本发明涉及电脑程序的软件保护锁方法与装置，特别是电视游 戏机的游戏软件程序防止仿冒复制的方法与装置。

在知识产权未受充分尊重的今日，电子商品的防止抄袭仿冒是 一个极为重要的课题。常用的电视游戏机(TV game system)使用固 定而标准化的硬件主机，配以多样性的游戏软件盒式磁盘或软件磁 盘，按使用者的喜好，可以选择各种游戏软件进行游戏。典型的游 戏软件容纳于存贮集成电路盒式磁盘(memory IC catridges)，磁 盘，或只读型光盘(CD-ROM)等之中，可以让使用者很容易地在游 戏机电脑的硬件主机上进行抽换，以便变换游戏种类与内容。

电视游戏机的软件程序数据，不论是储存于集成电路盒式磁盘 还是磁盘中，因为是由标准形式的硬件主机通过总线采集而执行的， 其程序内容数据格式等也是固定的形态，因此其游戏程序内容很容 易被仿冒侵权者所抄袭篡改。由于游戏软件在开发时常需要投入大 量的人力物力，花费长时间进行开发工作，而仿冒盗用复制者却只 花费少许的功夫之后就能大量复制，低价贩卖图利，从而打击原版 游戏软件的销售，因此本技术领域中的一个重大课题即是如何保护 软件程序内容免受解读抄袭。

就程序软件的保护而言，在电视游戏机方面，其中一个重要的 防止盗版复制的要点是在于，必须排除任何非为原版软件程序盒式 磁盘被插置于游戏主机中骗过游戏主机而执行其内含的盗版游戏软 件的机会。

因此，本发明的一目的在于提供一种电脑程序的软件保护锁方 法与装置，特别是电视游戏机的游戏软件程序防止仿冒复制的方法 与装置，可以利用附接在游戏软件盒式磁盘上的“附加锁”之类的 装置来辨别游戏软件盒式磁盘的真伪，并在比较结果为否定时终止 游戏软件程序的执行或执行错误的程序部分。

本发明是一种软件保护锁的装置和方法，具有以下两种技术方 案：

本发明的第一种技术方案的软件保护锁装置，包括一输入输出 端口，一切换装置，一检测比较装置，及一接口装置，还连接有外 接充电时间控制组件。所述输入输出端口的一端与外接充电时间控 制组件相连；所述切换装置的一端与所述输入输出端口相连，其另 一端与所述接口装置相连；所述检测比较装置的输入端与所述输入 输出端口相连，其输出端被连接至所述接口装置；所述接口装置的 一侧连接有所述切换装置和所述检测比较装置，其另一侧与系统的 中央处理单元的地址线和数据线相连。

本发明的第一种技术方案的软件保护锁方法，其步骤包括有：

(1)所述中央处理单元在程序的控制之下，通过所述软件保护 锁装置的所述接口装置对所述切换装置发出切换导通的指令，以将 连接于所述输入输出端口上的所述外接充电时间控制组件中的电容 接地，以使电容中所储存的电荷被快速放电完毕；

(2)所述切换装置在导通一段时间，所述外接充电时间控制组 件放完电之后，在中央处理单元的控制之下恢复不导通的状态，电 容充电；

(3)中央处理单元在程序的控制之下，通过所述接口装置利用 所述检测比较装置监测读取所述输入输出端口的电位状态，计算电 压充电至预定电位的时间；与

(4)中央处理单元利用监测读取所述输入输出端口的电位状态 的结果，判定所述外接充电时间控制组件的充电时间特性是否符合 预定的结果，若是，便容许软件程序继续正常进行，若否，便中止 软件程序的执行，或执行错误的程序，使程序不正常执行。

本发明的第二种技术方案的软件保护锁装置的基本结构与第一 种方案相同，只是所述输入输出端口的一端不是与外接充电时间控 制组件相连，而是与一外接放电时间控制组件相连。

本发明第二种技术方案的软件保护锁的方法，其步骤包括有：

(1)中央处理单元在程序的控制之下，通过所述软件保护锁装 置的所述接口装置而对所述切换装置发出切换导通的指令，以将连 接于所述输入输出端口上的所述外接放电时间控制组件中的电容接 至电源电位，以使电容被快速充电；

