JP4070924B2

JP4070924B2 - IC card and terminal device thereof

Info

Publication number: JP4070924B2
Application number: JP2000015061A
Authority: JP
Inventors: 佳寛中尾; 和宏八重川; 忠雄竹田; 正浩吉沢; 啓樹首藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sharp Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sharp Corp
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2020-01-24
Also published as: JP2001209764A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型の端末装置に好適に接続可能なＩＣカードおよび端末装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＩＣカードは、その使用目的に広がりを見せ、電子決済をはじめ、交通機関、医療、流通など、様々な分野で使用可能なアプリケーションが開発されている。さらに、使用者の利便性を考慮して、１枚のＩＣカードは、必要に応じて、これらのアプリケーションを同時にダウンロードして、それぞれの端末装置で使用できることが望まれている。
【０００３】
この要求を満たすために、多目的なＩＣカードでは、様々な情報を高速に通信できるように、高速Ｉ／Ｏと高速かつ高機能なＣＰＵとの採用が求められ、大容量の不揮発性メモリの内蔵が推奨されている。推奨値の一例として、ＣＰＵの動作周波数が１０［ＭＨｚ］〜２０［ＭＨｚ］程度、ＣＰＵのビット幅が１６ビット以上、不揮発性メモリの容量が４Ｍビット〜８Ｍビット以上などの値が挙げられる。
【０００４】
ここで、例えば、ＩＳＯ（国際標準化機構）７８１６規格（以下では、単にＩＳＯ規格として参照する）では、ＩＣカードに入力される外部クロック信号の周波数が、４．９１［ＭＨｚ］に設定されている。したがって、ＣＰＵを高速化するためには、ＩＣカード内で、外部クロック信号を所定の倍率で逓倍して、より高速な内部クロック信号を生成する必要がある。
【０００５】
一方、ＩＣカードは、さまざまな端末装置での使用が想定されており、例えば、所定の場所に設置された据え置き型の端末装置だけではなく、ＩＣカードの情報を迅速に確認できるように、携帯可能な電池駆動型の端末装置なども広く使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、据え置き型の端末装置での使用を前提に、内部クロック信号の周波数を高く設定すると、消費電力が増大して、携帯型の端末装置の稼働時間を著しく短縮させたり、携帯型の端末装置で想定されている消費電力を超過して、使用できない虞れがある。
【０００７】
具体的には、上述したような高機能なＩＣカードでは、ピーク時の消費電流が、例えば、約１００［ｍＡ］にまで達するが、例えば、１次のリチウム電池など、通常、携帯端末に使用される電池では、推奨負荷瞬時電流値が２５［ｍＡ］程度である。したがって、当該ＩＣカードは、携帯型の端末装置で使用できなくなってしまう。
【０００８】
一方、携帯型のＩＣカードで使用することを想定して、ＩＣカードの内部クロック信号の周波数を低く設定すると、据え置き型の端末装置において、ＩＣカードの応答速度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池駆動型など、消費電力が制限された端末装置にて好適に使用可能なＩＣカードと、端末装置とを含むＩＣカードシステムを実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられるデータ信号のハイ／ローレベルに基づいて、あるいはデータ信号によって伝送されるデータ列に基づいて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、ＩＣカードが端末装置に接続されると、検出手段は、接続されている端末装置の種別を判定し、制御手段は、内部クロック信号生成手段が生成する内部クロック信号の周波数を変更する。これにより、演算処理部は、当該内部クロック信号で駆動して、内部クロック信号の周波数に応じた電力が消費される。
【００１２】
また、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、例えば、据え置き型など、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、例えば、電池駆動型の端末装置など、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できる。
【００１３】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられる信号の値がハイレベルか否かによって上記端末装置が電池駆動か否かを検出し、上記制御手段は、電池駆動の場合は、電池駆動でない場合に比べて、上記内部クロック信号の周波数を低く設定することを特徴とする。
【００１４】
当該構成によれば、電池駆動の端末装置の内部クロック信号は、電池駆動ではない端末装置よりも周波数が低く設定されるので、電池駆動型の端末装置におけるＩＣカードの処理速度を犠牲にすることなく、電池駆動型の端末装置の稼働時間を延長できる。
【００１５】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記端末装置との接触端子を通じて、上記端末装置よりＩＣカードに供給される電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１６】
当該構成によれば、検出手段は、端末装置の種別を検出する。この結果、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００１７】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段と、上記端末装置から指示された書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合に、データを書き込み可能な不揮発性メモリとを備え、上記書き込み用電圧は、上記端末装置との接触端子を通じて入力され、上記検出手段は、上記書き込み用電圧のレベルを検出し、その検出した書き込み用電圧レベルに基づいて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１８】
当該構成によれば、検出手段は、書き込み用電圧の電圧レベルに基づき、端末装置の種別を検出する。この結果、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００１９】
上記構成に加え、本発明に係るＩＣカードにおいて、上記内部クロック生成手段は、上記端末装置から供給された外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路（ＰＬＬ回路）である方が好ましい。
【００２０】
当該構成によれば、ＰＬＬ回路は、端末装置から供給される外部クロック信号を逓倍して、内部クロック信号を生成する。したがって、例えば、据え置き型などの端末装置では、従来と同様の外部クロック信号を変更することなく、内部クロック信号の周波数を増大させて、ＩＣカードの処理を高速化できる。また、電池駆動型などの端末装置では、稼働時間を延長できる。これにより、高速処理が必要な端末装置の外部クロック信号を変更することなく、いずれの種別の端末装置にＩＣカードが接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。
【００２１】
また、上記の各構成に加え、本発明に係るＩＣカードにおいて、上記検出手段による上記端末装置の種別の検出、上記制御手段による上記内部クロック信号の周波数の変更が実行されるのは、上記端末装置と通信する通信手段が、上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間である方が好ましい。
【００２２】
当該構成によれば、検出手段は、初期応答前に端末装置の種別を検出する。したがって初期応答後に判定するよりも早い時点で、端末装置の種別を判定でき、制御手段は、より早い時点から、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。この結果、不適切な値に設定される期間を短縮でき、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できる。
【００２３】
一方、本発明に係る端末装置は、接続される端末装置と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記通信手段が受け取る信号に基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記通信手段と通信可能な端末側通信手段と、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示す信号を、上記端末側通信手段に出力させる端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、端末装置の端末側通信手段は、ＩＣカードの通信手段へ与える信号として、自らの種別を通知する。これにより、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知することができる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２５】
また、本発明に係る端末装置は、接続される端末と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置がＩＣカードに供給する電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記電力供給手段が供給する電源電圧のレベルを、自らの種別を示すレベルに設定する端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、端末装置の電力供給手段は、ＩＣカードへ供給する電源電圧レベルによって、自らの種別を通知する。これにより、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知することができる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２７】
また、他の好適な端末装置として、本発明に係る端末装置は、書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合にデータを書き込み可能な不揮発性メモリと、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、上記不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段と、上記端末装置の種別を示すレベルの書き込み用電圧を、上記書き込み手段に指示させる端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、端末装置は、書き込み用電圧によって、自らの種別を通知して、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。これにより、上述の端末装置の場合と同様に、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２９】
また、上述の各構成に加え、上記内部クロック生成手段は、外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路を備えていると共に、上記端末装置は、上記端末側制御手段により設定された周波数の外部クロック信号を、上記フェーズ・ロック・ループ回路へ供給する外部クロック供給手段を備え、上記電力供給手段が供給する電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数は、当該電源電圧レベルにおける上記フェーズ・ロック・ループ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されている方が望ましい。
【００３０】
当該構成では、電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数の双方は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されているので、外部クロック信号の周波数を変更せずに、電源電圧レベルのみを設定する場合よりも、電源電圧レベルを低く設定できる。この結果、ＩＣカードの消費電力をさらに削減でき、より稼働時間の長い端末装置を実現できる。
【００３１】
さらに、上述の各構成において、端末装置は、電池駆動型の端末装置であることが望ましい。一般に、電池駆動型の端末装置は、消費電力の増大が稼働時間の短縮に直結するため、据え置き型の端末装置などよりも消費電力削減が切望されている。したがって、電池駆動型の端末装置に上記構成を適用することで、より稼働時間の長い端末装置を実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、本実施形態に係るＩＣカードシステムは、例えば、電子決済をはじめ、交通機関、医療あるいは流通など、様々な分野のアプリケーションを実行可能なＩＣカードを、例えば、電池駆動型の携帯端末や、据え置き型の端末など、電源容量の異なる多くの形態の端末装置で使用する際に好適なシステムであって、図２に示すように、高機能なＩＣカード３と、当該ＩＣカード３に接続可能な電池駆動型の携帯端末５および据え置き型の端末７とを備えている。
【００３３】
本実施形態に係るＩＣカード３は、接触型のＩＣカードであって、例えば、図１に示すように、上記携帯端末５や据え置き型の端末７などの端末装置と接続するための端子ＴVdd ・ＴVpp ・ＴRST ・ＴI/O ・ＴGND ・ＴCLK を備えている。また、ＩＣカード３は、上記アプリケーションを実行可能なＣＰＵ（演算処理部）３１と、起動時のＣＰＵ３１の動作を示すデータが格納されたブートＲＯＭ３２と、作業用のデータなど、電力が供給されない間は、保持する必要がないデータが格納されるＲＡＭ３３と、例えば、各端末装置がＩＣカード３を認証するためのデータなど、電力が供給されない間も保持すべきデータが格納される不揮発性メモリ３４と、接続された端末装置と通信するための通信回路（通信手段）３５と、当該端末装置から供給された外部クロック信号ＣＬＫを逓倍して、ＩＣカード３の内部クロック信号φを生成するクロック生成部（内部クロック生成手段）３６とを備えている。なお、ＣＰＵ３１および後述するシステム構成レジスタ４３が、特許請求の範囲に記載の制御手段に対応していると共に、本実施形態では、ＣＰＵ３１が検出手段に対応している。
【００３４】
上記構成では、ＩＣカード３がＣＰＵ３１を備えているので、磁気カードとは異なり、内部の情報を外部に出力せずに、端末装置に認証させることができる。これにより、磁気カードよりも安全なカードシステムを実現できる。さらに、上記ＩＣカード３は、必要に応じて、接続された端末装置からアプリケーションをダウンロードして実行でき、上述した種々の分野の端末装置と組み合わせて使用できる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係るＩＣカード３は、据え置き型の端末７における高速動作と、携帯端末５における消費電力削減との双方を実現するために、ＩＣカード３の各部材が低電源電圧で動作でき、しかも、高速動作可能に形成されていると共に、クロック生成部３６が端末装置の種別に応じて、内部クロック信号φの周波数を変更できるように形成されている。
