專利名稱：用于非接觸集成芯片卡連接的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成芯片卡(ICC)接口裝置的設(shè)計(jì)和制造，特別地，涉及非接觸集成芯片卡接口裝置(即控制器)，采用軟件編程方法去識(shí)別和控制非接觸集成芯片卡，如已知的智能卡，以及提供非接觸集成芯片卡連接路徑的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO14443、ISO15693和其它專有標(biāo)準(zhǔn)的非接觸集成芯片卡裝置，例如飛利浦的MIFARE和索尼的FeliCa具有比接觸集成芯片卡裝置更多的優(yōu)點(diǎn)，例如因?yàn)椴恍枋褂脵C(jī)械的連接器而對周圍環(huán)境的耐受力和使用方法。這些非接觸卡的流行帶動(dòng)了對高級(jí)的連接系統(tǒng)、裝置和方法的需求。
對于傳統(tǒng)的接觸集成芯片卡裝置，一個(gè)工業(yè)上的改進(jìn)就是免除芯片/智能卡接口裝置(CCID)規(guī)范，讓裝置的通用軟件接口支持上述標(biāo)準(zhǔn)，也就是說，各種不同的集成芯片卡裝置可以被符合CCID規(guī)范及其派生出的規(guī)范的裝置支持。
然而，這些傳統(tǒng)的支持裝置被設(shè)計(jì)成支持傳統(tǒng)接觸集成芯片卡裝置的接口，而不能支持非接觸集成芯片卡裝置。同樣地，創(chuàng)造能連接非接觸集成芯片卡裝置的獨(dú)立的和完整的支持裝置會(huì)產(chǎn)生額外的成本和接觸、和對非接觸集成芯片卡裝置的重復(fù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一個(gè)用于連接非接觸集成芯片卡和具有通用串行總線(USB)主輸入/輸出總線接口的主計(jì)算機(jī)的方法和設(shè)備，其包括一個(gè)第一邏輯單元、一個(gè)第二邏輯單元和一個(gè)第三邏輯單元。所述第一邏輯單元檢測一個(gè)與非接觸集成芯片卡通信的外部射頻電路的存在。第二邏輯單元包括一個(gè)芯片/智能卡接口裝置(CCID)接口，其中當(dāng)?shù)谝贿壿媶卧_定檢測到所述射頻電路存在時(shí)，所述CCID接口被啟動(dòng)。第三邏輯單元將由所述CCID接口接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)與所述USB主輸入/輸出總線接口相兼容的格式，以便連接所述非接觸集成芯片卡和主計(jì)算機(jī)。


本發(fā)明的實(shí)施例所主張的主旨的特征和優(yōu)勢將通過下述詳細(xì)說明以及參考附圖而變得更為明顯，其中圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的非接觸集成芯片卡控制器的方塊圖。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的射頻模塊設(shè)備和相關(guān)元件圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝有非接觸集成芯片卡連接路徑的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)圖。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于識(shí)別非接觸智能卡的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行述詳細(xì)說明，雖然本發(fā)明的詳述將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意圖包括各種替代、修改、和等效實(shí)施方式，它們也應(yīng)包含在由后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。另外，對于本發(fā)明實(shí)施例的以下詳述，闡明的許多特定細(xì)節(jié)是為了更徹底的理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到?jīng)]有這些特定細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。其他情況下，熟知的方法、程序、元件和電路在此沒有詳述，避免使本發(fā)明特征模糊不清。
一般而言，本發(fā)明的實(shí)施例能夠擴(kuò)展CCID裝置以支持非接觸集成芯片卡通信，其可通過包括一個(gè)用于非接觸卡的控制器產(chǎn)生虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)(ATR)而被實(shí)現(xiàn)，使用CCID標(biāo)準(zhǔn)來支持并實(shí)施非接觸集成芯片卡通信。并且，控制器檢測外部支持非接觸集成芯片卡連接的射頻電路的存在，并且基于所述檢測結(jié)果來修正裝置的運(yùn)作。另外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一個(gè)模塊化方法使非接觸集成芯片卡通過一個(gè)連接器連接。并且，本發(fā)明實(shí)施例還提供使用由控制器提供的虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)、以及通過使非接觸集成芯片卡的序列號(hào)和具有已知卡特征的查找表相匹配的輪詢(polling)技術(shù)來識(shí)別非接觸集成芯片卡的方法。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可以采用通用CCID軟件結(jié)構(gòu)來支持接觸集成芯片卡接口裝置和非接觸集成芯片卡接口裝置。本發(fā)明實(shí)施例和其它優(yōu)點(diǎn)在下面將進(jìn)一步描述。
