專利名稱：移動通信終端設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動通信終端設備和一種有效地適用于例如具有認證和結算功 能的蜂窩電話的技術，該移動通信終端設備支持非接觸鄰近通信和通信距離比非接觸鄰近 通信更長的無線通信并且包括在這些類型的通信中的安全處理中利用的安全控制器。
背景技術：
具有非接觸鄰近通信功能的移動終端設備是指添加有非接觸認證和結算功能的 原來打算主要用于任何其它目的的設備(主要打算用于電話呼叫功能等的蜂窩電話)。專 用于非接觸認證和結算功能的單功能卡終端設備基本上不使用電池。它們接收由相對放置 的讀取器/寫入器生成的載波并且使用它的電磁場功率來操作。當移動終端設備還具有它 的非接觸認證和結算功能時，它消耗比卡終端設備更多的功率。因而它無法通過電磁場傳 送供應功率來實現它的功能并且必須最終使用電池。這一點的原因如下不同于卡終端設 備，使移動終端設備為多功能，從而也可以在移動通信處理中使用為非接觸認證和結算實 現安全處理的安全控制器；并且出于這一目的，增加安全控制器的CPU的性能并且還增加 存儲設備的容量而這增加功率消耗。移動終端設備基于從電池供應的功率來工作。然而由于用于設備的主要目的，所 以消耗來自電池的功率并且它可能本身陷入它無法實現它的用于主要目的的功能的情形。 在移動終端設備中，通過監(jiān)視電池的輸出電壓的值來估計電源能力。當估計的值變得等于 或者低于某一電壓值時確定設備已進入不可用狀態(tài)并且停止用于主要目的的功能。然而， 非接觸認證和結算功能未消耗如主要目的這樣多的功率。因此即使在不能實現用于主要目 的的功能的這種電源能力狀態(tài)下仍有以下情況可以實現非接觸認證和結算功能直至值減 少至下一預定電壓值。然而在移動終端設備中配備的非接觸認證和結算功能消耗比專用于非接觸認證 和結算功能的單功能卡終端設備更多的功率。即使它看起來可根據它的電池自放電狀態(tài)來 操作，但是它可操作的時段很短。在用于主要目的的功能停止之后可以實現它的非接觸認 證和結算功能的時段期間可以使用這些功能的可能性不大。因而除非恢復電池的供電能 力，否則無法實現非接觸認證或者結算的可能性高。將以包含用于用戶的往返通行證的電 子信息的移動終端設備為例。如果由于電池剩余容量短缺而無法使用它的非接觸認證功 能，則終端設備無法作為往返通行證來工作。在這一情況下，除非對電池重新充電以將終端 設備帶入可用狀態(tài)，則用戶盡管他/她帶有通行證卻仍然必須以現金支付交通費。專利文獻1描述一種用于減少如下蜂窩電話的功率消耗的技術，該蜂窩電話除了 電話功能之外還具有用于實現非接觸認證功能和結算功能的非接觸IC卡功能部分。根據這一點，為了延長電池的壽命，在電磁場功率變得短缺時向非接觸IC卡功能部分供應電池功率。[專利文獻1]公開號為2006-60700的日本待審專利

發(fā)明內容
然而即使為了嘗試延長電池的壽命在電磁場功率短缺時向非接觸IC卡功能部分 供應電池功率，仍然發(fā)生以下情形。首先，非接觸IC卡功能部分的功率消耗高于專用于非 接觸認證和結算功能的卡終端設備的功率消耗。在這一情形中，預計在僅用電磁場功率時， 在幾乎所有情況下出現功率短缺，并且在許多情況下無法如期延長電池的壽命。本發(fā)明的一個目的在于提供如下移動通信終端設備，即使在來自電池功率的操作 電壓下降時仍可不間斷地使用該移動通信終端設備的通過非接觸鄰近通信(鄰近非接觸 通信)的認證和結算功能。根據本說明書中的描述和附圖將清楚本發(fā)明的上述和其它目的以及新穎特征。下文是對本申請中揭示的本發(fā)明有代表性的要素的主旨的簡述僅在失去來自電池的所需功率供應時才將安全控制器控制成如下模式，在該模式 中它以低功率消耗操作并且非接觸認證和結算功能由外部電磁場功率保證。因此即使在因 使用用于主要目的的通信功能而失去電池剩余容量時仍可使用非接觸認證和結算功能。將 給出更具體的描述。在有來自電池的所需功率供應時，可以通過良好地利用基本上由電池 驅動的安全控制器的高速處理、海量存儲等優(yōu)點來實現高性能、多功能的認證和結算處理。 在其中失去電池剩余容量的異常實例中使得有可能實現最少量認證和結算處理。下文是對本申請中揭示的本發(fā)明有代表性的要素所獲得的效果的主旨的簡述一種移動通信終端設備支持非接觸鄰近通信和通信距離比非接觸鄰近通信更長 的無線通信并且包括可以在這些類型的通信中的安全處理中利用的安全控制器。在這一終 端設備中，即使在來自電池功率的操作電壓下降時仍可不間斷地穩(wěn)定使用通過非接觸鄰近 通信的認證和結算功能。


圖1是圖示了本發(fā)明的移動通信終端設備例子的框圖；圖2是圖示了非接觸鄰近通信單元2的具體例子的框圖；圖3是圖示了安全控制器例子的框圖；圖4是圖示了電壓監(jiān)視電路例子的框圖；圖5是圖示了電源控制單元向內部電路供應操作電壓的模式例子的框圖；圖6是圖示了安全控制器的時鐘供應系統(tǒng)例子的框圖；圖7是圖示了時鐘控制單元例子的框圖；圖8是圖示了時鐘控制單元的另一例子的框圖；圖9是圖示了安全控制器的時鐘供應系統(tǒng)的另一例子的框圖；圖10是圖示了如下時鐘控制電路的控制邏輯例子的框圖，該時鐘控制電路實施 圖9中的時鐘供應系統(tǒng)的功能；圖11是圖示了用于使得有可能使用電源控制電路來選擇程序開始地址的配置例子的框圖；圖12是圖示了如下例子的存儲器映射圖，在該例子中第一程序PGM_F和第二程序 