【００３６】
具体的には、ＩＣカード３の各部材（３１〜３６）は、正常動作可能な電源電圧Ｖｄｄの範囲が、据え置き型の端末７が供給する電源電圧レベル（上記ＩＳＯ規格では、５．０［Ｖ］）から、後述する携帯端末５により供給される電源電圧レベル（３．０［Ｖ］）までの範囲を含むように構成されている。また、ＣＰＵ３１は、例えば、１６ビット以上のビット幅で、１０ＭＨｚから２０ＭＨｚ以上で駆動可能なものが使用されている。さらに、不揮発性メモリ３４の容量は、例えば、例えば、４Ｍビットから８Ｍビット以上に設定されている。
【００３７】
また、本実施形態に係るクロック生成部３６は、外部クロック信号ＣＬＫを逓倍するフェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）回路４１と、ＰＬＬ回路４１の出力を複数の分周比で分周するプリスケーラ４２と、システム構成レジスタ４３の値に応じて、プリスケーラ４２の各出力のうちの１つを選択するセレクタ４４と、内部クロック信号φとして、ＣＰＵ３１など、ＩＣカード３内の回路に、セレクタ４４の出力を供給するクロックジェネレータ４５とを備えており、後で詳述するように、端末装置の種別は、初期応答する前に、通信回路３５が端末装置から受け取ったデータに基づき、ＣＰＵ３１により判定され、判定結果に応じた値が上記システム構成レジスタ４３に格納される。
【００３８】
例えば、本実施形態では、上記ＰＬＬ回路４１の逓倍率は、３倍に設定されており、プリスケーラ４２は、ＰＬＬ回路４１の出力を、１、１／２、１／４および１／８倍の分周比で分周する。これにより、クロック生成部３６は、端末装置の種別に応じて、外部クロック信号ＣＬＫの３倍、３／２倍、３／４倍、３／８倍のうちのいずれかの周波数の内部クロック信号φを出力できる。
【００３９】
このように、本実施形態に係るＩＣカード３は、端末装置の種別に応じて、内部クロック信号φの周波数を最適な値に設定できる。したがって、据え置き型の端末７など、十分な容量の電源を有し、消費電力の削減よりも、高速応答が望まれる端末装置では、内部クロック信号φを高い周波数に設定して、高速応答を実現できる。これとは逆に、携帯端末５など、電源の容量が小さく、高速応答よりも消費電力の削減が要求される端末装置では、内部クロック信号φを低い周波数に設定して消費電力を削減できる。
【００４０】
なお、ＰＬＬ回路４１の逓倍率、および、プリスケーラ４２の分周比は、上述した値に限らず、任意の値に設定できる。ただし、外部クロック信号ＣＬＫの周波数は、十分な容量の電源を持った端末装置でＩＣカード３を高速動作させるためには、不十分なことが多いので、内部クロック信号φの最大周波数は、外部クロック信号ＣＬＫよりも大きく設定する方が望ましい。
【００４１】
一方、上記携帯端末５は、保持者が容易に携帯でき、かつ、ＩＣカード３の情報を迅速に確認できるように、図２に示すように、電源となる電池５１と、電池５１の出力電圧を安定化して、携帯端末５の各部に供給するレギュレータ５２と、ＩＣカード３の情報などを表示可能な液晶表示部５３と、保持者の入力を受け付けるキー入力部５４と、携帯端末５全体を制御するＣＰＵ（端末側制御手段）５５と、表示用のフォントデータなどが格納されたフォントＲＯＭ５６と、ＣＰＵ５４の駆動クロック信号を生成する発振器５７と、ＩＣカード３を接続するためのＩＣカードインターフェース部５８とを備えている。なお、液晶表示部５３に代えて、他の表示部を使用してもよいが、液晶表示部５３は、低消費電力で高解像に表示できるので、携帯端末５の表示部として好ましい。
【００４２】
一例として、本実施形態では、ＴＹＰ（代表値）１．５Ｖの電池２個を直列接続して電池５１を形成すると共に、レギュレータ５２で、５．０［Ｖ］の電源電圧を生成して、携帯端末５の各部に供給している。また、フォントＲＯＭ５６は、ＪＩＳ（日本工業規格）コードなどで規定された漢字に対応するフォントデータを格納しており、液晶表示部５３は、例えば、解像度などが、漢字を表示可能な値に設定されている。これにより、携帯端末５は、携帯した状態であっても、ＩＣカード３に含まれる利用履歴、残高などの情報を漢字で液晶表示できる。
【００４３】
さらに、本実施形態に係る携帯端末５では、ＩＣカード３の消費電力を削減して、ＩＣカード３を接続した場合の稼働時間を延長できるように、電源電圧Ｖｄｄの電圧レベルおよび外部クロック信号ＣＬＫの周波数が、据え置き型の端末７よりも低く設定されていると共に、ＩＣカード３へ自らの種別を通知して、内部クロック信号φを低下するように指示できる。
【００４４】
具体的には、本実施形態に係る携帯端末５は、ＩＣカード３へ供給する外部クロック信号ＣＬＫを生成するＩＣカード用発振器（外部クロック供給手段）６１を備えている。また、上記ＩＣカードインターフェース部５８は、ＩＣカード３へ電源電圧Ｖｄｄおよび書き込み用電圧Ｖｐｐを出力するＩＣカード用レギュレータ（電力供給手段）６２とＶｐｐ供給部（書き込み手段）６３と、外部クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴ、およびデータ信号Ｉ／ＯをＩＣカード３へ出力するバッファＢ１〜Ｂ３と、ＩＣカード３からデータ信号Ｉ／Ｏを受け取るバッファＢ４とを備えている。
【００４５】
一例として、本実施形態では、上記Ｖｄｄ電圧およびＶｐｐが、３．０［Ｖ］に設定されており、ＩＣカード用レギュレータ６２が電池５１の出力電圧に基づいて、３．０［Ｖ］の電圧を出力し、Ｖｐｐ供給部６３は、ＩＣカード用レギュレータ６２の出力電圧をバイパスしている。
【００４６】
また、ＩＣカード用発振器６１の発振周波数は、上記電源電圧Ｖｄｄにて、図１に示すＰＬＬ回路４１が正常にロック可能な周波数に設定されている。具体的には、通常のＰＬＬ回路は、電源電圧Ｖｄｄに応じて、逓倍可能な周波数範囲（ロックレンジ）が変動する。例えば、図３に示すように、本実施形態に係るＩＣカード３のＰＬＬ回路４１では、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］では、２．０［ＭＨｚ］〜６．０［ＭＨｚ］の外部クロック信号ＣＬＫを逓倍可能であるが、電源電圧Ｖｄｄが３．０［Ｖ］の場合、ロックレンジは、１．０［ＭＨｚ］〜３．５［ＭＨｚ］になる。したがって、仮に、上記ＩＣカード用発振器６１が上述のＩＳＯ規格の外部クロック信号ＣＬＫ（周波数４．９１［ＭＨｚ］）を供給すると、上記ＰＬＬ回路４１は、当該外部クロック信号ＣＬＫを正常にロックできなくなる。これに対して、上記ＩＣカード用発振器６１の発振周波数は、例えば、２．０［ＭＨｚ］と、上記携帯端末５が供給する電源電圧Ｖｄｄにおける、上記ＰＬＬ回路４１のロックレンジ内に設定されている。したがって、ＰＬＬ回路４１は、何ら支障なく、携帯端末５が供給する外部クロック信号ＣＬＫを逓倍できる。
【００４７】
上記各電圧Ｖｄｄ・Ｖｐｐ、接地レベルＧＮＤ、および、信号ＲＳＴ・ＣＬＫ・Ｉ／Ｏは、図示しない端子ＴVdd ・ＴVpp ・ＴGND ・ＴRST ・ＴCLK ・ＴI/O を介してＩＣカード３の対応するＴVdd ・ＴVpp ・ＴGND ・ＴRST ・ＴCLK ・ＴI/O に出力される。ここで、データ信号Ｉ／Ｏは、入出力端子なので、上記バッファＢ３およびＢ４は、３ステートバッファにより構成され、伝送方向を示す信号Ｒ／Ｗが出力（Ｗ）を示す場合、バッファＢ３のみがデータを出力し、入力（Ｒ）を示す場合、バッファＢ４のみがデータを出力する。なお、上記バッファＢ１〜Ｂ４のうち、出力バッファ（Ｂ１〜Ｂ３）は、上記電源電圧Ｖｄｄに合わせて、３．０［Ｖ］の電源電圧で動作し、入力バッファ（Ｂ４）は、上述のＩＳＯ規格の電源電圧Ｖｄｄ（５．０［Ｖ］）のみで動作するＩＣカードが接続されることも考慮して、３．０［Ｖ］〜５．０［Ｖ］の電源電圧で動作可能に形成されている。
【００４８】
さらに、本実施形態に係る携帯端末５には、例えば、カード検出スイッチなどで実現され、挿入の有無を検出する挿入検出部６４が設けられており、ＣＰＵ５５は、ＩＣカードが挿入されていない場合、ＩＣカード用発振器６１、ＩＣカード用レギュレータ６２およびＶｐｐ供給部６３へ、動作停止を示す信号ＳＨＤＮを出力する。これにより、ＩＣカードが挿入されていない間、ＩＣカードへ供給するための信号・電圧を生成する回路（６１〜６３など）が停止して、携帯端末５の電力消費を低減できる。
【００４９】
なお、図２の例では、製造を容易にするため、レギュレータ５２を含む部材（５２、６２、６３、Ｂ１〜Ｂ４）がＩＣカードインターフェース部５８として集積されているが、これに限定されるものではなく、各部材を個別に形成してもよい。
【００５０】
上記構成のＩＣカードシステム１において、ＩＣカード３を携帯端末５に挿入した際の動作を、図４ないし図６に基づき説明すると、以下の通りである。なお、以下では、説明の便宜上、電池駆動型か否かが、端末装置の種別として、端末装置からＩＣカード３に通知され、ＩＣカード３の内部クロック信号φが、最低周波数と最高周波数との間で切り換えられる場合を例にして説明する。
【００５１】
すなわち、ＩＣカード３が携帯端末５に挿入されると、挿入検出部６４が挿入を検出して、上記各回路６１〜６３へ動作開始を指示する。これにより、図４に示すように、携帯端末５は、ＩＣカード３へ、電源電圧Ｖｄｄ、外部クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴなどの供給を開始する（ｔ０〜ｔ１の時点）。ここで、携帯端末５は、ＩＣカード３の誤動作を防止するために、外部クロック信号ＣＬＫの供給を開始した時点（ｔ１の時点）から、所定の期間（ＩＳＯ規格では、４００００ＣＬＫサイクル未満）、リセット信号ＲＳＴをセットし続けている。
【００５２】
ｔ２の時点において、携帯端末５がリセット信号ＲＳＴを解除すると、ＩＣカード３において、ＣＰＵ３１は、ブートＲＯＭ３２に格納されたブートプログラムに基づいて起動を開始する。具体的には、図５に示すステップ１（以下では、Ｓ１のように略称する）において、例えば、１６３８４ＣＬＫサイクルなどの間（図４に示すｔ２からｔ３までの期間）、ＣＰＵ３１をウォーミングアップする。また、Ｓ２において、システム構成レジスタ４３の値は、例えば、ＣＰＵ３１などによって、最低速を示す初期値（本実施形態では、３／８逓倍を示す値）に設定される。これに応じて、セレクタ４４は、プリスケーラ４２の出力のうち、外部クロック信号ＣＬＫの３／８逓倍の出力を選択し、クロックジェネレータ４５を介して、ＣＰＵ３１などに供給する。
【００５３】
さらに、Ｓ３において、通信回路３５は、携帯端末５からデータ信号Ｉ／Ｏを受け取り、Ｓ４において、ＣＰＵ３１は、当該データ信号Ｉ／Ｏに基づいて、ＩＣカード３が接続された端末装置の種別を判定する。ここで、本実施形態に係る携帯端末５は、ＩＣカード３がデータ信号Ｉ／Ｏを判別可能になった時点から初期応答ＡＴＲを返すまで時点の期間（ｔ３からｔ５までの期間）の少なくとも一部を含む予め定められた期間（ｔ２からｔ４までの期間）に、データ信号Ｉ／Ｏによって、ＩＣカード３へ、自端末の種別を通知するように構成されている。
【００５４】
例えば、本実施形態の場合、ウォーミングアップの期間が１６３８４ＣＬＫサイクルに設定され、この間、ＣＰＵ３１は、データ信号Ｉ／Ｏを判別できない。また、据え置き型の端末７など、通常の端末装置は、ＩＣカードが初期応答するまでの間、データ信号Ｉ／Ｏをハイレベルに保っている。これらの結果、本実施形態に係る携帯端末５のＣＰＵ５５は、上記ｔ２から約２００００ＣＬＫサイクルの間、バッファＢ３がローレベルを出力するように制御して、電池駆動型であることをＩＣカード３に通知するように設定されている。
【００５５】
したがって、ＩＣカード３が携帯端末５に挿入された場合、上記Ｓ４において、ＣＰＵ３１は、端末装置が電池駆動型であると判定する。この場合、ＣＰＵ３１は、システム構成レジスタ４３の値を特に変更せず、当該値は、初期値（最低速）のまま保たれる。
【００５６】
この結果、ＩＣカード３は、据え置き型の端末７とは異なり、高速応答よりも、消費電力の削減が強く要求される携帯端末５に接続された場合、内部クロック信号φの周波数を、当該携帯端末５に応じた周波数（最低速）に設定できる。これにより、ＩＣカード３の消費電力を携帯端末５に合わせて調整できるので、常時、高速に動作する従来のＩＣカードに比べて、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００５７】
さらに、Ｓ５において、ＩＣカード３は、通常のＯＳ（ Operating system ：処理を行い、データ信号端子ＴI/O を介して、携帯端末５へ、初期応答ＡＴＲを送出する。当該初期応答ＡＴＲは、上記ＩＳＯ規格で規定されており、１９バイトの通信フォーマット情報などを含んでいる。これにより、ＩＣカード３が正常に携帯端末５を認識したことが、携帯端末５に通知される。その後、ＩＣカード３は、携帯端末５からのコマンドを待機する状態に移行し、コマンドに応じて、所定のデータ転送フォーマットで携帯端末５にデータを送受する。
【００５８】
例えば、上記ＩＳＯ規格で規定されているデータ転送フォーマットは、図６に示すように、プロローグフィールド( Prolog Field) 、情報フィールド（ Information Field）、および、エピローグフィールド（ Epilog Field ）の３つに大別されている。より詳細に説明すると、上記プロローグフィールドは、ノードアドレス（ＮＡＤ）、プロトコル制御バイト（ＰＣＢ）およびデータ長（ＬＥＮ）を示す、それぞれ１バイトの情報が記録されている。当該ノードアドレスは、それぞれの端末装置で決められたノード番号であり、例えば、ＩＣカード３を”１Ｂ”、端末装置を”０Ｂ”とした場合、端末装置からＩＣカード３への通信は、ＮＡＤ＝”１０Ｂ”と表現される。また、プロトコル制御バイトには、データ伝送の制御に必要うな情報が格納されている。さらに、情報フィールドには、伝送すべきデータが格納され、エピローグフィールドのＥＤＣには、ＮＡＤからＤＡＴＡまでのチェックサムが格納される。なお、上記数値例の末尾に付した”Ｂ”ビット表現であることを示している。
【００５９】
一方、ＩＣカード３が据え置き型の端末７に接続された場合も、ＩＣカード３は、上記Ｓ１以降の動作を行う。ただし、据え置き型の端末７の場合、上記携帯端末５とは異なり、据え置き型の端末７は、図７に示すように、ＩＣカード３が初期応答ＡＴＲを返すまでの間、データ信号Ｉ／Ｏをハイレベルに保ちつづけている。したがって、上記Ｓ３およびＳ４において、ＩＣカード３は、ｔ３からｔ４までの間のデータ信号Ｉ／Ｏの値（ハイレベル）に基づいて、端末装置が電池駆動型ではないと判断し、ＣＰＵ３１は、Ｓ６において、システム構成レジスタ４３に、最高速（３逓倍）を示す値を格納する。この結果、セレクタ４４によって、外部クロック信号ＣＬＫの３逓倍の出力が選択され、内部クロック信号φとしてＣＰＵ３１に供給される。
【００６０】
この結果、ＩＣカード３は、携帯端末５とは異なり、消費電力削減よりも高速応答が要求される据え置き型の端末７に接続された場合、内部クロック信号φを据え置き型の端末７に応じた周波数（最高速）に設定できる。これにより、携帯端末５にも接続するために、ＩＣカード３の処理速度を、常時低く設定する従来技術に比べて、据え置き型の端末７におけるＩＣカード３の処理速度を向上できる。
【００６１】
上記Ｓ６にて、内部クロック信号φが設定されると、上記Ｓ５以降の処理が行われ、ＩＣカード３は、リセット信号ＲＳＴが解除されてから、所定の期間のうちに、据え置き型の端末７へ初期応答ＡＴＲを送出した後、コマンド待機状態に移行する。
【００６２】
なお、例えば、上記ＩＳＯ規格では、ＩＣカードは、リセット信号ＲＳＴが解除されてから、４００００ＣＬＫサイクル未満のうちに、初期応答ＡＴＲを返すことが求められている。一方、本実施形態では、内部クロック信号φの周波数は、外部クロック信号ＣＬＫの３／８逓倍から３逓倍までの範囲で変更可能である。したがって、ＩＣカード３のブートプログラムは、据え置き型の端末７に接続された場合、すなわち、内部クロック信号φが最高速（３逓倍）の場合、４００００ＣＬＫサイクル未満で初期応答ＡＴＲを返すことができるように設定されている。さらに、携帯端末５は、自らの提示した種別に応じた周波数、すなわち、内部クロック信号φが最低速（３／８逓倍）で、ＩＣカード３がブートプログラムを実行している場合であっても、上記初期応答ＡＴＲを正しく受け取ることができるように、応答待ち受け期間（ｔ２〜ｔ５までの期間）は、２０００〜１１００００ＣＬＫサイクルの間に設定されている。
