專利名稱：存儲(chǔ)卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)卡。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1(國(guó)際專利公開號(hào)WO01/84490，小冊(cè)子(USP6,669,487))描述了一種技術(shù)，其中為了在保持與MMC(多媒體卡注冊(cè)商標(biāo))標(biāo)準(zhǔn)兼容的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多組(multibank)或多種功能，基于MMC標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)卡裝備有SIM(用戶識(shí)別模塊)，以由此增強(qiáng)安全性。
專利文獻(xiàn)2(國(guó)際專利公開號(hào)WO02/099742，小冊(cè)子(美國(guó)申請(qǐng)10/476223))描述了一種已封裝了快閃存儲(chǔ)器芯片、IC卡芯片和控制器芯片的存儲(chǔ)器件，IC卡芯片執(zhí)行安全處理，控制器芯片根據(jù)外部發(fā)出的指令控制它們。
而且，非專利文獻(xiàn)1(多媒體卡系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)版本3.3)描述了用于多媒體卡的標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人討論了一種存儲(chǔ)卡，該存儲(chǔ)卡裝備有安全控制器如IC卡微型計(jì)算機(jī)和接口控制器以及存儲(chǔ)器，以實(shí)現(xiàn)多種功能。
首先，揭露了在當(dāng)接口控制器和安全控制器連接時(shí)停止從外部提供用于接口控制器和存儲(chǔ)器的工作電源電壓到接口控制器和存儲(chǔ)器，以及工作電源電壓僅可以提供到安全控制器和工作電源僅施加到安全控制器以允許它專門地執(zhí)行安全處理的這種操作形式中發(fā)生的不利情況。亦即，當(dāng)沒(méi)有工作電源施加到接口控制器時(shí)，在接口控制器的接口單元連接到安全控制器時(shí)，輸出緩沖器的輸出控制狀態(tài)變得不確定，以致發(fā)生接口單元變?yōu)榈妥杩範(fàn)顟B(tài)的這種情況。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)在這種狀態(tài)中從外部提供用于安全控制器的通電復(fù)位或啟動(dòng)的時(shí)鐘或信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘或信號(hào)流入保持低阻抗?fàn)顟B(tài)的接口單元，因此產(chǎn)生不可忽略的噪聲或引起故障發(fā)生的擔(dān)心。擔(dān)心當(dāng)安全控制器等以非接觸形式與外部連接時(shí)特別顯著地降低通信靈敏度。
其次，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)安全控制器具有非接觸接口功能時(shí)，在卡的布線板提供有用于增加通信靈敏度的外部天線連接端子之處應(yīng)該考慮到與用于信號(hào)或時(shí)鐘等的其他連接端子的布局關(guān)系的重要性。亦即，當(dāng)延伸到用于信號(hào)和時(shí)鐘等的連接端子的布線的路徑以及延伸到外部天線連接端子的布線的路徑被復(fù)雜化且由此常?；ハ噜徑硬⒖邕^(guò)布線板時(shí)，由于串?dāng)_和感應(yīng)等的噪聲被加載或疊加在信號(hào)線或布線和時(shí)鐘布線上。另外，由于來(lái)自信號(hào)線和時(shí)鐘布線的串?dāng)_和感應(yīng)等產(chǎn)生的噪聲加載在由外部高頻天線接收的高頻信號(hào)上，以致在非接觸操作時(shí)在輸入/輸出數(shù)據(jù)中發(fā)生誤差。外部天線連接端子需要采用可以切實(shí)可行的抑制這種噪聲發(fā)生的這種布局。而且，當(dāng)停止提供用于接口控制器和存儲(chǔ)器的工作電源電壓時(shí)，工作電源電壓可以提供到安全控制器，提供高電平工作電源的每個(gè)外部連接端子的布局也需要考慮類似于安全控制器的工作電源電壓的電平高于接口控制器的工作電源電壓的電平的上述情況。
本發(fā)明的一個(gè)目的是抑制存儲(chǔ)卡中的噪聲發(fā)生，該存儲(chǔ)卡裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器，以實(shí)現(xiàn)多種功能。
本發(fā)明的另一目的是在裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)多種功能的存儲(chǔ)卡中，在工作電源單獨(dú)施加到安全控制器以執(zhí)行安全處理的這種工作方式中抑制噪聲的發(fā)生。
而且，用于接口控制器和安全控制器的工作電源互相分開，以減小整個(gè)存儲(chǔ)卡的功耗。
本發(fā)明的再一目的是在用于在裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)多種功能的存儲(chǔ)卡中，防止將外部天線連接到具有非接觸接口功能的安全控制器的連接端子的布局促進(jìn)與其他連接端子相關(guān)的噪聲發(fā)生。
從本說(shuō)明書和附圖的描述將使本發(fā)明的上述及其他目的和新穎性特點(diǎn)變得明顯。
下面簡(jiǎn)要地說(shuō)明本申請(qǐng)中公開的本發(fā)明的代表性發(fā)明的概要[1]根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡包括連接到多個(gè)外部連接端子的接口控制器(7)；連接到接口控制器的存儲(chǔ)器(8)；連接到接口控制器的安全控制器(9)，接口控制器、存儲(chǔ)器，安全控制器安裝在形成有多個(gè)外部連接端子的布線板上方；將工作電源提供到接口控制器和存儲(chǔ)器的第一外部連接端子(C4)；以及除第一外部連接端子之外提供能提供工作電源到安全控制器的第二外部連接端子(C15)，其中接口控制器的接口單元連接到接收來(lái)自第二外部連接端子的工作電源的安全控制器且由此允許停止從第一外部連接端子提供工作電源。
即使當(dāng)提供到接口控制器的工作電源被切斷時(shí)，仍提供供應(yīng)到安全控制器的工作電源到接口單元(11)。因此，接口單元的輸出不會(huì)變?yōu)椴淮_定狀態(tài)。因此可以抑制由其中流動(dòng)的不確定電流產(chǎn)生的噪聲。為了完全防止不需要的電流流入接口單元，在其中停止從第一外部連接端子提供工作電源的狀態(tài)中接口單元可以被控制為高阻態(tài)。
在本發(fā)明的特定形式中，具有電平移位功能的接口單元在基于提供到第一外部連接端子的第一電源電壓的信號(hào)電平和基于提供到第二外部連接端子的第二電源電壓的信號(hào)電平之間執(zhí)行電平移位。
本發(fā)明的另一特定形式中，提供輸入時(shí)鐘信號(hào)的第三外部連接端子(C11)、用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出的第四外部連接端子(C13)以及用于輸入復(fù)位信號(hào)的第五外部連接端子(C10)作為安全控制器的接口端子。此時(shí)，根據(jù)由接口控制器識(shí)別的卡模式第三至第五外部連接端子可以用于接口控制器，作為用于輸入/輸出信號(hào)的外部連接端子。例如它們可以處理并行數(shù)據(jù)輸入/輸出位的數(shù)目不同的幾種卡模式。當(dāng)接口控制器利用第三至第五外部連接端子作為用于數(shù)據(jù)輸入/輸出的外部連接端子時(shí)，安全控制器能通過(guò)接口控制器與外部接口。此時(shí)，當(dāng)通過(guò)分離開關(guān)電路(12)從接口控制器斷開第三至第五外部連接端子時(shí)，根據(jù)安全控制器的接口功能它可以抑制連接到第三至第五外部連接端子的外部電路和接口控制器之間傳送的信號(hào)的不希望的輸出到外部。