本發(fā)明的實(shí)施例是針對支持、設(shè)計(jì)和制造集成芯片卡接口裝置，如所知的“智能卡”。雖然在說明書中描述的實(shí)施例針對集成芯片卡接口裝置，但是所述術(shù)語“集成芯片卡接口裝置”和“智能卡”可以在整個(gè)說明書交換使用。
本發(fā)明的實(shí)施例描述采用USB芯片/智能卡接口裝置規(guī)范或由其派生出的規(guī)范來支持非接觸集成芯片卡接口裝置。然而本發(fā)明的其它實(shí)施例也可以采用除了所述CCID規(guī)范外的任何接口，來支持非接觸集成芯片卡接口裝置。
依照對計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行操作的過程、步驟、邏輯塊、處理、及其它象征性表達(dá)，存在有以下詳細(xì)描述的某些部分。這些描述和表達(dá)是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域技術(shù)人員為了把他們工作的主旨更有效地傳達(dá)給其它本領(lǐng)域技術(shù)人員而使用的手段。在此，過程、計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟、邏輯塊等通常被設(shè)想為達(dá)到所期望的結(jié)果的自組順序的步驟和指令。這些步驟是需要物理量進(jìn)行實(shí)體操作的步驟。通常，雖然是不必要的，但是這些物理量可以采取能夠被存儲(chǔ)、發(fā)送、結(jié)合、比較和在其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行操作的電或磁信號(hào)的形式。已經(jīng)多次證明，為了便于使用，所述信號(hào)指的是作為比特、值、碼元、符號(hào)、字符、術(shù)語、數(shù)量等的這些信號(hào)。
然而，應(yīng)該注意到，全部這些或類似術(shù)語和適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應(yīng)用于這些量的標(biāo)號(hào)。除非具體的描述，否則從下面的討論中可見，在本發(fā)明中，將采用如“檢測”、“轉(zhuǎn)換”、“比較”等進(jìn)行的討論指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(如圖3中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300)或類似的電子計(jì)算裝置的運(yùn)作和處理，操作并將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)寄存器和存儲(chǔ)器中的顯示成物理(電子)量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成、其它類似的在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器、寄存器或其它如信息存儲(chǔ)、傳送或顯示裝置中的顯示成物理(電子)量的數(shù)據(jù)。
圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的非接觸集成芯片卡控制器100的方塊圖，該非接觸集成芯片卡控制器100能夠識(shí)別和支持一個(gè)非接觸集成芯片卡接口裝置?？刂破?00實(shí)現(xiàn)將一個(gè)USB接口101連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如圖3所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所述USB接口是一個(gè)雙線信號(hào)結(jié)構(gòu)，其操作一個(gè)打包協(xié)議來傳送控制、狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息，所述信息包括在USB規(guī)范及其派生出的規(guī)范中定義的USB裝置說明符(descriptor)信息。其它實(shí)施例非常適用于具有將任何類型的接口連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300的控制器100。
非接觸集成芯片卡控制器100通過在USB CCID規(guī)范中規(guī)定的接口和類說明符傳送功能性能，其包括CCID規(guī)范兼容所需的CCID通用目的邏輯102。該CCID通用目的邏輯102接受命令并傳送在CCID規(guī)范中規(guī)定的響應(yīng)，在一個(gè)實(shí)施例中，此處的指令和響應(yīng)用于集成芯片卡的控制和數(shù)據(jù)的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，非接觸集成芯片卡控制器100包括一個(gè)用于識(shí)別一個(gè)外部射頻電路(未圖示)是否存在的射頻電路檢測邏輯108。在本實(shí)施例中，它可以通過一個(gè)外部輸入信號(hào)110，例如檢測信號(hào)DETECT#來實(shí)施，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)低輸入用于識(shí)別外部射頻電路。所述外部射頻電路提供在所述集成芯片卡控制器100和集成芯片卡接口裝置(未圖示)之間的無線通信。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)外部射頻電路不存在時(shí)，所述控制器100可以識(shí)別此情況。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器100可以通過USB協(xié)議報(bào)告USB裝置被斷開。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器100通過可選擇的方式報(bào)告沒有連上USB總線。在又一實(shí)施例中，控制器100可以通過CCID通用目的邏輯102報(bào)告一個(gè)集成芯片卡被移除，或者通過包括標(biāo)準(zhǔn)、廠商規(guī)范及CCID訪問的可選擇方法將此信息傳送給主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300。