【００６３】
ここで、比較例として、初期応答によって、ＩＣカード３が端末装置の種別を把握した後で、内部クロック信号φの周波数を変更する構成と比較すると、本実施形態のＩＣカード３は、初期応答前に通信回路３５が受け取ったデータに基づいて、端末装置の種別を判定しているので、端末装置の種別判定と内部クロック信号φの制御とを、より早い時点で実施できる。この結果、据え置き型の端末７では、より早い時点から高速動作できると共に、携帯端末５では、より早い時点から消費電力を削減でき、稼働時間を延長できる。
【００６４】
加えて、端末装置が内部クロック信号φの周波数を直接指定するのではなく、ＩＣカード３が端末装置の種別に応じて周波数を設定しているので、端末装置が各ＩＣカード３に適した周波数を記憶して指示する必要がなく、端末装置の処理を簡略化できる。特に、本実施形態に係るＩＣカード３では、据え置き型の端末７を示すデータ信号Ｉ／Ｏが、従来と同様（ハイレベルあるいは一定値）に設定されており、携帯端末５を示すデータ信号Ｉ／Ｏが従来と異なるように、すなわち、ローレベル、あるいは、信号レベルが変化するように設定されているので、本実施形態に係るＩＣカード３の存在を知らない従来の据え置き型の端末７と、本実施形態に係る携帯端末５とが混在するＩＣカードシステム１であっても、ＩＣカード３は、何ら支障なく、両者を区別できる。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
ところで、上記第１の実施形態では、ＩＣカード３がデータ信号Ｉ／Ｏに基づいて端末装置を判定する構成について説明した。これに対して、本実施形態では、別の判定方法として、初期応答前の電源電圧Ｖｄｄに基づいて判定する構成について、図８ないし図１０を参照して説明する。
【００６６】
すなわち、本実施形態に係るＩＣカード３ａは、図８に示すように、図１に示す構成に加えて、電源電圧Ｖｄｄを検出する電圧検出部（検出手段）３７ａが設けられており、システム構成レジスタ４３ａの値は、検出結果に応じて設定される。なお、説明の便宜上、上記第１の実施形態の図面に記した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６７】
具体的には、本実施形態に係る電圧検出部３７ａは、例えば、図９に示すように、電源電圧端子ＴVdd に印加された電源電圧Ｖｄｄを、抵抗Ｒ１・Ｒ２で分圧すると共に、分圧した電圧レベルと、ダイオードＤ１によって生成した基準電圧ＶｒｅｆとをオペアンプＡ１によって比較することによって、電源電圧Ｖｄｄが所定の値を越えているか否かを検出している。なお、本実施形態では、電圧検出部３７ａの出力（Ｖｉｎｔ）は、ＣＰＵ３１の割り込み入力端子に接続され、ＣＰＵ３１は、割り込みがあった場合、電源電圧Ｖｄｄが所定の値よりも低い、すなわち、携帯端末５であると判定できる。
【００６８】
ここで、本実施形態の据え置き型の端末７は、ＩＳＯ規格で規定されたレベルの電圧、すなわち、５．０±０．２５［Ｖ］を電源電圧Ｖｄｄとして供給し、携帯端末５は、上述したように、３．０±０．２５［Ｖ］を供給している。したがって、上記抵抗Ｒ１・Ｒ２の抵抗値は、比較的大きな値で、しかも、両レベルを識別可能な値、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆが約１．５［Ｖ］の場合、１［ＭΩ］および５００［ｋΩ］に設定されている。これにより、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］の場合、分圧値は、約１．６［Ｖ］になり、３．０［Ｖ］の場合は、１．０［Ｖ］になる。この結果、オペアンプＡ１は、分圧値と基準電圧Ｖｒｅｆとの比較によって、両者を区別できる。
【００６９】
また、上記抵抗値は、比較的大きく設定されており、両抵抗Ｒ１・Ｒ２を流れる電流値は、携帯端末５の場合、すなわち、電源電圧Ｖｄｄ＝３．０［Ｖ］の場合、約２［μＡ］に過ぎない。したがって、電圧判定に要する消費電力を低く抑えることができる。
【００７０】
加えて、上記電圧検出部３７ａには、例えば、抵抗Ｒ２と接地レベルＧＮＤとの間などの直流パス上に、スイッチＳＷが設けられており、例えば、ＣＰＵ３１などによって出力された信号ＥＮに応じて当該直流パスを遮断できる。同様に、オペアンプＡ１も、信号ＥＮに応じて動作を停止できる。これにより、電圧検出部３７ａは、端末装置の種別を検出しない期間、動作を停止することができ、さらに、消費電力を低減できる。
【００７１】
上記構成のＩＣカード３ａでは、図１０に示すように、図５に示すＳ３およびＳ４に変えて、Ｓ３ａおよびＳ４ａの処理が行われる。具体的には、図５と同様、Ｓ１およびＳ２において、ＣＰＵ３１のウォーミングアップが終了し、最低周波数の内部クロック信号φで動作を開始すると、Ｓ３ａにおいて、ＣＰＵ３１は、信号ＥＮを制御して、電圧検出部３７ａに電源電圧Ｖｄｄの検出を指示する。これにより、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄを検出して、端末装置が携帯端末５と判定した場合、ＣＰＵ３１へ割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。
【００７２】
例えば、ＩＣカード３ａが携帯端末５に挿入された場合、上記Ｓ３ａにおいて、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄが３．０［Ｖ］であることから、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。この場合、ＣＰＵ３１は、Ｓ４ａにおいて、携帯端末５に挿入されたと判断し、内部クロック信号φを最低速度に維持したまま、上述のＳ５以降の処理を行って、初期応答ＡＴＲを出力する。これにより、ＩＣカード３ａは、図１に示すＩＣカード３と同様に、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から消費電力を低減することができ、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００７３】
一方、ＩＣカード３ａが据え置き型の端末７に挿入された場合、上記Ｓ３ａにおいて、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］であることから、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力しない。この場合、ＣＰＵ３１は、Ｓ４ａにおいて、据え置き型の端末７に挿入されたと判断し、図５に示すＳ５と同様、システム構成レジスタ４３ａの値を、最高速を示す値に変更する。これにより、ＩＣカード３ａは、図１に示すＩＣカード３と同様に、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から高速動作できる。
【００７４】
〔第３の実施形態〕
本実施形態では、さらに別の判定方法として、初期応答前における、不揮発性メモリ３４の書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、端末装置の種別を判定する構成について、図１１および図１２を参照して説明する。
【００７５】
本実施形態に係るＩＣカード３ｂは、図８に示すＩＣカード３ａと略同様の構成であるが、電圧検出部３７ａに変えて、書き込み用電圧Ｖｐｐを検出する電圧検出部３７ｂが設けられている。なお、据え置き型の端末７では、書き込み用電圧Ｖｐｐは、常時、５．０［Ｖ］に保たれているが、本実施形態に係る携帯端末５では、不揮発性メモリ３４にデータを書き込まない場合、書き込み用電圧Ｖｐｐが０［Ｖ］に設定されている。したがって、電圧検出部３７ｂのしきい値は、０［Ｖ］と、５．０［Ｖ］とを識別可能な値に設定されており、０［Ｖ］と判定した場合に、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。
【００７６】
当該構成では、図１２に示すように、Ｓ３ｂにおいて、電圧検出部３７ｂは、ＥＮ信号の指示に基づいて、書き込み用電圧Ｖｐｐを検出し、Ｓ４ｂにおいて、ＣＰＵ３１は、割り込みの有無に応じて、システム構成レジスタ４３ｂの値を設定し、内部クロック信号φを調整する。これにより、第１および第２の実施形態と同様に、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から、ＩＣカード３ｂは、内部クロック信号φの周波数を調整できる。この結果、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、据え置き型の端末７では、より早い時点から高速動作できると共に、携帯端末５では、より早い時点から消費電力を削減でき、稼働時間を延長できる。
【００７７】
なお、本実施形態では、携帯端末５が供給する書き込み用電圧Ｖｐｐ自体に基づいて、端末装置の種別を判定したが、書き込み用電圧Ｖｐｐの電圧レベルを示す信号が供給される場合は、これに基づいて判定してもよい。
【００７８】
また、上記第１ないし第３の実施形態では、クロック生成部３６がＰＬＬ回路４１〜クロックジェネレータ４５を備え、ＣＰＵ３１がシステム構成レジスタ４３〜４３ｂに設定して、内部クロック信号φを変更する場合について説明したが、これに限るものではない。通信回路３５や電圧検出部３７ａ（３７ｂ）などの検出手段が、端末装置の種別を決定した結果に基づいて、ＣＰＵ３１などの演算部に供給する内部クロック信号φの周波数を変更できれば、同様の効果が得られる。
【００７９】
さらに、上記各実施形態では、クロック生成部３６が外部クロック信号ＣＬＫを逓倍して内部クロック信号φを生成しているが、これに限らず、外部クロック信号ＣＬＫとは独立して内部クロック信号φを生成してもよい。ただし、本実施形態のように、外部クロック信号ＣＬＫを逓倍した場合、外部クロック信号ＣＬＫを変更することなく、外部クロック信号ＣＬＫに同期した内部クロック信号φを生成できる。
【００８０】
加えて、上記各実施形態では、初期応答ＡＴＲが返答される前のデータ信号Ｉ／Ｏ、電源電圧Ｖｄｄまたは書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、ＩＣカード３〜３ｂが内部クロック信号φの周波数を調整する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、初期応答ＡＴＲ、あるいは、その後の応答などに基づいて内部クロック信号φを調整しても略同様の効果が得られる。
【００８１】
ただし、内部クロック信号φを調整する時点が遅くなる程、端末装置の種別に不適切な内部クロック信号φでＩＣカード３〜３ｂが動作する期間が長くなるので、携帯端末５の稼働時間が短くなったり、据え置き型の端末７への応答時間が長くなったりしてしまう。
【００８２】
これに対して、上記各実施形態のように、初期応答ＡＴＲよりも前のデータ信号Ｉ／Ｏ、電源電圧Ｖｄｄまたは書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、判断すれば、ＩＣカード３〜３ｂが不適切な周波数で動作する期間を短縮でき、据え置き型の端末７への応答時間を増大させることなく、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００８３】
また、上記第１および第３の実施形態では、携帯端末５が据え置き型の端末７よりも低い電源電圧Ｖｄｄを供給する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。これらの実施形態では、電源電圧Ｖｄｄに基づいて判定していないので、電源電圧Ｖｄｄが据え置き型の端末７と同一の電圧であっても、ＩＣカード３・３ｂは、端末装置の種別を判定できる。ただし、携帯端末５では、消費電力の削減が強く求められているので、上記各実施形態のように、端末装置の判定方法に拘わらず、電源電圧Ｖｄｄを低く設定する方が望ましい。
【００８４】
なお、本実施形態では、携帯端末５は、常時、電池駆動型である旨を通知しているが、これに限るものではない。例えば、他から電力供給を受けているか否かに応じて、ＣＰＵ５５が図４に示すｔ２〜ｔ４に出力するデータ信号Ｉ／Ｏの値を変更したり、ＩＣカード用レギュレータ６２（Ｖｐｐ供給部６３）へ指示して、電圧Ｖｄｄ（Ｖｐｐ）のレベルを変更してもよい。この場合は、携帯端末５であっても、他から電力供給を受けている場合などには、電池駆動型ではないと通知して、ＩＣカード３〜３ｂの処理速度を向上させることができ、ＩＣカード３〜３ｂの応答時間を短縮できる。
【００８５】
さらに、上記第１ないし第３の実施形態では、端末装置の種別として、電池駆動か否かの２値が伝送される場合を例にして説明したが、これに限るものではない。例えば、端末装置が消費電力削減を要求する程度に合わせて、複数値を伝送してもよい。この場合、データ信号Ｉ／Ｏで伝送されるデータ列として種別を伝送したり、端末装置が供給する電圧Ｖｄｄ（Ｖｐｐ）を複数設定し、電圧検出部３７ａ（３７ｂ）がそれぞれを弁別したりすれば、複数種類の端末装置を識別できる。また、内部クロック信号φの調整は、一度に限るものではなく、初期応答前に内部クロック信号φを主調整し、初期応答後に微調整してもよい。ここで、ＩＣカードの消費電力を削減するためには、ＩＣカードが動作可能な範囲で、電源電圧Ｖｄｄを低く設定する方がよい。したがって、複数種類の端末装置を識別する場合、他の種別と区別するために、電源電圧Ｖｄｄを不必要に高く設定するよりは、データ信号Ｉ／Ｏや書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて判定する方が望ましい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられるデータ信号のハイ／ローレベルに基づいて、あるいはデータ信号によって伝送されるデータ列に基づいて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００８７】
上記構成によれば、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００８８】
本発明に係る他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられる信号の値がハイレベルか否かによって上記端末装置が電池駆動か否かを検出し、上記制御手段は、電池駆動の場合は、電池駆動でない場合に比べて、上記内部クロック信号の周波数を低く設定する構成である。
【００８９】
当該構成によれば、電池駆動の端末装置の内部クロック信号は、電池駆動ではない端末装置よりも周波数が低く設定されるので、電池駆動型の端末装置におけるＩＣカードの処理速度を犠牲にすることなく、電池駆動型の端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００９０】
本発明に係るさらに他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記端末装置との接触端子を通じて、上記端末装置よりＩＣカードに供給される電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００９１】
本発明に係るさらに他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段と、上記端末装置から指示された書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合に、データを書き込み可能な不揮発性メモリとを備え、上記書き込み用電圧は、上記端末装置との接触端子を通じて入力され、上記検出手段は、上記書き込み用電圧のレベルを検出し、その検出した書き込み用電圧レベルに基づいて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００９２】