作為本發(fā)明的再一特定的形式，安全控制器可以是能與外部進(jìn)行非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)和能與外部進(jìn)行接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)的兩種或任意一種。安全控制器可以是能與外部進(jìn)行非接觸接口和接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)。
作為本發(fā)明的又一特定形式，當(dāng)安全控制器是能與外部進(jìn)行非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)時(shí)，當(dāng)安全控制器具有天線連接端子(C14，C16)時(shí)，天線連接端子(C14，C16)優(yōu)選可以布置在鄰近第二外部連接端子的第一外部連接端子的附近，天線連接端子(C14，C16)允許用于非接觸接口的高頻率天線被連接作為外部連接端子。這種天線連接端子用來(lái)連接外部高頻天線，用于增加非接觸接口的靈敏度。在天線連接端子之間施加的電壓較高且頻率也較高。因此，當(dāng)延伸到用于信號(hào)和時(shí)鐘等的連接端子的布線的路徑以及延伸到外部天線連接端子的布線的路徑被復(fù)雜化且由此常常互相鄰近和跨過(guò)布線板時(shí)，由于串?dāng)_和感應(yīng)等噪聲被加載或疊加在信號(hào)線或布線以及時(shí)鐘布線上。另外，由于來(lái)自信號(hào)線和時(shí)鐘布線的串?dāng)_和感應(yīng)等產(chǎn)生的噪聲被加載在由外部高頻天線接收的高頻信號(hào)上，以致在非接觸操作時(shí)在輸入/輸出數(shù)據(jù)中發(fā)生誤差。由于天線連接端子布置在鄰近于第二外部連接端子的第一外部連接端子的附近，因此它們的配置產(chǎn)生適合于最大限度地抑制噪聲的發(fā)生的布局。
多個(gè)外部連接端子具有其中在鄰近插入存儲(chǔ)卡的方向彼此鄰近的列中改變列方向布置的Z字形布局。由于該Z字形布局，其中可拆卸安裝存儲(chǔ)卡的卡槽通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能克服多端接的問(wèn)題，其大量的槽端子被平行交替地布置，同時(shí)改變它們的突起數(shù)目。例如，在插入存儲(chǔ)卡的方向附近彼此鄰近的后側(cè)上的布置中提供第二至第五外部連接端子和天線連接端子。具體地說(shuō)，第二外部連接端子和天線連接端子可以放置在列方向布置的中心部。第二外部連接端子相對(duì)于天線連接端子可以設(shè)為Z字形布局。
作為本發(fā)明的再一特定形式，當(dāng)接口控制器、存儲(chǔ)器和安全控制器分別是單個(gè)半導(dǎo)體芯片時(shí)，在構(gòu)成存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體芯片上方優(yōu)選層疊構(gòu)成接口控制器的半導(dǎo)體芯片，以及在沿它們的半導(dǎo)體芯片的同一方向側(cè)分別布置電極焊盤上的布線板的布線-鍵合電極。因此，可以縮短鍵合布線以及還可以減小每個(gè)布線的干擾。
根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡包括連接到多個(gè)外部連接端子的接口控制器；連接到接口控制器的存儲(chǔ)器；安全控制器、接口控制器、存儲(chǔ)器和安全控制器被安裝在形成有多個(gè)外部連接端子的布線板上方；提供工作電源到接口控制器和存儲(chǔ)器的第一外部連接端子；以及除第一外部連接端子之外提供能提供工作電源到安全控制器的第二外部連接端子，其中安全控制器是能與外部進(jìn)行非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)且包括天線連接端子，天線連接端子允許用于非接觸接口的天線被連接作為外部連接端子，天線連接端子布置在鄰近于第二外部連接端子的第一外部連接端子的附近。
多個(gè)外部連接端子具有其中在插入存儲(chǔ)卡的方向附近彼此鄰近的列中改變列方向布置的Z字形布局。由于該Z字形布局，其中卡槽通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)能克服多端接的問(wèn)題，其大量的槽端子被平行交替地布置，同時(shí)改變它們的突起數(shù)目。例如，在插入存儲(chǔ)卡的方向附近彼此鄰近的后側(cè)上的布置中提供第二至第五外部連接端子和天線連接端子。具體地說(shuō)，第二外部連接端子和天線連接端子可以放置在列方向布置的中心部。第二外部連接端子相對(duì)于天線連接端子可以設(shè)為Z字形布局。
下面簡(jiǎn)要地說(shuō)明由本申請(qǐng)中公開的本發(fā)明的代表性發(fā)明獲得的有益效果一種裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)多種功能的存儲(chǔ)卡在僅工作電源施加到安全控制器以執(zhí)行安全處理的這種操作形式中能抑制噪聲發(fā)生。
一種裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)多種功能的存儲(chǔ)卡能防止用于將外部天線連接到安全控制器的連接端子的布局促進(jìn)與其他連接端子相關(guān)的噪聲發(fā)生，安全控制器具有非接觸接口功能。
本發(fā)明可以抑制在裝備有安全控制器和接口控制器以及存儲(chǔ)器以實(shí)現(xiàn)多種功能的存儲(chǔ)卡中產(chǎn)生噪聲。


圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的一個(gè)實(shí)例的框圖；圖2示意地描繪了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的通信便攜式終端如蜂窩電話的說(shuō)明性示圖；圖3圖示了對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)卡的卡模式的外部連接端子的功能分配的說(shuō)明性示圖；圖4圖示了響應(yīng)于電源切斷可控制為高輸出阻抗?fàn)顟B(tài)的的輸出緩沖器電路圖；圖5圖示了其中采用總線開關(guān)以解決斷電時(shí)接口單元的輸出不確定狀態(tài)的實(shí)例的說(shuō)明性示圖；圖6描繪了其中差分放大器用于電平移位的電路的電路圖；圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的第二結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖；圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的第三結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖；圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的第四結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖；圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的第五結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖；圖11圖示了接口控制器的細(xì)節(jié)的框圖；
