TW201020934A - Small RFID card with integrated inductive element - Google Patents

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TW201020934A TW98126590A TW98126590A TW201020934A TW 201020934 A TW201020934 A TW 201020934A TW 98126590 A TW98126590 A TW 98126590A TW 98126590 A TW98126590 A TW 98126590A TW 201020934 A TW201020934 A TW 201020934A
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Prabhakar Tadepalli
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Description

201020934 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明通常係有關於無接觸之通訊裝置，而更具體而 言之，是指小型無線射頻識別（RFID)卡。 【先前技痢"】 RFID「標籤」（tags)可被分成兩個寬廣的範疇：主動標 ❹ 籤以及被動標籤。主動標籤之特徵為一區域電力來源， 像是電池。主動標籤通常藉由在RF載波頻率之選擇上進 行廣播之方式來傳輸資訊，其中RF載波頻率之選擇係使 用用一區域產生之RF載波。主動標籤一般是用來在長距 離上傳輸’通常被稱為「遠場通訊」（far field communications，FFC) »採用主動RFID標籤之天線有做 的較大的傾向，以允許在長距離上之通訊。 被動標籤則未被供電。被動標籤能從一訊問 (lnterrogating)RF場中取得供給該標籤所需之能源，並藉 由調變該阻抗（其為天線呈現給該訊問場之阻抗）之方式 使用那能源來傳輸回應碼，借此調變該反射回到讀.取天 線之訊號。被動標籤一般用來在短距離上傳輸，通常被 稱為「近場通訊」（near field communications, NFC)。例 如，運作在13.56MHz的被動標籤一般被設計成能在距 若干公分遠的距離與RFID讀取器通訊》 被動元件一般係連接到「迴路天線」（loop antennas) 〇 201020934 迴路天線之範例係如於2003年5月27日授與Carpier以 及其他人之美國專利號：6,568,600中所示。在美國6,568,600 號專利中所描述之裝置可被認為是「信用卡尺寸」的被動式 RFID卡（更具體而言，一種能符合iso 7816尺寸需求的卡 該迴路天線有必要是大的’因為被動標籤係使用由該天線所接 收的能源來供電’該能源係來自由RHD讀取器處所傳輸之訊 號。 第12圖顯示隨著時間所發展之電力供應電壓，其係藉由在一 訊問RF場之存在下而整流在迴路天線中所感應之電壓。一旦該 電力供應電壓達到一臨界值’則該標籤作業可不符合回應時間 之規格。低於此一天線尺寸，該電力供應電壓會永遠無法達到 該臨界值，而該標锻則永遠無法啟動。 針對RFID應用之天線设計係在Microchip Technology，Inc之 Youbok Lee博士在2003年所發表（月份未記載）之應用筆記中所 敘述’標題為 Antenna Circuit Design for RFID Applications”。Lee 博 O 士的應用筆記詳細描述了如何針對一運作在13.56MHz之被動 式RFID標籤天線來決定其尺寸需求。在該應用筆記之第5頁， Lee博士展示了迴路天線線圈（c〇u)之最佳半徑是等於所需讀取 距離的1.414倍。此分析確認了對於大約若干公分之讀取距離 而言，一信用卡尺寸的迴圈天線可幾乎達到最佳化。 在許多應用中，可看到被動標籤正被廣泛使用著。例如，行 動裝置製造商將被動式RFID標籤嵌入到用於NFC應用之行動 裝置中。