在一個(gè)實(shí)施例中，射頻電路檢測邏輯108檢測非接觸集成芯片卡控制器100是否連接到射頻電路，該射頻電路用于與集成芯片卡接口裝置通信和控制集成芯片卡接口裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)施可選方式用于識(shí)別非接觸集成芯片卡控制器100是否連接到一個(gè)用于控制集成芯片卡接口裝置的射頻電路。
在任一情況下，當(dāng)本實(shí)施例確定非接觸集成芯片卡控制器100連接到一個(gè)用于控制集成芯片卡接口裝置的射頻電路時(shí)，CCID通用目的邏輯102通過CCID方法可以確定一個(gè)集成芯片卡接口裝置的固定存在，并將其報(bào)告給集成芯片卡應(yīng)用軟件，例如在一個(gè)實(shí)施例的規(guī)范中，通過在CCID中定義的RDR_to_PC_SlotStatus消息來報(bào)告?？蛇x擇地，在另一個(gè)實(shí)施例中，上述確定存在的信息可以通過廠商規(guī)范方法被傳送，例如通過由CCID轉(zhuǎn)義(Escape)邏輯104處理的CCID轉(zhuǎn)義(Escape)命令通信來傳送。在一個(gè)采用輪詢方法的可選實(shí)施例中，卡檢測輪詢邏輯109或集成芯片卡應(yīng)用軟件通過直接訪問所述射頻電路接口107來重復(fù)地確認(rèn)非接觸智能卡的存在。
一般來說，CCID規(guī)范被設(shè)計(jì)用于控制接觸集成芯片卡接口裝置，而不支持非接觸卡的操作。在另外一個(gè)實(shí)施例中，所述CCID轉(zhuǎn)義(Escape)邏輯104能夠把CCID轉(zhuǎn)義(Escape)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)映射到其它廠商規(guī)范寄存器106。例如廠商規(guī)范寄存器106包括配置控制器100性能的寄存器，如將電源提供給外部電路的性能或識(shí)別外部射頻電路類型的性能。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，非接觸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器邏輯105一般用于控制在CCID通用目的邏輯102和射頻電路接口107之間通常由標(biāo)準(zhǔn)CCID命令結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組成的信息流。上述數(shù)據(jù)流允許在運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300上運(yùn)行的集成芯片卡應(yīng)用軟件中使用標(biāo)準(zhǔn)CCID數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不允許使用上述非接觸集成芯片卡控制器的廠商規(guī)范的、唯一的、轉(zhuǎn)義(Escape)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
例如，非接觸集成芯片卡控制器100包括允許一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)CCID軟件接口的增強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)CCID軟件接口用于集成芯片卡應(yīng)用軟件，包括預(yù)先定義的虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)邏輯103，該虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)邏輯103產(chǎn)生一個(gè)傳統(tǒng)的自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含預(yù)先定義在集成芯片卡控制器100中的數(shù)據(jù)單元。傳統(tǒng)方法是通過接觸直接從集成芯片卡接口裝置獲得自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)；然而，非接觸集成芯片卡接口裝置一般不包括自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，改為使用一個(gè)序列號(hào)方法來識(shí)別。同樣地，在本實(shí)施例中，非接觸集成芯片卡控制器100中的自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)邏輯103通過一個(gè)傳統(tǒng)的CCID命令和響應(yīng)方法來與主機(jī)算機(jī)300通信，如以下有關(guān)于圖4的描述。