圖12圖示了雙-方式IC卡微型計(jì)算機(jī)的具體實(shí)例的框圖；圖13圖示了在基于MMC標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸封裝中密封存儲(chǔ)卡時(shí)根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的外觀的說(shuō)明性示圖；圖14圖示了在基于MMC標(biāo)準(zhǔn)的半尺寸封裝中密封存儲(chǔ)卡時(shí)根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)卡的外觀的說(shuō)明性示圖；圖15圖示了其中部分地改變圖13和14所示的外部連接端子的形狀實(shí)例的說(shuō)明性示圖；圖16圖示了其中減小圖13和14所示的外部連接端子數(shù)目的實(shí)例的說(shuō)明性示圖；圖17圖示了包括分別制作成單個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片的接口控制器、快閃存儲(chǔ)器和IC卡微型計(jì)算機(jī)的層疊封裝結(jié)構(gòu)的平面圖；圖18是圖17所示的封裝結(jié)構(gòu)的垂直剖面圖；圖19圖示了其中在圖17和18所示的層疊封裝結(jié)構(gòu)中兩芯片層疊IC卡微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的垂直剖面圖；圖20圖示了包括分別制作成單個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片的接口控制器、快閃存儲(chǔ)器和IC卡微型計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步層疊封裝結(jié)構(gòu)的平面圖；圖21是圖20所示的封裝結(jié)構(gòu)的垂直剖面圖；圖22圖示了其中在圖20和21所示的層疊結(jié)構(gòu)中兩芯片層疊IC卡微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的垂直剖面圖；圖23圖示了存儲(chǔ)卡和插入存儲(chǔ)卡的卡槽的說(shuō)明性示圖；圖24描繪其中圖23所示的存儲(chǔ)卡被插入卡槽中的第一過(guò)程的說(shuō)明性示圖；圖25描繪其中圖23所示的存儲(chǔ)卡被插入卡槽中的第二過(guò)程的說(shuō)明性示圖；圖26描繪其中圖23所示的存儲(chǔ)卡被插入卡槽中的第三過(guò)程的說(shuō)明性示圖。
具體實(shí)施例方式
《通信便攜式終端》圖2示意地圖示了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)卡的通信便攜式終端如蜂窩電話。該通信便攜式終端1包括微處理器(MPU)2、基帶處理器(BB)3、高頻單元(RFc1)4以及存儲(chǔ)卡(MRYC)5，微處理器(MPU)2例如控制整個(gè)系統(tǒng)，基帶處理器(BB)3執(zhí)行基帶處理如用于移動(dòng)通信的調(diào)制和解調(diào)，高頻單元(RFc1)4通過(guò)規(guī)定的高頻執(zhí)行發(fā)射/接收。MRYC5可拆卸地安裝在通信便攜式終端1的未圖示的卡槽中。MPU2放置到作為卡主體的MRYC5。
MRYC5提供多種功能如存儲(chǔ)器存儲(chǔ)功能、用于電子商務(wù)等的高級(jí)安全處理功能、用于在傳輸系統(tǒng)用于計(jì)算等的低級(jí)安全處理功能、內(nèi)容數(shù)據(jù)編碼/解碼處理功能等。
《內(nèi)置有IC卡微型計(jì)算機(jī)的MRYC》圖1圖示了MRYC5的結(jié)構(gòu)。MRYC5包括接口控制器7、連接到接口控制器7的快閃存儲(chǔ)器8以及用作連接到接口控制器7的安全控制器的IC(集成電路)卡微型計(jì)算機(jī)(也稱作“IC卡微機(jī)”)9，所有的這些都安裝在形成有多個(gè)外部連接端子C1至C16的布線板中。接口控制器7、快閃存儲(chǔ)器8和IC卡微型計(jì)算機(jī)9分別由單個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片構(gòu)成。
具有外部接口功能的接口控制器7用作存儲(chǔ)卡，存儲(chǔ)接口功能對(duì)應(yīng)于快閃存儲(chǔ)器的規(guī)格，IC卡微型計(jì)算機(jī)接口功能通過(guò)存儲(chǔ)卡命令與IC卡微型計(jì)算機(jī)接口?，F(xiàn)在，MRYC5根據(jù)多媒體卡標(biāo)準(zhǔn)滿足作為存儲(chǔ)卡的外部接口規(guī)格。
快閃存儲(chǔ)器8是電可擦寫和可編程的非易失性存儲(chǔ)器。盡管在附圖中沒(méi)有具體圖示，但是快閃存儲(chǔ)器8至少具有一個(gè)電可擦寫和可編程非易失性存儲(chǔ)器單元晶體管(也寫為“快閃存儲(chǔ)器單元”)。盡管在附圖中未具體圖示，但是快閃存儲(chǔ)器單元具有所謂的疊柵結(jié)構(gòu)或具有所謂的分裂柵結(jié)構(gòu)，疊柵結(jié)構(gòu)具有浮柵，分裂柵結(jié)構(gòu)包括設(shè)有ONO(氧化物-氮化物-氧化物)柵絕緣膜的存儲(chǔ)晶體管部分和選擇晶體管部分?？扉W存儲(chǔ)器單元具有當(dāng)電子注入到浮柵等時(shí)上升的閾值電壓以及當(dāng)電子從浮柵等抽出時(shí)下降的閾值電壓?？扉W存儲(chǔ)器單元在其中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于與讀取數(shù)據(jù)的字線電壓相關(guān)的閾值電壓的垂直電平信息。盡管沒(méi)有具體限制，但是其中每個(gè)存儲(chǔ)單元晶體管的閾值電壓低的狀態(tài)和其閾值電壓高的狀態(tài)分別稱作“擦除狀態(tài)”和“寫入狀態(tài)”。
盡管在附圖中沒(méi)有具體圖示，但是IC卡微機(jī)9包括保持在驗(yàn)證中使用的操作程序和控制信息等的CPU和非易失性存儲(chǔ)器并根據(jù)操作程序執(zhí)行驗(yàn)證處理。這里，IC卡微型計(jì)算機(jī)9用作能與外部接觸接口和非接觸接口的接觸/非接觸雙-方式IC卡。通過(guò)使用1位數(shù)據(jù)輸入/輸出端子I/O、時(shí)鐘端子CLK和復(fù)位端子RES的串行通信進(jìn)行接觸接口。通過(guò)使用連接到端子TML1和TML2的天線的高頻通信進(jìn)行非接觸接口。在附圖中典型地圖示了外部天線10和調(diào)諧電容器13。盡管在附圖中沒(méi)有具體圖示，但是非接觸接口可以包括一種結(jié)構(gòu)，其中在MRYC5的封裝內(nèi)或其電路板上提供連接到端子TML1和TML2的內(nèi)部天線，且當(dāng)外部天線10連接到端子C14和C16時(shí)通過(guò)開關(guān)可分開地配置內(nèi)部天線。
外部連接端子C1至C16的外部連接端子C1至C7的功能和布局基于MMC標(biāo)準(zhǔn)，而外部連接端子C8至C13對(duì)應(yīng)于多位數(shù)據(jù)總線。外部連接端子C14至C16重新提供。
圖3中圖示了對(duì)應(yīng)于MRYC5的卡模式的外部連接端子C1至C16的功能分配。1-位模式、4位模式和8位模式意味著與MRYC5的外部相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入/輸出位的數(shù)目。術(shù)語(yǔ)“僅非接觸卡功能”意味著其中安裝了僅具有作為外部接口功能的非接觸接口功能的IC卡微型計(jì)算機(jī)。之后詳細(xì)說(shuō)明該實(shí)例。在附圖中，RSV(用于MMC)表示MMC模式中的保留(reserve)端子，CS(用于SPI)表示SPI模式中的芯片選擇端子，CMD表示命令端子，Vss1和Vss2表示電路的接地端子，Vdd表示電源端子，CLK表示存儲(chǔ)卡的時(shí)鐘端子，DAT表示串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端子，RES-ic表示IC卡微型計(jì)算機(jī)的復(fù)位端子，CLK-ic表示IC卡微型計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘端子，Vcc-ic表示IC卡微型計(jì)算機(jī)的電源端子，LA和LB表示天線連接端子，Vcc-IC表示用于IC卡微型計(jì)算機(jī)的專用電源端子以及DAT0至DAT7分別表示并行數(shù)據(jù)輸入/輸出端子。
如圖3可以明顯看出，基本上外部連接端子C1至C9分派存儲(chǔ)卡接口功能，外部連接端子C10至C16分派IC卡接口功能。但是，在1位和4位模式中，外部連接端子C10至C13分派IC卡接口功能，而在8位模式中，它們分派存儲(chǔ)卡接口功能作為DAT4至DAT7的并行數(shù)據(jù)輸入/輸出端子。在圖1所示的電路中端子C10至C13的功能分配差異表現(xiàn)為用于連接接口控制器7和IC卡微型計(jì)算機(jī)9的布線L1至L4。簡(jiǎn)而言之，分派接口控制器7的接口單元11中的外部連接端子C10至C13的連接部分的布線L1至L4連接到IC卡微型計(jì)算機(jī)9的相應(yīng)端子Vcc、I/O-ic、CLK-ic和RES-ic。在8位模式中，當(dāng)接口控制器7與IC卡微型計(jì)算機(jī)9通信時(shí)受接口控制器7的控制切斷分離開關(guān)電路12，以由此分開到外部連接端子C10、C11和C13的連接部分。而且，當(dāng)接口控制器7與具有外部連接端子C12的外部如DAT6通信時(shí)，分離開關(guān)電路12將連接部分分為IC卡微型計(jì)算機(jī)9的相應(yīng)端子Vcc并根據(jù)在8位模式中分派外部連接端子C10至C13的數(shù)據(jù)端子DAT4至DAT7的每個(gè)功能和分別連接到布線L1至L4的端子Vcc、I/O、CLK和RES的每個(gè)功能之間的差異在MRYC5側(cè)上執(zhí)行功能選擇。