PGM_S映射到固定存儲器區(qū)域中；圖13是圖示了如下例子的存儲器映射圖，在該例子中第一程序PGM_F和第二程序 以映射到任意存儲器區(qū)域中；圖14是圖示了在接通供給安全控制器的功率時發(fā)生的操作例子的流程圖；圖15是圖示了如下例子的框圖，在該例子中實現通過程序區(qū)域激活控制來執(zhí)行 的程序改變控制；圖16是示出了其中安全控制器確定電池電壓VDDb的移動通信終端設備例子的框 圖；圖17是圖示了圖16中的安全控制器的配置例子的框圖；圖18是圖示了在接通供給圖16中的安全控制器的功率時發(fā)生的操作例子的流程 圖；圖19是與圖16中的配置不同的如下移動通信終端的框圖，該移動通信終端配置 成通過移動通信單元向安全控制器4傳遞電池電壓VDDb ；圖20是在非接觸鄰近通信單元確定電池電壓VDDb的情況下使用的移動通信終端 設備的框圖；圖21是圖20中的安全控制器的框圖；圖22是圖示了在接通供給圖20中的安全控制器時發(fā)生的操作例子的流程圖；圖23是在非接觸鄰近通信單元和移動通信單元二者確定電池電壓VDDb時使用的 移動通信終端設備的框圖；圖24是圖23中的安全控制器的框圖；并且圖25是圖示了圖24中的安全控制器的低功率消耗控制的流程圖。
具體實施例方式1.實施例的概況首先將對本說明書中公開的本發(fā)明有代表性的實施例的概況給出描述。在有代表 性的實施例的概況描述中引用的附圖中的帶括號標號僅表明在標號附于的構成要素的概 念中包含的內容例子。<1>在本發(fā)明的一個有代表性的實施例中，一種移動通信終端設備(1)包括非接 觸鄰近通信單元(2)，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元(3)，實現通信距離比非接觸鄰 近通信更長的無線通信并且為這一無線通信進行輸入/輸出控制；安全控制器(4)，使用于 針對非接觸鄰近通信單元和無線通信單元的安全處理中；以及電池(5)。非接觸鄰近通信 單元接收來自非接觸鄰近通信中的載波的電磁場功率和來自電池的電池功率并操作，并且 向安全控制器供應接收的功率。安全控制器確定從非接觸鄰近通信單元供應的功率電壓 (VDDA)是否已經達到指定電平(Vref)。當確定電壓已經達到指定電平時實現控制以減少 安全控制器的電消耗。因而僅在失去來自電池的所需功率供應時才以低功率消耗操作安全控制器，并且 非接觸認證和結算功能由外部電磁場功率保證。因此即使在電池剩余容量因無線通信單元的操作而減少時仍有可能通過非接觸鄰近通信單元使用安全控制器來無間斷地和穩(wěn)定地 使用非接觸認證和結算功能。<2>在上述第<1>節(jié)中的移動通信終端設備中，安全控制器包括為內部操作生成 同步時鐘信號的時鐘控制電路(25)。當確定尚未達到指定電平時，時鐘控制電路與在已經 達到指定電平時相比減少同步時鐘信號(圖7和圖8中的CK)的頻率。通過減少時鐘信號 頻率，使得有可能減少整個安全控制器的電消耗并且良好地利用通過非接觸鄰近通信(鄰 近非接觸通信)的僅最少量認證和結算處理。<3>在上述第<1>節(jié)中的移動通信終端設備中，安全控制器包括為內部操作生成 同步時鐘信號的時鐘控制電路(25)。在確定尚未達到指定電平時，時鐘控制電路中斷向僅 在針對無線通信單元的安全處理中利用的電路供應同步時鐘信號(圖9中的CKl)。因此中 斷向由于電池剩余容量減少而已經未操作的僅在針對無線通信單元的安全處理中利用的 電路供應同步時鐘信號。因而有可能良好地利用通過鄰近非接觸通信的僅最少量認證和結 算處理。<4>在上述第<1>至<3>節(jié)中的任一節(jié)中的移動通信終端設備中，安全控制器在確 定尚未達到指定電平時實現以下處理它中斷向僅在針對無線通信單元的安全處理中利用 的電路供應操作功率(圖5中的Vdd2)。因此中斷向由于電池剩余容量減少而已經未操作 的僅在針對無線通信單元的安全處理中利用的電路供應操作功率。因而有可能良好地利用 通過鄰近非接觸通信的僅最少量認證和結算處理。<5>在上述第<4>節(jié)中的移動通信終端設備中，安全控制器包括程序存儲器單 元(20)；處理器(21)，執(zhí)行由程序存儲器單元保存的程序；第一電路(22)，使用于針對無線 通信單元的安全處理中；以及第二電路(23)，使用于針對非接觸鄰近通信單元的安全處理 中。程序存儲器單元保存第一初始化程序(MIPGM)，用于初始化在針對無線通信單元的安 全處理中使用的電路；第二初始化程序(NIPGM)，用于初始化在針對非接觸鄰近通信單元 的安全處理中使用的電路；第一安全處理程序(MSPGM，RT0S)，使用于針對無線通信單元的 安全處理中；以及第二安全處理程序(NSPGM)，使用于針對非接觸鄰近通信單元的安全處 理中。<6>在上述第<5>節(jié)中的移動通信終端設備中，程序存儲器單元包括第一程序存 儲器單元(41)，用于存儲第一初始化程序和第一安全處理程序；以及第二程序存儲器單元 (40)，用于存儲第二初始化程序和第二安全處理程序。有兩個可選操作模式。在第一操作 模式中，向第一程序存儲器單元和第二程序存儲器單元二者供應操作功率。在第二操作模 式中，僅向第二程序存儲器單元供應操作功率。當中斷向僅在針對無線通信單元的安全處 理中利用的電路供應操作功率時，選擇第二操作模式。由于如上文提到的那樣劃分程序存 儲器單元，所以在僅通過電磁場功率操作安全控制器時可以進一步減少電消耗。