示範性行動應用包括，但不限於，票卷販賣以及行動 式付款。於2〇〇8年2月19日授與Leizerovich及其他人的美 201020934 國專利號：7,333,062顯示一用於NFC裝置之具有整合式迴圈天 線之行動電話。如美國專利7,333,062號所示，行動電話提供了 實作一 13.56MHz之迴路天線所必要的真實狀況(real estate)。 在較小的行動裝置中實作被動標籤之方式已嘗試過多次。這 些嘗試未能達成有限的成功，部分是由於該迴路天線尺寸之 故。例如，第13圖顯示一在一安全數位（SD)記憶卡中之RFID 標籤實作，該安全數位（SD)記憶卡係由Mreless Dynamics, Inc. of Calgary, Alberta Canada所製造。卡1300包括一天線，但是因此SD 卡明顯地太大。同樣地舉例而言，美國公開號：2006/0124755Α1 顯示一具有被動標籤之記憶卡，但是該卡必須被插入到一插槽 中以存取在不同裝置上之迴路天線。按此實作方式，行動裝置 之真實狀況是仍依賴迴路天線之實作。因此，可預見的是，天 線的尺寸會被當作為要進一步微型化被動式RFID標籤的障礙。 對於能不用依賴外部裝置來收納天線之小型足跡 (footprint)RFID標籤的需求是存在著。對於能相容於在行動裝 置上之標準記憶卡插槽的記憶卡相容RFID標籤的需求，亦是 存在著的。 【發明内容】 本發明之一態樣為一種卡片，其包含：一記憶卡插槽 介面；一記憶卡控制器，其係耦接到該記憶卡插槽介面； 一無接觸通訊裝置，其係耦接到該記憶卡控制器，該無 接觸通訊裝置具有一天線埠；一電力傳遞機制’以將電 201020934 力從該記憶卡括槽介面傳遞至，丨兮& .. 吁遇到該無接觸通訊裝置；一磁 核，以及一圍著诗讲 ~ 核纏繞的線圈，該線圈係耦接到該 無接觸通訊裝置之該天線埠。 本發明之另一離檨兔 佩馬一種無線射頻識別（RFID)記憶 卡’其至少包含：一印掩 "己隐卡控制器，其係與一主機端通 訊；一 RFID裝置，Α且女 '、具有一天線琿；一感應元件，其 叙接到該天線埠，其φΑ 冉1Ρ該感應70件對於要提供足夠能源 以對該RFID裝置供電而言太小。 本發明之又—態樣為一種行動付款裝置，其至少包 含：-磁核’其具有—纏繞於其上之線圈，以感應地柄 接到纟α動付款讀取器所傳輸之訊問無線射頻場； 一雙介面智慧卡控制器，其具有—柄接到該線圈之天線 埠’該雙介面智慧卡控制器更被㈣以從除了該天線痒 之外的其他處接收電力；—記憶卡控制器，其被輕接以 與該雙介面智慧卡控制器通訊；—記憶卡相容電路板， 其中該磁核、該雙介面智慧卡、以及該記憶卡控制器皆 係裝配於其上。 【實施方式】 在以下詳細敘述中可參考隨附圖式，該等圓式僅作為 說明用途而顯示本發明之各具體實施例。該等具體實施 例係充分描述以讓該領域中熟悉技術人士能實現本發 明。應了解到本發明之各具體實施例雖然不同，但並非 201020934 參 互斥。例如，關連於一具體實施例之特定特徵、架構或 特性可被實作在其他具體實施例中，而無需恃離本發明 之精神及範圍。此外’應了解到在所揭示具體實施例内 之個別元件之位置或配置’可在不悖離本發明之精神及 範圍下進行修改1此，以下詳細敘述將不會被認為是 限制，而本發明之範圍則只由所㈣申請專利範圍所定 義，並連同由中請專利範圍所主張的均等物之完整範圍 -併加以適當地解釋。纟圖式中，#似的標號會遍佈於 各自的示圖中而涉及到相同或相似的功能。 第1圖顯示-行動計算裝置以及一相容於記憶卡插槽 之小型RFID卡。行動計算裝置11〇在第j圖中係顯示 一行動電話，但是這並非當成本發明之限制。例如，行 動計算裝置Π0可為個人數位助理（PDA)、智慧型手機、 行動電話、手持式電腦、桌上型電腦、或任何其他能夠 如此處所述般運作的裝置。 行動計算裝置110包括記憶卡插槽U2❶記憶卡插槽 112是能夠接受RFID^ 120的插槽。例如，記憶卡插槽 112可具有相容於RFID+ 12〇之實體維度，並可具有使 用相容於RFID卡120之協定來運作的通訊介面。