在另一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，所述規(guī)范包括廠商規(guī)范命令，在CCID規(guī)范中稱為轉(zhuǎn)義(Escape)命令，其可以用于擴(kuò)展集成芯片卡控制或其它未指定的元件。在一個(gè)實(shí)施例中，非接觸集成芯片卡控制器100采用CCID轉(zhuǎn)義(Escape)指令使非接觸集成芯片卡連接。通過用CCID轉(zhuǎn)義(Escape)邏輯104處理CCID轉(zhuǎn)義(Escape)指令，CCID轉(zhuǎn)義(Escape)邏輯104傳送用于非接觸集成芯片卡控制和與一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器105通信的CCID轉(zhuǎn)義(Escape)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器105具備這樣的邏輯，即，將所述CCID轉(zhuǎn)義(Escape)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)映射到適用于射頻電路接口107的格式。也就是說，使用在傳統(tǒng)系統(tǒng)中的CCID轉(zhuǎn)義(Escape)命令通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器105被映射，從而提供用于控制非接觸集成芯片卡接口裝置(未圖示)的命令。
射頻電路接口107是傳統(tǒng)的三種類型集成的、附屬通用異步接收器/發(fā)送器(UART)、附屬串行外圍接口(SPI)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述集成類型包括在非接觸集成芯片卡控制器100中的射頻電路，用于傳送和接收適于非接觸集成芯片卡通信的射頻信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，集成射頻電路的射頻要求由ISO14443和ISO15693標(biāo)準(zhǔn)定義。在一個(gè)實(shí)施例的在UART模式中，發(fā)送和接收兩個(gè)信號(hào)在所述控制器100和一個(gè)外部射頻電路之間提供一個(gè)異步數(shù)據(jù)路徑。在此情況下，所述發(fā)送信號(hào)是一個(gè)發(fā)送通道，所述接收信號(hào)是一個(gè)接收通道。在附屬SPI模式中，至少三個(gè)信號(hào)在所述控制器100和一個(gè)外部射頻電路之間提供一個(gè)同步數(shù)據(jù)路徑，例如，一個(gè)時(shí)鐘(CLK)提供一個(gè)輸入和輸出信號(hào)的定時(shí)基準(zhǔn)。
圖2所示為通過一個(gè)前端線纜209連接到主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如圖3中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300)的射頻模塊設(shè)備200。該射頻模塊設(shè)備200用于和一個(gè)非接觸集成芯片卡接口裝置進(jìn)行無線通信。圖2所示的前端線纜209通過一個(gè)主連接器208(例如柔性扁平線纜[FFC]或柔性印刷電路[FPC]連接器等)插入射頻模塊200。在本實(shí)施例中，前端線纜209將功率從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300傳遞到射頻模塊設(shè)備200。同樣地，主連接器208包括適當(dāng)?shù)倪B接器單元，例如功率單元213、接地單元211和數(shù)據(jù)單元212，使得功率得以從主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300傳遞到射頻模塊200。
在本實(shí)施例中，前端線纜209包括一個(gè)模塊檢測信號(hào)210，用以識(shí)別射頻模塊200的存在。也就是說前端線纜209能夠支持一個(gè)主連接器208上適當(dāng)?shù)臋z測信號(hào)單元210，以使模塊檢測信號(hào)210與射頻模塊200連接。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)通過在射頻模塊設(shè)備200上連接(例如短路311)(例如，當(dāng)接地單元211連接到模塊檢測單元210時(shí))，主系統(tǒng)通過采樣模塊檢測信號(hào)210能夠判定所述射頻模塊200的存在。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，模塊檢測信號(hào)210可以斷定一個(gè)包含在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300內(nèi)的上拉電阻上的邏輯低電平。同樣地，通過這個(gè)程序，當(dāng)模塊檢測信號(hào)210采樣到一個(gè)邏輯低電平時(shí)，射頻模塊200是存在的。
另外，所述射頻模塊200包括用于控制非接觸集成芯片卡接口裝置(例如符合ISO14443、ISO15693規(guī)范或其它任何用于非接觸集成芯片卡連接的行業(yè)或?qū)Ｓ袠?biāo)準(zhǔn)的特定集成芯片卡接口裝置)并且與其通信的射頻集成電路201。在一個(gè)實(shí)施例中，射頻集成電路201包括一個(gè)或多個(gè)與主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300通信的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過前端線纜209提供射頻模塊200和主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300之間的通信。主連接器208通過適當(dāng)?shù)木€纜連接數(shù)據(jù)單元212適應(yīng)所述通信協(xié)議。該數(shù)據(jù)接口可以是上述UART或SPI類型。
