內置ic卡功能的卡形存儲裝置及其適配器以及主機設備的製作方法
2023-09-19 08:29:30
專利名稱：內置ic卡功能的卡形存儲裝置及其適配器以及主機設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及內置有IC卡功能的存儲卡的功能的提高，特別涉及IC卡功能內置存儲卡的電源供給方法的改善。
背景技術：
近年，開發了內置有比名片尺寸大幅度小型化的IC卡功能的存儲卡。可以考慮該存儲卡作為手機等的主機設備的外部存儲器安裝在卡型的適配器中使用。
但是因為存儲卡自身不具有電源，所以需要用某種方法向存儲卡提供電源。對此，已提出了在從安裝存儲卡的電子設備等的主機一側提供電源的，或者切斷該供給時，將其檢測出來並利用從設置在存儲卡上的非接觸通信用的天線通過電磁感應得到的能量的方法(例如參照特開平2002-279378號公報)。
可是，從作為安裝存儲卡的主機設備的電子設備向存儲卡提供電源的方法近年也已多樣化。因此，希望不管從哪一類型的主機設備都可向存儲卡正確地提供電源。
發明內容
依照本發明的第一方面，提供一種卡形存儲裝置，包括用於從主機設備接收電源供給的電源端子；與配備在上述主機設備上的非接觸通信用天線連接的天線端子，上述天線端子接收來自上述天線的信號；具有無線通信功能以及IC卡功能的第1控制電路；包含在上述第1控制電路中，依照來自上述天線的信號生成電源的電源生成電路；包含在上述第1控制電路中，對提供給上述電源端子的電源和來自上述電源生成電路的電源進行切換的切換電路。
依照本發明的第二方面，提供一種主機設備，包括非接觸通信用天線；發生電源的電源電路；連接上述天線、包含具有無線通信功能以及IC卡功能的晶片的卡形存儲裝置的連接單元；上述卡形存儲裝置包含依照來自於上述天線的信號生成電源的電源生成電路；對來自上述電源生成電路的電源和來自上述電源電路的電源進行切換的切換電路；生成控制上述切換電路的命令的主機控制單元。
依照本發明的第三方面，提供一種主機設備，包括非接觸通信用天線；發生電源的電源電路；連接上述天線、包含具有無線通信功能以及IC卡功能的晶片的卡形存儲裝置的連接單元，上述卡形存儲裝置包含依照來自於上述天線的信號來生成電源的電源生成電路；切換來自上述電源生成電路的電源和來自上述電源電路的電源的切換電路；當依靠來自上述電源生成電路的電源使上述卡形存儲裝置動作的情況下，切斷上述電源電路發生的電源的電源控制部件。
依照本發明的第四方面，提供一種適配器，包括卡形的本體；被設置在上述本體內的非接觸通信用天線；與上述天線連接，並與可以進行非接觸通信的卡形存儲裝置連接的連接器。
圖1是表示本發明的實施方式所涉及的存儲卡的主要部分的結構圖。
圖2是表示內置有圖1所示的IC卡功能晶片的存儲卡的結構圖。
圖3是表示在主機設備上安裝圖2所示的存儲卡的安裝狀態的結構圖。
圖4是表示圖2、圖3所示的存儲卡的邏輯接口的圖。
圖5是表示可以安裝圖2所示的存儲卡的卡形的適配器的一個例子的結構圖。
圖6是表示作為可以安裝圖2所示的存儲卡的主機設備的手機的一個例子的結構圖。
圖7是表示作為可以安裝圖2所示的存儲卡的主機設備的手機的另一個例子的結構圖。
具體實施例方式
以下，參照圖面說明本發明的實施方式。
圖2表示卡形存儲裝置，例如表示存儲卡11的實施方式。該存儲卡11例如在卡殼體11-1內，例如收容有卡控制晶片12、非易失性半導體存儲器晶片13，以及IC卡功能晶片14。在存儲卡11的例如一側面上設置連接器15。該連接器15例如具有連接總線16的一端的多個端子；電源電壓VDD；連接接地電位VSS的例如2個端子；連接天線的例如2個端子。