現(xiàn)在參考圖1描述提供到IC卡微型計(jì)算機(jī)9的工作電源的供應(yīng)。除了用于提供工作電源Vdd到接口控制器7和快閃存儲(chǔ)器8的外部連接端子(第一外部連接端子)C4以外具有外部連接端子(第二外部連接端子)C15的存儲(chǔ)卡能提供工作電源Vcc-IC到IC卡微型計(jì)算機(jī)9。盡管在圖1所示的結(jié)構(gòu)下通過(guò)外部連接端子C12和C15執(zhí)行提供工作電源到IC卡微型計(jì)算機(jī)9的供應(yīng)，但是沒(méi)有必要通過(guò)外部連接端子C12提供工作電源。這些可以用外部連接端子C15代替。順便提及，分離開關(guān)電路12的開關(guān)SW1是由于增加外部連接端子C15需要的開關(guān)。亦即，因?yàn)楣ぷ麟娫碫cc-IC總是從布線L4提供到外部連接端子C15，與端子C12的任何使用形式無(wú)關(guān)，因此做這些操作。
端子C15提供工作電源到接口單元11并解決連接到布線L1至L4的接口單元11的輸入/輸出電路的輸入阻抗減少和在停止從端子C4提供工作電源Vdd的狀態(tài)中的輸出不確定狀態(tài)。亦即，當(dāng)接口單元11中的輸出緩沖器的輸出狀態(tài)變得不確定時(shí)，當(dāng)停止從端子C4提供電源Vdd以抑制不必要的功耗時(shí)，僅僅MRYC5的IC卡微型計(jì)算機(jī)9工作，通過(guò)在該條件使用端子C10至C13的接觸接口IC卡微型計(jì)算機(jī)9被通電復(fù)位，以激活I(lǐng)C卡微型計(jì)算機(jī)。此時(shí)，例如從端子C11發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)流入接口單元11的輸出緩沖器以使得過(guò)電流流動(dòng)。另外，經(jīng)由端子C13輸入/輸出的信號(hào)同樣流入接口單元11的輸出緩沖器，以使過(guò)電流流動(dòng)。這種過(guò)電流產(chǎn)生噪聲和增加不必要的功耗。而且，在經(jīng)由天線10的非接觸接口時(shí)，這種噪聲降低靈敏度和通信性能。在停止提供工作電源到接口控制器7時(shí)，從端子C15提供用于IC卡微型計(jì)算機(jī)9的工作電源Vcc-IC到接口單元11，以由此解決連接到布線L1至L4的接口單元11的輸出緩沖器的輸出不確定狀態(tài)。
為了解決不確定狀態(tài)，響應(yīng)于停止電源Vdd的提供，將連接到布線L1至L4的輸出緩沖器控制為高阻態(tài)。
圖4中圖示了響應(yīng)于停止電源Vdd的提供可控制為高阻態(tài)的輸出緩沖器。輸出緩沖器15具有串聯(lián)電路，例如包括用Vdd作為工作電源的CMOS反相器16和用Vcc-CI作為工作電源的CMOS時(shí)鐘反相器17。CMOS時(shí)鐘反相器17配置有p溝道型MOS晶體管Qp1和Qp2以及n溝道型MOS晶體管Qn3和Qn4作為本基本部分的串聯(lián)電路以及包括開關(guān)控制MOS晶體管Qp1和Qn4的反相器18和電源電壓探測(cè)器19。當(dāng)電源電壓Vdd導(dǎo)通且超過(guò)工作保證電壓時(shí)，電源電壓探測(cè)器19輸出變?yōu)閂cc-IC電平的高電平的探測(cè)信號(hào)20，以及當(dāng)電源電壓Vdd的提供被切斷時(shí)，電源電壓探測(cè)器19輸出變?yōu)閷?duì)應(yīng)于電路的地電壓Vss的低電平的探測(cè)信號(hào)20。反相器18使用Vcc-IC作為工作電源。因此，當(dāng)Vcc-IC處于通電狀態(tài)以及提供Vdd時(shí)，時(shí)鐘反相器17被設(shè)置，以便能輸出操作。當(dāng)Vdd的供應(yīng)被切斷時(shí)，時(shí)鐘反相器17被控制為高阻態(tài)。順便提及，當(dāng)Vcc-IC被切斷時(shí)電源Vdd通過(guò)高電阻器R1連接到時(shí)鐘反相器17的電源，以執(zhí)行工作穩(wěn)定化。
在圖4中，考慮Vdd和Vcc-IC的電平不同和Vdd≤Vcc-IC的事實(shí)。亦即，當(dāng)反相器16的邏輯閾值(VTL)取為Vdd/2，時(shí)鐘反相器17的邏輯閾值也與之相配的變?yōu)閂dd/2。簡(jiǎn)而言之，輸出緩沖器15具有在基于電源電壓Vdd的信號(hào)電平和基于電源電壓Vcc-IC的信號(hào)電平之間執(zhí)行或使電平移位的電平移位功能。
順便提及，在切斷電源Vdd時(shí)接口單元的輸出不確定狀態(tài)的解決辦法不局限于控制具有電平移位功能的輸出緩沖器15為高阻抗。如圖5所示，采用在切斷電源Vdd時(shí)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)的總線開關(guān)21，用于從IC卡微型計(jì)算機(jī)斷開接口單元11。為了電平移位可以在接口單元11中提供使用如圖6所示的這種差分放大器的電路。電源Vdd的連接部分通過(guò)高電阻器R1連接到圖6中所示的差分放大器的電源，目的是切斷Vcc-IC時(shí)實(shí)現(xiàn)工作穩(wěn)定化。
在圖7中圖示了MRYC5的第二結(jié)構(gòu)實(shí)例。與圖1相比較分離開關(guān)電路12僅由開關(guān)SW1構(gòu)成。在1位模式或4位模式中，當(dāng)接口控制器7與IC卡微型計(jì)算機(jī)9通信時(shí)不必提供受接口控制器7的控制切斷的開關(guān)，以由此分開到外部連接端子C10，C11和C13的連接部分。可以在MRYC5外部執(zhí)行基于在8位模式中分派外部連接端子C10至C13的數(shù)據(jù)端子DAT4至DAT7的每個(gè)功能和在1位模式或4位模式中分別連接到布線L1至L4的端子Vcc，I/O，CLK和RES的每個(gè)功能的功能選擇。MRYC5的其他結(jié)構(gòu)與圖1相同。
圖8中圖示了MRYC5的第三結(jié)構(gòu)實(shí)例。僅通過(guò)與圖1所示的結(jié)構(gòu)相關(guān)的端子C15提供工作電源到IC卡微型計(jì)算機(jī)。開關(guān)SW1變得沒(méi)有必要。盡管在附圖中沒(méi)有具體圖示，但是也可以采用組合利用圖7和8的結(jié)構(gòu)，以由此消除或拿走整個(gè)分離開關(guān)電路12。
在圖9中圖示了MRYC5的第四結(jié)構(gòu)實(shí)例。盡管在附圖中沒(méi)有圖示分離開關(guān)電路12，但是在同一附圖中所示的MRYC5具有IC卡微型計(jì)算機(jī)9，該IC卡微型計(jì)算機(jī)9具有與圖7或8相關(guān)的連接部分，以及還僅包括接觸接口。MRYC5配置有裝備僅連接到接口控制器7的接口單元11的另一IC卡微型計(jì)算機(jī)24。MRYC5的其他結(jié)構(gòu)與圖1相似。在本實(shí)施例中，IC卡微型計(jì)算機(jī)24用作接口控制器7的協(xié)處理器。因此，MRYC5不由IC卡微型計(jì)算機(jī)24單獨(dú)操作。
在圖10中圖示了MRYC5的第五結(jié)構(gòu)實(shí)例。在同一附圖中所示的MRYC5配置有還裝備另一IC卡微型計(jì)算機(jī)25，該IC卡微型計(jì)算機(jī)25僅具有與圖7或8所示結(jié)構(gòu)相關(guān)的非接觸接口。通過(guò)C12(Vcc-ic)提供工作電源到IC卡微型計(jì)算機(jī)24。通過(guò)C15(Vcc-ic)提供工作電源到IC卡微型計(jì)算機(jī)24。由于具有非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)25能使用當(dāng)電磁波遇到天線10時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為它的工作電源，因此不必要從端子C15提供工作電源到IC卡微型計(jì)算機(jī)25。當(dāng)通過(guò)IC卡微型計(jì)算機(jī)25的電源穩(wěn)定化進(jìn)行操作穩(wěn)定化嘗試時(shí)，從端子C15提供工作電源是重要的。
