CN1460965A

CN1460965A - 组合型ic卡

Info

Publication number: CN1460965A
Application number: CN03136495A
Authority: CN
Inventors: 大山茂郎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: US7178737B2; KR20030091740A; TW200405214A; JP2003346113A; JP4558259B2; TWI232413B; EP1367532B1; CN1460965B; DE60323006D1; US20070012785A1; SG108922A1; EP1367532A1; KR100537965B1

Abstract

一种组合型IC卡，包含通过设置在卡上的接触型通信用端子用于读写数据的接触型接口、利用天线线圈接收通过无线传送来的数据用于读写数据的由非接触型通信用并联共振电路构成的非接触型接口两者。包含利用从接触型通信端子之一的时钟端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的接触/非接触判定电路。这样，可以提供能高精度、稳定进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的组合型IC卡。

Description

组合型IC卡

技术领域

本发明涉及一种具备例如在银行卡中使用的金融类接触式卡中的接触型接口、和例如在火车和公共汽车等中使用的交通类非接触式卡中的非接触型接口两者功能的组合型IC卡，特别涉及是接触型通信还是非接触型通信中的任一种通信的判断。

背景技术

在IC卡中作为通信接口的标准目前多用、或者以后开始会多用的接口有2种。其一是在银行卡等中使用的金融类接触式卡(时钟：3.5MHz，4.9MHz)，其二是在火车和公共汽车等中使用的交通类非接触式卡(时钟：13.56MHz)。

另一方面，将这两者方式的卡的功能集成在1张卡上的组合型IC卡也已经开发出来，在市场上有出现。内藏该接触/非接触2种接口的组合型IC卡，作为采用1张卡可以适用于现存的利用接触型接口的金融类和利用非接触型接口的交通类中的情况，具有比较高的利用价值。

然而，在该组合型IC卡中，需要判断采用接触/非接触的哪一种接口环境的装置。在现有技术中，通过读取要通信的对手侧的时钟判断对手侧的机器是接触方式和非接触方式中的哪一种通信。即，组合型IC卡通过读取对手侧的时钟进行判定。

具体讲，例如在日本国公开专利公报(特表2001-502456号公报(公开日2001年2月20日)中所示那样，以包含在天线线圈中的信号时钟的有无作为函数，如果有时钟则为非接触型通信，如果没有时钟则为接触型通信进行判定。

这时，非接触方式的卡由于从对手侧接收到电磁波传递的信号以及能量后才开始动作，到稳定动作之前需要一定的时间。因此，即使在判定出方式之后也需要下功夫才能正常动作。

但是，在上述现有技术的组合型IC卡中，天线线圈由于是并联谐振电路，在非接触通信中采用的13.56MHz之外也时常振荡。因此，在非接触型通信用时钟的有无的判定中，存在不能稳定进行接触/非接触的判定的问题。即，在上述技术中，非接触通信中采用的13.56MHz之外发送的非接触型通信用时钟被检测到时，也判定成有非接触型通信用时钟，其结果可能造成误动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以高精度并且稳定进行是接触型通信和非接触型通信的哪一种通信的判定的组合型IC卡。

本发明的组合型IC卡，为了达到上述目的，包含

通过设置在卡上的接触端子用于读写数据的接触型接口、

利用天线线圈接收通过无线传送来的数据用于读写该数据的非接触型接口、

利用从上述接触端子之一的CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率、和由上述天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的判定部。

依据上述发明，判定部，利用从接触端子之一的CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率、和由上述天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定。

因此，由于在所输入的接触型通信用时钟的频率和非接触型通信用时钟的频率之间存在明显差异，通过识别该频率，可以提供能高精度、稳定进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的组合型IC卡。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，进一步包含将作为从上述CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的关系，设定成使有效一方的频率比非有效一方的频率快速的设定部。

即，为了进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定，需要将两方的时钟设置成ON状态，如果两时钟的频率相同，则不能进行判定。

因此，在本发明中，设定部将作为从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的关系，设定成使有效一方的频率比非有效一方的频率快速。

因此，可以按照在非接触型通信中从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率成为比由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率慢的一方，而在接触型通信中由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率成为比从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率慢的一方，例如对非接触型通信用时钟抽出电路等的设定部进行设计。

其结果，可以提供能高精度、稳定进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的组合型IC卡。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，分别设置通过上述接触型接口进行数据的通信控制的接触型通信用控制部、和通过上述非接触型接口进行数据的通信控制的非接触型通信用控制部。