<7>在上述第<6>節(jié)中的移動通信終端設備中，處理器在逐個情況的基礎上實現 以下處理當在上電重置時確定電壓已經達到指定電平時，它執(zhí)行第一初始化程序和第二 初始化程序以實現初始化處理；并且在確定電壓尚未達到指定電平時，它執(zhí)行第二初始化 程序以實現初始化處理。在僅通過電磁場功率操作安全控制器時，可以減少因初始化未使 用的非必需電路所致的浪費電消耗。 <8>在上述第<1>至<7>節(jié)中的任一節(jié)中的移動通信終端設備中，非接觸鄰近通信單元在逐個情況的基礎上實現以下處理在來自電池功率的電壓高于預定電壓的情況下， 它在產生電磁場功率時向安全控制器供應電磁場功率而在未產生電磁場功率時向安全控 制器供應電池功率；并且在來自電池功率的電壓等于或者低于預定電壓的情況下，它向安 全控制器供給電磁場功率并且中斷供應電池功率(圖2中的13)。在非接觸鄰近通信單元實現通信操作時，向安全控制器持續(xù)地供應電磁場功率。 在安全控制器確定來自電磁場功率的電壓是比指定電壓更低的電壓并且實現非接觸鄰近 通信時，無論來自電池電源的電壓如何均能夠以減少的功率消耗操作安全控制器。在非接 觸鄰近通信單元實現通信操作時基于無線通信單元將不實現通信這一假設。<9>在上述第<1>至<7>節(jié)中的任一節(jié)中的移動通信終端設備中，非接觸鄰近通信 單元在逐個情況的基礎上實現以下處理在來自電池功率的電壓高于預定電壓時，它至少 向安全控制器供應電池功率；并且在來自電池功率的電壓等于或者低于預定電壓時，它向 安全控制器供應電磁場功率并且中斷供應電池功率。<10>在上述第<8>或者9節(jié)中的移動通信終端設備中，指定電壓和預定電壓彼此 相等。<11>在本發(fā)明的另一實施例中，一種移動通信終端設備包括非接觸鄰近通信單 元，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元，實現通信距離比非接觸鄰近通信更長的無線通信 并且為這一無線通信實現輸入/輸出控制；安全控制器，使用于針對非接觸鄰近通信單元 和無線通信單元的安全處理中；以及電池。非接觸鄰近通信單元接收來自非接觸鄰近通信 中的載波的電磁場功率和來自電池的電池功率，并且確定來自接收的電池功率的電壓是否 已經達到指定電平(圖20中的30B)。安全控制器接收確定結果，并且在確定電壓尚未達到 指定電平時，它實現控制以便減少安全控制器的電消耗。這使得無需提供除了安全控制器 以外的確定功能。在非接觸鄰近通信單元向上述第<1>節(jié)中的移動通信終端設備中的安全 控制器有選擇地供應電磁場功率或者電池功率時，要求采取以下措施不僅在安全控制器 中而且在非接觸鄰近通信單元中提供確定功能。<12>在本發(fā)明的又一實施例中，一種移動通信終端設備包括非接觸鄰近通信單 元，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元，實現通信距離比非接觸鄰近通信更長的無線通信 并且為這一無線通信實現輸入/輸出控制；安全控制器，使用于針對非接觸鄰近通信單元 和無線通信單元的安全處理中；以及電池。非接觸鄰近通信單元接收來自非接觸鄰近通信 中的載波的電磁場功率和來自電池的電池功率，并且確定來自接收的電池功率的電壓是否 已經達到指定電平。在確定尚未達到指定電平時，它發(fā)出指示安全控制器執(zhí)行控制以便減 少電消耗的命令(NCMD)(圖2中的30B)。無線通信單元從電池接收電池功率并且確定來自 接收的電池功率的電壓是否已經達到指定電平。在尚未達到指定電平時，它發(fā)出指示安全 控制器執(zhí)行控制以便減少電消耗的命令(圖23中的30C)。2.實施例的細節(jié)將對實施例給出更具體描述。圖1圖示了本發(fā)明的移動通信終端設備例子。通過向實現所謂移動通信的蜂窩電 話添加包括非接觸鄰近通信功能的IC卡功能來形成圖中所示移動通信終端設備(PDA)l。 具體而言，移動通信終端設備1包括非接觸鄰近通信單元(NFDCOM) 2，實現非接觸鄰近通 信；作為無線通信單元的移動通信單元(MBLCOM) 3，實現通信距離比非接觸鄰近通信更長的無線通信(例如與蜂窩電話等的通信)并且為這一無線通信實現輸入/輸出控制；安全 控制器(SCRCNT) 4，使用于針對非接觸鄰近通信單元2和移動通信單元3的安全處理中；以 及電池(BTRY) 5。盡管在圖中未具體示出，移動通信單元3包括高頻單元，耦合到天線10 ；基帶單 元，實現協(xié)議處理，比如調制發(fā)送數據和解調接收信號；應用處理器單元，實現數據處理，比 如生成發(fā)送數據和對接收數據的顯示控制；液晶顯示器、鍵盤等。具有這些構件的移動通信 單元3實現蜂窩電話的功能并且使用來自電池5的電池電壓VDDb作為操作功率供應來操 作。非接觸鄰近通信單元2在近距離無線通信中向相對放置的讀取器/寫入器 (RDWR) 6發(fā)送數據和從該讀取器/寫入器(RDWR) 6接收數據。將參照圖2對非接觸鄰近通信單元2的具體例子給出初步描述。天線11和與之并 聯(lián)耦合的電容器19形成諧振電路。電源電路12包括均未在圖中示出的整流電路和平滑電 容器。它整流和平滑在天線11接收的作為非接觸通信中的電磁波功率的載波(交流信號) 以生成接收電壓VDDr。向操作電壓確定和選擇電路13輸入接收電壓VDDr和來自電池5的 電池電壓VDDb。在電池電壓VDDb高于預定電壓(例如預計為接收電壓VDDr的電壓(預計 接收電壓))時，操作電壓確定和選擇電路13在逐個情況的基礎上實現以下處理在已經產 生電磁場功率的情況下，它輸出來自這一電磁場功率的接收電壓VDDr作為操作電壓VDDA ； 并且在尚未產生電磁場功率的情況下，它輸出電池電壓VDDb作為操作電壓VDDA。