單晶片方案的金融音頻IC卡的製作方法

2023-08-13 09:00:46

本實用新型涉及IC卡技術領域，尤其涉及一種單晶片方案的金融音頻IC卡。

背景技術：

作為同世界接軌的重要手段，金融標準化是國民經濟和社會發展的重要技術基礎性工作。借鑑國外EMV2000標準，中國人民銀行於2005年頒布了《中國金融集成電路(IC)卡規範(2005)》(簡稱PBOC2.0規範)。2010年對PBOC2.0規範做了修編，頒布了《中國金融集成電路(IC)卡規範(2010)》，增加了非接觸式通訊規定和小額支付規範，在應用上修改完善了借貸記功能，增加了自行設計的基於借貸記的小額支付業務，集兼容性、實用性及可操作性於一體，且具有較好的前瞻性，全面推進了金融IC卡的應用。

金融IC卡主要包括接觸式卡、非接觸式卡及接觸/非接觸的雙界面卡。隨著人們對新興支付方式的需求，市場上逐漸出現了金融音頻IC卡。金融音頻IC卡是在金融IC卡內嵌入音頻通信模塊電路，同時具有接觸模塊、非接觸模塊及音頻模塊，使金融IC卡不僅具備傳統的接觸通信模式和非接觸通信模式外，還具備音頻通信模式。

現有技術中，金融音頻IC卡通常採用雙晶片方案，其卡內具有兩顆安全晶片，其中接觸模塊和非接觸模塊共用一顆安全晶片，音頻模塊單獨使用一顆安全晶片，從而使音頻模塊與接觸模塊和非接觸模塊物理上隔絕，相互獨立，互不幹擾。雖然雙晶片方案原理簡單，容易實現且不存在工作模式選通和幹擾的問題，但是仍存在如下缺陷：同時使用兩顆安全晶片，成本高；與現有晶片燒錄流程不兼容，需更改現有燒錄設備和流程，設備改造成本高，代價大：需要在IC卡上放置兩個獨立電路，造成電路的布局走線複雜，加工難度大；使用兩顆安全晶片，數據分別存儲在兩顆安全晶片內，這兩顆晶片物理上相互隔離，互不影響，使用過程中產生故障的概率增加，穩定性和可靠性差，也給兩顆安全晶片內數據的一致性帶來麻煩。

因此，有必要提出一種新的單晶片金融IC卡以解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型需要解決的技術問題是提供一種成本低、加工難度小、兼容性好、安全性高、穩定可靠的單晶片方案的金融音頻IC卡。

本實用新型提供了一種單晶片方案的金融音頻IC卡，包括一顆安全晶片、接觸模塊、非接觸模塊、音頻模塊，其中：

所述安全晶片用於控制、分析和處理數據，控制、分析和處理數據三個模塊共用所述安全晶片；

所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口；

所述非接觸模塊具有非接觸通信功能，包括射頻線圈；

所述音頻模塊具有聲波通信功能，包括開關，蜂鳴片，電池；

所述接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊並聯接入所述安全晶片。

優選的，所述安全晶片包括接觸埠，非接觸埠和音頻埠。

優選的，所述接觸埠為7816接口定義的5個引腳，分別為VCC，GND，CLK，RST和IO這5個引腳；

優選的，非接觸埠為LA和LB兩個引腳，分別與所述射頻線圈的兩端連接；

優選的，音頻埠包括VCC，GND和2個以上的GPIO引腳，其中VCC和GND兩個引腳與接觸埠共用，GPIO引腳數量必須達到2個或2個以上。

優選的，所述音頻模塊包括電池，開關和蜂鳴片，其中電池一極與安全晶片直接連接，另一極與開關直接連接；所述開關有3個引腳，分別為第一引腳，第二引腳，第三引腳，其中第一引腳接所述電池負極，第二引腳接所述安全晶片GND，第三引腳接安全晶片其中1個GPIO引腳，設為GPIO1，在接通開關前，開關的每個引腳都是相互斷開，相互不導通，接通開關後，開關的3個引腳相互導通；蜂鳴片的兩個引腳A和引腳B分別與安全晶片其中2個GPIO引腳連接，其中1個為GPIO1，另1個為GPIO2。

優選的，所述開關串聯於所述電池與安全晶片之間，通過開關控制電池是否向安全晶片供電；同時開關連接著安全晶片的GPIO1，用來區分接觸模塊外部電源供電和音頻模塊電池供電，向安全晶片提供啟動音頻模塊的信號；

