輔助運算用協處理器內置型ic卡及其控制方法
2023-06-15 09:16:51
專利名稱：輔助運算用協處理器內置型ic卡及其控制方法
技術領域：
本發明涉及內置了密碼處理等輔助運算用協處理器的IC卡，更詳細地說，涉及用於改善IC卡與外部裝置間的通信協議的效率的也能夠在非接觸型、接觸型及組合型的任何一種IC卡中應用的技術。
背景技術：
由於在塑料制的卡上安裝了非易失性存儲器、CPU、密碼用協處理器等的IC晶片(半導體集成電路器件)的IC卡與現在廣泛使用的磁卡相比，能夠處理更大量的數據、安全性優越，故開始在各種各樣的用途中普及。IC卡具有通過將在其表面上設置了金屬制端子的IC卡插入外部讀寫裝置，通過該端子進行供電和數據授受的接觸型IC卡；使用電磁感應技術，通過使天線線圈進入讀寫裝置所發生的磁場中，用讀寫裝置和電波(例如，數MHz～數十MHz程度的載波頻率)進行供電和數據授受的非接觸型IC卡；以及具備了接觸型和非接觸型兩者的接口的組合型IC卡等。近年來，非接觸型IC卡由於其操作的便利性而開始得到普及。
(非接觸型IC卡在供電上存在的問題)但是，在非接觸型IC卡或者組合型IC卡的非接觸通信中，為了通過電磁感應從讀寫裝置進行饋電，對IC卡不能以大容量的電力驅動，而應成為小容量的電源。因此，非接觸型IC卡需要竭力抑制電流消耗。在現在的IC卡中，由於非易失性存儲器的讀出、寫入、擦除以及在上述密碼運算用的協處理器中消耗的電流大，在非接觸中的供電方面存在問題。
(非接觸IC卡在通信方面存在的問題)接近型非接觸型IC卡的通信方式例如是用ISO14443型B規格(ASK10％)進行規格化的、低深度調製方式。這裡，所謂低深度調製是指，將從在通信中使用的信號的最大振幅Amax和最小振幅Amin以下述式(1)定義的比率稱為調製率，將10％那樣低的調製率的通信稱為低深度調製。
調製率＝(Amax-Amin)/(Amax+Amin)(1)在低深度調製中，很微小的電壓變動對通信品質產生影響。因此，在通信中，必須抑制消耗電流，迄今在通信中進行運算用協處理器的工作、非易失性存儲器的寫入、擦除、讀出等工作是困難的。
(幀等待時間設定方面存在的問題)在非接觸型IC卡與讀寫裝置間的通信中，初始響應通過ISO14443-3進行規格化。該非接觸型IC卡的處理流程圖示於圖1。
另外，在初始響應後的非接觸型IC卡與讀寫裝置之間的通信中的協議通過ISO14443-4進行規格化。
當電源處於關斷狀態的非接觸型IC卡從讀寫裝置中接受能量時，電源上升，通過從讀寫裝置向IC卡發送REQB指令，開始初始響應。REQB指令是非接觸型IC卡的準備要求指令，在該指令內包含用途領域標識符(AFI)、屬性信息參數(PARM)、循環冗餘檢驗符(CRC)等信息。
接收了準備要求REQB指令的非接觸型IC卡經過REQB指令中的用途領域標識符(AFI)的一致檢測、從屬性信息(PARM)判斷非接觸型IC卡的枚數的上限值(在實施例中，N＝1枚)，使ATQB響應返回到讀寫裝置中。ATQB響應是對REQB指令的請求響應信號，包含偽固有標識符(PUPI)、應用信息(Application data)、協議信息(Protocolinformation)、循環冗餘檢驗符(CRC)等信息。通過讀寫裝置接收ATQB響應，讀寫裝置得到上述信息。
非接觸型IC卡返回ATQB響應，進而，當進行ATTRIB指令的接收和ATTRIB的響應時，初始響應結束，非接觸型IC卡轉移到激活狀態。
然後，非接觸型IC卡與讀寫裝置按ISO14443-4規格化了的協議實施通信。
通常，讀寫裝置與非接觸型IC卡使用上述協議從讀寫裝置向非接觸型IC卡發送指令，非接觸型IC卡執行與接收的指令相應的處理，將指令的執行結果發送到讀寫裝置。當非接觸型IC卡從讀寫裝置接收S塊的DESELECT指令時，非接觸型IC卡轉移到停止狀態(HALT)。當非接觸型IC卡處於停止狀態時，僅僅能夠接收來自讀寫裝置的WUPB指令。通過WUPB指令，非接觸型IC卡再次從初始響應工作中的AFI的一致檢測進行工作。