これらの構成によっても、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００９３】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、上記構成に加え、上記内部クロック生成手段は、上記端末装置から供給された外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するＰＬＬ回路である構成である。
【００９４】
当該構成によれば、ＰＬＬ回路は、端末装置から供給される外部クロック信号を逓倍して、内部クロック信号を生成するので、高速処理が必要な端末装置の外部クロック信号を変更することなく、いずれの種別の端末装置にＩＣカードが接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができるという効果を奏する。
【００９５】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、上記構成に加え、上記検出手段による上記端末装置の種別の検出、上記制御手段による上記内部クロック信号の周波数の変更が実行されるのは、上記端末装置と通信する通信手段が、上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間である構成である。
【００９６】
これらの構成によれば、初期応答後に判定するよりも早い時点で、端末装置の種別を判定でき、制御手段は、より早い時点から、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。この結果、不適切な値に設定される期間を短縮でき、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【００９７】
本発明に係る端末装置は、以上のように、初期期間に通信手段が受け取る信号に基づいて端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示す信号を、端末側通信手段に出力させる端末側制御手段を備えている構成である。
【００９８】
上記構成によれば、端末装置は、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【００９９】
本発明に係る端末装置は、以上のように、端末装置がＩＣカードに供給する電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、端末装置の種別を検出する検出手段と、端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、初期期間に電力供給手段が供給する電源電圧のレベルを、自らの種別を示すレベルに設定する端末側制御手段を備えている構成である。
【０１００】
上記構成によれば、端末装置は、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【０１０１】
本発明に係る端末装置は、以上のように、端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、端末装置の種別を検出する検出手段と、端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、ＩＣカードの不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段と、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示すレベルの書き込み用電圧を、書き込み手段に指示させる端末側制御手段とを備えている構成である。
【０１０２】
上記構成によれば、端末装置は、書き込み用電圧によって、自らの種別を通知して、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。これにより、上述の端末装置の場合と同様に、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【０１０３】
本発明に係る端末装置は、以上のように、上述の各構成において、上記端末側制御手段により設定された周波数の外部クロック信号を、ＩＣカードのＰＬＬ回路へ供給する外部クロック供給手段を備え、上記電力供給手段が供給する電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されている構成である。
【０１０４】
当該構成では、電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数の双方は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されているので、外部クロック信号の周波数を変更せずに、電源電圧レベルのみを設定する場合よりも、電源電圧レベルを低く設定できる。この結果、ＩＣカードの消費電力をさらに削減でき、より稼働時間の長い端末装置を実現できるという効果を奏する。
【０１０５】
本発明に係る端末装置は、以上のように、上述の各構成において、端末装置が電池駆動型の端末装置である構成である。当該構成によれば、内部クロック信号の周波数が端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適値に制御されるので、消費電力の増大が稼働時間の短縮に直結する電池駆動型の端末装置において、稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記ＩＣカードを含むＩＣカードシステムの要部構成を示すブロック図である。
【図３】上記ＩＣカードのＰＬＬ回路のロックレンジを示すグラフである。
【図４】上記ＩＣカードが携帯端末に挿入された場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【図６】上記ＩＣカードシステムのブロックデータ転送フォーマットを示す説明図である。
【図７】上記ＩＣカードが据え置き型の端末に挿入された場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図９】上記ＩＣカードに設けられた電圧検出部の構成例を示す回路図である。
【図１０】上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図１２】上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３・３ａ・３ｂＩＣカード
５携帯端末（端末装置）
３１ＣＰＵ（演算処理部；検出手段；制御手段）
３４不揮発性メモリ
３５通信回路（通信手段）
３６クロック生成部（内部クロック生成手段）
３７ａ・３７ｂ電圧検出部（検出手段）
４１フェーズ・ロック・ループ回路
４３〜４３ｂシステム構成レジスタ（制御手段）
５５ＣＰＵ（端末側通信手段；端末側制御手段）
６１ＩＣカード用発振器（外部クロック供給手段）
６２ＩＣカード用レギュレータ（電力供給手段）
６３Ｖｐｐ供給部（書き込み手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC card and a terminal device that can be suitably connected to a portable terminal device.
[0002]
[Prior art]
Currently, IC cards have been used for various purposes such as electronic payments, transportation, medical care, distribution, and the like, and applications have been developed. Furthermore, in consideration of the convenience of the user, it is desired that one IC card can simultaneously download these applications and use them in each terminal device as necessary.
[0003]
In order to satisfy this requirement, multi-purpose IC cards are required to adopt high-speed I / O and a high-speed and high-performance CPU so that various information can be communicated at high speed. Is recommended. As an example of the recommended value, the CPU operating frequency is about 10 [MHz] to 20 [MHz], the CPU bit width is 16 bits or more, and the nonvolatile memory capacity is 4 Mbit to 8 Mbit or more.
[0004]
Here, for example, in the ISO (International Organization for Standardization) 7816 standard (hereinafter referred to simply as the ISO standard), the frequency of the external clock signal input to the IC card is set to 4.91 [MHz]. . Therefore, in order to increase the CPU speed, it is necessary to multiply the external clock signal by a predetermined magnification in the IC card to generate a higher-speed internal clock signal.
[0005]
On the other hand, the IC card is assumed to be used in various terminal devices. For example, not only a stationary terminal device installed at a predetermined place but also a mobile phone so that information on the IC card can be quickly confirmed. Possible battery-driven terminal devices are also widely used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the frequency of the internal clock signal is set high on the premise that it is used in a stationary terminal device, power consumption increases, and the operating time of the portable terminal device is remarkably shortened. There is a possibility that it may not be usable because it exceeds the power consumption assumed in the above.
[0007]
Specifically, in the high-performance IC card as described above, the peak current consumption reaches, for example, about 100 [mA]. However, for example, a primary lithium battery is usually used for a portable terminal. In the battery to be used, the recommended load instantaneous current value is about 25 [mA]. Therefore, the IC card cannot be used with a portable terminal device.
[0008]
On the other hand, if the frequency of the internal clock signal of the IC card is set low assuming that it is used with a portable IC card, the response speed of the IC card is lowered in the stationary terminal device.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof includes an IC card that can be suitably used in a terminal device with limited power consumption, such as a battery-driven type, and a terminal device. The purpose is to realize an IC card system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an IC card according to the present invention has an internal clock generating means for generating an internal clock signal, and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal, and an external terminal In an IC card operable by receiving power supply from a device, a communication unit that communicates with the terminal device, a detection unit that detects a type of the terminal device, and the internal clock according to a detection result of the detection unit Control means for changing the frequency of the signal, the detection means, In an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device, Data signal given from the terminal device via the communication means Based on the high / low level of the data or based on the data string transmitted by the data signal The type of the terminal device is detected.
