19: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于:所述变化 的驱动信号是数字值集中的一个,其变化遍及数字键盘驱动字中的时 间和位。
    20: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于:所述变化 的强驱动信号由随机数发生器产生,并装入寄存器文件中。
    21: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤:利用上拉和下拉向键盘开关矩阵的第二属性提供所述弱驱动信 号,所述上拉和下拉是独立启动的。
    22: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤:进行按键检测,其方法是:将在所述键盘开关矩阵的所述第一 属性上的所述变化的强驱动信号逻辑值和在所述键盘开关矩阵的所述 第二属性上所述结果键盘信号的逻辑值进行二进制比较。
    23: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括对所 述变化的弱驱动信号进行预充电的步骤。
    24: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤:在一个键盘时钟周期内两次对所述变化的弱驱动信号进行预充 电,其中,在所述键盘时钟周期的一部分期间、将所述变化的弱驱动 信号预充电到第一逻辑值,而在所述键盘时钟周期的另一部分期间、 将所述变化的弱驱动信号预充电到第二逻辑值。
    25: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤:在所述键盘时钟周期内,对所述结果键盘信号采样两次。
    26: 如权利要求16所述的键盘保密方法,其特征在于还包括以下 步骤:对所述结果键盘信号进行消抖动。

    说明书


    键盘装置的安全系统和方法

        【发明领域】

        本发明涉及电子键盘装置领域,更详细地说,本发明涉及用于加强安全?;?、防止对电子键盘装置中数据输入的非法译码的系统和方法。

        背景

        电子系统和电子电路对现代社会的进步作出了重要贡献并在许多应用中获得了优秀成果。电子技术,例如数字计算机、计算器、音频设备、视频设备以及电话系统促进了生产率的提高和数据分析及数据通信成本的降低,也促进了商业、科学、教育和娱乐的大多数领域观念和趋势的改变。用来提供这些结果的电子装置和系统通常都有用来输入信息地接口。用于将信息输入到电子系统的最通常的接口之一就是键盘。传统的键盘装置一般提供方便的输入接口,但是输入信息常常容易被非法截取。

        正如名称所提示的,键盘一般包括若干个键或按钮,它们表示字符或功能(例如,字母表中的字母、数字、标点字符、回退、删除、翻页等等)。这些键一般以行和列的矩阵形式排列。通常,每一个键与一个开关对应,所述开关由其对应键的物理操作(例如,按下所述键)激活。键盘开关的激活通常表示把字符输入到装置中或者输入指令。用户通常要激活特定序列中的若干个键来完成具体数据的输入。

        图1A是通常的键盘系统100的框图说明,其中,键盘开关位于在4×4的开关矩阵阵列120的每一个行和列的交叉位置??鼐卣笳罅?20包括列焊片131至134和行焊片151至154,并且当开关被激活时,它在行和列之间提供电气通路。键盘扫描器电路110提供键盘扫描器输出信号并且监控键盘的输入信号。在传统的键盘系统中,扫描器输出信号加到列焊片和行焊片作为键盘驱动信号。在键盘开关矩阵130的行和列上产生的键盘信号的变化被反馈给键盘扫描器电路110作为键盘扫描器输入信号。传统的键盘系统通常是用数字接口实现的,在传统的键盘系统中,在接口上使用高电压电平信号和低电压电平信号,其中,“高电压”信号(例如,5伏)表示逻辑1而“低电压”信号(例如,0伏)表示逻辑0。标准键盘系统一般应用键盘开关激活检测算法确定键盘矩阵中的键是否被激活。所述方法一般包括:建立初始键盘状态;检测键盘开关的激活;以及确定哪一个键盘开关被激活。

        图1B是一个典型的传统键盘系统、例如键盘100的状态图。通常处在特定逻辑值的缺省的弱电压(例如,0伏)信号加到键盘开关矩阵的各行上,而强电压(例如,5伏)信号加到键盘开关矩阵的每一列上。然后,所述键盘扫描器监控所述行的所加信号的变化。如果当所述矩阵各行上的电压由键盘扫描器电路读取时所有行都具有缺省弱电压的逻辑值的话,那么,,就没有开关被接通,因而就没有键被按下。如果行出现了强电压的逻辑值的话,那么那行的开关被接通,并且所述键盘系统就处于等待状态150。为要确定所述行的哪一个开关被接通,就要在所述键盘矩阵上以键的活动状态170执行类似的算法。弱电压(例如,5伏)被加到矩阵的列中而强电压(例如,0伏)被加到矩阵的行中。当产生的矩阵列上的电压值由键盘扫描器110读取时,带强电压的列表示接通开关的列。键盘扫描器110将表示接通的开关的行和列的信息与识别哪一个键被按下相关联。

        传统上,键盘系统将一个键盘驱动信号集(例如,键盘扫描器输出信号)加到列焊片、并且将一个键盘驱动信号集加到行焊片。每一个键盘驱动信号集构成加到键盘开关矩阵行或列的二进制键盘驱动字,并且键盘驱动字(例如,键盘扫描器输出信号)的每一个信号的逻辑值都相同。例如,加到键盘开关矩阵120的列焊片的键盘驱动字中每一位的逻辑值都相同(例如,逻辑1),并且加到键盘开关矩阵120的行焊片的键盘驱动字中每一位的逻辑值都相同(例如,逻辑0)。

        输入信息常常具有保密和敏感的性质。例如,与用于对单元入口或者访问存储在电子装置中的信息进行保密的系统相关联的口令常常是保密的。由于大多数系统都具有其信息容易被非法窃取的特性,因此敏感信息的保密是很重要的。输入装置,例如,键盘装置常常是“不被?;ぁ钡?,而且传统键盘具有若干使得它们的输入信息易于被未授权窃取的特点。传统键盘对保密信息的内容保密是显而易见的。例如,当用户实际激活键盘上的键时别人可以观察到所按下的键。防止视觉窃取敏感信息的较好方法是屏蔽其它人对键盘的视觉接近。键盘的特别麻烦和脆弱的特点是电磁场辐射,后者是在键盘矩阵中的开关被激活时产生的。电磁辐射的性质使得它很难防止非法的窃取,并且传统键盘装置出现的有限数目的各种电磁场辐射特征使得截获辐射相当容易。