上述卡控制晶片12具有總線接口(I/F)電路12a、存儲器控制單元12b、IC卡控制單元12c。總線I/F電路12a在與上述總線16的另一端連接的同時，與存儲器控制單元12b、IC卡控制單元12c連接。總線I/F電路12a把經由總線16從未圖示的主機設備所提供的時鐘信號CLK、命令CMD、數據DAT0～3等提供給存儲器控制單元12b、0IC卡控制單元12c。把從存儲器控制單元12b、IC卡控制單元12c所提供的例如數據輸出到總線。上述存儲器控制單元12b經由總線17與非易失性半導體存儲器晶片13連接，IC卡控制單元12c經由配線18與IC卡功能晶片14連接。而且，卡控制晶片12為了保護被存儲在非易失性半導體存儲器晶片13中的內容數據的著作權，還具有例如基於公用鑰方式的CPRM(Content Protection for Recordable Media)方式的認證，以及加密/解密的功能。
非易失性半導體存儲器晶片13例如是由NAND型的EEPROM單元構成的快閃記憶體器。該非易失性半導體存儲器13例如用8位寬度的數據、命令接口，依照存儲器控制單元12b的指示執行數據的寫入、讀出以及刪除。
另外，非易失性半導體存儲器晶片13的數據所寫入的區域(數據存儲區域)依照所保存的數據被劃分為多個區域。例如，非易失性半導體存儲器晶片13作為數據存儲區域，具備存儲用戶數據的一般區域，和用於存儲重要的數據的安全區域。一般區域是使用存儲卡11的用戶可以自由地訪問以及使用的區域。安全區域是通過與存儲卡11連接的主機設備21的相互認證，只在主機設備21的正當性得到證明的情況下才可以訪問的區域。
另外，IC卡功能晶片14通過配線18和IC卡控制單元12c連接，經由配線19與連接器15的天線端子連接。該IC卡功能晶片14具有非接觸的無線通信功能，在存儲卡11與主機設備連接的狀態中，能夠經由主機設備的天線進行電磁信號的授受。
IC卡功能晶片14例如是具有信用卡、自動取款卡、預付費(prepaid money)、工作證、作為公共ID的各種許可證或者護照等的所謂IC卡功能的半導體晶片。該IC卡功能晶片14為了實現IC卡功能，例如具有公開鑰密碼(PKIPublic Key Infrastructure)、更堅固的公用鑰密碼(AESAdvanced Encryption Standard等)、耐篡改(tamper)性等的高度的安全功能。為了實現該高度的安全功能，IC卡功能晶片14內置用於保存上述那樣的數據的未圖示的非易失性半導體存儲器。
而且，把從主機設備提供給連接器15的電源端子PW1、PW2的電源電壓VDD、接地電位VSS分別提供給卡控制晶片12、非易失性半導體存儲器晶片13、IC卡功能晶片14。
圖3表示把存儲卡11連接在主機設備21上的狀態。作為主機設備21，例如可以適用手機和卡形的適配器。主機設備21例如具有主機控制單元22、電源電路23、電池26，例如環形的非接觸通信用天線24。主機控制單元22經由總線25與連接器15的多個端子連接。該主機控制單元22發生用於控制存儲卡11的時鐘信號、各種命令以及數據。
另外，把從電源電路23輸出的電源電壓VDD、接地電位VSS分別提供給連接器15的電源端子PW1、PW2。進而，天線24的一端以及另一端與連接器15的天線端子連接。
圖4表示圖3所示的結構的邏輯接口。參照圖4以及圖2、圖3說明概略性的動作。
當從主機設備21訪問存儲卡11的非易失性存儲器13的情況下，依照從主機設備21送出的存儲器訪問命令控制對非易失性半導體存儲器晶片13的數據的寫入或者讀出。即，存儲器控制單元12b經由總線16、總線I/F電路21a把從主機設備21接收到的寫入數據寫入到非易失性半導體存儲器晶片13的一般區域，或者安全區域，把從非易失性半導體存儲器晶片13讀出的數據經由總線I/F電路21a、總線16轉送到主機設備21。