在包含在對初始響應時的REQB指令的ATQB響應內的協議信息(Protocol information)中，作為非接觸型IC卡通信中所需的參數，包含位傳輸速度、最大幀尺寸等，其中有用於讀寫裝置設定幀等待時間的參數FWI。讀寫裝置接收FWI後，進行下式(2)所示的計算，設定幀等待時間FWT。
FWT＝(256×16/fc)×2FWI(2)在上述式(2)中，fc是讀寫裝置所發生的載波頻率，在規格中為13.56MHz。在規格中，將0～14的值(與約302μs～約4949ms的FWT對應)分配給FWI。在FWI中採用哪個值，由非接觸型IC卡側決定，非接觸型IC卡需要在與向讀寫裝置發送的FWI對應的時間內，結束非接觸型IC卡內的處理。當在該時間內沒有結束IC卡內的處理的情況下，讀寫裝置也可以作為超時錯誤處理。在ISO14443-4的協議通信應用中，在讀寫裝置的幀等待時間內沒有結束非接觸型IC卡側的處理的情況下，需要非接觸型IC卡向讀寫裝置進行延長幀等待時間的要求，以延長讀寫裝置側的超時錯誤判斷時間。用於幀等待時間延長的讀寫裝置與非接觸型IC卡的通信指令用ISO14443-4的協議規格規定。現在，需要在非接觸型IC卡內進行長時間處理的處理有用於進行協處理器運算所需的各種加密/解密的算術運算等。
在初始響應中，例如在將FWI設定在FWI＝14那樣大的值的情況下，在讀寫裝置側，總是將超時錯誤判定的時間設定得很長。因此，在沒有必要延長時間的其他的指令中，在非接觸型IC卡內的處理和通信中發生異常，在讀寫裝置不能正確地接收對來自讀寫裝置的指令的非接觸型IC卡的響應的情況下，存在讀寫裝置對超時錯誤的異常判定要花必要以上的時間、性能降低的問題。在初始響應中的FWI設定希望設定為考慮了IC卡系統整體性能的儘可能小的值。
但是，考慮到IC卡系統的性能，例如當將FWI設定為FWI＝4那樣小的值時，在一部分的協處理器運算中，往往需要超過了讀寫裝置的幀等待時間的運算時間。
為了解決這種幀等待時間設定方面的問題，也考慮過在協處理器運算中利用時間中斷功能，進行用於延長幀等待時間的讀寫裝置與非接觸型IC卡之間的通信的方法，在協處理器運算中進行幀等待時間延長要求(通信)的情況由於通信處理被加在原來運算處理上，在與功耗的增大相聯繫、非接觸型IC卡的通信中，會造成通信距離縮短或者通信的穩定性降低等，使利用該方法提高效率變得困難。
另外，在協處理器運算中，處理時間隨運算用協處理器所實施的運算種類及給予運算用協處理器的參數不同而不同。現在，即使在多個密碼處理、或者一個密碼處理內，也需要處理多個參數，難以事前將處理時間圖表化，預測是否需要延長幀等待時間。因此，在現狀的非接觸型IC卡中，在實施所有的協處理器運算前，進行用於幀等待時間延長的通信，對讀寫裝置進行幀等待時間的延長設定的處理。對讀寫裝置的幀等待時間延長是暫時的處理，在非接觸型IC卡的一次的指令處理結束(將對指令的響應發送到讀寫裝置)後，讀寫裝置的幀等待時間返回到初始值。
其次，圖2表示與現有的幀等待時間的設定相關的實施例。根據圖2所示的現有的實施例，讀寫裝置與非接觸型IC卡根據ISO14443-4協議，進行下述工作。此外，圖2中的R/W表示讀寫裝置，ICC表示非接觸型IC卡。
(1)讀寫裝置通過I塊向非接觸型IC卡發送指令。非接觸型IC卡接收該指令，判定指令的類別。
(2)如果在(1)中接收的指令是伴隨運算用協處理器工作的指令，則非接觸型IC卡在協處理器運算開始前，向讀寫裝置發送幀等待時間延長要求(S塊的WTX要求)。
(3)讀寫裝置按照S塊的WTX要求，延長幀等待時間。讀寫裝置向非接觸型IC卡發送幀等待時間延長響應(S塊的WTX響應)。
(4)非接觸型IC卡進行指令的執行處理(協處理器運算處理)。
(5)當指令的執行處理結束時，非接觸型IC卡通過I塊向讀寫裝置發送對向讀寫裝置的指令的執行結果。