圖11圖示了接口控制器7的細(xì)節(jié)。接口控制器7包括主接口電路30、微型計(jì)算機(jī)31、快閃控制器32、緩沖控制器33、緩沖存儲(chǔ)器34以及接口單元11。緩沖存儲(chǔ)器34包括DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。IC卡微型計(jì)算機(jī)9連接到接口單元11。微型計(jì)算機(jī)31包括CPU(中央處理單元)37、其中保持CPU37的操作程序的程序存儲(chǔ)器(PGM)38、在CPU37的工作存儲(chǔ)區(qū)中使用的工作存儲(chǔ)器(WRAM)39等。在PGM38中保持與MMC規(guī)格相應(yīng)的接口控制形式相關(guān)的控制程序。
當(dāng)主接口電路30發(fā)出存儲(chǔ)卡初始化命令時(shí)，它通過(guò)中斷允許微型計(jì)算機(jī)31執(zhí)行MMC接口控制形式的控制程序。微型計(jì)算機(jī)31通過(guò)快閃控制器32和數(shù)據(jù)管理執(zhí)行它的控制程序，以由此控制主接口電路30的外部接口操作和控制訪問(wèn)(寫入、擦除和讀操作)快閃存儲(chǔ)器8，由此通過(guò)緩沖控制器33控制存儲(chǔ)卡固有的數(shù)據(jù)格式和存儲(chǔ)器共有的數(shù)據(jù)格式之間的格式轉(zhuǎn)換。
緩沖存儲(chǔ)器34臨時(shí)地保持從快閃存儲(chǔ)器8讀取的數(shù)據(jù)或?qū)懭肟扉W存儲(chǔ)器8的數(shù)據(jù)?？扉W控制器32操作快閃存儲(chǔ)器8作為扇區(qū)單元中的硬磁盤可兼容文件存儲(chǔ)器并管理數(shù)據(jù)。
順便提及，快閃控制器32設(shè)有未圖示的ECC電路。在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)快閃控制器32增加ECC代碼并影響基于讀出數(shù)據(jù)的ECC代碼誤差檢測(cè)/糾正處理。
圖12圖示了IC卡微型計(jì)算機(jī)9的細(xì)節(jié)。IC卡控制微型計(jì)算機(jī)9包括CPU41、用作工作RAM的RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)42、計(jì)時(shí)器43、EEPROM(電可擦寫和可編程只讀存儲(chǔ)器)44、協(xié)處理器45、掩模ROM(只讀存儲(chǔ)器)46、系統(tǒng)控制邏輯47、輸入/輸出端口(I/O端口)48、數(shù)據(jù)總線49、地址總線50以及RF單元51。
掩模ROM46用來(lái)在其中存儲(chǔ)操作程序(編碼程序、解碼程序、接口控制程序等)和數(shù)據(jù)。RAM42用作CPU41的工作存儲(chǔ)區(qū)或數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)且包括例如SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。當(dāng)IC卡命令提供到I/O端口48時(shí)，系統(tǒng)控制邏輯47解碼它并促使CPU41執(zhí)行必須執(zhí)行該命令的處理程序。亦即，CPU41根據(jù)由系統(tǒng)控制邏輯47指示的地址獲得訪問(wèn)掩模ROM46，以取出指令并解碼該取出的指令和根據(jù)解碼的結(jié)果執(zhí)行操作碼取出和數(shù)據(jù)計(jì)算。協(xié)處理器45在RAS執(zhí)行剩余的計(jì)算處理等且在CPU41的控制下執(zhí)行橢圓曲線加密計(jì)算。I/O端口48具有1-位輸入/輸出端子I/O并共享數(shù)據(jù)的輸入/輸出和外部中斷信號(hào)的輸入。I/O端口48連接到數(shù)據(jù)總線49，CPU41、RAM42、計(jì)時(shí)器43、EEPROM44和協(xié)處理器單元45等連接到數(shù)據(jù)總線49。系統(tǒng)控制邏輯47在IC卡微型計(jì)算機(jī)9的工作模式執(zhí)行控制和它的中斷控制以及還具有用來(lái)產(chǎn)生密碼索引(cipherkey)等的隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生邏輯。當(dāng)IC卡微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)復(fù)位信號(hào)RES指示執(zhí)行復(fù)位操作時(shí)，它的內(nèi)部被初始化以致CPU41從掩模ROM46中的程序的標(biāo)題地址開始執(zhí)行指令。IC卡微型計(jì)算機(jī)9與時(shí)鐘信號(hào)CLK同步工作。
EEPROM44能執(zhí)行電可擦寫和可編程處理且用作存儲(chǔ)用于指定每個(gè)個(gè)人的ID信息和認(rèn)證(authentic)證書等的數(shù)據(jù)。至于EEPROM44的另一種替換，可以采用快閃存儲(chǔ)器或鐵電存儲(chǔ)器等。IC卡微型計(jì)算機(jī)9支持在連接到外部時(shí)利用外部連接端子接觸接口和使用天線的非接觸接口的一種或兩種連接。RF單元51用于執(zhí)行具有芯片的天線端子TML1和TML2的非接觸接口。當(dāng)通過(guò)系統(tǒng)控制邏輯47經(jīng)由內(nèi)部總線選擇經(jīng)由天線或非接觸接口從RF單元51提供的電源時(shí)，RF單元51產(chǎn)生由使天線穿過(guò)預(yù)定的電磁波(例如，可變磁通量的高頻或微波)引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為工作電源，基于對(duì)應(yīng)于預(yù)定電磁波的頻率引起的感生電流產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)CLK，分別通過(guò)RF單元51和復(fù)位信號(hào)RES在預(yù)定的電磁波上疊加傳送的分離數(shù)據(jù)獲得內(nèi)部數(shù)據(jù)，以及通過(guò)天線在非接觸形式中執(zhí)行信息的輸入/輸出。經(jīng)由IC卡微型計(jì)算機(jī)9內(nèi)的非接觸接口操作的RF單元51優(yōu)選可以由與通過(guò)接觸接口操作的IC卡操作CPU41等無(wú)關(guān)的小規(guī)模電路構(gòu)成。RF單元51在其內(nèi)部提供有非接觸卡工作所必需的電路，如非接觸卡片處理器，用于控制處理器的控制程序存儲(chǔ)區(qū)和工作存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)器和RF發(fā)射/接收以及電源電路單元。因此，由于RF單元51與處理器功能和它的控制程序一樣由獨(dú)立的小規(guī)模電路配置，它通過(guò)從外部產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)易于操作電路，甚至在例如通過(guò)接觸端子提供電源的這種環(huán)境的情況下。RF單元51經(jīng)由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線49和地址總線50也能執(zhí)行非接觸接口部分和接觸接口部分之間的數(shù)據(jù)的輸入/輸出。
下面說(shuō)明MRYC5的安全處理操作。例如，在快閃存儲(chǔ)器8的安全存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)用戶識(shí)別信息。當(dāng)內(nèi)容數(shù)據(jù)被下載時(shí)，加密有用戶識(shí)別信息的許可信息作為密匙被一同下載。在許可信息中包含了用于解碼內(nèi)容數(shù)據(jù)的解密密鑰，且通過(guò)使用解密密鑰中的用戶識(shí)別信息解碼許可信息。因此，進(jìn)行防止內(nèi)容數(shù)據(jù)的版權(quán)保護(hù)。這種安全處理在微型計(jì)算機(jī)31的程序控制之下執(zhí)行。