        传统键盘系统的电磁场辐射用电磁感应(EMI)技术很容易截获。通常,当传统键盘扫描器执行键盘扫描时,传统键盘矩阵中的每一个被激活的开关将产生唯一的电磁辐射。一般地说,检测由按键产生的电磁场的变化相当简单,并且在键盘接口中特别容易区分按键的EMI特征,其中,包含在一个键盘驱动信号(例如,扫描器输出信号)集中的每一个信号的逻辑值都相同。每一个键盘开关的激活将导致不同的电磁辐射,这取决于行和列交叉点开关中的信号值。然而,由于包含在键盘驱动信号(例如,扫描器的输出信号)集中的每一个信号都相同,因此存在有限数目的电磁辐射特征,使得特定键与特定EMI的联结非常容易读取。因此,截获传统键盘上的高度机密的键序列相当简单,并在以后复原那些键序列也是一个简单过程。

        这就需要一种提高解释来自键盘系统的电磁辐射的难度的系统和方法。所述系统和方法应该能够降低非法地把电磁辐射与高度机密的键序列相联系的慨率。

        发明慨要

        本发明是一种提高解释来自键盘系统的电磁辐射的难度的系统和方法。所述系统和方法通过促进与具体的键激活相关联的电磁辐射的随机性来降低非法地将高度机密的键序列与电磁辐射相联系的慨率。在本发明的一个实施例中,键盘扫描器电路使用一个数字值集,所述数字值集的变化遍及包含在加到键盘属性(例如,行和列)的数字字中的时间和位。所述随机数字值集存放在寄存器文件中并且按顺序传送给列焊片和行焊片。在本发明的一个实施例中,数字值集是由软件或硬件随机数发生器产生的,并且装入寄存器文件中。本发明的键盘安全系统将强变化键盘驱动字传送给键盘开关矩阵(例如,行或列)的属性、而将弱驱动字加到键盘开关矩阵的相反的属性,从键盘开关矩阵的相反属性检索结果字,并且解译所述结果以便确定包含在键盘系统中的开关是否被激活(例如,是接通或断开)。

        为了支持每一个矩阵属性的随机位数值,要独立地配置弱键盘驱动信号。在本发明的一个实施例中,弱驱动信号被独立地上拉或下拉。在本发明的一个示范的实施方案中,通过暂时启动各个相反属性的驱动器(例如,行或列的驱动器)将弱驱动信号独立地预充电到一个逻辑值。当在短的暂时时间间隔后未确定相反属性驱动器的启动信号时,连接到相反属性的总线保通片保持所述弱信号。除非由于键盘开关激活的缘故、强驱动信号压倒了弱信号,否则独立的弱信号将保持不变。在本发明的一个实施例中,弱驱动信号值与强驱动信号值的比较给出了键盘开关激活的指示。在另一个示范的实施方案中对在两个采样周期中得到的信号值进行了比较。在一个示范的实施方案中,以随机次数或通过有效事件、例如按键来更新寄存器文件中的随机数值。

        附图介绍

        图1A是典型的键盘系统的方框图说明,其中开关位于4乘4开关矩阵阵列的每一个交叉点。

        图1B是传统键盘系统的状态图。

        图2是本发明一个实施例的键盘安全系统的方框图。

        图3是本发明一个实施例的键盘扫描器300的方框图。

        图4是本发明键盘安全电路一个实施例的键盘安全电路400的方框图。

        图5是本发明安全电路一个实施例的键盘安全电路500的方框图。

        图6A是本发明一个实施例的键盘安全电路500的状态图。

        图6B是说明在本发明一个示范的实施方案中、从空闲状态到消抖动和寄存器更新的按键序列的时序图。

        图7是本发明一个实施例中,包括按顺序发送到列输出端和行输出端的一个示范的数字值集的表格。

        图8是本发明一个实施例的键盘保密方法800的流程图。

        详细说明

        下面将详细涉及本发明的最佳实施例、键盘安全系统和方法,附图中举例说明它们的实例。当结合最佳实施例对本发明进行说明时,要理解它们不是用来将本发明限制于这些实施例。相反,本发明将覆盖包含在由所附权利要求书确定的本发明的精神和范围之内的各种供选择的方案、修改和等同物。而且,在以下对本发明的详细说明中,阐述了许多具体的细节以便提供对本发明的透彻理解。然而,对于本专业的技术人员而言,很显然没有这些具体的细节也可以实现本发明。在其它例子中,已知的方法、过程、部件和电路都没有详细介绍,以免不必要地使本发明的各个方面模糊不清。

        本发明的键盘安全系统通过改变加到键盘的行或列的信号来改变与键盘系统的键盘开关电磁干扰(EMI)的特征序列相关联的电磁辐射。本发明的键盘安全系统将变化的键盘驱动字加到键盘开关矩阵,从键盘开关矩阵检索行和列结果字、并解释所述结果以便确定包含在变化了的键盘系统中的开关是否被激活(例如,是接通还是断开)。在本发明的一个实施例中,所述变化的键盘驱动字的变化遍及包含在关键字中的时间和位。

        图2是本发明一个实施例的键盘安全系统200的方框图。键盘安全系统200包括键盘扫描器电路210、键盘安全电路220及键盘矩阵230。键盘扫描器电路210与键盘安全电路220连接,键盘安全电路220与键盘矩阵230连接。键盘扫描器电路210适合于控制键盘扫描操作并检测信号何时指明包含在键盘矩阵230中的开关的激活或状态改变。键盘安全电路220促进键盘驱动信号的改变,所述改变增加了利用未授权的EMI截获来解释键盘开关序列的难度。在本发明的一个实施例中,键盘安全电路220实行保密措施:以这样的方式改变来自键盘开关矩阵的电磁辐射序列、即、将随机性引入辐射图案、使得特定的电磁辐射更难以与特定的键操作相关。键盘矩阵230包括键和对应的开关,所述开关响应开的关激活(例如,接通、断开、打开、闭合等)而在开关矩阵的列和行之间提供传送信号的通路。在本发明的一个实施例中,通过对键的物理操作(例如,按下)来激活所述开关。