但是，上述現有例中的幀等待時間設定方式至少存在以下2個課題。即，第1，即使在不需要幀等待時間延長(處理時間短)的協處理器運算中，由於進行用於幀等待時間延長的通信，發生用於該發送接收的時間的浪費，使讀寫裝置與非接觸型IC卡的通信效率降低。第2，由於在協處理器運算處理前進行用於幀等待時間延長的通信，將該通信作為引發劑，對攻擊者告知加密運算和解密運算的關鍵信息等的解析點，有可能成為安全性方面的問題。
發明內容
因此，本發明是鑑於上述問題而進行的，其目的在於主要解決在非接觸型IC卡中存在的供電方面的問題、通信方面的問題以及幀等待時間設定方面的問題，提供能夠以低功耗進行高效通信的IC卡及其控制方法。
用於達到上述目的的本發明的IC卡是在主運算處理裝置以外內置了輔助運算用的協處理器的IC卡，其第1特徵在於，配備在經過比幀等待時間短的設定時間後，輸出中斷要求信號的間隔定時器；以及根據上述中斷要求信號的輸出，停止向上述協處理器供給工作時鐘，根據來自外部裝置的規定的響應輸入，恢復上述工作時鐘的供給，控制上述協處理器工作的協處理器控制裝置。
根據上述第1特徵的本發明的IC卡，在協處理器的運算處理超過比幀等待時間更短的設定時間的情況下，中斷協處理器的運算處理，例如對讀寫裝置等外部裝置，能夠通過發送變更通信條件的要求(例如，幀等待時間延長要求)，變更外部裝置的通信條件，等待該變更確認響應輸入的接收，恢復中斷了的協處理器的運算處理。其結果是，能夠避免由於協處理器的運算處理與外部裝置間的通信同時進行引起的非接觸型IC卡中的供電方面的問題及通信方面的問題，避免在協處理器的運算處理中，因對外部裝置進行幀等待時間延長要求而發生沒有準備的超時錯誤。另外，在協處理器的運算處理在經過上述設定時間之前結束的情況下，可節省對外部裝置進行通信條件的變更要求的浪費，謀求提高通信效率及處理效率。另外，由於對外部裝置通信條件的變更要求是在協處理器的運算處理開始後經過上述設定時間後進行的，可提高對將該通信作為引發劑的攻擊者的安全性。
另外，理想的情況是，本發明的第2特徵在於，配備在上述第1特徵的本發明的IC卡中，當接收來自上述外部裝置的指令時，判定上述指令的內容，將比上述幀等待時間短的設定時間設定在上述間隔定時器中，啟動上述間隔定時器的間隔定時器設定裝置。這裡，上述間隔定時器設定裝置的處理最好是通過上述運算處理裝置執行。根據該第2特徵，由於能夠根據來自外部裝置的接收指令的內容來調整設定時間，能夠謀求更有效地提高通信效率和處理效率。
更理想的情況是，本發明的第3特徵在於，在上述任一特徵的本發明的IC卡中，上述協處理器控制裝置配備用於控制停止及恢復向上述協處理器的工作時鐘的供給的控制標記；根據上述控制標記的狀態，控制向上述協處理器的工作時鐘供給的停止及恢復的工作時鐘控制裝置；接受上述中斷要求信號的輸出，將上述控制標記的狀態設定在工作停止狀態，接受上述響應輸入，將上述控制標記的狀態設定在工作恢復狀態的控制標記設定裝置。這裡，上述控制標記設定裝置的處理最好通過上述運算處理裝置執行。根據該第3特徵，上述協處理器控制裝置能夠具體地得到實現，起到上述第1或者第2特徵IC卡的作用效果。
更理想的情況是，本發明的第4特徵在於，在上述第3特徵的本發明的IC卡中，當上述運算處理裝置停止向上述協處理器供給工作時鐘時，向上述外部裝置輸出幀等待時間延長要求，當從上述外部裝置接受該響應輸入時，將上述控制標記的狀態設定在工作恢復狀態。這裡，上述控制標記設定裝置的處理通過上述運算處理裝置執行。根據該第4特徵，由於在上述協處理器的運算處理中斷中，執行用於幀等待時間延長要求的與外部裝置的通信，能夠避免成為供電不足的情況，使幀等待時間延長成為可能，起到上述第1或者第2特徵的IC卡的作用效果。