因此，可以实现接触型通信以及非接触型通信。

本发明的其他目的、特征、以及优点，在以下的说明中想必可以充分理解。另外，本发明的有利点想必在参照附图的以下说明中能得到理解。

附图说明

图1表示本发明的组合型IC卡的一实施方案的方框图。

图2表示上述组合型IC卡中的时钟抽出电路的构成方框图。

图3表示上述组合型IC卡中的接触/非接触判定电路的构成方框图。

图4表示上述组合型IC卡中的另一接触/非接触判定电路的构成方框图。

图5表示上述组合型IC卡中的又一接触/非接触判定电路的构成方框图。

图6表示上述组合型IC卡中的又一接触/非接触判定电路的构成方框图。

图7(a)～图7(d)表示上述接触/非接触判定电路的动作的波形图。

图8表示上述组合型IC卡中的又一接触/非接触判定电路的构成方框图。

具体实施方式

以下参照图1～图8说明本发明一实施方案。

本实施方案的组合型IC卡，如图1所示，具有作为接触端子的接触型通信用端子10、和非接触型通信用并联谐振电路20的2种通信接口。

上述接触型通信用端子10，由电源端子VCC、复位(RST)端子、时钟(CLK)端子、以及串行通信用I/O端子所构成。在上述时钟(CLK)端子上，从外部输入接触型通信用时钟CLK。该接触型通信用时钟CLK向作为后述的判定装置的接触/非接触判定电路80输出。在上述复位(RST)端子上，从外部输入接触型通信用复位信号RSTB，该接触型通信用复位信号RSTB也向接触/非接触判定电路80输出。另外，上述串行通信用I/O端子，与作为接触型通信用控制装置的UART(UniversalAsychronous Receiver Transmitter：通用异步收发机)1连接。因此，通过接触型通信用端子10，由上述UART1进行接触型通信。

另一方面，设置在上述非接触型通信用并联谐振电路20中的天线线圈21，通过与谐振用电容22一起构成并联谐振电路。由该非接触型通信用并联谐振电路20所接收的接收信号S1，由桥式二极管2进行半波整流。半波整流后的整流信号S2，通过平滑用电容3输入到电压发生电路50，由该电压发生电路50产生内部电源。另外，半波整流后的整流信号S2，也向通电复位电路60输入，该通电复位电路60产生非接触型通信用复位信号RFRSTB，向接触/非接触判定电路80输出。

此外，在上述整流信号S2的电压发生电路50以及通电复位电路60的输入端子与接触型通信用端子10中的电源端子VCC之间，连接二极管4，该二极管4用于不使由天线线圈21所激励的电压出现在接触型通信用端子10上。

另外，由非接触型通信用并联谐振电路20所接收的接收信号S1，通过检波用二极管5由解调电路30进行解调，向作为非接触型通信用控制装置的协议控制电路90输入。进一步，由非接触型通信用并联谐振电路20所接收的接收信号S1，输入给时钟抽出电路40，由该时钟抽出电路40生成非接触型通信用时钟RFCLK。

上述协议控制电路90，在从非接触型通信用并联谐振电路20输入信号的非接触型通信时，获得由上述解调电路30解调后的信号，另一方面由调制电路70进行发送。

另一方面，接触/非接触判定电路80，由时钟抽出电路40生成的非接触型通信用时钟RFCLK、和接触型通信用端子10中来自时钟(CLK)端子的接触型通信用时钟CLK，根据频率的不同进行是接触型通信还是非接触型通信的任一种通信的判定，输出判定信号，同时生成系统复位信号以及系统时钟信号。

然后，利用所生成的系统复位信号以及系统时钟信号使CPU6以及存储器7动作。

在此，对于作为设定装置的上述时钟抽出电路40进行详细说明。

时钟抽出电路40，如图2所示，由电容41、由振荡器用反相器43以及反馈电阻44构成的振荡电路42、波形整形用反相器45所构成。

在该时钟抽出电路40中，由电容41将直流(DC)隔断，从振荡电路42取出信号波形，由波形整形用反相器45进行整形。

上述振荡电路42，在非接触型通信中，与从上述天线线圈21接收的接收信号S1同步在13.56MHz进行振荡。即，时钟抽出电路40，由于是非接触型卡用，当有输入时输出13.56MHz的频率。另外，不是非接触型通信时，振荡电路42，在本实施方案中，在1MHz进行振荡。即，按照有效频率比非有效频率快速那样进行设定。