在電池電 壓VDDb等于或者低于預定電壓時，操作電壓確定和選擇電路13輸出接收電壓VDDr作為操 作電壓VDDA。操作電壓VDDA用作對內部電路14和安全控制器4的操作功率供應。在輸入 操作電壓VDDA高于操作使能電壓的上限時，內部電路14逐步降低操作電壓VDDA以生成預 期為接收電壓VDDr的預期接收電壓并且使用它作為內部操作電壓。內部電路14包括接收單元15、發(fā)送單元16、控制單元17和存儲器18。接收單元 14解調在天線11接收的交流信號上疊加的數據并且向控制單元17供應它作為數字接收數 據。發(fā)送單元16基于從控制單元17供應的數字發(fā)送數據將交流信號調制為天線11發(fā)送 的載波。存儲器暫時保存發(fā)送數據和接收數據。作為例子如圖3中所示，安全控制器4包括程序存儲單元(PMRY) 20 ；處理器 (PRCS)21，執(zhí)行由程序存儲器單元20保存的程序；移動通信單元接口電路(MFNC) 22，用于 與移動通信單元3對接；非接觸鄰近通信單元接口電路(NFNC) 23，用于與非接觸鄰近通信 單元2對接；電源控制單元(PWCNT) 24，控制向安全控制器4的功率供應；以及時鐘控制單 元(CKCNT) 25，控制安全控制器4的時鐘。這些構件耦合到內部總線26。移動通信單元接 口電路22耦合到移動通信單元3，而非接觸鄰近通信單元接口電路23耦合到非接觸鄰近通 信單元2。電源控制單元24包括電壓監(jiān)視電路(VdMNT) 30。作為例子如圖4中所示，電壓監(jiān) 視電路30通過比較器(CMP) 31確定從非接觸鄰近通信單元2供應的操作電壓VDDA是否高 于指定電平Vref并且輸出確定信號(tdt。在參考電壓生成電路(VrGNR) 32生成指定電平 Vref。盡管未具體限制，但是將指定電平Vref定義為處于為了安全控制器4使用它的所有 功能來操作而需要的最低電平的電壓、也就是全功能操作保證電壓。這一全功能操作保證 電壓例如是與非接觸鄰近通信單元2的操作電壓確定和選擇電路13確定的預定電壓相同或者略高的電壓。安全控制器4基于在電壓監(jiān)視電路30生成的確定信號Φ dt來實現低功率消耗控 制。下文將以多個引用例子對具有低功率消耗的這一控制模式給出具體描述?！犊刂撇僮麟妷旱墓?中斷》具有低功率消耗的第一控制模式是一種其中控制操作電壓的供應/中斷的方法。作為例子如圖5中所示，電源控制單元24包括第二電源單元34，向安全控制器4 中僅在針對移動通信單元3的安全處理中利用的電路部分供應操作電壓Vdd2 ；以及第一電 源單元35，向其它電路部分供應操作電壓Vddl。第二電源單元34在確定信號ctdt表明尚 未超過指定電平Vref時中斷供應第二操作電壓Vdd2 ；并且第一電源單元35持續(xù)地供應第 一操作電壓Vddl。在圖5中，程序存儲器單元20劃分成單獨地接收操作功率供應從而使能存儲器操 作的第一程序存儲器單元(20_F)40和第二程序存儲器單元(20_S)41。盡管未具體限制， 但是第二程序存儲器單元41存儲用于移動通信的安全處理程序(MSPGM)、用于移動通信的 安全處理初始化程序(MIPGM)和實時OS (RTOS)。盡管未具體限制，但是第一程序存儲器單 元40存儲用于非接觸鄰近通信的安全處理程序(NSPGM)和用于非接觸鄰近通信的安全處 理初始化程序(NIPGM)。根據圖5中的例子，向第二程序存儲器單元41和移動通信單元接口電路(MFNC) 22 供應由第二電源單元34輸出的操作電壓Vdd2。向第一程序存儲器單元40、處理器21、時鐘 控制單元25和非接觸鄰近通信單元接口電路(MFNC) 23供應由第一電源單元35輸出的操 作電壓Vddl。鑒于前述，在確定操作電壓VDDA不高于指定電平Vref時實現以下處理中斷向僅 在針對移動通信的安全處理中利用的電路22、41供應操作電壓Vdd2。由此中斷向由于電 池剩余容量減少而已經未操作的僅在針對移動通信的安全處理中利用的電路供應操作電 壓Vdd2。因而有可能良好地利用通過鄰近非接觸通信的僅少量認證和結算處理。具體而 言，當在電源電路12生成接收電壓VDDr時，非接觸鄰近通信單元2的操作電壓確定和選擇 電路13實現以下處理。也就是說，它在實現非接觸鄰近通信時實現以下處理即使電池電 壓VDDb未等于或者低于指定電平，它仍向安全控制器4供應接收電壓VDDr作為操作電壓 VDDA。因此在實現非接觸鄰近通信時，無論電池電源的電壓如何均能夠以減少的功率消耗 操作安全控制器4。這是基于以下假設在非接觸鄰近通信單元實現通信操作時，無線通信 單元未實現通信。簡言之，在非接觸鄰近通信單元2實現非接觸鄰近通信時，移動通信單元 2未實現移動通信并且安全控制器4僅需能夠為非接觸鄰近通信進行安全處理。向安全控 制器供應接收電壓VDDr作為操作電壓VDDA，并且中斷向對于非接觸認證和結算而言非必 需的移動通信單元接口電路22和第二程序存儲器單元41供應操作功率?！稌r鐘頻率控制》具有低功率消耗的第二控制模式是一種其中控制時鐘頻率的方法。圖6圖示了安全控制器4的時鐘供應系統(tǒng)例子。時鐘控制單元(時鐘控制電路)25 接收確定信號Φ dt并且根據它的值來控制時鐘信號CK的頻率。具體而言，在確定操作電 壓VDD2未高于指定電平Vref時，實現以下處理使時鐘信號CK的頻率比在確定操作電壓 VDD2高于指定電平Vref時更低。