下面描述通過(guò)IC卡微型計(jì)算機(jī)9進(jìn)行的安全處理。例如，IC卡微型計(jì)算機(jī)9根據(jù)可用于電子銀行服務(wù)等的ISO/IEC15408鑒定/驗(yàn)證體系實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證功能。EEPROM44保持其中預(yù)定的驗(yàn)證證書。當(dāng)由主機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證請(qǐng)求時(shí)，EEPROM44發(fā)送它的驗(yàn)證證書且只要它滿足驗(yàn)證的安全就能執(zhí)行后續(xù)通信處理。在掩模ROM46中保持用于這種安全處理的操作程序。從安全的觀點(diǎn)在IC卡微型計(jì)算機(jī)9中的封閉環(huán)境之下進(jìn)行IC卡微型計(jì)算機(jī)9的驗(yàn)證程序是合乎需要。依據(jù)這點(diǎn)，存在僅IC卡微型計(jì)算機(jī)9的電源被導(dǎo)通以通過(guò)外部連接端子C10至C13或天線執(zhí)行外部連接。當(dāng)按照使用或技術(shù)沒(méi)有安全問(wèn)題發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)接口控制器7進(jìn)行安全處理。該處理直到MRYC的制造之后的產(chǎn)品裝運(yùn)，通過(guò)外部連接端子C10至C13將各種應(yīng)用軟件寫入IC卡微型計(jì)算機(jī)9中且可以容易地執(zhí)行卡發(fā)行處理。
例如，當(dāng)通過(guò)可用于如上所述電子銀行服務(wù)等的ISO/IEC15408的鑒定/驗(yàn)證體系驗(yàn)證IC卡微型計(jì)算機(jī)9時(shí)，可以插入MRYC5到用于現(xiàn)金卡、信用卡或月票等的卡片夾中并通過(guò)非接觸接口實(shí)現(xiàn)它們的卡功能。
當(dāng)考慮到IC卡微型計(jì)算機(jī)9用于高級(jí)安全處理如電子銀行等的事實(shí)時(shí)，存在與接口控制器7等相比較頻繁的進(jìn)行相對(duì)于IC卡微型計(jì)算機(jī)9的異常狀態(tài)用于初始化所有內(nèi)部狀態(tài)的通電復(fù)位的高可能性?？紤]此，由于IC卡微型計(jì)算機(jī)9設(shè)有專用的電源端子C12(Vcc-ic)和C15(Vcc-IC)，因此通過(guò)IC卡微型計(jì)算機(jī)9本身自由地允許通電復(fù)位而不復(fù)位整個(gè)MRYC5。因此，可以提高M(jìn)RYC5的自由度同時(shí)確保安全。
《MRYC的外部連接端子的布置》圖13圖示了基于MMC標(biāo)準(zhǔn)在半尺寸封裝中密封MRYC5時(shí)MRYC5的外形。圖14圖示了根據(jù)MMC標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)尺寸封裝中密封MRYC5時(shí)MRYC5的外形。在兩個(gè)附圖中都清楚地圖示了外部連接端子的布置。它們的布置彼此相同。如圖3所述圖示了端子C1至C16的功能分配。端子C1至C7對(duì)應(yīng)于基本的MMC標(biāo)準(zhǔn)。端子C8和C9是用于4位模式的延伸端子，端子C10至C13是用于IC卡微型計(jì)算機(jī)接觸接口和8位模式的延伸端子，端子C14和C16是連接延伸端子的外部天線，端子C15是專用于IC卡微型計(jì)算機(jī)的電源延伸端子。端子C1-C16具有Z字形布局，其中在鄰近的方向(由箭頭X表示的方向)中彼此相鄰的列中改變列方向布置，以插入存儲(chǔ)卡。第一列對(duì)應(yīng)于端子C1至C7。端子C8至C13構(gòu)成遠(yuǎn)離第一列的外部連接端子列布置的第二列。在預(yù)定范圍內(nèi)C10至C13的外部連接端子的尺寸與C1至C7的外部連接端子相同。C8的外部連接端子放置在第一列中且延伸至在列方向觀察在連接端子列的列方向端部完全鄰近端子C7的位置。C9的外部連接端子放置在第一列且延伸至與在列方向觀察與端子列的端子C1部分重疊和鄰近端子C1的位置。在第一列的外部連接端子列和第二列的外部連接端子列，在列方向觀察外部連接端子的列方向布置相互改變并以Z字形布局。
由于Z字形布局，其中安裝MRYC5的未圖示的卡槽通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)能處理多端接(terminating)，其大量槽端子(管腳)并行的交替布置而它們的突起的數(shù)目改變。依據(jù)這種多端接，在位于后續(xù)列的端子C11和C12之間的區(qū)域中重新提供的端子C14至C16也以Z字形布局。
當(dāng)提供可連接到用于非接觸接口的高頻天線10的天線連接端子C14和C16作為外部連接端子時(shí)，天線連接端子C14和C16布置在鄰近于外部連接端子C15的電源Vdd外部連接端子C4的附近，外部連接端子C15用作IC卡微型計(jì)算機(jī)專用電源端子。這種天線連接端子C14和C16用來(lái)連接外部高頻天線以便增加IC卡微型計(jì)算機(jī)的非接觸接口的靈敏度。施加到天線連接端子C14和C16的電壓較高且頻率也較高。因此，當(dāng)延伸到用于信號(hào)和時(shí)鐘等的連接端子的布線的路徑以及延伸到外部天線連接端子C14和C16的布線的路徑被復(fù)雜化且由此常?；ハ噜徑雍涂邕^(guò)MRYC5的布線板時(shí)，通過(guò)串?dāng)_和感應(yīng)等的噪聲加載在信號(hào)線或布線和時(shí)鐘布線上。另外，由于來(lái)自信號(hào)線和時(shí)鐘布線的串?dāng)_和感應(yīng)等產(chǎn)生的噪聲加載在由外部高頻天線接收的高頻信號(hào)上，以致在由RF單元51分開的數(shù)據(jù)中發(fā)生誤差。由于天線連接端子C14和C16鄰近用作IC卡微型計(jì)算機(jī)專用電源端子的外部連接端子C15并布置在電源Vdd外部連接端子C4的附近，因此它們的布局產(chǎn)生適合于最大限度地抑制噪聲發(fā)生的布局。
如圖15所示可以部分地改變圖13和14中描繪的外部連接端子的形狀。這里端子C9和C8的形狀制得短。與卡槽的C8和C9接觸的端子的位置是用于應(yīng)付位于第一列中的卡槽的位置。例如，如圖16所示，也可以減小外部連接端子的數(shù)目。本實(shí)例導(dǎo)致在端子陣列中廢除或拿走外部連接端子C8和C9且基于MMC標(biāo)準(zhǔn)的1位模式并考慮了IC卡微型計(jì)算機(jī)的接觸接口支持。圖15和16也保持外部連接端子的Z字形布局和C14和C16的天線連接端子和IC卡微型計(jì)算機(jī)專用電源端子C15之間的布局關(guān)系。
《插入卡槽和它的電源供應(yīng)》圖23至26圖示了由考慮它的過(guò)程獲得的將存儲(chǔ)卡插入它相應(yīng)的卡槽中和供應(yīng)電源到存儲(chǔ)卡的過(guò)程。
圖23圖示了存儲(chǔ)卡5和插入存儲(chǔ)卡5的卡槽70。卡槽70設(shè)有用于檢測(cè)存儲(chǔ)卡5的插入的傳感器71和分別接觸存儲(chǔ)卡5的外部連接端子C1至C16的端子72至87。外部天線88連接到端子85和87。
圖24圖示了其中存儲(chǔ)卡5被插入卡槽70中的第一過(guò)程。在第一過(guò)程階段，連接到端子C15的端子86與存儲(chǔ)卡5的端子C4接觸。而且，存在卡槽70的端子79至85和87接觸存儲(chǔ)卡5的第一列的端子C1至C9的可能性。存儲(chǔ)卡5的端子C15是用于提供電位Vcc-I的端子以及提供有與提供到接口控制器7和快閃存儲(chǔ)器8的電源Vdd相同或更高的電位。在該條件中，Vcc-IC提供到接口控制器7和快閃存儲(chǔ)器8，以及卡槽70的端子79至85和87與存儲(chǔ)卡5的第一列的端子C1至C9接觸，由此擔(dān)心電形成電路。由于根據(jù)外部電場(chǎng)在外部天線88中產(chǎn)生電位，端子85和87與除天線連接端子C14和C16之外的它們的相應(yīng)端子接觸，由此擔(dān)心該電位施加到接口控制器7。