更理想的情況是，本發明的第5特徵在於，在上述任一特徵的本發明的IC卡中，配備存儲通常處理用的程序的非易失性存儲器和比上述非易失性存儲器工作功耗低的第2存儲器，至少在上述協處理器工作時，上述協處理器所處理的程序存儲在上述第2存儲器中。進而，在上述協處理器工作時，最好禁止對上述非易失性存儲器進行存取。根據該第5特徵，可謀求降低上述協處理器的運算處理時的功耗，特別是更有效地謀求解決非接觸型IC卡中的供電方面的問題。
更理想的情況是，本發明的特徵在於在上述任一特徵的本發明的IC卡中，在與上述外部裝置的通信應用中，配備非接觸接口及接觸接口的至少某一方。也就是說，不管通信接口是非接觸、接觸中的某一方，能夠起到上述各特徵的IC卡的作用效果。
用於達到上述目的的本發明的IC卡的控制方法是在主運算處理裝置以外，內置輔助運算用協處理器的IC卡的控制方法，其特徵在於進行中斷許可的設定，使得在經過比幀等待時間短的設定時間後輸出中斷要求信號；在上述中斷許可設定後，開始上述協處理器的運算處理；在上述協處理器的運算處理中，當輸出上述中斷要求信號時，分支到中斷處理，在上述中斷處理中，停止向上述協處理器的工作時鐘供給，當接受來自外部裝置的規定的響應輸入時，恢復上述工作時鐘的供給。
另外，在上述特徵的本發明的IC卡控制方法中，最好是當接收來自上述外部裝置的指令時，判定上述指令是否是上述協處理器的執行指令，在是上述協處理器的執行指令的情況下，進行上述中斷許可的設定。進而，在上述中斷處理中，最好是在停止向上述協處理器的工作時鐘供給後，向上述外部裝置輸出幀等待時間延長要求，當從上述外部裝置接受該響應輸入時，恢復上述工作時鐘的供給。
圖1是表示被ISO14443規定的非接觸型IC卡或者組合型IC卡的非接觸工作時的初始響應例的流程圖。
圖2是表示在現有的LC卡中在協處理器運算前進行幀等待時間延長處理的情況下的處理順序的說明圖。
圖3是表示本發明的IC卡的硬體結構的一例的系統結構圖。
圖4是表示在本發明的LC卡中發生幀等待時間延長用中斷、進行幀等待時間延長處理的情況下的處理順序的說明圖。
圖5是表示在本發明的IC卡中不發生幀等待時間延長用中斷、不進行幀等待時間延長處理的情況下的處理順序的說明圖。
圖6是表示本發明的IC卡的控制處理順序的一例的流程圖。
圖7是表示圖6所示的流程圖的初始化處理(步驟S2)的子程序的流程圖。
圖8是表示圖6所示的流程圖的協處理器運算處理(步驟S8)的子程序的流程圖。
圖9是表示圖6所示的流程圖的步驟S8內的中斷處理的子程序的流程圖。
圖10是表示圖9所示的流程圖的S-WTX要求發送接收處理(步驟SInt3)的子程序的流程圖。
圖11是表示被ISO7816-3規定的接觸型IC卡的接觸工作時的初始響應例的流程圖。
具體實施例方式
現參照
本發明的IC卡的一個實施例。
(第1實施例)首先，參照圖3的系統結構圖說明本發明的IC卡的硬體結構。在本第1實施例中，假想是非接觸型IC卡並進行說明。
本發明的非接觸型IC卡17是內置了作為主運算處理裝置的CPU5和CPU5以外的密碼處理等輔助運算用的協處理器3的IC卡，配備進行向協處理器3供給協處理器工作時鐘的供給停止及供給恢復的工作時鐘控制標記1；控制協處理器3的工作時鐘的供給停止及供給恢復的工作時鐘控制電路2；以及間隔定時器4。另外，還配備用於發送/接收從作為外部裝置的讀寫裝置14發生的信號的天線15；連接在天線15上的RF電路13；連接在RF電路13上的通信接口9；以及連接在RF電路13上的工作時鐘生成電路10。進而，為了存儲用於通過CPU5的處理而執行對本結構的IC卡的控制的控制用程序，還配備閃速存儲器等非易失性存儲器12及靜態RAM等RAM11。
RF電路13解調從讀寫裝置14接收到的信號，將數據傳送給通信接口9。另外，通過天線15將從通信接口9傳送來的數據發送到讀寫裝置14。進而，從讀寫裝置14接收到的信號中抽出時鐘，將時鐘供給工作時鐘生成電路10。
在工作時鐘生成電路10中，為了使非接觸型IC卡17內的各種電路工作，生成工作時鐘16，將工作時鐘16供給工作時鐘控制電路2、CPU5、間隔定時器4、通信接口9等。