通過減少時鐘信號頻率，使得有可能減少整個安全控制器的電消耗并且良好地利用通過鄰近非接觸通信的僅最少量認證和結算處理。圖7圖示了時鐘控制單元25的例子。在這一例子中，時鐘控制單元25包括生成 時鐘信號CKl的第一時鐘源(CKSRC_F)46和生成時鐘信號CK2的第二時鐘源(CKSRC_S)42。 它根據確定信號Φ dt的值使任一時鐘源進行振蕩操作以生成時鐘信號CK。時鐘信號CKl 在頻率上高于時鐘信號CK2。在確定信號ctdt表明操作電壓VDD2等于或者低于指定電壓 Vref時，使第二時鐘源42進行振蕩操作以生成時鐘信號CK。在其它情況下，使第一時鐘源 41進行振蕩操作以生成時鐘信號CK。未進行振蕩操作的時鐘源的輸出保持于高輸出阻抗 狀態(tài)。在選擇第二時鐘源42的操作時，減少因時鐘源的振蕩操作所致的電消耗。圖8圖示了時鐘控制單元25的另一例子。在這一例子中，時鐘控制單元25包括 第一時鐘源(CKSRC) 43，生成時鐘信號CKl ；分頻器電路(CKDIV) 44，對時鐘信號CKl的頻率 進行分頻以生成時鐘信號CK2 ；以及時鐘選擇器電路(CKSLC)45。根據確定信號ctdt的值 來選擇任一時鐘信號CKl或者CK2。在確定信號ctdt表明操作電壓VDD2等于或者低于指 定電壓Vref時選擇時鐘信號CK2而在其它情況下選擇時鐘信號CK1。由于可以合并時鐘 源，所以例如在安全控制器4在一個芯片中形成為半導體集成電路時或者在其它相似場合 時可以減少時鐘控制電路25的芯片占用面積。時鐘源無需形成于安全控制器4中，并且前 述與從外部振蕩器或者外部源供應時鐘信號的情況相同。采用上述時鐘頻率控制使得有可能讓安全控制器4通過監(jiān)視供應的操作電壓 VDD2的值來確定電池5的剩余功率?？梢栽谌我灰韵虑闆r下實現使用來自電磁場功率的接 收電壓VDDr的功率節(jié)省操作即使在電池中有剩余功率時不實現移動通信而實現非接觸 鄰近通信的情況；以及中斷電池功率供應的情況?！犊刂茣r鐘信號的供應/中斷》具有低功率消耗的第三控制模式是一種其中控制時鐘信號的供應/中斷的方法。圖9圖示了安全控制器4的時鐘供應系統(tǒng)的另一例子。時鐘控制電路25向僅在 針對移動通信的安全處理中使用的移動通信單元接口電路22供應時鐘信號CKm而向其它 電路部分供應時鐘信號CKn。盡管未具體示出，但是時鐘信號CKm和CKn在頻率上相同。在 圖9中的例子中，時鐘控制單元25在逐個情況的基礎上操作如下在確定信號ctdt表明操 作電壓VDDA高于指定電壓Vref時，它向相應電路供應時鐘信號CKm和CKn 二者；并且在確 定信號表明操作電壓VDDA低于指定電壓Vref時，它中斷供應時鐘信號CKm。通過有 選擇地中斷供應時鐘信號CKm來實施如下使得有可能減少整個安全控制器的電消耗并且 良好地利用通過鄰近非接觸通信的僅最少量認證和結算處理。圖10圖示了用于實現圖9中的功能的時鐘控制電路25的控制邏輯的例子。時鐘 控制電路25包括輸出時鐘信號CKn的時鐘源(CKSRC) 50。響應于確定信號Φ dt的高電平， 它從NAND門51輸出時鐘信號CKn作為時鐘信號CKm?！冻绦蚋淖儭肪哂械凸β氏牡牡谒目刂颇Ｊ绞且环N其中控制改變由處理器21執(zhí)行的程序的 方法。圖11圖示了用于使得有可能使用電源控制電路來選擇程序開始地址的配置例 子。第一開始地址寄存器(SAREG_F)61保存用于在處理器21的控制之下使安全控制器4的 所有功能可用的第一程序的開始地址。第二開始地址寄存器(SAREG_S)62保存用于在處理器21的控制之下為安全控制器4的非接觸鄰近通信實現安全處理的第二程序的開始地址。盡管未具體限制，但是在安全控制器4上電重置時或者在系統(tǒng)重置時即刻讀取程序開始地 址，并且希望應當在重置之前和之后保存這一地址信息。因此，第一開始地址寄存器61和 第二開始地址寄存器62可以是專用非易失性存儲器或者非易失性存儲器的一部分，以便 使地址信息可變。可以由ROM等固定地保存它們。地址選擇器60在安全控制器4上電重 置時或者在系統(tǒng)重置時在逐個情況的基礎上在處理器21的未示出的程序計數器(PC)上初 始地設置如下在確定信號表明操作電壓VDDA低于指定電壓Vref時，它設置第二開 始地址寄存器62的開始地址；并且在確定信號ctdt表明操作電壓VDDA高于指定電壓Vref 時，它設置第一開始地址寄存器61的開始地址。盡管未具體限制，但是第一程序包括以如 下順序從它的程序存儲區(qū)域的開始地址存儲的以下程序用于移動通信的安全處理初始化 程序(MIPGM)；用于非接觸鄰近通信的安全處理初始化程序(NIPGM)；實時OS(RTOS)；用于 移動通信的安全處理程序(MSPGM)；以及用于非接觸鄰近通信的安全處理程序(NSPGM)。第 二程序包括以如下順序從它的程序存儲區(qū)域的開始地址存儲的以下程序用于非接觸鄰近 通信的安全處理初始化程序(NIPGM)；以及用于非接觸鄰近通信的安全處理程序(NSPGM)。 作為例子如圖12中所示，第一程序PGM_F和第二程序？611_5相互完全分開地存儲于程序存 儲器20中。第一程序PGM_F#儲于初始地址為地址0的區(qū)域中，而第二程序PGM_S存儲于 初始地址為地址Y的區(qū)域中。在通過將第一開始地址寄存器(SAREG_F)61和第二開始地址 寄存器(SAREG_S)62映射到如圖13中所示的存儲器空間來使得能夠改寫它們時，第一程序 PGM_F和第二程序PGM_S可以映射到任意存儲器區(qū)域中。利用上述配置，作為例子如圖14中所示實現處理。