圖25圖示了其中存儲(chǔ)卡5被插入卡槽70中的第二過(guò)程。盡管在第二過(guò)程的階段卡槽70的端子79至85和87不與存儲(chǔ)卡5的第一列的端子C1至C9接觸，但是擔(dān)心卡槽70的端子75和86通過(guò)存儲(chǔ)卡的外部連接端子C4彼此連接以及Vcc-IC提供到用于提供Vdd到端子75的未圖示電路。還擔(dān)心端子75和86與端子C4接觸以提供Vcc-IC到接口控制器7和快閃存儲(chǔ)器8，以及端子72至74和76至80與它們的相應(yīng)端子C1至C3和C5至C9接觸，以由此電形成電路。
圖26圖示了其中存儲(chǔ)卡5已經(jīng)被插入卡槽70的第三過(guò)程。在第三過(guò)程的階段，卡槽70的端子72至87和存儲(chǔ)卡5的端子C1至C16彼此適當(dāng)?shù)剡B接。
作為圖24和25所示的過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題的解決辦法，提供由存儲(chǔ)卡5影響的解決辦法和由具有卡槽70的主機(jī)裝置影響的解決辦法。
作為被存儲(chǔ)卡5影響的解決辦法，在端子C4和接口控制器7以及快閃存儲(chǔ)器8之間提供電源電路。檢測(cè)從C4提供的電源Vdd。此后，開始提供工作電源到接口控制器7和快閃存儲(chǔ)器8，以及端子C1至C13可以連接到接口控制器7。
另一方面，作為由主機(jī)裝置影響的解決辦法，在第三過(guò)程中開始提供Vcc-IC和提供在外部天線88中產(chǎn)生的電位，由此使之可以解決上述問(wèn)題。亦即，通過(guò)傳感器71檢測(cè)卡槽70的端子72至87與存儲(chǔ)卡的端子C1至C16的面向處理的非接觸，此后可以開始提供Vcc-IC。卡槽70的端子85和87形成存儲(chǔ)卡5和卡槽70端子以免引起與存儲(chǔ)卡5的端子的基于處理的接觸。另外，在外部天線88和端子85和87之間提供電可連接/可斷開的開關(guān)電路，以及通過(guò)傳感器71檢測(cè)基于處理的非接觸。此后，外部天線88可以電連接到端子85和87。
盡管一直提供Vdd、Vss1和Vss2的各種電位，但是可以在通過(guò)傳感器71探測(cè)存儲(chǔ)卡5插入卡槽70中之后開始其提供。這些因?yàn)榭ú?0的端子74和77是用于提供基準(zhǔn)電位的端子且在附圖所示的這種結(jié)構(gòu)中沒(méi)有發(fā)生基于處理的接觸。這些也因?yàn)檎J(rèn)為由于端子75是用于提供對(duì)應(yīng)于與Vcc-IC相同或更低電位的Vdd的端子，因此即使端子75經(jīng)由端子C4連接到端子86也不產(chǎn)生特定的問(wèn)題且Vdd提供到用于提供Vcc-IC的未圖示電路。
《從卡槽取出和供電》盡管在附圖中沒(méi)有圖示，但是將考慮其中從卡槽70取出存儲(chǔ)卡5的情況在此情況下，可能是其中在從快閃存儲(chǔ)器8擦除數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)到快閃存儲(chǔ)器8的過(guò)程中存儲(chǔ)卡5從卡槽70拔出的情況，由于切斷提供到快閃存儲(chǔ)器8的工作電源發(fā)生不希望的數(shù)據(jù)損壞和稱作耗盡的狀態(tài)，由此存儲(chǔ)卡5本身不能被識(shí)別。為了避免這種事情，主機(jī)裝置經(jīng)由傳感器71檢測(cè)存儲(chǔ)卡5已從卡槽70拔出的預(yù)定端子可以通知從卡槽70取出存儲(chǔ)卡5到存儲(chǔ)卡5，以及從端子86提供電位Vdd。因此，從圖25所示的第二過(guò)程至圖24所示的第一過(guò)程電位Vdd可以提供到端子C4。端子74也被設(shè)置，以便可以延長(zhǎng)要求接觸端子C3的時(shí)間，具體地說(shuō)，端子74設(shè)為比端子84的長(zhǎng)度更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，使與端子C3接觸的點(diǎn)更長(zhǎng)，由此使之可以保持電連接。由于這些，存儲(chǔ)卡5根據(jù)由傳感器71的探測(cè)通知能完成數(shù)據(jù)的寫入或確保執(zhí)行至少避免耗盡狀態(tài)的程序要求的時(shí)間。
《芯片的層疊結(jié)構(gòu)》圖17中圖示了包括分別制成單個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片的接口控制器7、快閃存儲(chǔ)器8和IC卡微型計(jì)算機(jī)9的層疊封裝結(jié)構(gòu)。圖18示意地圖示了封裝結(jié)構(gòu)的垂直截面。外部連接電極C1至C16形成在布線板60如形成有需要的布線層的玻璃環(huán)氧樹脂板的表面上。在其另一表面上形成連接到所需布線的大量鍵合焊盤61。鍵合焊盤61由鋁、銅或鐵等的合金的導(dǎo)電圖形形成。通過(guò)例如鋁、銅或鐵等的合金的鍍金、鍍鎳或鍍鈀導(dǎo)電圖形形成外部連接電極C1至C16。通過(guò)位于布線板60上的未圖示布線圖形和在其厚度方向貫穿布線板60的通孔等進(jìn)行外部連接電極C1至C16和鍵合焊盤61之間的連接。兩個(gè)單獨(dú)成芯片的快閃存儲(chǔ)器8彼此改變的疊加在布線板60上。在快閃存儲(chǔ)器8上疊加單獨(dú)成芯片的接口控制器7。布線板60和芯片，以及芯片和芯片通過(guò)管芯鍵合材料62彼此鍵合。在重疊狀態(tài)中沿同一方向側(cè)在三個(gè)疊加芯片上布置電極焊盤64。布線板的相應(yīng)鍵合焊盤61通過(guò)鍵合布線65線鍵合到布置的電極焊盤64。由于在重疊狀態(tài)中沿同一方向側(cè)布置疊加的三個(gè)芯片的鍵合電極焊盤64，因此可以減少鍵合布線65以及也減小布線65的干擾。單個(gè)芯片的IC卡微型計(jì)算機(jī)9被管芯鍵合在作為單個(gè)本體的布線板60上，以及芯片的電極焊盤鍵合到電路板的相應(yīng)鍵合焊盤。用樹脂鑄模密封布線板60上層疊的芯片。參考標(biāo)記66表示鑄模樹脂區(qū)域。
圖19中示出了其中在圖17和18的層疊結(jié)構(gòu)中兩芯片層疊的IC卡微型計(jì)算機(jī)9的結(jié)構(gòu)。當(dāng)用于IC卡微型計(jì)算機(jī)9的兩個(gè)芯片直接互相疊加時(shí)，隱藏芯片上放置的電極，兩個(gè)芯片是同一種類和尺寸相同。在此情況下，其間可以?shī)A入用于隔片的虛擬芯片67。當(dāng)然，虛擬芯片67小于IC卡微型計(jì)算機(jī)芯片。
在圖20中示出了進(jìn)一步層疊的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)包括接口控制器7、快閃存儲(chǔ)器8和IC卡微型計(jì)算機(jī)9，分別制成單個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片。圖21中示意地示出了封裝結(jié)構(gòu)的垂直截面。圖20和21所示的封裝結(jié)構(gòu)不同于圖17至19，其中兩個(gè)單獨(dú)成芯片的快閃存儲(chǔ)器8互相層疊且在快閃存儲(chǔ)器8上分開地層疊各個(gè)芯片接口控制器7和IC卡微型計(jì)算機(jī)9。本封裝結(jié)構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)與圖17和18中所示的層疊結(jié)構(gòu)相同。通過(guò)相同的參考標(biāo)記分別標(biāo)識(shí)具有相同功能的每個(gè)元件且因此省略了它們的詳細(xì)描述。
圖22示出了其中在圖20和21所示的層疊結(jié)構(gòu)中兩芯片層疊的IC卡微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)；由于用于IC卡微型計(jì)算機(jī)9的兩個(gè)芯片是同一種類和尺寸相同，因此其間插入的用于隔片的虛擬芯片67不直接疊加它們之上。如需要快閃存儲(chǔ)器8可以以相同的方式采取一個(gè)芯片或三個(gè)或更多芯片的芯片疊層。
盡管根據(jù)實(shí)施例具體地描述了由本發(fā)明人進(jìn)行的上述本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于它們。不用說(shuō)在不脫離其本質(zhì)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行另外的各種改變。