工作時鐘控制標記1、協處理器3、間隔定時器4、CPU5、通信接口9、非易失性存儲器12及RAM11用數據總線6相互連接構成，同時，從CPU5輸出的控制信號組7被輸入到工作時鐘控制標記1、協處理器3、間隔定時器4、通信接口9、非易失性存儲器12及RAM11中。該控制信號組7例如用地址信號、讀出信號、寫入信號等構成。另外，從間隔定時器4輸出的中斷要求信號8被輸入到CPU5中。
CPU5使用數據總線6和控制信號組7，通過執行上述控制用程序，能夠控制工作時鐘控制標記1、協處理器3、間隔定時器4、通信接口9、非易失性存儲器12及RAM11的工作。例如，CPU5能夠通過數據總線6，用由任意的地址信號和寫入信號構成的控制信號組7，對間隔定時器4寫入任意的數據，使之進行任意的計數工作。通過CPU5，啟動了的間隔定時器4經過所指定的設定時間後，能夠向CPU5輸出中斷要求信號8，CPU5通過接收該中斷要求信號8，進行中斷處理，識別幀等待時間經過的情況。中斷處理用的程序被存儲在非易失性存儲器12或者RAM11內，在該處理中，能夠使用通信接口9，在與讀寫裝置14之間執行用於幀等待時間延長的發送接收處理。
另外，能夠用由任意的地址信號和寫入信號構成的控制信號組7，通過數據總線6，對工作時鐘控制標記1寫入數據「0」或者數據「1」，也能夠用由任意的地址信號和讀出信號構成的控制信號組7，通過數據總線6讀出工作時鐘控制標記1的內容。
另外，CPU5能夠用由任意的地址信號和寫入信號構成的控制信號組7，通過數據總線6，對協處理器3進行任意數據的寫入，進行任意的運算。協處理器3僅僅在從工作時鐘生成電路10供給工作時鐘16時才能夠工作，當不從工作時鐘生成電路10供給工作時鐘時，停止運算處理。
控制協處理器3的工作時鐘的停止及恢復的工作時鐘控制電路2輸入在工作時鐘生成電路10中所生成的工作時鐘16和工作時鐘控制標記1的狀態。工作時鐘控制電路2例如用「或」電路構成，控制是否對協處理器3供給工作時鐘。在這種情況下，在工作時鐘控制標記1的內容為數據「0」的情況下，工作時鐘控制電路2對協處理器3供給從工作時鐘生成電路10所供給的工作時鐘16。在工作時鐘控制電路1的內容為數據「1」的情況下，工作時鐘控制電路2不對協處理器3供給從工作時鐘生成電路10所供給的工作時鐘16。
在上述硬體結構中，通過用工作時鐘控制標記1、工作時鐘控制電路2及CPU5對工作時鐘控制標記1設定數據「0」或者「1」的方法，提供根據來自間隔定時器4的中斷要求信號8的輸出，停止向協處理器3的工作時鐘的供給，根據來自外部裝置的規定的響應輸入，恢復工作時鐘的供給，控制協處理器的工作的協處理器控制方法。
根據上述硬體結構，CPU5通過控制工作時鐘控制標記1，能夠控制協處理器3的工作的中斷、恢復。
接著，利用上述硬體結構，參照圖3、圖4及圖5，說明非接觸型IC卡17與讀寫裝置14之間的幀等待時間延長的一系列控制順序。此外，非接觸型IC卡17與讀寫裝置14之間的通信協議遵照ISO14443-3及ISO14443-4。
上述幀等待時間延長的控制方法作為CPU5所執行的控制用程序，被存儲在非易失性存儲器12中。上述控制順序由CPU5利用上述外圍硬體用軟體進行處理。
圖4是在非接觸型IC卡17的指令執行中(協處理器3的運算處理執行中)，由於作為幀等待時間延長用定時器而利用的間隔定時器4溢出，發生S-WTX要求發送接收情況的工作實例。現實施以下(1)～(9)的處理。
圖5是在非接觸型IC卡17的指令執行中(協處理器3的運算處理執行中)，作為幀等待時間延長用定時器而利用的間隔定時器4不溢出，不發生S-WTX要求發送接收情況的工作實例。在這種情況下，實施以下(1)～(3)及(9)的處理。
在本實施例中，被構成為使得協處理器3的工作和讀寫裝置14與非接觸型IC卡17的通信不同時進行。
處理(1)讀寫裝置14通過I塊向IC卡發送任意的指令。在非接觸型IC卡17中內置的CPU5接收該指令，判定指令的內容。而且，在間隔定時器4中設定幀等待時間經過前發生定時器中斷的計數值後，允許定時器中斷，啟動幀等待時間延長用的間隔定時器4。