另一方面，當對IC卡功能晶片進行數據的發送/接收的情況下，依照從主機設備21送出的M c EX(Mobile Communication ExtensionStandard)擴展命令控制IC卡功能晶片。即，從主機設備21送出的M c EX擴展命令經由總線16以及總線I/F電路12a提供給IC卡控制單元12c。IC卡控制單元12c根據按照ISO7816的通信協議把接收到的命令數據(C-APDUCommand-Application Protocol Data Unit)發送給IC卡功能晶片14。另外，IC卡控制單元12c用按照ISO7816的通信協議，把從IC卡功能晶片14接收到的數據(R-APDUResponseApplication Protocol Data Unit)經由總線I/F電路12a以及總線16轉送到主機設備21。
在使用IC卡功能時，把主機設備21的天線24如圖3所示那樣，使其接近例如具有非接觸通信功能的外部設備，例如讀/寫器31的天線32。在該狀態下，經由天線32以及天線24在讀/寫器31和IC卡功能晶片14之間進行通信。
圖1涉及實施方式，表示被設置在上述IC卡功能晶片14上的電源切換功能。IC卡功能晶片14包含接觸接口(I/F)電路(有線接口)14a；非接觸接口(I/F)電路(天線接口)14b；電源生成電路14c、電源切換電路14d。接觸I/F電路14a用配線18和IC卡控制單元12c連接。該接觸I/F電路14a是按照ISO7816的接口電路，和IC卡控制單元12c進行1位串行通信。非接觸I/F電路14b是用於經由後述的主機設備進行無線通信的按照ISO14443的接口電路，經由配線19與連接器15的天線端子連接。電源生成電路14c當在連接器15上連接主機設備的天線的情況下，從經由該天線提供的信號中生成在IC卡功能晶片14的動作中需要的電源。向電源切換電路14d提供從電源生成電路14c輸出的電源以及經由連接器15從主機設備中提供的電源。該電源切換電路14d按照從接觸I/F電路14a提供的控制信號，把從電源生成電路14c輸出的電源以及經由主機設備提供的電源的一方提供給非接觸I/F電路14b。
以下用圖1至圖3說明IC卡功能內置存儲卡的動作。
如圖3所示，在主機設備21上安裝著存儲卡11的狀態中，電源切換電路14d判斷是否從連接器15的電源端子PW1、PW2提供電能。如果檢測從電源端子PW1、PW2提供電能，則電源切換電路14d把來自電源端子PW1、PW2的電能提供給非接觸I/F電路14b。因此，存儲卡11靠來自主機設備21的電源電路23的電能和讀/寫器31進行採用非接觸動作的無線通信。
另外，當用電源切換電路14d檢測到主機設備21的電池26的電壓降低等未從電源端子PW1、PW2提供電能的情況下，或者，檢測到主機設備不具有電源，不能用電源切換電路14d提供電能的情況下，電源切換電路14d把來自電源生成電路14c的電能提供給非接觸I/F電路14b。因此，存儲卡11靠來自主機設備21的非接觸通信用天線24的電磁感應的電能和讀/寫器31進行採用非接觸動作的無線通信。這樣，存儲卡11能夠依照主機設備的電源的狀態改變來自主機設備的供電形態。
圖5至圖7表示上述存儲卡的使用形態。
圖5表示把存儲卡11安裝在卡形的適配器51上的狀態。該適配器51在其本體內沒有電池等，而具有電源的天線52、連接器53，以及存儲卡11的收容單元54。連接器53被連接在天線52上。在收容單元54上插入存儲卡11，通過把存儲卡11連接在連接器53上，連接存儲卡11和天線52。該適配器51因為不具有電源，所以在把存儲卡11安裝在卡形的適配器51上的情況下，電源切換電路14d選擇電源生成電路14c。電源生成電路14c從用天線52以電磁感應收到的信號中生成電源，提供給非接觸I/F電路14b。在該狀態下，能夠採用無線通信進行非接觸動作。
另外，電源切換電路14d可以用從主機設備21的主機控制單元22輸出的命令進行控制。即，依照主機設備21的電源供給能量，主機設備21也可以使用命令切換控制單元切換電路14d。