在一個(gè)實(shí)施例中，射頻模塊200包括一個(gè)印刷電路板202。圖2中的印刷電路板包括射頻集成電路201、主連接器208、天線連接器205和其它射頻模塊元件206，例如那些用于針對特殊天線214和環(huán)境條件調(diào)諧射頻電路的元件。在一個(gè)實(shí)施例中，通過傳統(tǒng)的焊接技術(shù)將這些元件固定到印刷電路板上，在實(shí)施例中的所有元件都是無鉛的，以便所述模塊符合世界范圍的涉及到鉛的健康和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，并將其引入本發(fā)明的其它實(shí)施例。
在一個(gè)實(shí)施例中，天線連接器205啟動(dòng)一個(gè)線纜附屬天線214，用于分離在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300上的射頻模塊位置限制和天線位置限制。例如，天線214由柔性印刷電路材料制成，包括與射頻模塊200上的FPC天線連接器205直接相配合的連接點(diǎn)端子204。在另一個(gè)實(shí)施例中，天線214的結(jié)構(gòu)包括一片鐵酸鹽薄片203，用作一個(gè)磁性絕緣體，從而限制其它環(huán)境條件對非接觸射頻通信的影響，例如其它附近的元件的影響。所述鐵酸鹽薄片203的典型厚度在0.5mm到1.5mm之間。
圖3所示為裝有非接觸集成芯片卡連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300包括一個(gè)中央處理器(CPU)301，其操作存儲(chǔ)在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)302內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并通過一個(gè)中央核芯片組邏輯元件305連接其它計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。芯片組305一般通過加速圖形端口(AGP)總線連接到一個(gè)用于用戶視頻顯示的圖形處理器303。所述圖形子系統(tǒng)包括一組圖形動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)，用以存儲(chǔ)視頻相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。芯片組305通常連接到系統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)306，HDD306部分地用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用和用戶數(shù)據(jù)文件。芯片組305通常連接到音頻子系統(tǒng)。例如，音頻子系統(tǒng)包括一個(gè)用于揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)音頻連接的音頻編解碼器(CODEC)307。芯片組305還連接到網(wǎng)絡(luò)連接部308，從而實(shí)現(xiàn)有線和/或無線局域網(wǎng)(LAN)連接，例如，所述連接能夠?qū)崿F(xiàn)和執(zhí)行因特網(wǎng)協(xié)議。芯片組305還通過主總線接口例如USB串行總線接口309和其它IO連接310而連接到各種外圍元件，其它IO連接310可以包括外圍設(shè)備互聯(lián)(PCI)、PCI-Express和IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，雖然其它IO連接310在其它可選實(shí)施例中可以被使用，但是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300通過USB串行總線接口309連接到非接觸集成芯片卡控制器100?？刂破?00能夠檢測到包含外部射頻電路的射頻模塊200的存在。射頻模塊200與非接觸集成芯片卡接口裝置進(jìn)行無線通信。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器100采樣稱作DETECT#110的信號(hào)線來判定射頻模塊200的外部射頻電路的存在，如前面所述。具體來說，射頻模塊200包括主連接器208，主連接器208包括接地單元211和檢測單元210。射頻模塊200還包括在該模塊上連接地和DETECT#110的短路311。在一個(gè)實(shí)施例中，通過上述設(shè)置，非接觸集成芯片卡控制器100能夠使用直接來自線纜209的檢測信號(hào)以識(shí)別射頻模塊200的存在。更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300包括一個(gè)連接到DETECT#信號(hào)的上拉電阻。同樣地，當(dāng)射頻模塊200沒有連接到主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300時(shí)，DETECT#信號(hào)出現(xiàn)一個(gè)高電壓電平，而當(dāng)射頻模塊200連接到主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300時(shí)，DETECT#信號(hào)出現(xiàn)一個(gè)低電壓電平。
射頻模塊200上的主連接器208還包括至少一個(gè)功率單元213和至少一個(gè)接地單元211，用以為射頻模塊200傳送功率和提供基準(zhǔn)接地。另外，主連接器208中還分配至少一個(gè)數(shù)據(jù)單元212，用于顯示一個(gè)由射頻模塊200的射頻集成電路201和非接觸集成芯片卡控制器100共用的通信協(xié)議。