處理(2)CPU5進行指令的執行處理(協處理器運算處理)。
處理(3)CPU5監視協處理器3的運算處理結束，如果檢測出運算處理結束，執行下述的處理(9)。
處理(4)在上述處理(3)中，在檢測出運算處理結束之前，幀等待時間延長用的間隔定時器4溢出的情況下，通過發生中斷要求信號8，向非接觸型IC卡17的中斷啟動程序分支，執行處理(5)～(8)。
處理(5)CPU5將數據「1」設置在工作時鐘控制標記1上，通過工作時鐘控制電路2停止向協處理器3供給工作時鐘16。據此，協處理器3的工作成為暫時停止(Suspend)狀態。
處理(6)CPU5調用S-WTX要求發送接收處理。在該處理中，CPU5向讀寫裝置14發送幀等待時間延長要求(S-WTX要求)。此外，S-WTX要求是根據S塊(ISO14443-4協議的管理塊)的指令的幀等待時間延長要求。
處理(7)讀寫裝置14根據S-WTX要求，使超時時間延長。讀寫裝置14將幀等待時間延長響應(S-WTX響應)發送到非接觸型IC卡17。此外，S-WTX響應是根據對S-WTX要求的S塊指令的讀寫裝置14的響應。
處理(8)CPU5將數據「0」設置到工作時鐘控制標記1上，通過工作時鐘控制電路2恢復向協處理器3供給工作時鐘16。據此，協處理器3的工作成為恢復(Resume)狀態。非接觸型IC卡17進行中斷返回，返回到處理(3)。
處理(9)當指令的執行處理結束時，CPU5通過I塊(ISO14443-4協議的信息塊)將指令執行結果發送到讀寫裝置14。
通過上述控制順序，在協處理器3的運算處理執行中，僅僅在通過間隔定時器4發生中斷要求信號8時，啟動通過CPU5的中斷處理，暫時停止協處理器3的工作(運算處理)，由於能夠在延長了幀等待時間的基礎上對讀寫裝置14恢復協處理器3的工作，能夠不將幀等待時間的發送接收作為引發劑對攻擊者告知解析點而付諸實施，在安全性方面有利。另外，在通過間隔定時器4發生中斷要求前，協處理器3的運算結束的情況下，由於能夠不發生用於幀等待時間延長的通信，結束指令處理，從而能夠改善通信的效率。
(第2實施例)在上述第1實施例中，表示了協處理器3在工作中，構成為讀寫裝置14與非接觸型IC卡17的通信不同時進行的實例。這裡，協處理器3所處理的程序例示了存儲在非易失性存儲器12內的情況。但是，協處理器3的工作與其執行存儲在非易失性存儲器12內的程序，不如在RAM11等功率消耗較少的存儲器上執行，中斷發生時的處理直到協處理器3的工作暫時停止為止，也在RAM11上執行，禁止向非易失性存儲器12的存取，反倒更能降低在協處理器3的工作時的功耗。
另外，在幀等待時間延長時所發生的讀寫裝置14與非接觸型IC卡17的通信處理程序同樣也是配置在RAM11上的一方能夠謀求降低功耗。
以下，參照圖3的硬體結構圖及圖6～圖10的流程圖，說明在RAM11上執行協處理器處理程序及在幀等待時間延長時所發生的讀寫裝置14與非接觸型IC之間的通信處理程序，在協處理器處理程序執行中禁止向非易失性存儲器12存取的第2實施例。此外，假想非接觸型IC卡17的硬體結構與第1實施例相同。另外，非接觸型IC卡17的控制方法作為CPU5所執行的控制用程序存儲在非易失性存儲器12中。
首先，如圖6所示，當從讀寫裝置14通過電波開始向非接觸型IC卡供給電力時，非接觸型IC卡17開始工作(步驟S1)。
接著，非接觸型IC卡17執行初始化處理(步驟S2)。步驟S2的初始化處理例如如圖7所示，作為初始化處理的子程序構成，在該處理中，將數據發送/接收處理(步驟S21)、中斷處理(步驟S22)、協處理器運算處理(步驟S23)的各程序從非易失性存儲器12傳送到RAM11。
接著，在步驟S3中，在非接觸型IC卡17與讀寫裝置14之間進行圖1所示的初始響應工作，在ISO14443-4協議中，非接觸型IC卡17成為能夠通信的狀態(激活狀態)。