例如如圖6所示，被設置在作為主機設備21的手機上的環形天線61的尺寸小，不能向IC卡功能晶片14提供足夠的電能。在這種情況下，主機控制單元22為了從在主機設備21的圖3所示的電源電路23向IC卡功能晶片14提供電能，輸出電源切換電路14d選擇連接器15的電源端子PW1、PW2的命令。具體地說，主機控制單元22把命令從電源端子PW1、PW2向IC卡功能晶片14內的非接觸I/F電路14b提供電源的控制數據(C-APDU)經由總線25以及總線16送到卡命令控制晶片12。卡控制晶片12經由配線18用ISO7816通信協議把命令數據(C-APDU)發送到IC卡功能晶片14。IC卡功能晶片14可以用接觸I/F電路14a和卡控制晶片12通信，電源切換電路14d基於從卡控制晶片12接收到的命令數據(C-APDU)進行切換，以便從電源端子PW1、PW2向非接觸I/F電路14b提供電源。IC卡功能晶片14如上所述依照命令從電源端子PW1、PW2提供電能，可以採用無線通信進行非接觸通信。
或者，如圖7所示，當被設置在手機上的環形天線71的尺寸大，並且可以向IC卡功能晶片14提供足夠的電能的情況下，主機控制單元22為了從電源生成電路14c向IC卡功能晶片14提供電能，輸出電源切換電路14d選擇連接器15的天線端子ANT1、ANT2的命令。該命令和上述一樣被提供給IC卡功能晶片14，IC卡功能晶片14按照該命令從電源生成電路14c提供電能，可以採用無線通信進行非接觸動作。
如果採用上述實施方式，則在IC卡功能晶片14上設置電源生成電路14c、電源切換電路14d，可以通過電源端子PW1、PW2的電壓的有無，或者從主機設備21提供的命令來切換該電源切換電路14d。因此，不管具備有非接觸通信用天線的主機設備能否向存儲卡直接提供電能，內置有IC卡功能的存儲卡11都可以進行非接觸動作的無線通信。即，因為可以依照安裝存儲卡11的主機設備的電源供給能力或者主機設備的電源形態來切換對IC卡功能晶片14的電源供給，所以可以在多種多樣的主機設備上安裝存儲卡11。
另外，對於IC卡功能晶片14可以從電源電路23供電，和可以從天線24供電的主機設備通過選擇從天線24的供電，能夠降低主機設備的消耗電能，可以抑制電池26的消耗。
在上述的例子中，展示了通過對卡發行命令切換存儲卡的電源的例子。但是也可以採用不使用命令，而通過切斷對存儲卡的電源供給，存儲卡依靠來自天線的供給能量動作。即，如圖3的虛線箭頭所示，例如當把具有IC卡功能的存儲卡安裝到主機設備上的情況下，其構成也可以用主機控制單元22使電源電路23的動作停止。
而且，圖5所示的適配器51進一步內置存儲卡接口和PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)卡接口的變換控制電路，也可以具有能夠在個人電腦的PCMCIA槽中使用存儲卡的功能。
而且本發明並不限定於在上述實施方式，可以適用於內置各種主機設備以及IC卡功能的存儲卡。
雖然就本發明的實施方式進行了以上闡述，但本領域技術人員應進一步認識到本發明並不限於這些內容，在不脫離本發明的精神以及附加的權利要求的範圍內，可以進行各種各樣的變更和修改。
權利要求
1.一種卡形存儲裝置，其特徵在於包括用於從主機設備接收電源供給的電源端子；與配備在上述主機設備上的非接觸通信用天線連接的天線端子，上述天線端子接收來自上述天線的信號；具有無線通信功能以及IC卡功能的第1控制電路；包含在上述第1控制電路中，依照來自上述天線的信號生成電源的電源生成電路；包含在上述第1控制電路中，對提供給上述電源端子的電源和來自上述電源生成電路的電源進行切換的切換電路。
2.根據權利要求1所述的卡形存儲裝置，其特徵在於上述切換電路依照提供給上述電源端子的電壓對從上述電源端子提供的電源和從上述電源生成電路提供的電源進行切換。