[0011]
In the above configuration, when the IC card is connected to the terminal device, the detection unit determines the type of the connected terminal device, and the control unit changes the frequency of the internal clock signal generated by the internal clock signal generation unit. To do. Thereby, the arithmetic processing unit is driven by the internal clock signal, and power corresponding to the frequency of the internal clock signal is consumed.
[0012]
Further, the control means can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and even when connected to any type of terminal device, A good balance between the operating time and the speed of the IC card can be maintained. Therefore, for example, a stationary type IC card in a terminal device with a strict power consumption limit, such as a battery-driven terminal device, does not hinder high-speed operation of the IC card in a terminal device with a gradual power limit. Power consumption can be reduced and the operating time of the terminal device can be extended.
[0013]
In order to solve the above-described problem, the IC card according to the present invention includes an internal clock generation unit that generates an internal clock signal, and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. In the IC card operable by receiving power supply from the terminal device, the communication means for communicating with the terminal device, the detection means for detecting the type of the terminal device, and the detection result of the detection means, Control means for changing the frequency of the internal clock signal, the detection means, In an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device, Whether the terminal device is battery-powered or not is detected based on whether the value of a signal given from the terminal device via the communication means is at a high level, and the control means is not battery-powered when battery-powered Compared to the above, the frequency of the internal clock signal is set low.
[0014]
According to this configuration, the internal clock signal of the battery-driven terminal device is set to have a frequency lower than that of the terminal device that is not battery-driven, so that the processing speed of the IC card in the battery-driven terminal device is sacrificed. In addition, the operating time of the battery-driven terminal device can be extended.
[0015]
In order to solve the above-described problem, the IC card according to the present invention includes an internal clock generation unit that generates an internal clock signal, and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. Detecting means for detecting the type of the terminal device and control means for changing the frequency of the internal clock signal in accordance with the detection result of the detecting means in an IC card operable by receiving power supply from the terminal device And the detecting means includes Through the contact terminal with the terminal device, The terminal device Than Supply to IC card Be done The power supply voltage level is detected, and the type of the terminal device is detected according to the detection result.
[0016]
According to the said structure, a detection means detects the classification of a terminal device. As a result, the frequency of the internal clock signal can be adjusted to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card.
[0017]
In order to solve the above-described problem, the IC card according to the present invention includes an internal clock generation unit that generates an internal clock signal, and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. Detecting means for detecting the type of the terminal device and control means for changing the frequency of the internal clock signal in accordance with the detection result of the detecting means in an IC card operable by receiving power supply from the terminal device And a nonvolatile memory capable of writing data when the voltage level of the write voltage instructed from the terminal device is a write level, The write voltage is input through a contact terminal with the terminal device, The detecting means detects the level of the write voltage and detects the type of the terminal device based on the detected write voltage level.
[0018]
According to this configuration, the detection unit detects the type of the terminal device based on the voltage level of the write voltage. As a result, the frequency of the internal clock signal can be adjusted to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card.
[0019]
In addition to the above configuration, in the IC card according to the present invention, the internal clock generating means multiplies the external clock signal supplied from the terminal device to generate the internal clock signal (PLL). Circuit).
[0020]
According to this configuration, the PLL circuit multiplies the external clock signal supplied from the terminal device to generate the internal clock signal. Therefore, for example, in a terminal device such as a stationary type, it is possible to increase the frequency of the internal clock signal and increase the processing speed of the IC card without changing the external clock signal similar to the conventional one. Further, in a battery-driven terminal device or the like, the operation time can be extended. Thus, the operating time of the terminal device and the speed of the IC card can be obtained regardless of the type of terminal device connected to the terminal device without changing the external clock signal of the terminal device requiring high-speed processing. And a good balance can be maintained.
[0021]
In addition to the above-described components, in the IC card according to the present invention, the detection unit detects the type of the terminal device, and the control unit changes the frequency of the internal clock signal. The communication means for communicating with the device is preferably in the initial period before returning the initial response when connected to the terminal device.
[0022]
According to the said structure, a detection means detects the classification of a terminal device before an initial response. Therefore, it is possible to determine the type of the terminal device at an earlier time than after the initial response, and the control means can determine the frequency of the internal clock signal from an earlier time to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card. Can be adjusted. As a result, it is possible to shorten the period for which an inappropriate value is set, and to suppress an increase in response time or an operation time due to an inappropriate setting.
[0023]
On the other hand, a terminal device according to the present invention includes a communication unit that communicates with a connected terminal device, an internal clock generation unit that generates an internal clock signal, an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal, In an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device, Based on a signal received by the communication means, power as a power source is supplied to an IC card having detection means for detecting the type of the terminal device and control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result. Power supply means to supply; terminal side communication means capable of communicating with the communication means; During the above initial period, And a terminal-side control unit that causes the terminal-side communication unit to output a signal indicating the type of the terminal device.
[0024]
According to the above configuration, the terminal-side communication means of the terminal device notifies its own type as a signal to be given to the IC card communication means. Thereby, the control means of the IC card can notify information for setting an appropriate frequency of the internal clock signal. As a result, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card.
[0025]
The terminal device according to the present invention is A communication means for communicating with a connected terminal; An internal clock generating means for generating an internal clock signal, an arithmetic processing unit operating at a frequency corresponding to the internal clock signal, In an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device, The terminal device But Detection means for detecting the level of the power supply voltage supplied to the IC card and detecting the type of the terminal device according to the detection result; and control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result To IC card that we have, Through the contact terminal with the IC card, Power supply means for supplying power as a power supply and terminal-side control means for setting the level of the power supply voltage supplied by the power supply means to a level indicating its own type are provided.
[0026]
According to the above configuration, the power supply unit of the terminal device notifies its type by the power supply voltage level supplied to the IC card. Thereby, the control means of the IC card can notify information for setting an appropriate frequency of the internal clock signal. As a result, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card.
[0027]
As another suitable terminal device, the terminal device according to the present invention includes a nonvolatile memory capable of writing data when the voltage level of the write voltage is the write level, and an internal clock generating means for generating an internal clock signal. And an arithmetic processing unit that operates at a frequency according to the internal clock signal, and a level of a voltage that the terminal device applies to the nonvolatile memory, and based on the detected voltage level, the type of the terminal device A power supply means for supplying power as a power source to an IC card having a detection means for detecting the power supply and a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result; Through the contact terminal with the IC card, A writing unit for instructing a voltage level of a writing voltage of the nonvolatile memory, and a terminal-side control unit for instructing the writing unit to write a voltage for writing indicating a type of the terminal device. It is said.
[0028]
According to the above configuration, the terminal device can notify its type by the write voltage, and can notify information for the IC card control means to set an appropriate frequency of the internal clock signal. Thereby, similarly to the case of the terminal device described above, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card.
[0029]
In addition to the above-described components, the internal clock generation means includes a phase-locked loop circuit that multiplies an external clock signal to generate the internal clock signal, and the terminal device includes the terminal External clock supply means for supplying an external clock signal having a frequency set by the side control means to the phase lock loop circuit, and the power supply voltage level supplied by the power supply means and the frequency of the external clock signal are It is desirable that the lock range of the phase lock loop circuit at the power supply voltage level is set so as to include the frequency.
[0030]
In this configuration, since both the power supply voltage level and the frequency of the external clock signal are set so that the lock range of the PLL circuit at the power supply voltage level includes the frequency, the frequency of the external clock signal is not changed. In addition, the power supply voltage level can be set lower than when only the power supply voltage level is set. As a result, the power consumption of the IC card can be further reduced, and a terminal device with a longer operating time can be realized.
[0031]
Furthermore, in each of the above-described configurations, the terminal device is preferably a battery-driven terminal device. In general, battery-powered terminal devices are more eager to reduce power consumption than stationary terminal devices because an increase in power consumption directly leads to a reduction in operating time. Therefore, a terminal device with a longer operating time can be realized by applying the above configuration to a battery-driven terminal device.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. That is, the IC card system according to the present embodiment includes, for example, an IC card that can execute applications in various fields such as electronic payment, transportation, medical care, and distribution, for example, a battery-driven portable terminal, This system is suitable for use in many types of terminal devices with different power supply capacities, such as stationary terminals, and can be connected to a high-function IC card 3 and the IC card 3 as shown in FIG. A battery-driven portable terminal 5 and a stationary terminal 7 are provided.
[0033]
The IC card 3 according to the present embodiment is a contact type IC card. For example, as shown in FIG. 1, a terminal TVdd for connecting to a terminal device such as the portable terminal 5 or the stationary terminal 7 is used. TVpp, TRST, TI / O, TGND, and TCLK. In addition, the IC card 3 includes a CPU (arithmetic processing unit) 31 that can execute the above application, a boot ROM 32 that stores data indicating the operation of the CPU 31 at the time of startup, and work data and the like while power is not supplied. Is a RAM 33 that stores data that does not need to be held, and a non-volatile memory 34 that stores data to be held while power is not supplied, such as data for each terminal device to authenticate the IC card 3. And a communication circuit (communication means) 35 for communicating with the connected terminal device, and the clock generation for generating the internal clock signal φ of the IC card 3 by multiplying the external clock signal CLK supplied from the terminal device Section (internal clock generating means) 36. Note that the CPU 31 and the system configuration register 43 described later correspond to the control means described in the claims, and in the present embodiment, the CPU 31 corresponds to the detection means.
[0034]
In the above configuration, since the IC card 3 includes the CPU 31, unlike the magnetic card, the terminal device can be authenticated without outputting the internal information to the outside. Thereby, a safer card system than the magnetic card can be realized. Furthermore, the IC card 3 can download and execute an application from a connected terminal device as necessary, and can be used in combination with the terminal devices in various fields described above.
[0035]
Furthermore, the IC card 3 according to the present embodiment operates with each member of the IC card 3 at a low power supply voltage in order to realize both high-speed operation in the stationary terminal 7 and power consumption reduction in the mobile terminal 5. In addition, the clock generator 36 is formed so as to be capable of high-speed operation, and is configured so that the clock generator 36 can change the frequency of the internal clock signal φ according to the type of the terminal device.
[0036]
Specifically, each member (31 to 36) of the IC card 3 has a power supply voltage level Vdd that can be normally operated within a range of power supply voltage supplied by the stationary terminal 7 (in the ISO standard, 5.0 [ V]) to a power supply voltage level (3.0 [V]) supplied by the mobile terminal 5 described later. For example, a CPU 31 having a bit width of 16 bits or more and capable of being driven at 10 MHz to 20 MHz or more is used. Furthermore, the capacity of the nonvolatile memory 34 is set to, for example, 4 Mbits to 8 Mbits or more.
[0037]
The clock generator 36 according to the present embodiment includes a phase-locked loop (PLL) circuit 41 that multiplies the external clock signal CLK, and a prescaler 42 that divides the output of the PLL circuit 41 by a plurality of division ratios. The selector 44 that selects one of the outputs of the prescaler 42 according to the value of the system configuration register 43 and the output of the selector 44 to the circuit in the IC card 3 such as the CPU 31 as the internal clock signal φ. As will be described in detail later, the type of the terminal device is determined by the CPU 31 based on data received from the terminal device by the communication circuit 35 before the initial response. A value corresponding to the result is stored in the system configuration register 43.
[0038]
For example, in this embodiment, the multiplication rate of the PLL circuit 41 is set to 3 times, and the prescaler 42 outputs the output of the PLL circuit 41 by 1, 1/2, 1/4, and 1/8 times. Divide by the division ratio. Thereby, the clock generation unit 36 has an internal clock signal having a frequency of any one of 3 times, 3/2 times, 3/4 times, and 3/8 times the external clock signal CLK according to the type of the terminal device. Can output φ.