在步驟S4中，非接觸型IC卡17分支到在步驟S2中傳送到RAM11上的數據接收處理，等待從讀寫裝置14發送來的指令(I塊指令)。
當在步驟S4中，非接觸型IC卡17接收了來自讀寫裝置14的指令(I塊指令)時，轉移到步驟S5，判定指令是否是包含協處理器3的執行的指令。當判定為接收的指令是包含協處理器3的執行的指令時，轉移到步驟S6，在間隔定時器4中設定在幀等待時間經過前發生定時器中斷的計數值後，允許定時器中斷，啟動間隔定時器4。當判定為接收指令是不包含協處理器的執行的指令的情況下，轉移到步驟S7，執行其他的處理。
在步驟S6中，間隔定時器4啟動後，非接觸型IC卡17分支到在步驟S2中存儲在RAM11上的協處理器運算處理(步驟S8)。
當分支到步驟S8時，如圖8所示，非接觸型IC卡17從RAM11內開始進行協處理器運算(步驟S81)，在步驟S82中等待協處理器3的運算處理結束。如果在步驟S82中間隔定時器4溢出時，發生中斷要求信號8，啟動中斷處理。當中斷處理啟動時，非接觸型IC卡分支到在步驟S2中存儲到RAM11上的步驟S8內的中斷處理。在步驟S82中間隔定時器4不是溢出，協處理器3的運算處理結束的情況下，非接觸型IC卡17結束步驟S8的協處理器運算處理。
如圖9所示，步驟S8內的中斷處理在步驟SInt1中非接觸型IC卡17停止間隔定時器4的工作。接著，在步驟SInt2中，將數據「1」設置在工作時鐘控制標記1上，通過工作時鐘控制電路2停止向協處理器3供給工作時鐘16。據此，協處理器3的工作成為暫時停止(Suspend)狀態。接著，如圖10所示，在步驟SInt3中，為了對讀寫裝置14延長幀等待時間，非接觸型IC卡17在步驟SInt31中向讀寫裝置14發送S-WTX要求。而且，在步驟SInt32中等待從讀寫裝置14發送S-WTX響應。這時，讀寫裝置14延長幀等待的超時時間。當非接觸型IC卡17從讀寫裝置接收S-WYX響應時，轉移到步驟SInt4。
如圖9所示，在步驟SInt4中，非接觸型IC卡17將數據「0」設置在工作時鐘控制標記1上，通過工作時鐘控制電路2恢復向協處理器3供給工作時鐘16。據此，協處理器3的工作成為恢復(Resume)狀態。接著，在步驟SInt5中，恢復間隔定時器4的工作，結束中斷處理。
中斷處理結束後，非接觸型IC卡17再次返回到步驟S82(參照圖8)，等待協處理器3的運算處理的結束。當協處理器運算結束時，步驟S8的運算處理結束，在步驟S9中，非接觸型IC卡17禁止停止間隔定時器4的工作和定時器中斷。
當包含協處理器3的運算處理的指令的處理全部結束時，在步驟S10中，非接觸型IC卡17通過I塊將指令執行結果發送到讀寫裝置14。在步驟S10中，這分支到在步驟S2中傳送到RAM11上的數據發送處理上，並被執行。
通過上述控制順序，不同時執行協處理器3的工作和讀寫裝置14與非接觸型IC卡17的通信，在RAM11上執行協處理器處理程序，執行禁止向非易失性存儲器12存取的非接觸型IC卡的控制。
(其他實施例)在上述各實施例中，就配備了非接觸接口的非接觸型IC卡的情況進行了說明，本發明的控制順序及其裝置也能夠應用於配備了接觸接口的接觸型IC卡。
在這種情況下，IC卡用圖6所示的流程圖的步驟S3的初始響應程序，按照圖11所示的接觸型IC卡的初始響應處理而工作。從電源關斷狀態(步驟S100)通過讀寫裝置的IC卡激活工作，接觸型IC卡進行電源接通、時鐘供給、復位(步驟S101)。接著，接觸型IC卡向讀寫裝置發送復位響應(步驟S102)。然後，進行用帶外部端子的IC卡的電信號及傳輸協議規格ISO7816-3所規定的，例如用T＝1協議進行讀寫裝置與接觸型IC卡的通信(步驟S103)。
在圖6所示的流程圖中，步驟S3以下的工作與配備了非接觸接口的非接觸型IC卡相同。
雖然已通過優選實施例對本發明進行了描述，但顯然可知，在不背離本發明的宗旨與範圍的情況下，可以由專業技術人員作各種修改和變更。因此，本發明僅僅用所附權利要求來量度。