        在本发明的一个实施例中,键盘安全系统200提高了信息输入操作的保密性,其方法是:采用一种数字值,后者的随机变化遍及加到键盘行或列的每一个数字键盘驱动字的时间和位。在本发明的一个示范的实施方案中,发送到列焊片或行焊片的随机变化的数字值集(例如,代替传统扫描器列输出和行输出信号集)存储在寄存器文件(例如,包含在扫描器中的键盘寄存器文件)中。在图2中,以来自寄存器文件的单独的位的形式显示变化的扫描器列的输出和变化的扫描器行输出。在本发明的一个实施例中,来自所述寄存器文件的相同的位既提供变化的扫描器列驱动信号、又提供变化的扫描器行驱动信号。在本发明的一个实施例中,由系统中另一处的软件的或硬件的随机数发生器产生所述数字值集并且将其装入寄存器文件中。在本发明的一个示范的实施方案中,以随机次数或通过有效事件、例如按键来更新所述寄存器文件。

        键盘矩阵230由两个矩阵属性集(行和列)确定。第一集矩阵属性和第二集矩阵属性的每一个交叉点(例如,行或列的交叉点)包括开关。为了建立一个初始的键盘状态,处在变化逻辑值的强信号加到第一矩阵属性(例如列)集,而处在另一个逻辑值的弱信号加到第二矩阵属性(例如行)集。当两个矩阵属性的交叉点上的键盘开关被激活时,在第一矩阵属性和第二矩阵属性之间(例如,行和列之间)就建立一条电子通道,并且强信号将取代弱信号。第二矩阵属性集中的每一个(例如行)被采样,并通过分析第二矩阵属性(例如行)集中的一个上的弱信号的逻辑值是否发生变化,来确定强信号是否已经压倒弱信号。逻辑值的变化表示第二矩阵属性(例如,行)集中的一个上的开关被激活。在确定第二矩阵属性(例如,行)集中的一个上的开关被激活后,进行关于第一矩阵属性集中哪一个与被激活的开关相关联的分析。

        在本发明的一个实施例中,关于第一矩阵属性集(例如,列)与被激活的开关相关联的分析与确定第二矩阵属性集(例如,行)中的一个上的哪一个开关被激活类似。处在变化的逻辑值的强信号加到第二矩阵属性集中的每一个(例如,行)上,而弱信号加到第一矩阵属性集(例如,列)上。第一矩阵属性集(例如,列)中的每一个都被采样,并通过分析是否在第一矩阵属性集(例如,行)中的一个上发生弱信号逻辑值的变化来确定强信号是否已经压倒弱信号。所述逻辑值的变化表示第一矩阵属性集(例如,列)中的一个上的开关被激活。在确定第一矩阵属性集(例如,列)中的一个上的开关被激活后,由键盘扫描器210进行关于哪一个键被激活的相关操作。

        在本发明的一个实施例中,键盘安全电路220连接在标准数字键盘扫描器和标准键盘矩阵之间。这使得标准键盘扫描器可以基本上不改变地工作,同时,在以电磁方式“暴露”的传统键盘接口上提供安全等级。即使扫描器输出信号被键盘安全电路改变而超时变化(to?vary?over?time),由键盘安全电路以键盘扫描器的输入信号的形式提供的逻辑值指示也不会改变。例如,如果所述标准扫描器输入信号中逻辑1表示行上的开关被激活,那么,键盘安全电路对所述变化的结果键盘信号进行解释、并进行相应的调整、使得表示行上的开关被激活的扫描器输入信号仍然是逻辑1。

        图3是键盘扫描器210的一个实施例的方框图,键盘扫描器210包括键盘寄存器310、键盘接口320、键盘状态机330及键盘消抖动电路340。键盘寄存器310连接到键盘接口320和键盘消抖动电路340,键盘接口320和键盘消抖动电路340连接到键盘状态机330。键盘寄存器310提供与主处理器(未标出)的接口并存储信息(例如,变化的键盘驱动字)。消抖动计数电路340计算所述各开关在断开和接通之间的设定跃迁。状态机330利用扫描器行和列输出启动信号控制键盘接口320的方向。状态机330还控制扫描器的行输入信号和扫描器的列输入信号的读取。

        图4是本发明键盘安全电路一个实施例的键盘安全电路400的方框图。键盘安全电路400包括比较器410、列驱动器421、行驱动器422、可编程列反向信号构造函数430、可编程行反向信号构造函数440。比较器410连接到行驱动器422和列驱动器421,行驱动器422和列驱动器421分别连接到可编程列反向信号构造函数430和可编程行反向信号构造函数440。比较器410适合于对列信号和行信号进行比较。列输出驱动器421适合于驱动列上的列的强驱动信号。行输出驱动器422适合于驱动行上的行强驱动信号??杀喑塘蟹聪蛐藕殴乖旌?30适合于提供列弱驱动信号,后者是由行输出驱动器422驱动的行强驱动信号的逻辑反??杀喑绦蟹聪蛐藕殴乖旌?40提供行弱驱动信号,后者是由列输出驱动器421驱动的列的强驱动信号的逻辑反。

        在本发明的一个实施例中,来自寄存器(例如,键盘寄存器310)文件的随机数字值集被按顺序发送给列驱动器和行驱动器,作为键盘扫描器算法的第一状态期间的列输出(col_out)信号以及键盘扫描器算法的第二状态期间的行输出(row_out)信号。在本发明的一个实施例中,行或列上的反向位值被独立地上拉或下拉。当列的强驱动信号为逻辑1值(例如,上拉的值)时,对应的行的反向弱驱动信号具有逻辑0值(例如,下拉的值)。相反,当列的强驱动信号为逻辑0值时,对应的反向行弱驱动信号则为逻辑1值。当行强驱动信号为逻辑1(例如,上拉的值)值时,对应列的反向弱驱动信号有逻辑0值(例如,下拉的值)。相反,当行强驱动信号为逻辑0值时,对应的反向列弱驱动信号为逻辑1值。为支持这种灵活性,在本发明的一个实施例中,可编程列反向信号构造函数430和可编程行反向信号构造函数440都包括能够独立地上拉和下拉的信号。