(2)所述切换装置在导通一段时间，所述外接放电时间控制组 件充完电之后，在中央处理单元的控制之下恢复不导通的状态，电 容随之放电；

(3)中央处理单元在程序的控制之下，通过所述接口装置利用 所述检测比较装置监视读取所述输入输出端口的电位状态，计算电 压放电至预定电位的时间；与

(4)中央处理单元利用监测读取所述输入输出端口的电位状态 的结果，判定所述外接放电时间控制组件的放电时间特性是否符合 预定的结果，若是，便允许软件程序继续正常进行，若否，便中止 软件程序的执行，或执行错误的程序，使程序不正常执行。

本发明的其它目的与特点将配合附图在后面进行详细说明。

附图简要说明：

图1是一种典型的电视游戏机电脑系统的电路方块示意图；

图2是本发明软件保护锁装置一较佳实施例的电路方块示意图；

图3是本发明软件保护锁装置另一较佳实施例的电路方块示意 图；

图4是本发明软件保护锁装置又一较佳实施例的电路方块示意 图；

图5是本发明软件保护锁装置又一较佳实施例的电路方块示意 图；

图6与图7是图2至图5中的软件保护锁装置的充放电输出电压波 形。

较佳实施例说明

本发明的软件保护锁方法及装置将以电视游戏机系统为例进行 说明，虽然本发明的内容也同样可以适用于其它所有需要保护的软 件应用领域中，例如电脑辅助设计等。

首先参考图1中所显示的典型电视游戏机系统的电路方块示意 图。一部典型的电视游戏机系统可以被分为两个主要的部分，亦即 执行软件游戏程序的游戏主机10，以及储存游戏软件的游戏软件盒 式磁盘30。游戏主机10的典型结构主要包含中央处理单元CPU14， 图形处理器12，声音处理器16，存贮器18，以及电视信号合成装置 19。另一方面，游戏软件盒式磁盘30则通常包含有储存软件程序的 存贮器32，以及某些情况下不存在的软件保护锁装置34。

接着参考图2，其中显示本发明软件保护锁装置第一种较佳实 施例的电路方块示意图。本发明此一实施例的软件保护锁装置34， 当装置在一个游戏软件盒式磁盘(如图1中的30)之中，作为储存 于存储器(如图1中的存贮器32)之中的软件程序的保护装置时， 可接收电视游戏系统所传送来的地址信号20，数据信号22，以及图 中未显示的一些控制信号，以便执行对软件程序的保护功能。游戏 软件据此来检查其所产生的设定反应，其检查的结果被用作为游戏 软件执行的参考。

本发明此实施例的软件保护锁装置34，其结构组成包括有一个 输入输出端口82，一个切换装置60，一个检测比较装置62，以及一 个接口装置64。在一个典型的实施例之中，本发明的这一软件保护 锁装置34是通过输入输出端口82，与外部的充电时间控制组件36相 连接，以便控制并监视外部充电时间控制组件36的充电时间，并依 据其所监测到的充电时间，与软件中所预先设定的预设值互相比较 的结果，来判定外接的充电时间控制组件36的真伪，作为软件执行 的依据。因此图2中所显示的充电时间控制组件36，便可以作为图1 中储存游戏软件的游戏软件盒式磁盘30的一个外接的“锁”，此锁 可以附接在输入输出端口82上，并随着每一个不同的游戏软件而可 以更换不同的锁，达到软件保护的目的。

在本发明此实施例的软件保护锁装置34之中，切换装置60被连 接于输入输出端口82上，用来将输入输出端口82切换到一个预定的 电位，在图2的实施例中是连接至系统的接地电位上，以便先使外接 的充电时间控制组件36放电，再于切换离开接地电位时，对外接的 充电时间控制组件36进行充电。检测比较装置62的输入端被连接至 输入输出端口82上，以便检测比较输入输出端口82，亦即外接的充 电时间控制组件36的电位状态。接口装置64的一侧被连接至检测比 较装置62的输出端80，以将检测比较装置62所检测比较得到的外接 充电时间控制组件36的充电时间与电位等信息，传达给系统的中央 处理单元，比如说图1中的CPU14，而接口装置的另一侧则通过系 统的地址总线20与数据总线22而与外界连结，以便在外部的中央处 理单元CPU14的控制之下，以切换控制信号线84控制切换装置60的 切换动作而进行外接充电时间控制组件36的充电动作。