優選的，所述蜂鳴片兩個引腳A引腳和B引腳中，A引腳可與VCC，GND或其他GPIO口直接連接，B引腳與安全晶片的GPIO1之外的其他任意1個或幾個GPIO引腳直接連接，用來接收從安全晶片發出的音頻信號。

優選的，所述安全晶片至少具備2個GPIO引腳，其中至少1個用來向蜂鳴片輸出音頻信號，其餘的GPIO口中至少1個用來為區分接觸模塊外部電源供電和音頻模塊電池供電， 同時向安全晶片提供啟動音頻模塊的信號；

優選的，所述接觸模塊包括7816接口，所述7816接口與安全晶片的連接遵循中國金融集成電路(IC)卡相關規範，即與安全晶片的VCC，GND，CLK，RST，IO這5個引腳直接連接。

優選的，所述非接觸模塊包括RF天線，所述RF天線與安全晶片的連接遵循中國金融集成電路(IC)卡相關規範，即所述RF天線與安全晶片的LA和LB這2個引腳直接連接。

優選的，所述安全晶片的GPIO引腳，既可以作為輸出接口，也可作為輸入接口，可根據需要設置為輸入接口或輸出接口。

優選的，所述接觸模塊與音頻模塊共用安全晶片的VCC和GND兩個引腳，在工作時通過VCC和GND為安全晶片供電，區別在於接觸模塊的7816接口與VCC和GND直接連接，工作時外部電源的正負極通過7816接口直接與安全晶片連通；音頻模塊中的電池正極與安全晶片VCC直接連通，負極與安全晶片GND之間串聯了開關，只有在開關閉合時才通過VCC和GND兩個接口向安全晶片。

與相關技術相比，本實用新型的單晶片方案的金融音頻IC卡通過將接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊並聯接入安全晶片，共用一顆安全晶片，使成本和加工難度降低；與現有晶片燒錄流程兼容，無需更改現有燒錄設備和流程，設備改造成本為零；安全性、穩定性和可靠性提高。

附圖說明

圖1為本實用新型單晶片方案的金融音頻IC卡實施例一的結構原理框圖；

圖2為本實用新型單晶片方案的金融音頻IC卡實施例一的電路示意圖；

圖3為本實用新型單晶片方案的金融音頻IC卡實施例二的電路示意圖；

圖4為本實用新型單晶片方案的金融音頻IC卡實施例三的電路示意圖；

圖5為本實用新型單晶片方案的金融音頻IC卡實施例四的電路示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。

實施例一：

請同時參閱圖1和圖2，圖1為本實用新型的單晶片方案的金融音頻IC卡的結構示意 圖；圖2為圖1中單晶片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。所述單晶片方案的金融音頻IC卡包括一顆安全晶片(安全晶片可在市場上直接購買)、接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊。所述安全晶片用於控制、分析和處理數據；所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口；所述非接觸模塊具有非接觸通信功能；所述音頻模塊具有聲波通信功能，其包括開關，電池和蜂鳴片；所述接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊並聯接入所述安全晶片開關。

在本實施例中，所述安全晶片符合PBOC2.0及以上規範。所述音頻模塊與所述接觸模塊、非接觸模塊共同使用同一顆安全晶片，所述音頻模塊的安全性得到保證，降低故障率和生產成本，使所述單晶片方案的金融音頻IC卡安全性高、成本低、穩定性好且可靠性高，無需更改現有寫卡流程，無需改造現有寫卡設備。由於僅採用一顆所述安全晶片，使所述單晶片方案的金融音頻IC卡的整體電路得到簡化，電路設計的自由度更高，降低加工難度。

所述安全晶片包括接觸埠，非接觸埠和音頻埠，其中接觸埠包括VCC，GND，RST，CLK，IO五個接觸式金融IC卡要求的7816接口引腳；非接觸埠包括LA和LB兩個非接觸金融IC卡要求的引腳；音頻埠包括VCC，GND和2個以上的GPIO引腳，其中VCC和GND兩個引腳與接觸埠共用，GPIO引腳數量必須達到2個或2個以上。

所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口：所述7816接口與安全晶片的VCC，GND，CLK，RST，IO五個接觸埠引腳電連接。當需要使用所述單晶片金融IC卡的接觸通信模式時，通過所述接觸埠引腳即可實現與支付終端(未圖示)的信息交換。同時，所述音頻模塊和所述非接觸模塊的工作程序和數據的燒錄設備和燒錄流程可通過所述7816接口寫入。

所述非接觸模塊具有非接觸通信功能，包括射頻線圈：當需要使用所述單晶片金融IC卡的非接觸通信模式時，通過所述非接觸埠引腳LA和LB即可實現與支付終端(未圖示)的信息交換。