例如，本發(fā)明不僅可以廣泛地應(yīng)用于基于MMC標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)卡而且可以廣泛地應(yīng)用于基于其他標(biāo)準(zhǔn)的多功能形式的存儲(chǔ)卡。因此，可以適當(dāng)?shù)馗淖兺獠窟B接端子的功能、陣列和數(shù)目等。此外，該存儲(chǔ)器不局限于快閃存儲(chǔ)器，而是可以是其他存儲(chǔ)形式的存儲(chǔ)器如鐵磁存儲(chǔ)器。安全控制器不局限于基于ISO/IEC15408的鑒定/驗(yàn)證體系實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證功能的控制器。可以僅由微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行加密/解密。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)卡，包括耦接到多個(gè)外部端子的接口控制器；耦接到所述接口控制器的存儲(chǔ)器；以及耦接到所述接口控制器的安全控制器，其中所述接口控制器、所述存儲(chǔ)器和所述安全控制器安裝在形成有所述多個(gè)外部端子的布線板上，其中所述多個(gè)外部端子包括第一外部端子和第二外部端子，其中所述第一外部端子將第一工作電源提供到所述接口控制器和存儲(chǔ)器，其中所述第二外部端子能提供第二工作電源到所述安全控制器，以及其中耦接到所述安全控制器的所述接口控制器的接口單元接收來(lái)自所述第二外部端子的所述第二工作電源，且由此能停止從所述第一外部端子提供所述第一工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)卡，其中在停止從所述第一外部端子提供所述第一工作電源的狀態(tài)中所述接口單元被控制為高阻態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的存儲(chǔ)卡，其中所述接口單元在基于提供到所述第一外部端子的第一電源電壓的信號(hào)電平和基于提供到所述第二外部端子的第二電源電壓的信號(hào)電平之間執(zhí)行電平移位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的存儲(chǔ)卡，其中作為所述安全控制器的接口端子的所述多個(gè)外部端子還包括，輸入時(shí)鐘信號(hào)的第三外部端子；用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出的第四外部端子；以及用于復(fù)位信號(hào)的輸入的第五外部端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的存儲(chǔ)卡，其中當(dāng)所述接口控制器識(shí)別其中的第一模式時(shí)第三至第五外部端子耦接到所述安全控制器，以及其中當(dāng)所述接口控制器識(shí)別其中的第二模式時(shí)所述第三至第五外部端子耦接到所述接口控制器作為用于輸入和/或輸出信號(hào)的外部端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的存儲(chǔ)卡，還包括能選擇性地從所述接口控制器斷開所述第三至第五外部端子的開關(guān)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)卡，其中所述安全控制器是具有與外部非接觸接口功能和與外部接觸接口功能的任意一種或兩種的IC卡微型計(jì)算機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的存儲(chǔ)卡，還包括第二安全控制器，所述第二安全控制器是具有與外部接觸接口功能的IC卡微型計(jì)算機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)卡，其中所述安全控制器是能與外部進(jìn)行非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)且設(shè)有允許用于非接觸接口的天線被耦接作為外部端子的天線端子，并且所述天線端子布置在鄰近于所述第二外部端子的所述第一外部端子的附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的存儲(chǔ)卡，其中所述多個(gè)外部端子具有其中在插入存儲(chǔ)卡的方向附近彼此鄰近的列中改變列方向布置的Z字形布局。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的存儲(chǔ)卡，其中在后側(cè)上的布置中提供第二至第五外部端子和所述天線端子，它們?cè)诓迦胨龃鎯?chǔ)卡的方向附近彼此鄰近。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的存儲(chǔ)卡，其中在所述列方向布置的中心部放置所述第二外部端子和所述天線端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的存儲(chǔ)卡，其中所述第二外部端子具有與所述天線端子相關(guān)的Z字形布局。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)卡，其中所述接口控制器、所述存儲(chǔ)器和所述安全控制器分別包括單個(gè)半導(dǎo)體芯片，其中在構(gòu)成所述存儲(chǔ)器的所述半導(dǎo)體芯片上方層疊構(gòu)成所述接口控制器的所述半導(dǎo)體芯片，以及在所述布線板的電極上分別引線鍵合沿它們的半導(dǎo)體芯片的相同方向側(cè)布置的電極焊盤。
15.一種存儲(chǔ)卡，包括耦接到多個(gè)外部端子的接口控制器；耦接到所述接口控制器的存儲(chǔ)器；以及安全控制器，所述接口控制器、所述存儲(chǔ)器和所述安全控制器安裝在形成有所述多個(gè)外部端子的布線板上，所述存儲(chǔ)卡還包括將工作電源提供到所述接口控制器和所述存儲(chǔ)器的第一外部端子；以及除了所述第一外部端子以外提供能提供工作電源到所述安全控制器的第二外部端子，其中所述安全控制器是能與外部進(jìn)行非接觸接口的IC卡微型計(jì)算機(jī)且設(shè)有允許用于非接觸接口的天線被耦接作為外部端子的天線端子，并且所述天線端子布置在鄰近于所述第二外部端子的所述第一外部端子的附近。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的存儲(chǔ)卡，其中所述多個(gè)外部端子具有其中在插入存儲(chǔ)卡的方向附近彼此鄰近的列中改變列方向布置的Z字形布局。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的存儲(chǔ)卡，其中在后側(cè)上的布置中提供所述第二外部端子和天線端子，它們?cè)诓迦胨龃鎯?chǔ)卡的方向附近彼此鄰近。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的存儲(chǔ)卡，其中在所述列方向布置的中心部放置所述第二外部端子和所述天線端子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲(chǔ)卡，其中所述第二外部端子具有與所述天線端子相關(guān)的Z字形布局。
全文摘要
本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)卡裝備有連接到外部連接端子的接口控制器、連接到接口控制器的存儲(chǔ)器以及連接到接口控制器的安全控制器。除了提供工作電源到接口控制器和存儲(chǔ)器的第一外部連接端子以外提供能提供工作電源到安全控制器的第二外部連接端子。連接到安全控制器的接口控制器的接口單元接收來(lái)自第二外部連接端子的工作電源且由此能停止從第一外部連接端子提供工作電源。即使切斷提供到接口控制器的工作電源，接口單元的輸出也不會(huì)變?yōu)椴淮_定狀態(tài)。
文檔編號(hào)G06K5/00GK1595442SQ20041005469
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者西澤裕孝, 樋口顯, 大澤賢治, 和田環(huán), 杉山道昭, 大迫潤(rùn)一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技