也就是說，在接通供給安全控 制器4的功率時，確定它的操作電壓VDDA是否高于指定電壓Vref (Si)。在它例如高于指 定電壓Vref ( = 2. 4V)時，向處理器21 (S2)的程序計數器(PC)加載第一開始地址寄存器 (SAREG_F)61的地址。在加載的地址開始執(zhí)行第一程序并且使安全控制器4的所有功能可 用(S3)。在操作電壓等于或者低于例如指定電壓Vref (2. 2V)時，向處理器21的程序計數 器(PC)加載第二開始地址寄存器(SAREG_S)62的地址(S4)。然后在加載的地址開始執(zhí)行 第二程序，并且在安全控制器4中僅使針對非接觸鄰近通信的安全處理可用(S5)。在電池 功率下降時，在安全控制器4中，僅進行針對非接觸鄰近通信的安全處理所需要的初始化 操作而不進行針對移動通信的安全處理所需要的初始化操作。因此有可能在使用來自電磁 場功率的很少功率的處理中省略浪費性的處理并且保證即刻轉向非接觸鄰近通信。在圖14 中的例子中，僅在接通電源時確定電壓電平。代之以可以隨需監(jiān)視它或者可以持續(xù)地監(jiān)視 它并且可以根據它來修改安全控制器的狀態(tài)。圖15圖示了如下例子，在該例子中通過程序區(qū)域激活控制來控制改變執(zhí)行的程 序。用于第一程序(PGM_F)的存儲器單元(存儲器區(qū)域)71以如下順序從它的存儲區(qū)域 的開始地址保存以下程序用于移動通信的安全處理初始化程序(MIPGM)；用于非接觸鄰 近通信的安全處理初始化程序(NIPGM)；實時OS(RTOS)；用于移動通信的安全處理程序 (MSPGM)；以及用于非接觸鄰近通信的安全處理程序(NSPGM)。用于第二程序(PGM_S)的存 儲單元(存儲區(qū)域)72以如下順序從它的存儲單元(存儲區(qū)域)的開始地址保存以下程序 用于非接觸鄰近通信的安全處理初始化程序(NIPGM)；以及用于非接觸鄰近通信的安全處 理程序(NSPGM)。程序存儲單元(程序存儲區(qū)域)71、72可以是單獨的存儲器或者可以是相同存儲器中的不同存儲器塊；然而至少有選擇地激活它們。程序選擇器(PGMSLC)70在安 全控制器4上電重置時或者在系統(tǒng)重置時在逐個情況的基礎上通過激活控制信號(tmen使 以下存儲單元(存儲區(qū)域)活動如下在確定信號表明操作電壓VDDA低于指定電壓 Vref時，它使第二程序存儲單元(第二程序存儲區(qū)域)72活動；并且在確定信號Φ(1 表明 操作電壓VDDA高于指定電壓Vref時，它使第一程序存儲單元(第一程序存儲區(qū)域)71活 動。將一個激活的存儲單元(存儲區(qū)域)映射到處理器21的存儲器空間，并且在這一存儲 單元(存儲區(qū)域)的初始地址從存儲器空間依次執(zhí)行指令。也利用圖15中的配置，在安全 控制器4中，在電池功率下降時僅實現針對非接觸鄰近通信的安全處理所需要的初始化操 作。未實現針對移動通信的安全處理所需要的初始化操作。因此有可能在使用來自電磁場 功率的很少功率的處理中省略浪費性的處理并且保證即刻轉向非接觸鄰近通信?！队砂踩刂破鞔_定電池電壓》在具有低功率消耗的上述控制中，安全控制器4確定操作電壓VDDA的電平。將對 其中電池電壓VDDb由安全控制器4確定的具有低功率消耗的第五控制模式給出描述。作為例子如圖16中所示，從電池5向安全控制器4直接供應電池電壓VDDb。這 時作為例子如圖17中所示，安全控制器4通過電壓監(jiān)視電路30A來確定電池電壓VDDb是 否已經達到指定電壓Vref。例如在參照圖11描述的程序開始地址選擇中使用所得確定信 號Φ(1 。在這一情況下，如圖18中所示實現處理。也就是說，在接通供給安全控制器4的 功率時，確定電池電壓VDDb是否高于指定電壓Vref (S6)。在它例如高于指定電壓Vref (= 2. 2V)時，向處理器21的程序計數器(PC)加載第一開始地址寄存器(SAREG_F)61的地址。 然后在加載的地址開始執(zhí)行第一程序并且使安全控制器4的所有功能可用(S3)。同時，在 電池電壓等于或者低于例如指定電壓Vref ( = 2. 2V)時，向處理器21的程序計數器(PC) 加載第二開始地址寄存器(SAREG_S)62的地址(S4)。然后在加載的地址開始執(zhí)行第二程 序，并且在安全控制器4中僅使針對非接觸鄰近通信的安全處理可用(S5)。使用確定信號 Φ(1 的用于低功率消耗控制的模式可以是第一模式至第三模式中的任一模式。在圖18中 的例子中，僅在接通電源時確定電壓電平。代之以可以隨需監(jiān)視它或者可以持續(xù)地監(jiān)視它 并且可以根據它來修改安全控制器的狀態(tài)。不同于圖16中的配置，可以如圖19中所示從移動通信單元3向安全控制器4傳 遞電池電壓VDDb?！队煞墙佑|鄰近通信單元確定電池電壓》在具有低功率消耗的上述控制中，安全控制器4確定操作電壓VDDA或者電池電 壓。將對其中電池電壓VDDb由非接觸鄰近通信單元2確定的具有低功率消耗的第六控制 模式給出描述。如圖20中所示，安全控制器4接收指令信號(tinst并且實現上文提到的低功率 消耗控制。這一指令信號對應于非接觸鄰近通信單元2的電壓監(jiān)視電路30B對電池電壓 VDDb的確定結果。電壓監(jiān)視電路30B由參照圖2描述的操作電壓確定和選擇電路13的確 定功能實施。也就是說，它使用用于確定電池電壓VDDb是否高于預定電壓的功能并且向 圖2中的控制單元17傳遞這一確定的結果。