如此 所使用般，該用語「記憶卡插槽」可為任何能夠接受一 具有記憶體之卡的外加（add-on)插槽，並可由一像是如第 1圖所示之行動計算裝置所存取。例如，一記憶卡插槽 可相容於一工業標準之通訊協定，或可相容於被廣泛接 受之通訊協定，此通訊協定不一定要被正式規範納入為 201020934 工業標準。範例包括了能相容於多媒體記憶卡（MMC)協 定之插槽、記憶棒DUO(Memory Stick DUO)協定、安全 數位（SD)協定、以及智慧型媒體（Srnart Media)協定。上 述清單僅作為範例性質，而非徹底詳述。除了以上明確 所列之協定外’記憶卡112還可相容於許多記憶卡插槽 協定而不會悖離本發明之範圍。 ❹ ❹ RFID卡120包括電子接觸122，其係能與記憶卡插槽 112通訊之主機端介面的一部分。例如，電子接觸122 可提供適用於記憶卡之通訊協定的連接性。RFID卡120 包括RFID功能性，且亦可包括可由行動計算裝置u〇 所存取之記憶體。例如’在某些具體實施例中，RFID卡 120包括一智慧卡控制器以及一能與NFC讀取器（例如 ISO 14443適用介面）互動的感應元件。在其他具體實施 例中，RFID卡120不包括由行動計算裝置11〇所存取的 記憶體。RFID卡120可包括記憶體及RnD之外的功能。 在本發明之各具體實施例中，在RFID卡中的RFID功 能性係由行動計算裝置11〇使用記憶卡存取命令所存 取，該等記憶卡存取命令已被定義以用於記憶卡插槽 112。據此，本發明之各具體實施例能讓RFID功能在無 需定義新命令的前提下實作出記憶體存取之外的功能。 在某些具體實施例中’用於RFID之新命令被嵌入到資 料位元之内’該等新命令係接續在記憶卡讀取/寫入命令 之後'然後廳卡120決定新進入之資料位元是否為 用於RFID功能的正規讀取/寫入功能。換言之，除了標 201020934 準記憶卡功能之外的功能可透過在資料串流中之Γ隱藏 命令來存取，該「隱藏」命令可使用現存記憶卡存取命 令及功能來交換。根據本發明之各具體實施例，現存記 憶卡功能及RFID功能兩者可在無需對如何建立主機端 協定的方式進行改變的前提下實作。
行動計算裝置11 0及RFID卡120的結合可被用於任何 目的。例如’在某些具體實施例中’ RFID卡12〇可與銷 售時點情報系統（p〇int-f〇r-sale)付費裝置進行互動，以達 到行動付款的效果。同樣作為範例，在某些具體實施例 中，RFID卡12〇可被用於大眾運輸環境中採感應即付款 (WaVe and Pa3〇方式的票卷銷售上，像是MIFARE。 第2圖顯示一行動計算裝置之方塊圖。行動計算裝置 110包括天線240、射頻電路230、處理器210、記憶體 220以及記憶卡插槽112。在某些具體實施例，行動計算 裝置110是行動電話，或包括行動電話功能。例如，天 線240以及射頻電路23〇可運用於與一蜂巢式電話網路 進行通訊。更甚者，在某些具體實施例中，行動計算裝 置no是無線區域網路（WLAN)或無線廣域網路（wwan) 裝置。例如，天線240以及射頻電路23〇可運用於與一 無線存取點進行通訊。在某些具體實施例中，天線2如 及無線電路230被忽略，而行動計算裝置11〇無法運用 無線連接。 所 處理器210代表一能夠與其他在行動計算裝f 中 示方塊通訊的處理器。例如，處理器21〇可為微處理 201020934 器、數位訊號處理器（DSP)、微控制器等等。進_步而言， 可依據狀態機或其他序列邏輯來構成處理器21〇。在運 作中，處理器210可讀取來自記憶體22〇的指令並因應 於該等指令而執行動作。例如，處理器21〇可執行能影 響在行動計算裝置11〇以及耦接到記憶卡插槽ιΐ2之裝 置間之通訊的程式指令。 記憶卡插槽112係連同第1圖作為參考並如上所述。 記憶卡插槽112包括相容於RFID卡12〇的電路。行動計 算裝置110可藉由使用記憶卡存取命令之標準集合，而 與RFID卡120通訊。例如，處理器2 i 〇可使用記憶卡 寫入命令，以寫入到在RFID卡12〇内之記憶體，並可 使用記憶卡讀取命令來從在RFID卡12〇内之記憶體處 讀取資料。 