在一個(gè)實(shí)施例中，天線214位于和射頻模塊200分離的印刷電路板上，例如，天線制作在一個(gè)印刷電路板材料上。雖然任何數(shù)量的天線設(shè)計(jì)都是適當(dāng)?shù)?，但是在一個(gè)實(shí)施例中，采用一個(gè)傳統(tǒng)的差分天線214結(jié)構(gòu)。所述差分天線214有兩個(gè)連接單元，位于射頻模塊200上的天線連接器205。通過更詳細(xì)描述，基于環(huán)境條件、天線印刷電路板設(shè)計(jì)和調(diào)諧元件206的限制，一個(gè)實(shí)施例把天線到射頻模塊200的距離限制為最高到5cm。另一方案也可以通過較大型的天線設(shè)和/或更準(zhǔn)確的調(diào)整計(jì)來超過5cm。在實(shí)際的實(shí)施例中，鐵酸鹽薄片203附在天線214上，提供一個(gè)磁性絕緣體。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于確定識(shí)別非接觸集成芯片卡接口裝置的非接觸集成芯片卡軟件應(yīng)用程序流程。在本實(shí)施例中，所述非接觸集成芯片卡的軟件應(yīng)用程序是特定集成芯片卡控制器裝置。在步驟400，本實(shí)施例獲得所述集成芯片卡控制器的ID。在步驟401，本實(shí)施例基于第一步驟400中獲得的集成芯片卡控制器的ID而訪問一個(gè)稱作VALUE的值。例如，本實(shí)施例通過參考集成芯片卡控制器的ID而訪問一個(gè)查找表，以確定上述值VALUE。同樣地，所述非接觸集成芯片卡的軟件應(yīng)用程序能夠識(shí)別集成芯片卡控制器裝置并與集成芯片卡控制器裝置通信。
在步驟402，本實(shí)施例等候非接觸集成芯片卡控制器100傳送一個(gè)卡插入事件。在卡插入事件被傳送后，本實(shí)施例執(zhí)行步驟403，即從控制器100讀取自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)。由于一般的如前所述的非接觸集成芯片卡接口裝置不提供自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)，所以該自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)由控制器100提供。正常的自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)包括由集成芯片卡接口裝置上的復(fù)位、插入或啟動(dòng)的初始信息。
在本實(shí)施例中，依賴判定塊404的輸出而產(chǎn)生一個(gè)走向。判定塊404判斷自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)是否與存儲(chǔ)在步驟401中的值VALUE相匹配。當(dāng)二者不匹配時(shí)，本實(shí)施例返回步驟402并等候一個(gè)新的卡插入事件。可選地，本實(shí)施例也可選擇停止嘗試識(shí)別所述卡。
另一方面，在步驟404，當(dāng)自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)與值VALUE相匹配時(shí)，本實(shí)施例繼續(xù)執(zhí)行步驟405，通過卡規(guī)范協(xié)議從非接觸集成芯片卡讀取序列號(hào)(SSN#)。在步驟406，本實(shí)施例比較所述SSN#和已知序列號(hào)中的每一個(gè)。例如，為了匹配已知的卡，比較SSN#和已知的在一個(gè)表格中序列號(hào)。
在步驟407，當(dāng)二者相匹配時(shí)，本實(shí)施例打開一個(gè)通信通道，基于已知道的從上述SSN#查找表獲得的卡參數(shù)開始與所述卡通信。
另一方面，當(dāng)二者不相匹配時(shí)，本實(shí)施例在步驟409執(zhí)行一個(gè)失敗計(jì)數(shù)比較。也就是說，確定嘗試失敗的次數(shù)。例如，在步驟407，當(dāng)SSN#與已知序列號(hào)不匹配時(shí)，本實(shí)施例將嘗試失敗的次數(shù)值加1。其后，本實(shí)施例決定所述嘗試失敗次數(shù)是否超出預(yù)定的失敗嘗試次數(shù)。如果失敗嘗試次數(shù)超過預(yù)定失敗嘗試次數(shù)，則本實(shí)施例繼續(xù)執(zhí)行步驟410，并且關(guān)閉上述通信通道以停止與任何打開的卡通信。在一個(gè)實(shí)施例中，所述失敗計(jì)數(shù)可以被預(yù)先設(shè)定成1。
另一方面，在步驟409，如果所述嘗試失敗次數(shù)未超出預(yù)定的失敗嘗試次數(shù)，本實(shí)施例返回到步驟405，在第一比較步驟404產(chǎn)生一個(gè)肯定的結(jié)果之后，重復(fù)地讀取所述集成芯片卡的SSN#(例如，使用一個(gè)傳統(tǒng)的輪詢方法)以判定非接觸集成芯片卡接口裝置的存在。
另外，在本實(shí)施例在步驟408打開通信通道之后執(zhí)行步驟405。并且，還可以在本實(shí)施例在步驟410關(guān)閉的通信通道之后返回到步驟405。
本發(fā)明的實(shí)施例適用于擴(kuò)展CCID裝置，使其可通過包括一個(gè)用于非接觸卡的控制器產(chǎn)生虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)來支持非接觸集成芯片卡通信，通過所述傳統(tǒng)CCID方法進(jìn)行通信。另外，在另一個(gè)實(shí)施例中包括一個(gè)檢測支持非接觸集成芯片卡連接的外部支持射頻電路是否存在的控制器，并且基于所述檢測結(jié)果來修正裝置的運(yùn)作。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一個(gè)唯一的模塊方法，允許通過一個(gè)連接器進(jìn)行非接觸集成芯片卡連接，并且本發(fā)明的實(shí)施例包括幾個(gè)用于模塊本身和與主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接的唯一射頻模塊設(shè)計(jì)要求和可分離的天線。而且，本發(fā)明實(shí)施例還適用于非接觸集成芯片卡軟件應(yīng)用方法，采用由控制器提供的虛擬自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)以及通過使非接觸集成芯片卡的序列號(hào)和具有已知卡特征的查找表相匹配的輪詢(polling)技術(shù)，來識(shí)別非接觸集成芯片卡接口裝置或智能卡。