此外，振荡电路42的振荡频率，并不一定限制在1MHz左右，只要是在3.5MHz或者4.9MHz以下的频率即可。其理由，如后述的图3以及图4所示，采用接触通信用计数器(时钟：3.5MHz，4.9MHz)A，非接触通信用计数器(时钟：13.56MHz)B两种计数器时，由于任一种计数器都始终在对时钟进行计数，在非接触通信用计数器B侧的输入没有时，需要使该非接触通信用计数器B在比接触型卡的频率的3.5MHz以及4.9MHz要低的频率上进行动作。

以下对接触/非接触判定电路80的构成进行详细说明。

接触/非接触判定电路80，如图3所示，分别由接触通信用计数器A和非接触通信用计数器B对接触型通信用时钟CLK非接触型通信用时钟RFCLK进行计数，将首先溢出的任一方在作为切换装置的RS触发器81中保持。这样，利用接触型通信用时钟CLK的频率和非接触型通信用时钟RFCLK的频率之间的差异，可以进行是接触型通信和非接触型通信的哪一种通信的判断。此外，在本实施方案中，虽然采用接触通信用计数器A和非接触通信用计数器B构成差动电路，但并不限定于此，也可以只由接触通信用计数器A和非接触通信用计数器B中的任一方构成。

以下对另一接触/非接触判定电路180的构成进行说明。

即，如图4所示，作为接触/非接触判定电路180，通过在RS触发器181上设置复位输入，可以将初始状态设定成接触型通信状态。这样，通过将初始状态设定成接触型通信状态，可以容易进行产品出厂测试。

以下根据图5对使接触型通信状态优先时的接触/非接触判定电路280的构成进行说明。

即，在使用本实施方案的组合型IC卡时，希望以接触型通信模式进行使用时，如果在其附近正好有非接触型通信用的机械时，有可能产生干扰等问题。

因此，在本实施方案中，如该图所示，对非接触型通信用时钟RFCLK计数的非接触通信用计数器B的值，由接触型通信用时钟CLK定期清除。这样，产生干扰时即接触型通信用时钟的频率和非接触型通信用时钟的频率之间没有差异时，可以使接触型通信优先。

即，高频(非接触用：13.56MHz)时钟，虽然也输入到非接触通信用计数器B的输入上，但在其入口处始终由低频(接触用：3.5MHz或者4.9MHz)时钟施加复位。这时的计数器输出由于没有(输出为「0」)，利用其反相输出成为接触型通信模式。

以下，根据图6以及图7(a)～图7(d)说明在判定出是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信后产生系统复位信号的接触/非接触判定电路380的构成。

即，在非接触型通信模式动作开始的期间，是不稳定状态。在该不稳定状态下，计数器本身也不稳定，并且即使计数器本身能正常动作，由于在非接触型通信模式下组合型IC卡本身的电源通过电磁波从外部供给，在动作刚开始期间内部的CPU6和存储器7等处于不能说是稳定动作的状态。因此，在判定是非接触型通信之后，优先使系统整体复位，从最初开始进行接触和非接触的判定。

因此，在本实施方案中，如图6所示，在非接触通信用计数器B上追加作为复位信号产生装置的1比特381，通过将该输出作为非接触型通信状态时的系统复位信号，在判定是非接触型通信状态之后，明确将系统复位。即，如图7(c)所示，非接触型通信模式成为HIGH状态时的系统复位信号在给定期间为「0」。其结果，由于将系统复位，消除了不稳定的非接触型通信期间，可以进行稳定通信。

以下，根据图8说明在判定出是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信结束后将其接触/非接触判定结果保持的接触/非接触判定电路480的构成。

即，接触/非接触的判定计数器，由于分别与时钟输入连接，在这种情况下一旦判定结果出来后，也有可能受到对手侧的机器或者外部的电磁波等的影响，造成误动作。因此，作为其对策，在本实施方案中，在一旦进行接触/非接触的判定之后，判定用的计数器不动作。

具体讲，如该图所示，在接触/非接触判定电路480中，作为判定结果保持装置的选择器482，利用接触/非接触判定结果切换系统时钟。该系统时钟由计数器C计数后的一定时间之后，通过隔断输入到接触/非接触判定电路480的时钟，可以保持判定结果。