行動計算裝置110可使用嵌入於記憶卡存取命内之 「隱藏」命令’而存取在RFID卡1 20内之RFID功能。 φ 例如，一記憶卡寫入命令可包括一唯一資料串，以將該 記憶卡寫入命令識別成一被轉移成除了記憶體寫入外之 目的之命令。此外，供給記憶卡寫入命令之該區段位址， 可被設定成一特定位址值，以進一步將記憶卡寫入命令 識別成一被轉換之命令。除了指定位址/資料值能將該記 憶卡存取命令識別成一被轉換除了記憶體存取外之目的 之命令’該記憶存取命令可包括資料位元，以進一步指 定隱藏命令的類型及功能。隱藏命令的範例格式係進一 步如下所述。在某些具體實施例中，一讀取命令在一寫 201020934 入命令後立即發佈，以啟動從非記憶卡功能到主機端之 間的資料流’其t該寫入命令的資料曾有隱藏命令。記 隐卡寫入命令以及記憶卡讀#命令的結纟可按此方式來 使用，以形成一隱藏讀取命令。 在某些具體實施例中，記憶卡插槽丨12係在非主動週 期之後關閉電源’以節省電力。例如，可於處理器21〇 發佈-記憶卡寫人或讀取命令時而對記憶卡插槽ιΐ2啟 動電源’但是可於之後關閉電源以節省電力記 插槽112被關閉電科，任何麵接到記憶卡插槽之裝置 亦被關閉電源。例如，若RFID+ 120(第J圖）被搞接 J »己隐卡插槽，則當記憶卡插槽i丨2被關閉電源時 卡120亦會關閉電源。 在本發明之各具體實施例中，處理器21〇執行駐存在 記憶體220中之軟體，以維持對記憶卡插槽ιΐ2 (以及 對RFID卡120)的電力。例如，週期性隱藏命令可為了 • 讓電力持續供應之目的而被發送到RFID卡120，同時 奸⑴卡120被期望能提供RFm的功能。同樣作為範例， 一隱藏命令可為了將電力循環到一駐存在卡上之智慧卡 控制器之目的’而被發送到灯1〇卡12〇。這些隱藏命令 會在以下連同後面的圖式而加以詳細描述。 第3A ®帛示一具有整合感應元件並相容於記憶卡之 卡。RFID卡3〇〇代表灯1〇卡120(第D之可 能具體實施例》RFID+ 300包括主機端介面31〇、記憶 卡控制器340、記憶體360、智慧卡控制器34〇、程式記 201020934 隐體332、以及小型感應元件350。RFID卡能夠與一在 一十算裳置内之記憶卡插槽進行通訊。進一步而言， ID卡300不需要記憶卡插槽來實作出延伸的輸入/輸 出功能。例如，且非為限制，在SD的具體實施例中， RFID卡300能運作在任何SD記憶卡插槽_，且不需要 女全數位輸入輸出（SDIO)的記憶卡插槽。 主機端介面310包括電子接觸，以與記憶卡插槽交互 聯繫。例如’主機端介面310包括了像是接觸122(第！ ® )般的接觸。同樣作為範例，在某些具體實施例中，主 機端介面310包括了隱蔽的電子接觸。主機端介面31〇 亦可包括像是驅動器、接收器、終端等等的電路。 在由第3A圖所表示之具體實施例t，記憶卡控制器 340使用記憶卡存取命令來與行動裝置通訊。記憶卡控 制器亦可與記憶體360通訊。記憶卡控制器判斷是否各 命令應形成與記憶體360之記憶體運作、是否一隱藏命 ❹ 令應被轉換成智慧卡控制器330、或是否記憶卡控制器 340應該因應於隱藏命令而採取行動。在某些具體實施 例中，記憶卡控制器340執行除存在一内部記憶體内或 是儲存在記憶體360内之指令。在某些具體實施例中， 記憶卡控制器340包括特殊目的硬體，其在判斷一命令 是否應被轉換上很有用。在其他具體實施例中，記憶卡 控制器340可為一在各方面都等同於在記憶卡中所找到 之控制器的微控制器’除了其執行之程式之外。 記憶體360可為任何類型的揮發性或非揮發性記憶 12 201020934 體例如，s己憶體360可為揮發性記憶體，像是靜態隨 機存取記憶體（SRAM)或是動態隨機存取記憶體 (DRAM)。同樣作為範例，記憶體36〇可為非揮發性記憶 體像是NOR快閃記憶體或NAND快閃記憶體。在本發 明之各具體實施例中’記憶體36G代表能使用記憶卡存 取命7而由行動計算裝置所存取之記憶體，該等記憶卡 存取命令係為此目的所定義。 • 田RFIO卡300正與在一行動計算裝置内之記憶卡插 槽進行通訊時，該行動計算裝置可發送一記憶卡存取命 令，以便存取記憶體36〇。