[0039]
Thus, the IC card 3 according to the present embodiment can set the frequency of the internal clock signal φ to an optimum value according to the type of the terminal device. Therefore, in a terminal device that has a sufficient capacity power supply, such as a stationary terminal 7, and requires a high-speed response rather than a reduction in power consumption, the internal clock signal φ is set to a high frequency to achieve a high-speed response. it can. On the contrary, in a terminal device such as the portable terminal 5 that has a small power supply capacity and requires a reduction in power consumption rather than a high-speed response, the power consumption can be reduced by setting the internal clock signal φ to a low frequency.
[0040]
The multiplication factor of the PLL circuit 41 and the frequency division ratio of the prescaler 42 are not limited to the values described above, and can be set to arbitrary values. However, the frequency of the external clock signal CLK is often insufficient to operate the IC card 3 at a high speed with a terminal device having a sufficient capacity power supply. It is desirable to set it larger than the clock signal CLK.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the portable terminal 5 can be easily carried by the holder and can quickly check the information on the IC card 3, as shown in FIG. 2, and the output voltage of the battery 51. The regulator 52 that supplies the information to each part of the mobile terminal 5, the liquid crystal display part 53 that can display information of the IC card 3, the key input part 54 that receives the input of the holder, and the entire mobile terminal 5 An IC card interface unit for connecting a CPU (terminal side control means) 55 for controlling, a font ROM 56 storing font data for display, an oscillator 57 for generating a drive clock signal for the CPU 54, and the IC card 3. 58. Although another display unit may be used instead of the liquid crystal display unit 53, the liquid crystal display unit 53 is preferable as the display unit of the portable terminal 5 because it can display with high power consumption and high resolution.
[0042]
As an example, in this embodiment, two batteries of TYP (typical value) 1.5V are connected in series to form a battery 51, and a regulator 52 generates a power supply voltage of 5.0 [V], It supplies to each part of the portable terminal 5. In addition, the font ROM 56 stores font data corresponding to kanji defined by JIS (Japanese Industrial Standards) code, and the liquid crystal display unit 53 sets, for example, the resolution to a value that can display kanji. Has been. Thereby, even if the portable terminal 5 is in a portable state, information such as usage history and balance included in the IC card 3 can be displayed in liquid crystal in Chinese characters.
[0043]
Furthermore, in the portable terminal 5 according to the present embodiment, the power level of the power supply voltage Vdd and the external clock signal CLK are reduced so that the power consumption of the IC card 3 can be reduced and the operation time when the IC card 3 is connected can be extended. Is set lower than that of the stationary terminal 7, and the IC card 3 can be notified of its own type and instructed to lower the internal clock signal φ.
[0044]
Specifically, the mobile terminal 5 according to the present embodiment includes an IC card oscillator (external clock supply means) 61 that generates an external clock signal CLK to be supplied to the IC card 3. The IC card interface unit 58 includes an IC card regulator (power supply unit) 62 and a Vpp supply unit (write unit) 63 for outputting the power supply voltage Vdd and the write voltage Vpp to the IC card 3, and an external clock signal CLK. , A buffer B1 to B3 for outputting the reset signal RST and the data signal I / O to the IC card 3, and a buffer B4 for receiving the data signal I / O from the IC card 3.
[0045]
As an example, in the present embodiment, the Vdd voltage and Vpp are set to 3.0 [V], and the IC card regulator 62 is set to a voltage of 3.0 [V] based on the output voltage of the battery 51. The Vpp supply unit 63 bypasses the output voltage of the IC card regulator 62.
[0046]
Further, the oscillation frequency of the IC card oscillator 61 is set to a frequency at which the PLL circuit 41 shown in FIG. 1 can be normally locked with the power supply voltage Vdd. Specifically, in a normal PLL circuit, the frequency range (lock range) that can be multiplied varies depending on the power supply voltage Vdd. For example, as shown in FIG. 3, in the PLL circuit 41 of the IC card 3 according to the present embodiment, when the power supply voltage Vdd is 5.0 [V], the external frequency is 2.0 [MHz] to 6.0 [MHz]. Although the clock signal CLK can be multiplied, when the power supply voltage Vdd is 3.0 [V], the lock range is 1.0 [MHz] to 3.5 [MHz]. Therefore, if the IC card oscillator 61 supplies the above-mentioned ISO standard external clock signal CLK (frequency: 4.91 [MHz]), the PLL circuit 41 cannot properly lock the external clock signal CLK. . On the other hand, the oscillation frequency of the IC card oscillator 61 is set to 2.0 [MHz], for example, within the lock range of the PLL circuit 41 at the power supply voltage Vdd supplied by the mobile terminal 5. Yes. Therefore, the PLL circuit 41 can multiply the external clock signal CLK supplied by the mobile terminal 5 without any trouble.
[0047]
The voltages Vdd / Vpp, the ground level GND, and the signals RST / CLK / I / O are connected to the corresponding TVdd / VD of the IC card 3 via terminals TVdd / TVpp / TGND / TRST / TCLK / TI / O (not shown). Output to TVpp, TGND, TRST, TCLK, and TI / O. Here, since the data signal I / O is an input / output terminal, the buffers B3 and B4 are constituted by three-state buffers. When the signal R / W indicating the transmission direction indicates output (W), only the buffer B3 is provided. When outputting data and indicating input (R), only buffer B4 outputs data. Of the buffers B1 to B4, the output buffers (B1 to B3) operate at a power supply voltage of 3.0 [V] according to the power supply voltage Vdd, and the input buffer (B4) Considering that an IC card that operates only with the standard power supply voltage Vdd (5.0 [V]) is connected, it can be operated with a power supply voltage of 3.0 [V] to 5.0 [V]. Has been.
[0048]
Furthermore, the mobile terminal 5 according to the present embodiment is provided with an insertion detection unit 64 that is realized by, for example, a card detection switch and detects the presence or absence of insertion, and the CPU 55 does not have an IC card inserted. Then, a signal SHDN indicating operation stop is output to the IC card oscillator 61, the IC card regulator 62, and the Vpp supply unit 63. Thereby, while the IC card is not inserted, a circuit (61 to 63 or the like) that generates a signal / voltage to be supplied to the IC card is stopped, and the power consumption of the mobile terminal 5 can be reduced.
[0049]
In the example of FIG. 2, members (52, 62, 63, B1 to B4) including the regulator 52 are integrated as the IC card interface unit 58 in order to facilitate the manufacture. However, the present invention is not limited to this. Instead, each member may be formed individually.
[0050]
The operation when the IC card 3 is inserted into the portable terminal 5 in the IC card system 1 having the above configuration will be described as follows with reference to FIGS. In the following, for convenience of explanation, whether or not the battery drive type is used is notified from the terminal device to the IC card 3 as the type of the terminal device, and the internal clock signal φ of the IC card 3 has a minimum frequency and a maximum frequency. A description will be given taking as an example the case of switching between.
[0051]
That is, when the IC card 3 is inserted into the portable terminal 5, the insertion detection unit 64 detects the insertion and instructs the circuits 61 to 63 to start operation. Thereby, as shown in FIG. 4, the portable terminal 5 starts supply of the power supply voltage Vdd, the external clock signal CLK, the reset signal RST, and the like to the IC card 3 (at time t0 to t1). Here, in order to prevent malfunction of the IC card 3, the portable terminal 5 is reset for a predetermined period (less than 40000 CLK cycles in the ISO standard) from the time when the supply of the external clock signal CLK is started (time point t1). The signal RST is continuously set.
[0052]
When the portable terminal 5 cancels the reset signal RST at time t2, in the IC card 3, the CPU 31 starts activation based on the boot program stored in the boot ROM 32. Specifically, in step 1 shown in FIG. 5 (hereinafter abbreviated as S1), the CPU 31 is warmed up, for example, during a 16384 CLK cycle (period from t2 to t3 shown in FIG. 4). In S2, the value of the system configuration register 43 is set to an initial value indicating the minimum speed (a value indicating multiplication by 3/8 in this embodiment) by the CPU 31, for example. In response to this, the selector 44 selects an output of the external clock signal CLK multiplied by 3/8 from the output of the prescaler 42 and supplies it to the CPU 31 or the like via the clock generator 45.
[0053]
Further, in S3, the communication circuit 35 receives the data signal I / O from the portable terminal 5, and in S4, the CPU 31 determines the type of the terminal device to which the IC card 3 is connected based on the data signal I / O. judge. Here, the mobile terminal 5 according to the present embodiment has at least one period (period from t3 to t5) from when the IC card 3 can determine the data signal I / O until it returns the initial response ATR. It is configured to notify the IC card 3 of the type of its own terminal by a data signal I / O during a predetermined period including the unit (period from t2 to t4).
[0054]
For example, in this embodiment, the warm-up period is set to 16384 CLK cycles, and during this time, the CPU 31 cannot determine the data signal I / O. Further, a normal terminal device such as the stationary terminal 7 keeps the data signal I / O at a high level until the IC card makes an initial response. As a result, the CPU 55 of the portable terminal 5 according to the present embodiment controls the buffer B3 to output a low level for about 20000 CLK cycles from the above t2, and notifies the IC card 3 that it is battery-driven. It is set to notify.
[0055]
Therefore, when the IC card 3 is inserted into the mobile terminal 5, in S4, the CPU 31 determines that the terminal device is a battery-driven type. In this case, the CPU 31 does not particularly change the value of the system configuration register 43, and the value is kept at the initial value (lowest speed).
[0056]
As a result, unlike the stationary terminal 7, when the IC card 3 is connected to the portable terminal 5, which requires a reduction in power consumption rather than a high-speed response, the frequency of the internal clock signal φ is set to the portable terminal 5. The frequency (minimum speed) corresponding to the terminal 5 can be set. Thereby, since the power consumption of the IC card 3 can be adjusted according to the portable terminal 5, the operating time of the portable terminal 5 can be extended compared with the conventional IC card which always operates at high speed.
[0057]
Further, in S5, the IC card 3 performs a normal OS (Operating system: processing) and sends an initial response ATR to the portable terminal 5 via the data signal terminal TI / O. It is defined by the ISO standard and includes 19-byte communication format information, etc. Thereby, it is notified to the mobile terminal 5 that the IC card 3 has recognized the mobile terminal 5 normally. 3 shifts to a state of waiting for a command from the portable terminal 5 and transmits / receives data to / from the portable terminal 5 in a predetermined data transfer format according to the command.
[0058]
For example, as shown in FIG. 6, the data transfer format defined in the ISO standard is roughly divided into three categories: a prolog field (Prolog Field), an information field (Information Field), and an epilog field (Epilog Field). Has been. More specifically, in the prologue field, 1-byte information indicating a node address (NAD), a protocol control byte (PCB), and a data length (LEN) is recorded. The node address is a node number determined by each terminal device. For example, when the IC card 3 is “1B” and the terminal device is “0B”, communication from the terminal device to the IC card 3 is NAD. = "10B". The protocol control byte stores information necessary for data transmission control. Further, data to be transmitted is stored in the information field, and a checksum from NAD to DATA is stored in the EDC of the epilogue field. It should be noted that “B” bit representation added to the end of the above numerical example is shown.
[0059]
On the other hand, even when the IC card 3 is connected to the stationary terminal 7, the IC card 3 performs the operations after S1. However, in the case of the stationary terminal 7, unlike the portable terminal 5, the stationary terminal 7 has a data signal I / O until the IC card 3 returns an initial response ATR as shown in FIG. 7. Is kept at a high level. Therefore, in S3 and S4, the IC card 3 determines that the terminal device is not battery-driven based on the value (high level) of the data signal I / O from t3 to t4. In S6, a value indicating the highest speed (multiplication by 3) is stored in the system configuration register 43. As a result, the output of the external clock signal CLK multiplied by 3 is selected by the selector 44 and supplied to the CPU 31 as the internal clock signal φ.
[0060]
As a result, unlike the portable terminal 5, when the IC card 3 is connected to the stationary terminal 7 that requires a higher speed response than the power consumption reduction, the internal clock signal φ corresponds to the stationary terminal 7. Can be set to frequency (highest speed). Thereby, in order to connect also to the portable terminal 5, the processing speed of the IC card 3 in the stationary terminal 7 can be improved as compared with the conventional technique in which the processing speed of the IC card 3 is always set low.
[0061]
When the internal clock signal φ is set in S6, the processing in S5 and subsequent steps is performed, and the IC card 3 has a stationary terminal 7 within a predetermined period after the reset signal RST is released. After the initial response ATR is sent to, the command shifts to the command waiting state.