这样，在本实施方案的组合型IC卡中，接触/非接触判定电路80、180、280、380、480，利用从接触型通信用端子10之一的时钟(CLK)端子输入的接触型通信用时钟CLK的频率、和由天线线圈21接收的非接触型通信用时钟RFCLK的频率、之间的差异，可以进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定。

由于上述输入的接触型通信用时钟CLK的频率和非接触型通信用时钟RFCLK的频率之间有明确差异，通过识别该频率，可以提供能高精度、稳定进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的组合型IC卡。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，时钟抽出电路40，作为从时钟(CLK)端子输入的接触型通信用时钟CLK的频率和由天线线圈21接收的非接触型通信用时钟RFCLK的频率之间的关系，使有效一方的频率比非有效的频率快速那样进行设定。

因此，可以按照在非接触型通信中，从时钟(CLK)端子输入的接触型通信用时钟CLK的频率成为比由天线线圈21接收的非接触型通信用时钟RFCLK的频率慢的一方，而在接触型通信中，由天线线圈21接收的非接触型通信用时钟RFCLK的频率成为比从时钟(CLK)端子输入的接触型通信用时钟CLK的频率慢的一方，对时钟抽出电路40进行设计。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，分别设置接触型接口的通过接触型通信用端子10进行数据通信控制的UART1、和非接触型接口的通过接触型通信用并联共振电路20进行数据通信控制的协议控制电路90。

因此，可以实现接触型通信以及非接触型通信。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，在接触/非接触判定电路80中设置的RS触发器81，在初始状态下保持接触型通信状态，在非接触型通信用时钟RFCLK成为由协议所规定的频率时，切换成非接触型通信状态。

即，在非接触型通信时，达到稳定动作需要时间。因此，由于功能测试时等达到稳定之前需要时间，在测试其他组合型IC卡内部功能时，使其成接触型通信模式是很有效的。其结果，通过使初始状态成为接触型通信状态，可以容易进行采用接触型通信的测试。

另外，由于在非接触型通信用时钟RFCLK成为由协议所规定的频率时，由RS触发器81切换成非接触型通信状态，可以可靠进行非接触型通信。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，接触/非接触判定电路280，在接触型通信用时钟CLK的频率和非接触型通信用时钟RFCLK的频率之间没有差异时，优先进行接触型通信。

因此，当接触型通信和非接触型通信出现干扰时，通过优先进行接触通信，即使在出现干扰那样的环境下也可以进行稳定通信。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，1比特381，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，产生系统复位时钟。

其结果，当判定是非接触型通信模式之后，先将系统整体复位，然后，可以从最初开始进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定。

因此，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，通过使系统复位，可以消除内部电路误动作的情况。

另外，在本实施方案的组合型IC卡中，选择器482，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，保持判定结果。因此，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，通过在出现噪声等也不能改变判定结果那样将判定结果保持，即使在噪声多的环境下也可以实现稳定通信。其结果，在判定之后也可以正常动作。

如上所述，本实施方案的组合型IC卡，为了解决上述课题，在包含通过设置在卡上的接触端子用于读写数据的接触型接口、和利用天线线圈接收通过无线传送来的数据用于读写该数据的非接触型接口两者的组合型IC卡中，其特征在于：设置利用从上述接触端子之一的CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率、和由上述天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定的判定装置。

依据上述发明，判定装置，利用从接触端子之一的CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率、和由上述天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：设置将作为从上述CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的关系，设定成使有效一方的频率比非有效一方的频率快速的设定装置。

因此，在本发明中，设定装置将作为从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率之间的关系，设定成使有效一方的频率比非有效一方的频率快速。

因此，可以按照在非接触型通信中从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率成为比由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率慢的一方，而在接触型通信中由天线线圈接收的非接触型通信用时钟的频率成为比从CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率慢的一方，例如对非接触型通信用时钟抽出电路等的设定装置进行设计。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：分别设置通过上述接触型接口进行数据的通信控制的接触型通信用控制装置、和通过上述非接触型接口进行数据的通信控制的非接触型通信用控制装置。

因此，可以实现接触型通信以及非接触型通信。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：在上述判定装置中设置，在初始状态保持接触型通信状态，而当非接触型通信用时钟成为由协议所规定的频率时切换成非接触型通信状态的切换装置。