控制單元17向安全控制器4輸出指令信號 ctinst。這一例子基于預定電壓等于指定電壓Vref這一假設。在電池電壓VDDb高于預定 電壓時，將指令信號設置成高電平。在電池電壓VDDb等于或者低于預定電壓時，將指令信號設置成低電平。在安全控制器4中，作為例子如圖21中所示，非接觸鄰近 通信接口電路23接收指令信號ctinst。例如在參照圖11描述的程序開始地址選擇中使用 接收的指令信號6inst。在這一情況下，如圖22中所示實現處理。也就是說，在接通供給 安全控制器4的功率時，確定指令信號ctinst的電平(S7)。例如在信號處于高電平(也就 是電池電壓VDDb高于預定電壓，比如2. 2V)時，實現以下處理向處理器21的程序計數器 (PC)加載第一開始地址寄存器(SAREG_F)61的地址(S2)。然后在加載的地址開始執(zhí)行第一 程序并且使安全控制器4的所有功能可用(S3)。同時，在指令信號ctinst的電平為低(也 就是電池電壓VDDb等于或者低于預定電壓，比如2. 2V)時，實現以下處理向處理器21的 程序計數器(PC)加載第二開始地址寄存器(SAREG_S)62的地址(S4)。然后在加載的地址 開始執(zhí)行第二程序，并且在安全控制器4中使針對非接觸鄰近通信的安全處理可用(S5)。 使用指令信號的用于低功率消耗控制的模式可以是第一模式至第三模式中的任一模 式。在應用于電源/中斷控制等的情況下，僅需從非接觸鄰近通信接口電路23向電源控制 電路24供應指令信號(tinst。在圖22中的例子中，僅在接通電源時確定電壓電平。代之 以可以隨需監(jiān)視它或者可以持續(xù)地監(jiān)視并且可以根據它來修改安全控制器的狀態(tài)?！队梢苿油ㄐ艈卧头墙佑|鄰近通信單元二者確定電池電壓》最后將對其中電池電壓VDDb由非接觸鄰近通信單元2和移動通信單元3 二者確 定的具有低功率消耗的第七控制模式給出描述。作為例子如圖23中所示，非接觸鄰近通信單元2包括電壓監(jiān)視電路30B，并且移 動通信單元3包括電壓監(jiān)視電路30C。這是與電壓監(jiān)視電路30B相似的用于確定電池電壓 VDDb的電路。在電壓監(jiān)視電路30B確定電池電壓VDDb已經變得等于或者低于指定電壓時， 非接觸鄰近通信單元2向安全控制器4發(fā)出命令NCMD。同時，在電壓監(jiān)視電路30C確定電 池電壓VDDb高于指定電壓時，移動通信單元3向安全控制器4發(fā)出命令MCMD。如圖24中 所示，命令MCMD由移動通信單元接口電路23接收而命令NCMD由非接觸鄰近通信單元接口 電路23接收。在安全控制器4接收命令MCMD時，它指示如下開始供應參照圖5所述功率 Vdd2 ；增加參照圖7和圖8所述時鐘信號CK的頻率；開始供應參照圖9所述時鐘信號CKl ； 等等。同時，在安全控制器4接收命令NCMD時，它指示如下中斷供應參照圖5所述功率 Vdd2 ；減少參照圖7和圖8所述時鐘信號CK的頻率；中斷供應參照圖9所述時鐘信號CKl ； 等等。因此如圖25中所示，在逐個情況的基礎上實現以下處理如下在向安全控制器4發(fā)出 命令MCMD時，使安全控制器4的所有功能可用(S3)；并且在向安全控制器4發(fā)出命令NCMD 時，僅使針對非接觸鄰近通信的安全處理可用(S5)。處理器對命令做出響應并且由此實現 低功率消耗控制。因此，這一處理主要依賴于軟件與軟件(處理器的操作程序)的差異，因 此可以容易按照實際使用環(huán)境來定制具有低功率消耗的控制模式。至此已經參照實施例對發(fā)明人創(chuàng)造的發(fā)明給出具體描述。然而無需贅言，本發(fā)明 不限于這些實施例并且可以加以各種修改而不脫離其主題內容。將給出一些例子。可以配置非接觸鄰近通信單元的操作電壓確定和選擇電路13 從而實施如下它輸出電池電壓VDDb作為操作電壓VDDA直至電池電壓VDDb變得等于或者 低于預定電壓。通信距離比非接觸鄰近通信更長的無線通信不限于移動通信并且可以是無 線LAN通信等。非接觸鄰近通信無需限于遵循以下標準的通信根據IS0/IEC 14443來國 際標準化的非接觸IC卡標準(鄰近卡通信距離為IOcm或者以下)或者等效標準；或者針對VICC型的IS0/IEC15693或者等效標準?？梢赃m當地修改本發(fā)明。本發(fā)明不僅適用于蜂 窩電話而且適用于各種類型的移動通信終端設備。
權利要求
一種移動通信終端設備，包括非接觸鄰近通信單元，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元，實現通信距離比所述非接觸鄰近通信更長的無線通信和針對這一無線通信的輸入/輸出控制；安全控制器，使用于針對所述非接觸鄰近通信單元和所述無線通信單元的安全處理；以及電池，其中所述非接觸鄰近通信單元接收來自非接觸鄰近通信中的載波的電磁場功率和來自所述電池的電池功率并操作，并且向所述安全控制器供應所述接收的功率，并且其中所述安全控制器確定來自從所述非接觸鄰近通信單元供應的功率的電壓是否已經達到指定電平并且在確定尚未達到所述指定電平時執(zhí)行控制以便減少所述安全控制器的電消耗。
2.根據權利要求1所述的移動通信終端設備，其中所述安全控制器包括為內部操作生成同步時鐘信號的時鐘控制電路，并且 其中在確定尚未達到所述指定電平時，所述時鐘控制電路與在確定已經達到所述指定 電平時相比減少所述同步時鐘信號的頻率。