        在本发明的一个实施例中,列驱动器421由列的输出(例如col_oen)启动信号启动,并且当扫描各行以便检测哪一行包括被激活的开关时,来自寄存器文件的扫描器列输出信号起列的强驱动信号的作用。禁止可编程列反向信号构造函数的上拉和下拉,以避免过分的电流泄漏并且避免争用列的强驱动信号(例如,扫描器的列输出信号)。通过禁止行驱动器(例如,行驱动器422)来使这些行进行扫描器输入。在本发明的一个示范的实施方案中,来自键盘扫描器的行输出启动信号为假(例如,逻辑0),并且所述假的行输出启动信号还将启动路径选通到行的上拉(例如,行上拉444)和下拉(例如,行下拉445)。当行的上拉和下拉启动路径被选通时,扫描器的列输出信号确定是启动上拉还是启动下拉。在本发明的一个实施例中,如果扫描器的列输出信号为逻辑0则启动上拉而如果扫描器的列输出信号为逻辑1则启动下拉。在本发明的一个示范的实施方案中,行焊片上的弱缺省信号的逻辑值与列的强驱动信号的逻辑值相反。

        在本发明的一个实施例中,通过行结果信号与列的强驱动信号的二进制比较(例如,在比较器410中)来进行按键检测。在本发明的一个示范的实施方案中,当所述行结果信号等于列的强驱动信号时,行检测比较的输出为逻辑1,并指明哪一行的键被按下,当行结果信号与列的强驱动信号相同时则为逻辑0,表示在所述行没有键被按下。在本发明的一个实施例中,比较器的输出与标准键盘扫描器所期望的、来自标准数字接口的形式相同。

        扫描各列、以便检测哪一列包括被激活的开关的操作与扫描各行、以便检测哪一行包括被激活的开关的操作非常类似。在本发明的一个实施例中,行驱动器422由行输出启动(例如,row_oen)信号启动,当扫描各列、以便检测哪一列包括被激活开关时,来自寄存器文件的扫描器的行输出信号起行强驱动信号的作用??杀喑绦蟹聪蛐藕殴乖旌男猩侠拖吕唤?。通过禁止列输出驱动器来使所述各列进行扫描输入,并且选通可编程列反向信号构造函数的上拉和下拉启动路径,使得扫描器的行输出信号可以或者启动上拉或者启动下拉。把键盘列结果信号反馈给比较器,在该比较器中将它们与行驱动信号进行比较。在本发明的一个示范的实施方案中,当列结果信号等于行强驱动信号时,列检测比较的输出为逻辑0,而当列结果信号不等于行强驱动信号时,列的检测比较的输出为逻辑1。与行检测比较的情况一样,在本发明的一个实施例中,所述结果具有与来自标准数字接口的、标准键盘扫描器所期望的相同的形式。

        在本发明的一个实施例中,键盘接口使用数字信令并且包含模拟性质的附加的安全特征。在本发明的一个实施例中,使用低电压信令而不是标准的晶体管到晶体管逻辑(TTL)信令。低电压信令使电磁感应(EMI)场减弱、从而使非法检测更加困难。本发明便于使用低电压信令,或者,当其它类型的信令有利而不需要低电压信令时就使用其它类型的信令。

        图5是本发明一个实施例的安全电路的键盘安全电路500的方框图。键盘安全电路500包括列比较器510、行比较器515、可编程列反向信号构造函数520、可编程行反向信号构造函数525、列驱动器550、行驱动器555、列预充电电路570、行预充电电路575、列静态超越电路(override?circuit)590及行静态超越电路595??杀喑塘蟹聪蛐藕殴乖旌?20与列静态超越电路590连接,列静态超越电路590与列驱动器550连接。列驱动器550与列预充电电路570连接,列预充电电路570与列比较器510连接??杀喑绦蟹聪蛐藕殴乖旌?25与行静态超越电路595连接,行静态超越电路595与行驱动器555连接。行驱动器555与行预充电电路575连接,行预充电电路575与行比较器515连接??杀喑塘蟹聪蛐藕殴乖旌?20和可编程行反向信号构造函数525连接到键盘寄存器(未标出)。

        键盘安全电路500的各部件协同工作使随机变化的键盘驱动信号的应用非常方便,并使截获与键盘开关激活相关联的电磁辐射更加困难。键盘的寄存器(例如,键盘寄存器310)存储并转送变化的寄存器输出信号(reg_out)??杀喑塘蟹聪蛐藕殴乖旌?20和可编程行反向信号构造函数525确定变化的寄存器输出信号是否以相同的逻辑值转送到开关矩阵的属性(例如,列或行),或者所述信号是否首先被倒相。列静态超越电路590和行静态超越电路595确定变化的寄存器输出信号是否转送到开关矩阵的属性,或者带有静态逻辑值的信号是否被转送。列驱动器550和行驱动器555将列驱动信号和行驱动信号分别传送到列和行。当列驱动器550和行驱动器555分别被禁止时,列预充电电路570和行预充电电路575保持预充电值。列比较器510和行比较器515将在列上和行上传送的驱动信号的值与从列或行扫描结果键盘信号的逻辑值进行比较。

        在本发明的一个实施例中,驱动字信号是相互独立的。键盘的强驱动字被转送给键盘开关矩阵的列或行。包含在键盘安全电路中的预充电的总线保通片(例如,171或177)支持在反向键盘弱驱动字中的每一位的随机逻辑值。反向弱键盘驱动字信号的各个信号都是通过暂时启动各个反向行或列的驱动器被独立地预充电到一个逻辑值。当反向行或列驱动器被禁止时,总线保通片维持预充电的弱驱动信号逻辑值。在本发明的一个示范的实施方案中,系统500的总线保通片将一种类似的功能提供给系统400的可编程上拉和下拉。