因此，本發(fā)明的CCID軟件結(jié)構(gòu)既可以適用于接觸集成芯片卡接口裝置，也可以適用于新的非接觸集成芯片卡接口裝置(例如智能卡)。另外，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種模塊方法，使非接觸集成芯片卡連接，該非接觸集成芯片卡的連接與傳統(tǒng)的軟件方法相一致，并包括與非接觸智能卡兼容的射頻系統(tǒng)。
雖然之前的描述以及

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，還存在并不脫離本發(fā)明精神范圍本質(zhì)的各種添加、修改及代替，如后附權(quán)利要求的定義。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，許多形式、結(jié)構(gòu)、排列、比例、材料、元件、組件或其他方面經(jīng)修改也可用于本發(fā)明，尤其適用在特定環(huán)境下和特定操作需要時(shí)實(shí)施本發(fā)明，這些都不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。因此，這里揭示的實(shí)施例應(yīng)作為本發(fā)明范圍所有方面的說明，而不是限制性的，本發(fā)明由后附的權(quán)利要求及其合法的等效物表示，并不局限于之前的描述。
權(quán)利要求
1.一種控制器，用于連接一個(gè)非接觸集成芯片卡和一個(gè)具有主輸入/輸出總線接口的主計(jì)算機(jī)，該控制器包括一個(gè)第一邏輯單元，用于檢測一個(gè)外部射頻電路是否存在，其中所述外部射頻電路提供與所述非接觸集成芯片卡的通信；一個(gè)第二邏輯單元，包括一個(gè)芯片/智能卡接口裝置(CCID)接口，其中當(dāng)所述第一邏輯單元檢測到所述外部射頻電路存在時(shí)，所述CCID接口被啟動(dòng)；以及一個(gè)第三邏輯單元，用于轉(zhuǎn)換由所述CCID接口接收到的數(shù)據(jù)，以便將所述非接觸集成芯片卡和主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述第三邏輯單元將由所述CCID接口從所述主計(jì)算機(jī)接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與所述非接觸集成芯片卡相兼容的格式，以便將所述非接觸集成芯片卡和所述主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述第三邏輯單元將從所述非接觸集成芯片卡接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)與所述主輸入/輸出信號(hào)接口相兼容的第二格式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括一個(gè)第四邏輯單元，該第四邏輯單元包括至少一個(gè)預(yù)定的與所述控制器相關(guān)聯(lián)的自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于識(shí)別所述控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述第三邏輯單元將所述以多個(gè)轉(zhuǎn)義命令中的至少一個(gè)的形式接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與所述非接觸集成芯片卡相兼容的所述格式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，響應(yīng)一個(gè)狀態(tài)請求，所述CCID接口傳送一個(gè)預(yù)定的所述非接觸集成芯片卡的確定存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步包括一個(gè)第四邏輯單元，該第四邏輯單元用于通過輪詢技術(shù)確定所述非接觸集成芯片卡的存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述主輸入/輸出總線接口包括一個(gè)通用異步接收器/發(fā)送器信號(hào)接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述主輸入/輸出總線接口包括一個(gè)通用串行總線信號(hào)接口。