[0062]
For example, in the ISO standard, the IC card is required to return the initial response ATR within less than 40000 CLK cycles after the reset signal RST is canceled. On the other hand, in the present embodiment, the frequency of the internal clock signal φ can be changed in a range from 3/8 to 3 times the external clock signal CLK. Therefore, when the boot program of the IC card 3 is connected to the stationary terminal 7, that is, when the internal clock signal φ is the fastest (multiplication by 3), the initial response ATR can be returned in less than 40000 CLK cycles. Is set to Furthermore, even if the mobile terminal 5 has a frequency corresponding to the type presented by itself, that is, the internal clock signal φ is at the lowest speed (3/8 multiplication), and the IC card 3 is executing the boot program. In order to correctly receive the initial response ATR, the response waiting period (period from t2 to t5) is set between 2000 and 110000 CLK cycles.
[0063]
Here, as a comparative example, when compared with a configuration in which the frequency of the internal clock signal φ is changed after the IC card 3 grasps the type of the terminal device by the initial response, the IC card 3 of the present embodiment has the initial response. Since the type of the terminal device is determined based on the data previously received by the communication circuit 35, the type determination of the terminal device and the control of the internal clock signal φ can be performed at an earlier time. As a result, the stationary terminal 7 can operate at a high speed from an earlier point of time, and the mobile terminal 5 can reduce power consumption and extend the operating time from an earlier point of time.
[0064]
In addition, since the terminal device does not directly specify the frequency of the internal clock signal φ, but the IC card 3 sets the frequency according to the type of the terminal device, the terminal device has a frequency suitable for each IC card 3. Need not be stored and instructed, and the processing of the terminal device can be simplified. In particular, in the IC card 3 according to this embodiment, the data signal I / O indicating the stationary terminal 7 is set to the same level as before (high level or constant value), and the data signal I indicating the portable terminal 5 is set. Since / O is set to be different from the conventional one, that is, the low level or the signal level is changed, the conventional stationary terminal 7 that does not know the presence of the IC card 3 according to the present embodiment Even in the IC card system 1 in which the portable terminal 5 according to the present embodiment is mixed, the IC card 3 can distinguish between them without any trouble.
[0065]
[Second Embodiment]
By the way, in the first embodiment, the configuration in which the IC card 3 determines the terminal device based on the data signal I / O has been described. On the other hand, in this embodiment, as another determination method, a configuration for determination based on the power supply voltage Vdd before the initial response will be described with reference to FIGS.
[0066]
That is, the IC card 3a according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, is provided with a voltage detection unit (detection means) 37a for detecting the power supply voltage Vdd in addition to the configuration shown in FIG. The value of the register 43a is set according to the detection result. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0067]
Specifically, the voltage detection unit 37a according to the present embodiment, for example, as shown in FIG. 9, divides the power supply voltage Vdd applied to the power supply voltage terminal TVdd by resistors R1 and R2, and divided the power supply voltage Vdd. By comparing the voltage level with the reference voltage Vref generated by the diode D1 by the operational amplifier A1, it is detected whether or not the power supply voltage Vdd exceeds a predetermined value. In the present embodiment, the output (Vint) of the voltage detection unit 37a is connected to the interrupt input terminal of the CPU 31, and when there is an interrupt, the CPU 31 has the power supply voltage Vdd lower than a predetermined value. The terminal 5 can be determined.
[0068]
Here, the stationary terminal 7 of the present embodiment supplies a voltage of a level defined by the ISO standard, that is, 5.0 ± 0.25 [V] as the power supply voltage Vdd, and the portable terminal 5 As described above, 3.0 ± 0.25 [V] is supplied. Therefore, the resistance values of the resistors R1 and R2 are relatively large and can be distinguished from each other, for example, when the reference voltage Vref is about 1.5 [V], 1 [MΩ] and 500 [KΩ] is set. Thereby, when the power supply voltage Vdd is 5.0 [V], the divided voltage value is about 1.6 [V], and when it is 3.0 [V], it is 1.0 [V]. As a result, the operational amplifier A1 can distinguish between the two by comparing the divided voltage value with the reference voltage Vref.
[0069]
The resistance value is set to be relatively large, and the current value flowing through both resistors R1 and R2 is about 2 [in the case of the portable terminal 5, that is, when the power supply voltage Vdd = 3.0 [V]. μA]. Therefore, power consumption required for voltage determination can be kept low.
[0070]
In addition, the voltage detection unit 37a is provided with a switch SW on a DC path such as between the resistor R2 and the ground level GND, for example, according to the signal EN output by the CPU 31, for example. The DC path can be cut off. Similarly, the operation of the operational amplifier A1 can be stopped according to the signal EN. Thereby, the voltage detection part 37a can stop operation | movement during the period which does not detect the classification of a terminal device, and also can reduce power consumption.
[0071]
In the IC card 3a having the above configuration, as shown in FIG. 10, the processes of S3a and S4a are performed in place of S3 and S4 shown in FIG. Specifically, as in FIG. 5, when the warm-up of the CPU 31 is completed in S1 and S2 and the operation starts with the internal clock signal φ having the lowest frequency, in S3a, the CPU 31 controls the signal EN to detect the voltage. The unit 37a is instructed to detect the power supply voltage Vdd. Thereby, the voltage detection part 37a detects the power supply voltage Vdd, and outputs the interruption signal Vint to CPU31, when a terminal device determines with the portable terminal 5. FIG.
[0072]
For example, when the IC card 3a is inserted into the portable terminal 5, in S3a, the voltage detection unit 37a outputs the interrupt signal Vint because the power supply voltage Vdd is 3.0 [V]. In this case, the CPU 31 determines in S4a that it has been inserted into the portable terminal 5, performs the above-described processing after S5 while maintaining the internal clock signal φ at the minimum speed, and outputs an initial response ATR. Thereby, like the IC card 3 shown in FIG. 1, the IC card 3a reduces the power consumption from the point before the initial response ATR is returned without particularly complicating the configuration (operation) of the terminal device. The operation time of the portable terminal 5 can be extended.
[0073]
On the other hand, when the IC card 3a is inserted into the stationary terminal 7, in S3a, the voltage detection unit 37a does not output the interrupt signal Vint because the power supply voltage Vdd is 5.0 [V]. In this case, the CPU 31 determines in S4a that it has been inserted into the stationary terminal 7, and changes the value of the system configuration register 43a to a value indicating the maximum speed, similar to S5 shown in FIG. Thereby, like the IC card 3 shown in FIG. 1, the IC card 3a can operate at a high speed from the point before the initial response ATR is returned without particularly complicating the configuration (operation) of the terminal device.
[0074]
[Third Embodiment]
In the present embodiment, as yet another determination method, a configuration for determining the type of terminal device based on the write voltage Vpp of the nonvolatile memory 34 before the initial response will be described with reference to FIGS. 11 and 12. To do.
[0075]
The IC card 3b according to the present embodiment has substantially the same configuration as the IC card 3a shown in FIG. 8, but a voltage detection unit 37b that detects the write voltage Vpp is provided instead of the voltage detection unit 37a. . In the stationary terminal 7, the write voltage Vpp is always maintained at 5.0 [V]. However, in the portable terminal 5 according to the present embodiment, data is not written in the nonvolatile memory 34. The write voltage Vpp is set to 0 [V]. Therefore, the threshold value of the voltage detection unit 37b is set to a value that can distinguish between 0 [V] and 5.0 [V], and when it is determined to be 0 [V], the interrupt signal Vint is Output.
[0076]
In this configuration, as shown in FIG. 12, in S3b, the voltage detector 37b detects the write voltage Vpp based on the instruction of the EN signal, and in S4b, the CPU 31 determines whether the system 31 The value of the configuration register 43b is set and the internal clock signal φ is adjusted. Thus, as in the first and second embodiments, the IC card 3b can adjust the frequency of the internal clock signal φ from the time before the initial response ATR is returned. As a result, without making the configuration (operation) of the terminal device particularly complicated, the stationary terminal 7 can operate at a high speed from an earlier point of time, and the portable terminal 5 can reduce power consumption and operate from an earlier point of time. You can extend the time.
[0077]
In the present embodiment, the type of the terminal device is determined based on the write voltage Vpp itself supplied by the mobile terminal 5, but when a signal indicating the voltage level of the write voltage Vpp is supplied, You may determine based on.
[0078]
In the first to third embodiments, the clock generation unit 36 includes the PLL circuit 41 to the clock generator 45 and the CPU 31 sets the system configuration registers 43 to 43b to change the internal clock signal φ. Although explained, it is not limited to this. Similar effects can be obtained if the detection means such as the communication circuit 35 and the voltage detection unit 37a (37b) can change the frequency of the internal clock signal φ supplied to the calculation unit such as the CPU 31 based on the result of determining the type of the terminal device. Is obtained.
[0079]
Further, in each of the above embodiments, the clock generator 36 multiplies the external clock signal CLK to generate the internal clock signal φ. However, the present invention is not limited to this, and the internal clock signal φ is independent of the external clock signal CLK. May be generated. However, when the external clock signal CLK is multiplied as in the present embodiment, the internal clock signal φ synchronized with the external clock signal CLK can be generated without changing the external clock signal CLK.
[0080]
In addition, in each of the above embodiments, the IC cards 3 to 3b adjust the frequency of the internal clock signal φ based on the data signal I / O, the power supply voltage Vdd, or the write voltage Vpp before the initial response ATR is returned. However, the present invention is not limited to this. For example, substantially the same effect can be obtained by adjusting the internal clock signal φ based on the initial response ATR or the subsequent response.
[0081]
However, as the time point at which the internal clock signal φ is adjusted is delayed, the period during which the IC cards 3 to 3 b operate with the internal clock signal φ that is inappropriate for the type of terminal device becomes longer. Or the response time to the stationary terminal 7 becomes long.
[0082]
On the other hand, as in each of the above embodiments, if the determination is made based on the data signal I / O, the power supply voltage Vdd or the write voltage Vpp prior to the initial response ATR, the IC cards 3 to 3b are inappropriate. The operating period of the portable terminal 5 can be extended without increasing the response time to the stationary terminal 7.
[0083]
In the first and third embodiments, the case where the mobile terminal 5 supplies the power supply voltage Vdd lower than that of the stationary terminal 7 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In these embodiments, since determination is not made based on the power supply voltage Vdd, even if the power supply voltage Vdd is the same voltage as that of the stationary terminal 7, the IC cards 3 and 3b can determine the type of the terminal device. . However, since the mobile terminal 5 is strongly required to reduce the power consumption, it is desirable to set the power supply voltage Vdd low regardless of the determination method of the terminal device as in the above embodiments.
[0084]
In the present embodiment, the mobile terminal 5 always notifies that it is battery-driven, but the present invention is not limited to this. For example, the CPU 55 changes the value of the data signal I / O output from t2 to t4 shown in FIG. 4 or determines the IC card regulator 62 (Vpp supply unit 63) depending on whether or not power is supplied from others. ) To change the level of the voltage Vdd (Vpp). In this case, even if it is the portable terminal 5, when receiving power supply from others, it can be notified that it is not battery-driven, and the processing speed of the IC cards 3 to 3b can be improved. The response time of the IC cards 3 to 3b can be shortened.
[0085]
Furthermore, in the first to third embodiments, the case has been described as an example in which a binary value indicating whether the battery is driven is transmitted as the type of the terminal device, but the present invention is not limited to this. For example, multiple values may be transmitted in accordance with the degree to which the terminal device requests power consumption reduction. In this case, the type is transmitted as a data string transmitted by the data signal I / O, or a plurality of voltages Vdd (Vpp) supplied by the terminal device are set, and the voltage detection unit 37a (37b) discriminates each. For example, a plurality of types of terminal devices can be identified. Further, the adjustment of the internal clock signal φ is not limited to one time, and the internal clock signal φ may be mainly adjusted before the initial response and finely adjusted after the initial response. Here, in order to reduce the power consumption of the IC card, it is better to set the power supply voltage Vdd low within a range in which the IC card can operate. Therefore, when a plurality of types of terminal devices are identified, a determination based on the data signal I / O or the write voltage Vpp is used rather than setting the power supply voltage Vdd unnecessarily high in order to distinguish it from other types. Is desirable.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, the IC card according to the present invention includes the internal clock generation unit that generates the internal clock signal and the arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. In an IC card operable with power supply, communication means for communicating with the terminal device, detection means for detecting the type of the terminal device, and the frequency of the internal clock signal according to the detection result of the detection means Control means for changing, and the detection means, In an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device, Data signal given from the terminal device via the communication means Based on the high / low level of the data or based on the data string transmitted by the data signal In this configuration, the type of the terminal device is detected.