3.根據權利要求1所述的移動通信終端設備，其中所述安全控制器包括為內部操作生成同步時鐘信號的時鐘控制電路，并且 其中在確定尚未達到所述指定電平時，所述時鐘控制電路中斷向僅在針對所述無線通 信單元的安全處理中利用的電路供應同步時鐘信號。
4.根據權利要求1所述的移動通信終端設備，其中在確定尚未達到所述指定電平時，所述安全控制器中斷向僅在針對所述無線通信 單元的安全處理中利用的電路供應操作功率供應。
5.根據權利要求1所述的移動通信終端設備， 其中所述安全控制器包括程序存儲器單元；處理器，執(zhí)行由所述程序存儲器單元保存的程序； 第一電路，使用于針對所述無線通信單元的安全處理中；以及 第二電路，使用于針對所述非接觸鄰近通信電路的安全處理中，并且 其中所述程序存儲器保存第一初始化程序，用于初始化在針對所述無線通信單元的安全處理中使用的電路； 第二初始化程序，用于初始化在針對所述非接觸鄰近通信單元的安全處理中使用的電路；第一安全處理程序，使用于針對所述無線通信單元的安全處理中；以及 第二安全處理程序，使用于針對所述非接觸鄰近通信單元的安全處理中。
6.根據權利要求5所述的移動通信終端設備， 其中所述程序存儲器單元包括第一程序存儲器單元，用于存儲所述第一初始化程序和所述第一安全處理程序；以及 第二程序存儲器單元，用于存儲所述第二初始化程序和所述第二安全處理程序，其中可選擇第一操作模式或者第二操作模式，在第一操作模式中向所述第一程序存儲 器單元和所述第二程序存儲器單元二者供應操作功率供應，在第二操作模式中僅向所述第 二程序存儲器單元供應操作功率供應，并且其中在中斷僅在針對所述無線通信單元的安全處理中利用的操作功率供應的供應時 選擇所述第二操作模式。
7.根據權利要求6所述的移動通信終端設備，其中當在上電重置時確定所述電壓已經達到指定電平時所述處理器執(zhí)行所述第一初 始化程序和所述第二初始化程序以實現初始化處理，并且在確定所述電壓尚未達到所述指 定電平時執(zhí)行所述第二初始化程序以實現初始化處理。
8.根據權利要求1所述的移動通信終端設備，其中在來自所述電池功率的電壓高于預定電壓并且已經產生電磁場功率時所述非接 觸鄰近通信單元向所述安全控制器供應所述電磁場功率，并且在尚未產生所述電磁場功率 時向所述安全控制器供應電池功率，并且其中在來自所述電池功率的電壓等于或者低于所述預定電壓時所述非接觸鄰近通信 單元向所述安全控制器供應所述電磁場功率并且中斷供應所述電池功率。
9.根據權利要求1所述的移動通信終端設備，其中在來自所述電池功率的電壓高于預定電壓時所述非接觸鄰近通信單元至少向所 述安全控制器供應電池功率，并且在來自所述電池功率的電壓等于或者低于所述預定電壓 時向所述安全控制器供應所述電磁場功率并且中斷供應所述電池功率。
10.根據權利要求8所述的移動通信終端設備，其中所述指定電壓和所述預定電壓彼此相等。
11.根據權利要求9所述的移動通信終端設備，其中所述指定電壓和所述預定電壓彼此相等。
12. —種移動通信終端設備，包括非接觸鄰近通信單元，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元，實現通信距離比所述非接觸鄰近通信更長的無線通信和針對這一無線 通信的輸入/輸出控制；安全控制器，使用于針對所述非接觸鄰近通信單元和所述無線通信單元的安全處理；以及電池，其中所述非接觸鄰近通信單元接收來自非接觸鄰近通信中的載波的電磁場功率和來 自所述電池的電池功率，并且確定來自所述接收的電池功率的電壓是否達到指定電平，并且其中所述安全控制器接收所述確定的結果，并且在確定尚未達到所述指定電平時執(zhí)行 控制以便減少所述安全控制器的電消耗。
13.—種移動通信終端設備，包括非接觸鄰近通信單元，實現非接觸鄰近通信；無線通信單元，實現通信距離比所述非接觸鄰近通信更長的無線通信和針對這一無線 通信的輸入/輸出控制；安全控制器，使用于針對所述非接觸鄰近通信單元和所述無線通信單元的安全處理；以及電池，其中所述非接觸鄰近通信單元接收來自非接觸鄰近通信中的載波的電磁場功率和來 自所述電池的電池功率、確定來自所述接收的電池功率的電壓是否已經達到指定電平、并 且在確定尚未達到所述指定電平時發(fā)出指示所述安全控制器執(zhí)行控制以便減少電消耗的 命令，并且其中所述無線通信單元從所述電池接收電池功率、確定來自所述接收的電池功率的電 壓是否已經達到指定電平、并且在確定尚未達到所述指定電平時發(fā)出指示所述安全控制器 執(zhí)行控制以便減少電消耗的命令。
全文摘要
本發(fā)明提供如下移動通信終端設備，即使在來自電池功率的操作電壓下降之后仍可持續(xù)地使用該移動通信終端設備的通過非接觸鄰近通信的認證和結算功能。僅在失去來自電池的所需功率供應時才將安全控制器控制成如下模式，在該模式中它以低功率消耗操作并且非接觸認證和結算功能由外部電磁場功率保證。因此，即使在因使用用于主要目的的通信功能而失去電池剩余容量之后仍可使用非接觸認證和結算功能。具體而言實施如下在有來自電池的所需功率供應時，使得有可能實現高性能、多功能的認證和結算處理從而良好地利用基本上由電池驅動的安全控制器的高速處理、海量存儲等優(yōu)點；并且在其中失去電池剩余容量的異常實例中使得有可能實現最少量認證和結算處理。
文檔編號H04W52/02GK101990284SQ20101023232
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權日2009年8月4日
發(fā)明者今健夫, 小林誠治, 深澤真一, 片山國弘, 鹽田茂雅 申請人:瑞薩電子株式會社