依据上述发明，设置在判定装置中的切换装置，在初始状态保持接触型通信状态，而当非接触型通信用时钟成为由协议所规定的频率时切换成非接触型通信状态。

即，在非接触型通信时，达到稳定动作需要时间。因此，由于功能测试时等达到稳定之前需要时间，在测试其他组合型IC卡内部功能时，使其成为接触型通信模式是很有效的。其结果，通过使在初始状态成为接触型通信状态，可以容易进行采用接触型通信的测试。

另外，由于在非接触型通信用时钟成为由协议所规定的频率时，由切换装置切换成非接触型通信状态，可以可靠进行非接触型通信。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：上述判定装置，在上述接触型通信用时钟的频率和非接触型通信用时钟的频率之间没有差异时，优先进行接触型通信。

依据上述发明，判定装置，在上述接触型通信用时钟的频率和非接触型通信用时钟的频率之间没有差异时，优先进行接触型通信。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：设置在进行是上述接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后、产生系统复位信号的复位信号产生装置。

即，在非接触通信模式动作开始的期间，处于不稳定状态。因此，在本发明中，复位信号产生装置在进行是上述接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后、产生系统复位信号。

其结果，当判定是非接触型通信模式后，先将系统整体复位，然后，可以从最初开始进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定。

另外，本发明的组合型IC卡，是在上述组合型IC卡中，其特征在于：设置在进行是上述接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后、保持判定结果的判定结果保持装置。

即，如上所述，在非接触型通信时，由于从对手侧以电磁波方式接收到信号和能量后才开始动作，达到稳定动作的程度需要一定时间。

因此，依据本发明，判定结果保持装置，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，保持判定结果。因此，在进行是接触型通信或者非接触型通信的哪一种通信的判定之后，通过在出现噪声等也不能改变判定结果那样将判定结果保持，即使在噪声多的环境下也可以实现稳定通信。其结果，在判定之后也可以正常动作。

此外，在发明的说明书中说明的具体实施方案或者实施例，只不过便于理解本发明的技术内容，并不应该狭义解释成限定在这样的具体例中，只要是在本发明的精神和权利要求所述的范围内，本发明可以进行各种变形后实施。

Claims

1.一种组合型IC卡，包括通过设置在卡上的接触端子用于读写数据的接触型接口(10)、和利用天线线圈(21)接收通过无线电传送来的数据用于读写该数据的非接触型接口(20)双方，其特征在于：具备

利用从所述接触端子之一的CLK端子所输入的接触型通信用时钟的频率、和由所述天线线圈(21)所接收的非接触型通信用时钟的频率之间的差异，进行究竟是接触型通信或者非接触型通信中的哪一种通信的判定的判定装置(80、180、280、380、480)。

2.根据权利要求1所述的组合型IC卡，其特征在于：设置有将作为从所述CLK端子输入的接触型通信用时钟的频率和由天线线圈(21)所接收的非接触型通信用时钟的频率之间的关系，设定成使有效一方的频率比非有效一方的频率快速的设定装置(40)。

3.根据权利要求1所述的组合型IC卡，其特征在于：分别设置有对通过所述接触型接口(10)的数据进行通信控制的接触型通信用控制装置(1)、及

对通过所述非接触型接口(20)的数据进行通信控制的非接触型通信用控制装置(90)。

4.根据权利要求2所述的组合型IC卡，其特征在于：分别设置有对通过所述接触型接口(10)的数据进行通信控制的接触型通信用控制装置(1)、及

5.根据权利要求1～4中任一项所述的组合型IC卡，其特征在于：在所述判定装置(80)中，设置有在初始状态下保持接触型通信状态，而当非接触型通信用时钟成为由协议所规定的频率时切换成非接触型通信状态的切换装置(81、181、481)。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的组合型IC卡，其特征在于：所述判定装置(280)，在所述接触型通信用时钟的频率和非接触型通信用时钟的频率之间没有差异时，优先进行接触型通信。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的组合型IC卡，其特征在于：设置有在进行究竟是所述接触型通信或者非接触型通信中的哪一种通信的判定之后、产生系统复位信号的复位信号产生装置(381)。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的组合型IC卡，其特征在于：设置有在进行究竟是所述接触型通信或者非接触型通信中的哪一种通信的判定之后、保持判定结果的判定结果保持装置(482)。