在图2的软件保护锁装置34实施例之中，切换装置60可以为， 例如，一个NMOS切换晶体管，而检测比较装置62则可以为，例如， 一个电压比较器，当其输入端通过输入输出端口82所接受的外接充 电时间控制组件36的电压超过预定的临界值时，便改变其输出值。

图3显示本发明软件保护锁装置的另一较佳实施例的电路方块 示意图。在此实施例中，软件保护锁装置34的结构与图2中相同， 但其外接充电时间控制组件36的电阻电容组态则有所不同。

图4显示本发明软件保护锁装置另一较佳实施例的电路方块示 意图。在此实施例中，软件保护锁装置34的结构与图2中的保护装 置有所不同，其中的切换装置60所被连接的预定电位为电源电位， 其外接的时间控制组件36的作用此时变成了放电。

图5显示本发明软件保护锁装置另一较佳实施例的电路方块示 意图。在此实施例中，软件保护锁装置34的结构与图4中相同，但 其外接放电时间控制组件36的电阻电容组态则有所不同。

图6与图7分别显示图2至图5的软件保护锁装置的充放电输出电 压波形。图6中显示的是在图2与图3的保护锁装置34之中，切换装 置60被切换到接地电位放完电之后，检测比较装置62在输入输出端 口82处所接收到的充电电压的波形。图7中显示的是在图4与图5的 保护锁装置34之中，切换装置60被切换到电源电位充完电之后，检 测比较装置62在输入输出端口82处所接收到的放电电压的波形。

在图2至图5中，不论是充电或放电，本发明所揭示实施例中的 外接充/放电时间控制组件36都是由单纯的一个电阻与一个电容所 构成的。熟悉本技术的人员皆可以了解，利用不同的其它电路组成， 或者使用有源电路，便可以获得不同的充放电时间特性，其特性的 多样性，便是本发明的“时间锁”的多样性，就软件保护的观点来 看，便是保护的组合的多样性，较不易于被潜在的软件仿冒者所破 解。

利用图2与图3中的软件保护锁装置34实施例之中，本发明揭示 了一种软件程序的保护锁的方法，其主要的步骤包含有：(1)首先 在游戏软件程序的控制之下，系统的中央处理单元，例如图1中游 戏主机10的中央处理单元CPU14，经由地址总线20与数据总线22， 以及未显示的控制信号，通过软件保护锁装置34的接口装置64而对 切换装置60发出切换，或导通的指令，以将输入输出端口82，亦即 外接充电时间控制组件36中的电容52的高电位一端接地。此时原先 在切换装置60未导通之前通过电阻50而被充至高电位的电容52中所 储存的电荷即被快速放电完毕。(2)接着，切换装置60在导通一段 时间，外接充电时间控制组件36放完电之后，在CPU14的控制之下 恢复不导通的状态，电容随之充电。(3)CPU14在游戏软件的控制 之下，开始通过接口装置64，利用检测比较装置62而监视读取输入 输出端口82的电位状态，计算电压充电至预定电位的时间。(4)最 后，CPU14利用监视读取输入输出端口82的电位状态的结果，判定 外接充电时间控制组件36的充电时间特性是否符合预定的结果，若 是，便表示外接充电时间控制组件36“锁”的确为原版的锁，游戏 软件可以继续正常进行，若否，便表示外接充电时间控制组件36 “锁”有问题，游戏软件的执行便被中止。

利用图4与图5中的软件保护锁装置34实施例之中，本发明的软 件程序的保护方法，其主要的步骤与前述利用图2与图3的装置相似， 只是充电的时间特性被换成是放电的时间特性。

本发明因此便可以利用在游戏软件程序之中包含一段具有检查 作用的程序，利用命令外接于游戏软件程序盒式磁盘上的一个输入 输出端口上的外接充/放电时间控制组件进行充电或放电的动作， 再同时监视比较其充放电的时间特性，便可据以判定该游戏软件盒 式磁盘上的“锁”是否为原版的锁，并依据判别的结果来决定是否 容许游戏软件的执行。由于时间特性的变化，在合理的精度范围之 中几乎有无限的组合，因此要预知“锁”的时间特性并加以仿制几 乎是不可能的，这便可以达到软件保护的目的。