所述音頻模塊具有聲波通信功能，包括開關，蜂鳴片和電池：所述開關有3個引腳，分別為第一引腳1、第二引腳2和第三引腳3，當所述開關斷開時，開關的3個引腳相互斷開，其中第一引腳1與電池負極電連接，第二引腳2與安全晶片的GND電連接，第三引腳3與安全晶片的GPIO引腳電連接；所述蜂鳴片有2個引腳，分別與安全晶片的兩個GPIO引腳電連接；所述電池有2個引腳，正極引腳與安全晶片的VCC電連接，負極引腳與所述開 關第一引腳1電連接。但需要使用所述單晶片金融IC卡的音頻通信模式時，按下所述開關，第一引腳1，第二引腳2，第三引腳3導通，所述電池開始向所述安全晶片供電，同時GPIO1的電平發生變化，安全晶片檢測到GPIO1的變化後，所述安全晶片進入音頻通信模式，驅動GPIO2向蜂鳴片發出聲波信號，所述蜂鳴片收到所述安全晶片發出的發聲信號後發出聲波，實現聲波通信。

在本實施方式中，所述電池正極與所述安全晶片VCC電連接，電池負極與所述開關第一引腳1電連接；所述開關第一引腳1與電池負極電連接，第二引腳2與安全晶片的GND電連接，第三引腳3與所述安全晶片的GPIO1電連接；蜂鳴片兩個引腳，引腳A與GPIO1直接電連接，引腳B與GPIO2直接電連接，所述開關和所述電池的連接與實施例1一致。在本實施方式中，只需兩個GPIO引腳資源即可，最大限度地利用了安全晶片的GPIO引腳資源。

所述單晶片方案的金融音頻IC卡的工作原理為：當所述金融IC卡插入讀卡器，ATM等接觸工作模式機器時，所述安全晶片的接觸埠被接通，所述金融IC卡金融進入接觸工作模式；當所述金融IC卡靠近非接觸讀卡器等非接觸模式機器時，RF天線收到電磁信號，並通過電磁信號產生電能，驅動所述安全晶片工作，同時接受和發射電磁信號，所述金融IC卡進入非接觸模式；當所述金融IC卡的所述開關被按下時，電池開始向所述安全晶片供電，驅動所述安全晶片工作，同時GPIO1引腳的電平狀態發生變化，所述安全晶片檢測到GPIO1引腳的電平變化後，所述安全晶片進入音頻工作模式，同時通過GPIO2引腳向所述蜂鳴片發出聲波驅動信號，所述蜂鳴片收到所述安全晶片發出的聲波驅動信號後，發出聲波。

實施例二：

請參閱圖1和圖3，圖3為本實用新型實施例2單晶片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。實施例二與實施例一的區別在於，單晶片方案的金融音頻IC卡中所述電池的正負極進行調換，所述電池負極直接與所述安全晶片的GND直接電連接，所述電池正極直接與所述安全晶片的VCC直接電連接，其餘元器件的接法可與實施例1或實施例2一致。

實施例三

請參閱圖1和圖4，圖4為本實用新型實施例3單晶片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。與實施例1，實施例2，實施例3的區別在於，單晶片方案的金融音頻IC卡中蜂鳴片兩個引腳，引腳A和引腳B，在所述安全晶片GPIO引腳資源豐富的情況下，每個引腳都 可以接任意多個GPIO引腳。圖中GPIO2.x和GPIO3.x中的x表示多個，x為大於或等於1的整數。

實施例四

請參閱圖1和圖4，圖5為本實用新型實施例4單晶片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。

與實施例1，實施例2和實施例3的區別在於，單晶片方案的金融音頻IC卡中蜂鳴片兩個引腳，引腳A和引腳B，引腳A與GND直接電連接，引腳B與GPIO2直接電連接。在此實施例中，蜂鳴片兩個引腳中的一個可以直接與安全晶片的GND直接電連接，也可與VCC直接電連接，即圖5中蜂鳴片引腳A所接的GND引腳可以替換為VCC引腳。

與相關技術相比，本實用新型的單晶片方案的金融音頻IC卡通過將接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊並聯接入安全晶片，共用一顆安全晶片，使成本和加工難度降低；與現有晶片燒錄流程兼容，無需更改現有燒錄設備和流程，設備改造成本為零；安全性、穩定性和可靠性提高。同時通過開關控制音頻模塊處於工作狀態或非工作狀態，避免單晶片金融IC卡同時工作在音頻通信模式和接觸/非接觸通信模式，不影響用戶體驗。

以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。