10.一種識(shí)別非接觸集成芯片卡的方法，其特征在于，該方法包括在非接觸集成芯片卡控制器上檢測一個(gè)外部射頻電路是否存在，該外部射頻電路用于與所述非接觸集成芯片卡通信；當(dāng)檢測到所述外部射頻電路存在時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)芯片/智能卡接口裝置(CCID)接口；以及轉(zhuǎn)換由所述CCID接口接收到的數(shù)據(jù)，以便將所述非接觸集成芯片卡和一主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的步驟包括將由所述CCID接口從所述主計(jì)算機(jī)接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與所述非接觸集成芯片卡相兼容的格式。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的步驟包括將從所述非接觸集成芯片卡接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)與所述主輸入/輸出信號(hào)接口相兼容的第二格式。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述啟動(dòng)一個(gè)CCID接口的步驟進(jìn)一步包括獲得一個(gè)與所述非接觸集成芯片卡控制器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符；基于所述標(biāo)識(shí)符確定一個(gè)預(yù)定值；以及從所述非接觸集成芯片卡控制器獲得一個(gè)自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述非接觸集成芯片卡控制器包括至少一個(gè)預(yù)定的自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括比較所述自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和所述預(yù)定值，其中所述預(yù)定值對應(yīng)于所述非接觸集成芯片卡控制器裝置；如果所述自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與所述預(yù)定值相匹配，則從所述非接觸集成芯片卡讀取一個(gè)序列號(hào)識(shí)別信息；以及當(dāng)所述序列號(hào)識(shí)別信息與對應(yīng)于有效非接觸集成芯片卡的多個(gè)已知值中的一個(gè)相匹配時(shí)，在所述非接觸集成芯片卡和所述非接觸集成芯片卡控制器之間建立一個(gè)通信通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的步驟進(jìn)一步包括將來自多個(gè)轉(zhuǎn)義命令中的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與所述非接觸集成芯片卡相兼容的格式。
16.一種通過非接觸集成芯片卡交換數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括一個(gè)用于與所述非接觸集成芯片卡通信的射頻電路；一個(gè)連接到所述射頻電路的天線，其用來實(shí)現(xiàn)所述射頻電路和所述非接觸集成芯片卡之間的無線通信；以及一個(gè)主系統(tǒng)附加裝置，用于連接所述射頻電路和一個(gè)主計(jì)算機(jī)，所述主系統(tǒng)附加裝置包括一個(gè)第一信號(hào)單元，給所述設(shè)備提供一個(gè)基準(zhǔn)地電壓；一個(gè)第二信號(hào)單元，給所述設(shè)備提供電源；一個(gè)第三信號(hào)單元，給所述射頻電路提供數(shù)據(jù)輸入/輸出；以及一個(gè)第四信號(hào)單元，當(dāng)所述設(shè)備連接到所述主系統(tǒng)時(shí)，提供指示。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述第四信號(hào)單元、第一信號(hào)單元和所述第三信號(hào)單元連接在一起。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三信號(hào)單元是一個(gè)通用異步接收器/發(fā)送器信號(hào)接口的一個(gè)元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)第五信號(hào)單元，用于給所述第三信號(hào)單元提供一個(gè)定時(shí)時(shí)鐘基準(zhǔn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述主系統(tǒng)附加裝置連接到一個(gè)位于所述主系統(tǒng)里的非接觸集成芯片卡控制器，用于在第一數(shù)據(jù)格式和第二數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述第一數(shù)據(jù)格式與所述非接觸集成芯片相兼容，所述第二數(shù)據(jù)格式與一個(gè)和所述主系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出信號(hào)接口相兼容。
全文摘要
本發(fā)明提供一個(gè)用于連接非接觸集成芯片卡和具有USB主輸入/輸出總線接口的主計(jì)算機(jī)的裝置，該裝置包括一個(gè)第一邏輯單元、一個(gè)第二邏輯單元和一個(gè)第三邏輯單元。所述第一邏輯單元檢測一個(gè)與非接觸集成芯片卡通信的外部射頻電路的存在。第二邏輯單元包括一個(gè)芯片/智能卡接口裝置(CCID)接口，其中當(dāng)?shù)谝贿壿媶卧_定檢測到所述外部射頻電路存在時(shí)，所述CCID接口被啟動(dòng)。第三邏輯單元將由所述CCID接口接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)與所述USB主輸入/輸出總線接口相兼容的格式，以便連接所述非接觸集成芯片卡和主計(jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)G06F3/06GK1841296SQ200610059850
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者尼爾·摩洛, 布萊恩·噢 申請人:美國凹凸微系有限公司