[0087]
According to the above configuration, the control means can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and can be connected to any type of terminal device. The balance between the operating time of the terminal device and the speed of the IC card can be kept good. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the IC card in the terminal device whose power consumption is severely limited without hindering the high-speed operation of the IC card in the terminal device whose power consumption is loosely restricted, and to extend the operation time of the terminal device. There is an effect.
[0088]
As described above, another IC card according to the present invention includes an internal clock generation unit that generates an internal clock signal and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal, and an external terminal device. In an IC card operable by receiving power from the communication device, communication means for communicating with the terminal device, detection means for detecting the type of the terminal device, and the internal clock signal according to the detection result of the detection means Control means for changing the frequency of the above, and the detection means, Whether the terminal device is battery-operated depending on whether or not the value of the signal given from the terminal device via the communication means is high during an initial period before the communication device returns an initial response when connected to the terminal device. The control means sets the frequency of the internal clock signal to be lower in the case of battery drive than in the case of battery drive. It is a configuration.
[0089]
According to this configuration, the internal clock signal of the battery-driven terminal device is set to have a frequency lower than that of the terminal device that is not battery-driven, so that the processing speed of the IC card in the battery-driven terminal device is sacrificed. In addition, the operation time of the battery-driven terminal device can be extended.
[0090]
As described above, another IC card according to the present invention includes an internal clock generating unit that generates an internal clock signal and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. In an IC card operable by receiving power supply from the device, a detecting means for detecting the type of the terminal device, and a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result of the detecting means The detection means comprises: Through the contact terminal with the terminal device, The terminal device Than Supply to IC card Be done In this configuration, the level of the power supply voltage is detected, and the type of the terminal device is detected according to the detection result.
[0091]
As described above, another IC card according to the present invention includes an internal clock generating unit that generates an internal clock signal and an arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal. In an IC card operable by receiving power supply from the device, a detecting means for detecting the type of the terminal device, a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to a detection result of the detecting means, A nonvolatile memory capable of writing data when the voltage level of the write voltage instructed from the terminal device is a write level, and The write voltage is input through a contact terminal with the terminal device, The detection means is configured to detect the level of the write voltage and detect the type of the terminal device based on the detected write voltage level.
[0092]
Even with these configurations, the control means can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and even when connected to any type of terminal device. The balance between the operating time of the terminal device and the speed of the IC card can be kept good. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the IC card in the terminal device whose power consumption is severely limited without hindering the high-speed operation of the IC card in the terminal device whose power consumption is loosely restricted, and to extend the operation time of the terminal device. There is an effect.
[0093]
As described above, the IC card according to the present invention is a PLL circuit that generates the internal clock signal by multiplying the external clock signal supplied from the terminal device, in addition to the above configuration. It is a certain configuration.
[0094]
According to this configuration, the PLL circuit multiplies the external clock signal supplied from the terminal device to generate the internal clock signal, so that without changing the external clock signal of the terminal device that requires high-speed processing, Even when an IC card is connected to a terminal device of this type, the balance between the operating time of the terminal device and the speed of the IC card can be kept good.
[0095]
As described above, in the IC card according to the present invention, in addition to the above configuration, the detection unit detects the type of the terminal device, and the control unit changes the frequency of the internal clock signal. The communication means for communicating with the terminal device is an initial period before returning an initial response when connected to the terminal device.
[0096]
According to these configurations, the type of the terminal device can be determined at an earlier time point than after the initial response, and the control unit can obtain an optimal value corresponding to the combination of the terminal device and the IC card from an earlier time point. The frequency of the internal clock signal can be adjusted. As a result, it is possible to shorten the period during which the value is set to an inappropriate value, and to suppress an increase in response time or an operation time due to the inappropriate setting.
[0097]
As described above, the terminal device according to the present invention includes a detection unit that detects the type of the terminal device based on a signal received by the communication unit during the initial period, and a control unit that changes the frequency of the internal clock signal according to the detection result. Is a terminal device that can be connected to an IC card provided with a terminal-side control means for causing the terminal-side communication means to output a signal indicating the type of the terminal device during the initial period. .
[0098]
According to the above configuration, the terminal device can notify the information for the IC card control means to set an appropriate frequency of the internal clock signal. As a result, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and can extend the response time or the operation time due to inappropriate settings. There is an effect that it can be suppressed.
[0099]
As described above, the terminal device according to the present invention detects the level of the power supply voltage supplied to the IC card by the terminal device, and detects the type of the terminal device according to the detection result, A terminal device connectable to an IC card provided with detection means for detecting the type and control means for changing the frequency of the internal clock signal in accordance with the detection result, the power supply supplied by the power supply means in the initial period This is a configuration including terminal-side control means for setting the voltage level to a level indicating its own type.
[0100]
According to the above configuration, the terminal device can notify the information for the IC card control means to set an appropriate frequency of the internal clock signal. As a result, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and can extend the response time or the operation time due to inappropriate settings. There is an effect that it can be suppressed.
[0101]
As described above, the terminal device according to the present invention detects the level of the voltage applied to the nonvolatile memory by the terminal device, and detects the type of the terminal device based on the detected voltage level; A terminal device connectable to an IC card provided with a detecting means for detecting the type of the terminal device and a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result, wherein the non-volatile memory of the IC card The configuration includes writing means for instructing the voltage level of the writing voltage, and terminal-side control means for instructing the writing means to write voltage at a level indicating the type of the terminal device during the initial period.
[0102]
According to the above configuration, the terminal device can notify its type by the write voltage, and can notify information for the IC card control means to set an appropriate frequency of the internal clock signal. As a result, as in the case of the terminal device described above, the IC card can adjust the frequency of the internal clock signal to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card, and is caused by an inappropriate setting. There is an effect that extension of response time or shortening of operation time can be suppressed.
[0103]
As described above, the terminal device according to the present invention includes external clock supply means for supplying the external clock signal having the frequency set by the terminal-side control means to the PLL circuit of the IC card in each of the above-described configurations. The power supply voltage level supplied from the power supply means and the frequency of the external clock signal are configured such that the lock range of the PLL circuit at the power supply voltage level includes the frequency.
[0104]
In this configuration, since both the power supply voltage level and the frequency of the external clock signal are set so that the lock range of the PLL circuit at the power supply voltage level includes the frequency, the frequency of the external clock signal is not changed. In addition, the power supply voltage level can be set lower than when only the power supply voltage level is set. As a result, the power consumption of the IC card can be further reduced, and a terminal device having a longer operating time can be realized.
[0105]
As described above, the terminal device according to the present invention has a configuration in which the terminal device is a battery-driven terminal device in each of the above-described configurations. According to this configuration, the frequency of the internal clock signal is controlled to an optimum value according to the combination of the terminal device and the IC card. The effect that the operating time can be extended is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of an IC card.
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of an IC card system including the IC card.
FIG. 3 is a graph showing a lock range of a PLL circuit of the IC card.
FIG. 4 is a timing chart showing an operation when the IC card is inserted into a portable terminal.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the IC card.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a block data transfer format of the IC card system.
FIG. 7 is a timing chart showing an operation when the IC card is inserted into a stationary terminal.
FIG. 8, showing another embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of an IC card.
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a voltage detection unit provided in the IC card.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the IC card.
FIG. 11, showing still another embodiment of the present invention, is a block diagram showing a configuration of main parts of an IC card.
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the IC card.
[Explanation of symbols]
3, 3a, 3b IC card
5 Mobile terminals (terminal devices)
31 CPU (arithmetic processing unit; detection means; control means)
34 Nonvolatile memory
35 Communication circuit (communication means)
36 Clock generator (internal clock generator)
37a, 37b Voltage detector (detection means)
41 Phase lock loop circuit
43-43b System configuration register (control means)
55 CPU (terminal side communication means; terminal side control means)
61 IC card oscillator (external clock supply means)
62 IC card regulator (power supply means)
63 Vpp supply unit (writing means)

Claims

An internal clock generating means for generating an internal clock signal;
An arithmetic processing unit that operates at a frequency corresponding to the internal clock signal,
In an IC card that can operate by receiving power supply from an external terminal device,
A communication means for communicating with the terminal device;
Detecting means for detecting the type of the terminal device;
Control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result of the detection means,
The detection means determines whether or not the value of the signal given from the terminal device via the communication means is high level in an initial period before the communication means returns an initial response when connected to the terminal device. Detect if the device is battery powered,
The IC card, wherein the control means sets the frequency of the internal clock signal to be lower in the case of battery driving than in the case of battery driving.

2. The IC card according to claim 1, wherein the internal clock generating means is a phase-locked loop circuit that generates the internal clock signal by multiplying the external clock signal supplied from the terminal device. .

A battery-driven terminal device,
A communication means for communicating with a connected terminal device, an internal clock generating means for generating an internal clock signal, an arithmetic processing unit operating at a frequency corresponding to the internal clock signal, and the communication means being connected to the terminal device A detecting means for detecting the type of the terminal device based on a signal received by the communication means in an initial period before returning an initial response, and a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result; Power supply means for supplying power as a power source to the IC card having
A terminal side communication means capable of communicating with the communication means;
A terminal device comprising terminal side control means for causing the terminal side communication means to output a signal indicating that the terminal device is of a battery drive type during the initial period.

It is a stationary terminal device that is not battery-powered,
A communication means for communicating with a connected terminal device, an internal clock generating means for generating an internal clock signal, an arithmetic processing unit operating at a frequency corresponding to the internal clock signal, and the communication means being connected to the terminal device A detecting means for detecting the type of the terminal device based on a signal received by the communication means in an initial period before returning an initial response, and a control means for changing the frequency of the internal clock signal according to the detection result; Power supply means for supplying power as a power source to the IC card having
A terminal side communication means capable of communicating with the communication means;
A terminal apparatus comprising: a terminal-side control unit that causes the terminal-side communication unit to output a signal indicating that the terminal apparatus is a stationary type during the initial period.

The power supply means has the function of the terminal-side communication means;
Level of the power supply voltage is supplied the power supply means, the terminal device according to claim 3, the type of the terminal device is characterized in that it is set to a level indicating that the battery-driven.

The power supply means has the function of the terminal-side communication means;
Level of the power supply voltage is supplied the power supply means, the terminal device according to claim 4, the type of the terminal device is characterized in that it is set to a level indicating a stationary.

The IC card includes a nonvolatile memory writable data when the voltage level of the write voltage of the write level, the terminal device detects the level of the voltage applied to the nonvolatile memory, and the detected And a detection means for detecting the type of the terminal device based on the voltage level,
Through a contact terminal with the IC card, comprising a writing means for instructing the voltage level of the voltage for writing in the nonvolatile memory,
The writing means has the function of the terminal-side communication means;
4. The terminal device according to claim 3, wherein the voltage level of the writing voltage instructed by the writing means is set to a level indicating that the type of the terminal device is a battery drive type .

The IC card detects a level of a voltage applied to the nonvolatile memory by the nonvolatile memory capable of writing data when the voltage level of the voltage for writing is the writing level, and the detected voltage level And detecting means for detecting the type of the terminal device based on
Through a contact terminal with the IC card, comprising a writing means for instructing the voltage level of the voltage for writing in the nonvolatile memory,
The writing means has the function of the terminal-side communication means;
5. The terminal device according to claim 4, wherein the voltage level of the writing voltage instructed by the writing means is set to a level indicating that the type of the terminal device is a stationary type .

The internal clock generation means includes a phase lock loop circuit that multiplies an external clock signal to generate the internal clock signal,
The terminal device includes external clock supply means for supplying an external clock signal having a frequency set by the terminal-side control means to the phase lock loop circuit,
The power supply voltage level supplied by the power supply means and the frequency of the external clock signal are set such that the lock range of the phase-locked loop circuit at the power supply voltage level includes the frequency. Item 5. The terminal device according to Item 3 or 4 .