        当由于按键的缘故列焊片与行焊片连接并且所述强结果键盘信号不同于由总线保通片维持的预充电值时,所述强结果信号就取代弱的总线保通片信号。在本发明的一个实施例中,反向驱动信号重复预充电和采样周期,同时,预充电值的两个极性使本发明能够检测驱动信号的两个极性。在本发明的一个示范的实施方案中,对结果键盘信号的采样使用两倍于键盘时钟信号(KP_CLK)频率的时钟。在本发明的一个实施例中,键盘保密采样时钟信号(2X_CLK)是通过对键盘时钟信号的反转并除以2导出的、使得KP_CLK的上升缘与2X_CLK的下降缘同步。由于在KP_CLK上升缘上的弱驱动信号的跃迁,以及键盘结果信号在2X_CLK上升缘(它出现在KP_CLK上升缘后的2X_CLK的半周期上)上被采样,因此,弱驱动信号被预充电并在2X_CLK的每一个半周期(例如,低周期)中被采样。在本发明的一个实施例中,预充电脉冲(prechg)是在2X_CLK的每一个低周期内产生的并且用于控制输入的预充电。

        在本发明的一个实施例中,弱驱动信号在2X_CLK的低周期的第一部分被预充电,然后在带有2X_CLK上升缘的2X_CLK的低周期后被采样。预充电的逻辑值是KP_CLK的高周期中随机扫描器输出信号的逻辑值的反转,并且与KP_CLK的低周期中随机扫描器的输出信号的逻辑值相同。在本发明的一个实施例中,这两个值通过两个借助于2X_CLK计时的触发器交替地采样。如果键被按下,则触发器的各输出信号在它们的KP_CLK上升缘处相等,而如果键没有被按下,则触发器的各输出信号不相等。

        在本发明的一个实施例中,当对各行扫描以便检测哪一行包括被激活开关时,列驱动器550被列输出启动(例如,col_oen)信号启动,并且寄存器文件输出信号(例如,扫描器的列输出信号)起列的强驱动信号的作用。在本发明的一个示范的实施方案中,列输出启动信号(col_oen)为活动的(低),而寄存器输出信号(reg_out)被输送到非倒相的列驱动器550。低col_oen信号也能在预充电信号的低的不活动周期中启动输出驱动器。由于所述各行起扫描输入信号的作用并且行输出启动信号不能断定(例如,高的),所以reg_out信号的反向由KP_CLK控制并且列驱动器的启动出现在预充电信号的高周期中。在预充电的高周期中,如果KP_CLK为高值,则寄存器输出信号(reg_out)的反向值被排斥,而如果KP_CLK为低值,则reg_out的未反转值被排斥。在预充电的低周期中,输出驱动器被禁止,并且总线保通片维持行焊片上的弱缺省值。

        在KP_CLK周期中,行焊片的状态被两次采样。在本发明的一个实施例中,行焊片的状态由借助2X_CLK记时的两个触发器采样。在KP_CLK的高周期中,当行驱动信号被预充电到reg_out反转的逻辑值时,所述行第一采样周期触发器(例如,触发器517A)处于保持状态,而所述行第二采样周期触发器(例如,触发器519A)处于采样状态。这是由于选择输出到行第一采样周期触发器的输出信号的行采样周期触发器的复用器(例如,复用器517B)引起的,而行第二采样周期触发器的复用器(例如,复用器519B)选择引线输入信号。在KP_CLK的低周期中,当行驱动信号被预充电到reg_out的未反向逻辑值时,行第一采样周期触发器(例如,517A)处于采样状态,而行第二采样周期触发器(例如,519A)处于保持状态。如果键没有被按下,那么触发器(517A和519A)对预充电值采样,因此,在KP_CLK的低周期后具有反转状态。如果键被按下,那么,列的输出值在两个采样阶段被传送到行(取代弱的预充电信号),因此,两个触发器(例如,517A和519A)存储的逻辑值在KP_CLK的低周期后就相同。

        在两个行采样周期后的KP_CLK周期中,进行行第一采样周期触发器(例如,517A)和行第二采样周期触发器(例如,519A)的状态比较。在本发明的一个实施例中,所述比较由专用的“或非”门(例如,“同”门518)执行,当两个触发器的状态相反时,其输出为0,当两个触发器的状态相同时输出为1。当出现键按下时,在KP_CLK的上升缘处扫描器的行输入信号(row_in)为高值(假设stat_kpad信号为低值)。在本发明的一个示范的实施方案中,所述结果具有与来自标准数字键盘矩阵接口的、标准键盘扫描器期望的相同的形式。

        扫描所述各列以便检测哪一列包括激活的开关的操作与扫描所述各行以便检测哪一行包括激活的开关的操作非常相似。行驱动器550由行输出启动(例如,col_oen)信号启动,寄存器文件的输出信号(例如,扫描器的列输出信号)起行强驱动信号的作用。这些列通过禁止所述列输出启动来使所述各列进行扫描输入,使所述高周期或预充电信号可以控制驱动器的启动,并且使KP_CLK可以控制寄存器文件输出信号(reg_out)的反转。列驱动信号的预充电及应用总线保通片来维持采样周期中的预充电数值,与关于行的过程基本上相同。在两个触发器中对列结果信号采样(当KP_CLK为高值时,首先在列第一采样周期触发器(例如,触发器511A)中,然后当KP_CLK为低值时,在列第二采样周期触发器(例如,触发器513A))适合于对所述两个行结果信号的采样。在两个采样周期后的KP_CLK周期中进行列采样周期触发器(例如,511A和513A)的比较。在本发明的一个实施例中,所述比较是用“异”门(例如,“异”门514)实现的,使得当列采样周期触发器(例如,511A和513)相同时扫描器的输入信号为0。因此,当出现键按下时,在KP_CLK上升缘,扫描器的列输入信号(col_in)为低。与行输入的情况一样,在本发明的一个实施例中,所述结果具有与来自标准数字接口的、标准键盘扫描器所期望的相同的形式。