權利要求
1.一種IC卡，它是在主運算處理裝置以外內置輔助運算用協處理器的IC卡，其特徵在於配備在經過比幀等待時間短的設定時間後，輸出中斷要求信號的間隔定時器；以及根據上述中斷要求信號的輸出，停止向上述協處理器供給工作時鐘，根據來自外部裝置的規定的響應輸入恢復上述工作時鐘的供給，控制上述協處理器的工作的協處理器控制裝置。
2.如權利要求1所述的IC卡，其特徵在於配備當接收來自上述外部裝置的指令時，判定上述指令的內容，將比上述幀等待時間短的設定時間設定在上述間隔定時器中，啟動上述間隔定時器的間隔定時器設定裝置。
3.如權利要求2所述的IC卡，其特徵在於上述間隔定時器設定裝置的處理通過上述運算處理裝置執行。
4.如權利要求1所述的IC卡，其特徵在於上述協處理器控制裝置配備用於控制停止及恢復向上述協處理器供給工作時鐘的控制標記；根據上述控制標記的狀態，控制停止及恢復向上述協處理器供給工作時鐘的工作時鐘控制裝置；以及接收上述中斷要求信號的輸出，將上述控制標記的狀態設定在工作停止狀態，接受上述響應輸入，將上述控制標記的狀態設定在工作恢復狀態的控制標記設定裝置。
5.如權利要求4所述的IC卡，其特徵在於上述控制標記設定裝置的處理通過上述運算處理裝置執行。
6.如權利要求5所述的IC卡，其特徵在於當停止向上述協處理器供給工作時鐘時，上述運算處理裝置向上述外部裝置輸出幀等待時間延長要求，當從上述外部裝置接受該響應輸入時，將上述控制標記的狀態設定在工作恢復狀態。
7.如權利要求1所述的IC卡，其特徵在於配備存儲通常處理用的程序的非易失性存儲器和比上述非易失性存儲器工作功耗更低的第2存儲器，至少在上述協處理器工作時，上述協處理器所處理的程序存儲在上述第2存儲器中。
8.如權利要求7所述的IC卡，其特徵在於在上述協處理器工作時，禁止對上述非易失性存儲器進行存取。
9.如權利要求1所述的IC卡，其特徵在於在與上述外部裝置的通信應用中，配備非接觸接口及接觸接口的至少某一方。
10.一種IC卡的控制方法，上述IC卡在主運算處理裝置以外內置輔助運算用協處理器，其特徵在於上述控制方法包含下述事項進行中斷許可的設定，使得在經過比幀等待時間短的設定時間後，輸出中斷要求信號；在上述中斷許可的設定後，開始上述協處理器的運算處理；在上述協處理器的運算處理中，當輸出上述中斷要求信號時，分支到中斷處理；以及在上述中斷處理中，停止向上述協處理器供給工作時鐘，當接受來自外部裝置的規定的響應輸入時，恢復上述工作時鐘的供給。
11.如權利要求10所述的IC卡控制方法，其特徵在於當接收來自上述外部裝置的指令時，判定上述指令是否是上述協處理器的執行指令，在是上述協處理器的執行指令的情況下，進行上述中斷許可的設定。
12.如權利要求10所述的IC卡控制方法，其特徵在於包含下述事項在上述中斷處理中，在停止向上述協處理器供給工作時鐘後，向上述外部裝置輸出幀等待時間延長要求，當從上述外部裝置接受該響應輸入時，恢復上述工作時鐘的供給。
全文摘要
本發明的課題是一種IC卡(17)，在主運算處理裝置(5)以外內置輔助運算用協處理器(3)，配備在經過比幀等待時間短的設定時間後，輸出中斷要求信號(8)的間隔定時器(4)；以及根據中斷要求信號(8)的輸出，停止向協處理器(3)供給工作時鐘(16)，根據來自外部裝置(14)的規定的響應輸入，恢復工作時鐘(16)的供給，控制協處理器(3)的工作的協處理器控制裝置(1、2、5)。當接收來自外部裝置(14)的指令時，判定指令的內容，將比幀等待時間短的設定時間設定在間隔定時器(4)中，啟動間隔定時器(4)。
文檔編號B42D15/10GK1652152SQ2005100079
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月4日 優先權日2004年2月4日
發明者小川龍一, 若林正樹 申請人:夏普株式會社