3.根據權利要求1所述的卡形存儲裝置，其特徵在於上述切換電路依照來自上述主機設備的命令對從上述電源端子提供的電源和從上述電源生成電路提供的電源進行切換。
4.根據權利要求3所述的卡形存儲裝置，其特徵在於上述命令是McEX擴展命令。
5.根據權利要求1所述的卡形存儲裝置，其特徵在於還包括非接觸接口電路，上述非接觸接口電路被連接在上述天線端子以及切換電路上，從上述切換電路提供電源。
6.根據權利要求3所述的卡形存儲裝置，其特徵在於還包括存儲器晶片；第2控制電路，上述第2控制電路與上述主機設備、上述存儲器晶片、上述切換電路連接，接收來自上述主機設備的上述命令。
7.根據權利要求6所述的卡形存儲裝置，其特徵在於還包括接觸接口電路，上述接觸接口電路被連接在上述第2控制電路上，把來自於上述第2控制電路的上述命令提供給上述切換電路。
8.根據權利要求6所述的卡形存儲裝置，其特徵在於上述存儲器晶片是用NAND型EEPROM單元構成的快閃記憶體器。
9.根據權利要求8所述的卡形存儲裝置，其特徵在於上述存儲器晶片具備存儲用戶數據的區域、存儲用於與上述主機設備進行相互認證的數據的區域。
10.一種主機設備，其特徵在於包括非接觸通信用天線；發生電源的電源電路；將上述天線與包含具有無線通信功能以及IC卡功能的晶片的卡形存儲裝置進行連接的單元；上述卡形存儲裝置包含依照來自於上述天線的信號生成電源的電源生成電路；對來自上述電源生成電路的電源和來自上述電源電路的電源進行切換的切換電路；生成控制上述切換電路的命令的主機控制單元。
11.根據權利要求10所述的主機設備，其特徵在於上述命令是McEX擴展命令。
12.根據權利要求10所述的主機設備，其特徵在於上述主機設備是手機。
13.根據權利要求10所述的主機設備，其特徵在於上述主機設備，在上述天線不能向上述晶片提供足夠的電能的情況下，發生上述切換電路用於選擇來自上述電源電路的電源的上述命令。
14.根據權利要求10所述的主機設備，其特徵在於上述主機設備，在上述天線能夠向上述晶片提供足夠的電能的情況下，發生上述切換電路用於選擇來自上述電源生成電路的電源的上述命令。
15.一種主機設備，其特徵在於包括非接觸通信用天線；發生電源的電源電路；將上述天線與包含具有無線通信功能以及IC卡功能的晶片的卡形存儲裝置進行連接的單元，上述卡形存儲裝置包含依照來自於上述天線的信號來生成電源的電源生成電路；切換來自上述電源生成電路的電源和來自上述電源電路的電源的切換電路；當依靠來自上述電源生成電路的電源使上述卡形存儲裝置動作的情況下，切斷上述電源電路發生的電源的電源控制部件。
16.根據權利要求15所述的主機設備，其特徵在於上述主機設備是手機。
17.一種適配器，其特徵在於包括卡形的主體；被設置在上述主體內的非接觸通信用天線；與上述天線連接，並與可以進行非接觸通信的卡形存儲裝置連接的連接器。
全文摘要
本發明提供內置IC卡功能的卡形存儲裝置及其適配器以及主機設備。一種卡形存儲裝置包含有電源端子、天線端子、控制電路、電源生成電路、切換電路。上述電源端子用於從主機設備接收電源供給。上述天線端子被連接在配備在上述主機設備上的非接觸通信用天線上，接收來自上述天線的信號。上述控制電路具有無線通信功能以及IC卡功能。上述電源生成電路包含在上述控制電路上，依照來自上述天線的信號生成電源。上述切換電路包含在上述控制電路中，切換提供給上述電源端子的電源，和來自上述電源生成電路的電源。
文檔編號G06K19/077GK1790392SQ200510129578
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月15日 優先權日2004年12月15日
發明者伊藤隆文 申請人:株式會社東芝