        在本发明的一个实施例中,保密键盘接口提供一种静态数据操作方式,后者是通过确证静态键盘信号(例如,stat_kpad)来启动的。在所述方式中,列驱动信号维持在1的逻辑值(例如,高值)上,行驱动信号维持在另一个逻辑值(例如,低值)上。在所述方式中变化的键盘保密信息(例如,寄存器文件的数据)被忽略,接口以与传统的非保密键盘扫描器相关联的方式起作用。

        空闲状态的专门处理支持静态数据方式。通过确证空闲状态(例如,idle_state)信号来指示所述空闲状态,并且是在没有按下键及键盘扫描器等待按下新键时出现的。如前所述,当进入空闲状态时启动行强驱动信号。列弱驱动信号被预充电并且象在其它状态下那样被采样,但是,键盘扫描器只监控按键信号的状态,所述状态为所有列结果信号的逻辑“或”。当静态数据方式被启动时,列引线一直维持低值到键被按下为止。因此,按键检测可以直接通过引线信号、而不是通过保密逻辑电路的输出信号进行。当stat_kpad信号保持不变时,列的驱动信号选自引线而不是保密逻辑电路。直接使用引线信号的优点在于能够检测异步按键,这就允许按键检测用于系统的叫醒事件。静态的配置位(stat_kpad)将输出信号从随机位切换到列引线上的静态1和行引线上的静态0。这使按键检测可以在低功率状态下进行。

        图6A是本发明一个实施例的键盘安全电路500的状态图。在空闲状态601中,键盘安全电路500处于等待检测按键标志的空闲状态。在消抖动状态602中,键盘安全电路500对表示存在按下的键的信号进行消抖动。在静态扫描状态603中,如果静态键盘信号(例如,stat_kpad)表示带静态数值而不是变化数值时,键盘安全电路500执行带设置数据信号而不是变化数据信号的键盘矩阵扫描。在行更新状态604中,键盘安全电路500确定在哪一行中包含被激活的开关。在行列更新状态605中,键盘安全电路500确定在哪一列中包含被激活的开关。在下一个键状态606中,键盘安全电路500确定是否存在另一个键盘开关被激活的指示。

        图6B中示出的时序图解说明从空闲状态到消抖动和寄存器更新的按键序列的实例??障凶刺蒳dle_state信号的确证来表示并从周期0开始。消抖动状态由图中“消抖动”记号表示并且出现d+3周期,其中d为时序图“输出”的周期数。在周期d+6和d+7中,两个扫描采样更新状态紧紧跟随在消抖动状态之后。图中示出的按键将列的0信号(KCOL[0])与行的6信号(KROW[6])连接。在下面的讨论中,周期的象限指的是形式“cycle?c.q”,其中c是周期数而q是象限。

        在图6A的当前实例的时序图中,只示出两个8位宽度的寄存器文件中随机数据的两个最不重要的位。在时序图中示出的二进制数据的实例为周期[3,4,...,d+5,d+6,d+7]的[11,10,...,00,10]。在时序图中,两个变化的键盘驱动器的位显示为reg_out[0]和reg_out[1]。数据表示为V[b],其中[b]为位的位置(0或1),而V为所述周期中位的值(H=高,L=低)。在所述例子中,所述随机数据在空闲状态期间是静态的而在周期0到3中是恒定的。

        空闲状态是在KP_CLK的上升缘进入的。在空闲状态中,键盘控制器(例如,键盘扫描器)在等待任何一个扫描行输入信号的高值[7:0]时确证col_oen并且撤销(de-assert)row_oen。在本发明的一个示范的实施方案中,寄存器文件数据的变化在进入空闲状态的同一时间出现,并state_kpad信号的确证迫使KCOL[0]为高值(例如,逻辑1值),使KROW[6]预充电到低值(例如,逻辑0值)。在周期0.1中,总线保通片被预充电到强制的低值。在所述周期中将再次出现预充电,但是仅仅作为本示范性设计的无害的假信号。周期1显示无活动性,所述系统维持空闲状态。

        按键出现在周期2中,在KCOL[0]上导出的高电平连接到KROW[6]并且通过行空闲状态复用器555连接到扫描器的行输入信号(例如,row_in[6])。通过键盘控制器可以在周期3的起始处观察所述按键。这将使控制器脱离空闲状态并进入消抖动状态。由于状态变化的结果,Idle_state信号变为假,而stat_kpad信号同时被撤消,但是寄存器文件的输出一直到下一个KP_CLK才改变。

        在消抖动状态中,列保持在强驱动方式下,而行保持在弱驱动方式(例如,行为扫描输入信号)下,正如由col_oen和row_oen看到的,它们分别保持低值和高值。现在KCOL[0]信号从强制的高电平改变为H[0],后者在周期3中也可能为高值。当低的idle_state信号切换行的空闲状态复用器535来比较行的采样周期触发器(例如,517A和519A)时,row_in[6]信号改变为低值。由于只有行第一采样周期触发器(例如,517A)用KROW[6]的信号更新为1(在周期2、3结束时),所以KP_CLK的高值就出现H[1]反转的预充电值,(例如,逻辑值为0的低值)。在预充电周期后,高电平的列的强驱动信号将再次占优势,并且在2X_CLK的低周期剩余时间期间KROW[6]变为高值。在2X_CLK的下一个上升缘(在周期3.1结束时),行第二采样周期触发器(例如,219A)被更新为1,row_in[6]的信号回到高值。在周期3.3期间,弱驱动信号输入被预充电到H[1]的值,所以KROW[6]维持高值。在周期3.3结束时,KROW[6]通过行第一采样周期触发器(例如,217A)采样,但是由于触发器的值已为1,扫描器的行输入信号row_in[6]维持不变。最后,在周期3结束时,row_in[6]由KP_CLK记录到键盘控制器,寄存器文件进到下一个输出,使所述随机数据发生变化。

        在周期4期间,KCOL[0]跟随L[0]并变成低值。在周期4.1结束时,用KCOL[0]上的新值更新列第二采样周期触发器(例如,513A)。正如图6中扫描器的输入信号col_in[0]所示,这将使两个列采样触发器(例如,511A和513A)相反并且使所述结果比较“异”(例如,514)为高值。在周期4.3结束时,2X_CLK的下一个上升缘将使列的第二周期触发器(513A)被更新,使所述两个列采样周期触发器(例如,511A和513A)再次相等,并恢复扫描器的列输入信号col_in[0]的值。在周期4.1期间,行的输入被预充电到H[1]反转,在采样方式中,KCOL[0]被传送到KROW[6]里,使它为低值。在周期4.1结束时,在行第二采样周期触发器(例如,519A)对KROW[6]进行采样,使所述行采样周期触发器(例如,517A和519A)相反并且使扫描器的行输入信号row_in[6]为低值。周期4.3首先将KROW[6]预充电到H[1]值,将KROW[6]改变为高值,然后将KCOL[0]的低值恢复为KROW[6]。在周期4.3结束时,行第一采样周期触发器(例如,517A)以KROW[6]计时,将所述触发器改变为0,并且将row_in[6]恢复为高值。最后,在周期4的结束时,KP_CLK以row_in[6]计时,并且由于row_in[6]在当前示范的时序图中仍然为的高值,所以消抖动将继续。

        最新的消抖动周期d+5开始随机数据变化,从H[0]和H[1]到L[0]和L[1]。正如周期4中所讨论的,改变到L[0]将在扫描器列输入信号col_in上产生高脉冲。在周期d+5.1期间,KROW[6]被预充电到L[1]反转,使它为高值,然后被KCOL[0]驱动为低值。在周期d+5.1结束时,行第二采样周期触发器(例如,519A)以KROW[6]计时,并从1转变为使扫描器的行信号row_in[6]变为低值的0状态。在周期d+5.3期间,KROW[6]被预充电到L[1]值,使它为低值,然后被KCOL[0]驱动为低值。在周期d+5.3结束时,行第一采样周期触发器(例如,517A)以KROW[6]计时,从1改变为0,并使扫描器的行输入信号row_in[6]回到高值。最后,在周期d+5结束时,KP_CLK以row_in[6]计时。由于row_in[6]仍然为高值,并且消抖动计数器已经终止,所以键盘控制器从消抖动状态移动到更新状态。

        更新状态在周期d+6开始,从L[0]变化到H[0]。与周期d+5类似,改变到H[0]将在col_in[0]上产生高脉冲。在周期d+6.1期间,KROW[6]通过L[1]的反转被预充电到高值,使它为高值,然后被KCOL[0]驱动为高值。在周期d+6.1结束时,行第二采样周期触发器(例如,513A)以KROW[6]计时,从0改变为1,并使扫描器的行输入信号row_in[6]改变为低值。在周期d+6.3期间,KROW[6]被预充电到L[1]的值,使它为低值,然后再次被KROW[6]驱动为高值。在周期d+6.3结束时,行第一采样周期触发器(例如,511A)以KROW{6}计时,从0改变为1,并使row_in[6]回到高值。最后,在周期d+6结束时KP_CLK以row_in[6]计时,并且用它来更新行数据寄存器。

        第二更新周期d+7以从H[0]变化到L[0]以及从L[1]变化到H[1]开始。此外,各列被切换到输入方式,而各行被切换到输出方式,使列启动信号(col_oen)变为高,并且使行启动信号(row_oen)变为低。现在,由于确证row_oen,所以,以非反向的(non_inverted)H[1]值驱动KROW[6](例如,将其驱动为高)。在周期d+7.1期间,KCOL[0]被预充电到L[0]的反转值,使它为高值,然后通过KROW[6]将其驱动为高值。在周期d+7.1结束时,列第二采样周期触发器(例如,513A)以KCOL[0]计时、并且在col_in[0]保持低值时它保持1。在周期d+7.3期间,KCOL[0]被预充电到L[0]的值,使它为低值,然后通过KROW[6]将其驱动为高值。在周期d+7.3结束时,列第一采样周期触发器(例如,511A)以KCOL[0]计时,保持1,而col_in[0]保持低值。最后,在周期d+7结束时KP_CLK以col_in[0]计时,并用它更新列的数据寄存器。

        图7是本发明一个实施例中包括一组示范的数字值的表,所述数字值按顺序发送到列和行。所述数字值集来自寄存器文件(例如,包含在键盘寄存器310中的文件),并且其随机变化遍及每一个数字字中的位系列和时间。在本发明的一个实施例中,列焊片连接到寄存器文件的对应的位,而行焊片连接到寄存器文件对应位的镜像。例如,列的位[0,1,2,3,4,5,6,7]以非镜像次序连接到寄存器文件的位[0,1,2,3,4,5,6,7],而行的位[0,1,2,3,4,5,6,7]以镜像次序连接到寄存器文件的位[7,6,5,4,3,2,1,0]。当键盘等于或小于列或行的接口上的8位宽时,镜像能更全面地利用随机数据的位。在本发明的一个示范的实施方案中,数字值集是通过硬件的随机数发生器的任意软件在系统外产生的,并加到寄存器文件中。在本发明的一个实施例中,寄存器文件以随机次数或通过重要事件(例如,按键)更新。

        在本发明的一个实施例中,寄存器文件的地址是由在键盘时钟(KP_CLK)上升缘改变其输出的线性反馈移位寄存器(LFSR)产生的。在本发明的一个示范的实施方案中,LFSR为16位宽,并将16位中的4位作为寄存器文件的地址。由于LFSR为16位宽,所以编址序列不会重复65536时钟周期。为了支持低功率状态,可以通过将启动LFST(ENLFST)配置位写成0来禁止LFSR。所述LFSR排序停止并将输出维持不变。

        在本发明的一个实施例中,电路是一个16位的伪随机序列发生器(lfsr16_prn_r12),它提供发送到键盘开关矩阵的列和行的变化的数字值。设置活动低值异步复位引线(CDN),并且所述CDN是“ClearDirect?Not”的缩略词。一旦确证CDN引线,触发器的输出就将转到0×1。设置活动高值引线、例如LFSR的启动(LFSTEN)引线,并且启动并行数据加载能力。如果LOAD为高值则选择并行数据加载方式并且设置DATAIN引线(16位并行数据加载输入引线)。本发明的一些实施例具有各种不同的具体的优先次序的运算。在本发明的异步复位、并行数据加载的一个示范的实施方案中,lfsr启动是以从高到低的优先次序进行的。

        图8是本发明一个实施例的键盘保密方法800的流程图。键盘保密方法800通过随机地改变加到行和列的信号来改变键盘系统的电磁特征序列。在本发明的一个实施例中,键盘保密方法800将变化的键盘驱动字加到键盘开关矩阵、检索结果键盘扫描字、以及解释结果键盘扫描字的逻辑值以便确定包含在键盘系统中的开关是否改变了状态(例如,接通或断开)。在本发明的一个实施例中,变化的键盘驱动字的变化遍及包含在关键字中的时间和位。

        在步骤810中,变化很强的驱动信号被传送到键盘开关矩阵的第一属性。在本发明的一个实施例中,键盘开关矩阵的第一属性为列,而在另一个实施例中则是行。在本发明的一个示范的实施方案中,变化的驱动信号是数字值集中的一个,其随机变化遍及数字键盘驱动字中的时间和位。变化的强驱动信号是由随机数发生器产生的并且装入本发明的一个示范的实施方案中的寄存器文件中。所述寄存器文件以随机次数或通过重要事件、例如按键更新。

        在步骤820中,变化的弱驱动信号被传送到键盘开关矩阵的第二属性。在本发明的一个实施例中,键盘开关矩阵的第二属性为列,而在另一个实施例中为行。上拉和下拉用来将弱驱动信号提供给键盘开关矩阵的第二属性,并且在本发明的一个实施例中,上拉和下拉是独立地启动的。在本发明的一个实施例中,变化的弱驱动信号被预充电到特定值。在本发明的一个示范的实施方案中,预充电的变化的弱驱动信号被保持在存储电路(例如,总线保通片)中。在本发明的一个实施例中,变化的弱驱动信号在一个键盘时钟周期内被预充电两次。在键盘时钟周期的一部分期间,变化的弱驱动信号被预充电到第一逻辑值,而在键盘时钟周期的另一部分期间,变化的弱驱动信号被预充电到第二逻辑值。

        在步骤830中,从键盘开关矩阵的第二属性检索结果信号。在本发明的一个实施例中,结果键盘信号在键盘时钟周期内被采样两次。在本发明的一个示范的实施方案中,采样结果信号被存储在列的第一采样周期的触发器和列的第二采样周期的触发器中,或者行第一采样周期触发器和行第二采样周期触发器中。

        在步骤840中,转发表示第二属性上开关的激活状态的扫描器输入信号。在本发明的一个实施例中,按键检测是通过对键盘开关矩阵的第一属性上变化的驱动器强信号逻辑值与键盘开关矩阵的第二属性上的结果键盘信号的逻辑值进行二进制比较来实现的。

        在步骤850中,变化的强驱动信号是所述键盘开关矩阵的所述第二属性的驱动程序。

        在步骤860中,变化的弱驱动信号加到键盘开关矩阵的所述第一属性。在本发明的一个实施例中,变化的弱驱动信号用来形成相反的属性驱动字(例如,在步骤820中行的弱驱动字或在步骤860中列的弱驱动字)。在本发明的一个实施例中,相反的弱驱动字是强驱动字的按位的反转。例如,根据强驱动字将弱驱动字序列中的每一位按位反转。

        在步骤870中,从键盘开关矩阵的所述第一属性检索结果信号。在本发明的一个实施例中,结果键盘信号在键盘时钟周期内采样两次。在本发明的一个示范的实施方案中,采样结果信号被存储在列第一采样周期触发器和列第二采样周期触发器中,或者行第一采样周期触发器和行第二采样周期触发器中。

        在步骤880中,转发表示所述第一属性上开关的激活状态的扫描器输入信号。在本发明的一个实施例中,开关的激活(按键检测)是通过将结果信号与强驱动信号进行二进制比较实现的。在本发明的一个实施例中(在本发明的一个示范的实施方案中),开关的激活是通过把第一采样周期中结果信号逻辑值与第二采样周期中结果信号逻辑值进行二进制比较的结果。

        在本发明的一个示范的实施方案中,当行结果信号等于列的强驱动信号时,行的检测比较结果为逻辑1、并且表明所述行按了键,而当行结果信号不等于列的强驱动信号时,逻辑值为0,表明所述行没有按键。当列结果信号等于行强驱动信号时,列检测比较的结果为0,而当列结果信号不等于行强驱动信号时,逻辑值为1。在本发明的另一个实施例中,如果在两个采样周期中采样获得的值相同的话,比较结果为一个逻辑值(例如,逻辑1),这表明键盘开关被激活(键被按下)。在本发明的一个实施例中,所述结果具有与来自标准数字键盘矩阵接口的、标准键盘扫描器期望的相同的形式。

        键盘保密方法800的一些实施例包括其它特征。键盘保密方法800的一个实施例包括消抖动步骤,在所述步骤中,结果键盘信号在确定哪一个键盘矩阵开关是活动的之前进行消抖动。本发明的一个示范的实施方案应用静态信号表示哪一种静态的或变化的驱动信号加到键盘开关矩阵的属性。

        因此,本发明是一种提高了解释来自键盘系统的电磁辐射的难度的系统和方法。由于驱动信号值的变化遍及键盘开关矩阵焊片和时间,因此所述系统和方法降低了电磁辐射与高度机密的键序列相关联的慨率。在本发明的一个实施例中,键盘上的信号能量低,因此EMI检测更加困难。通过提供在格式上与标准装置兼容的键盘扫描器信息,本发明以最小限度的设计和装置冲击提供这些附加的安全措施。

        为了举例说明和描述的目的,以上已经给出对本发明的具体实施例的介绍。它们并非详尽的或者用来将本发明限制在所公开的精细形式,显然,按照以上说明能够进行许多修改和变化。为了更好地说明本发明的原理及其实际应用,我们选择和介绍了这些实施例,因而,使本专业的其他技术人员能够将本发明和进行过修改的各个实施例更好地应用到期望的具体应用中。我们希望本发明的范围由附加的权利要求书和它们的等价意义确定。

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