同樣作為範例，該行動計算 裝置可發送一含有隱藏命令之記憶卡存取命令。記憶卡 控制器340摘測該隱藏命令之存在，並使用通訊匯流排 342來轉移所有或部分的記憶體存取命令到智慧卡控制 器330。通訊匯流排342可具有任何數目的導線 (C〇ndUCt〇rs)並可採用任何形式。例如，通訊匯流排342 ® $為序列埠、並料、或可包括多個資料導線、多個位 才曰導線及/或能載送控制訊號之導線，像是時脈訊號。在 某些具體實施例t，記憶卡控制器34〇因應—隱藏命令 而採取一或更多動作。例如，記憶卡控制器34〇可因應 於一隱藏命令而修改時脈訊號。 5已憶卡控制器340可用許多方式來偵測隱藏命令。例 如，在某些具體實施例中，該記憶卡存取命令可包括一 特足位址值或特定資料值。記憶卡控制器34〇偵測到包 括了特定位址值或特定資料值其中之一或兩者的命令， 13 201020934 並將該命令適當地繞送。用於此目的之該特定位址值及 特定資料值在此能被視為隱藏命令位址值及隱藏命令資 料值。 在某些具體實施例中，記憶卡控制器340能只基於隱 藏命令位址值而偵測到隱藏命令之存在。在此些具體實 施例申’記憶卡控制器340檢查含闊在一記憶卡存取命 令中的位址值，且若是該命令與該隱藏命令位址值相 符’則將其轉換（或採取某些動作）。在某些具體實施例 ® 中’記憶卡控制器340只基於隱藏命令資料值而偵測到 隱藏命令的存在。在此些具體實施例中，記憶卡控制器 340檢查一含括在記憶卡存取命令中的資料值，且若是 該命令與該隱藏命令資料值相符’則將其轉換。在其他 進一步之具體實施例中，記憶卡控制器34〇能基於隱藏 命令位址值及隱藏命令資料值兩者而偵測到隱藏命令的 存在。在這些具體實施例中，只在記憶卡存取位址及資 Φ 料兩者與隱藏命令位址值及隱藏命令資料值分別相符 時’記憶卡控制器340才會轉換命令。 隱藏命令位址值及隱藏命令資料值可按許多方式來指 定。例如，所彳RFID卡可用固定值來發佈。在這些具 體實施例中，每次存取RFID功能時，相同的隱藏命令 位址及/或資料值被含括在記憶卡存取命令中。同樣作為 範不同的RFID卡可用獨__ (unique)值來發佈。在此 些具餿實施例中，當需要時，各RFm卡可提供這些值 ，·口仃動計算裝置。同樣作為範例，隱藏命令位址及/或 201020934 資料值可由該行動計算裝置來指定。在其他進一步具體 實施例中，隱藏命令位址及資料值可為動態。隱藏命令 位址及資料值可在每當施加電力時或是按一週期性基礎 而改變。 智慧卡控制器330接收由記憶卡控制器34〇所轉換之 隱藏命令。㈣卡控制胃330冑一步轉譯該等隱藏命該 等隱藏命令並因應於此而執行動作。智慧卡控制器33〇 ❹執行儲存在程式記憶體332中之指令。在某些具體實施 例中，程式記憶體332被嵌入到智慧卡控制器33〇内， 而在其他具體實施例中，程式記憶體332是記憶體36〇 的一部分。 智慧卡控制器330是具有含括了 RFID功能之多個介 面中之一者的雙介面智慧卡控制器。在某些具體實施例 中，智慧卡是相容於在MFC應用内之被動RFID標籤讀 取器。例如，智慧卡控制器330可為一能夠實現所有或 • 部分用於無接觸NFC裝置之ISO 14443標準的裝置。同 樣作為範例，智慧卡控制器330可為能夠實現用於接觸/ 無接觸需求之ISO 7816及ISO 14443兩者的雙介面智慧 卡控制器。來自Netherlands之NXP的可用控制器的 “SmartMX”家族，為適合之雙介面智慧卡控制器的範 例。這些控制器提供了在13.56MHz上之rFid功能。本 發明之各種具體實施例能運作在13.56MHz，但是並未限 制其只能在此頻率上運作。在某些具體實施例中，智慧 卡控制器與用於票卷應用之MIFAR]E系統交互運作。 15 201020934 智慧卡控制器330從該主機端介面接收電力。藉由不 從該訊問RF場接收電力的方式，能否定掉用於電力產生 之一迴路天線的必要性。智慧卡控制器33〇包括天線埠 334 »天線埠334係耦接到小型感應元件35〇。 小型感應/0件350包括一環繞著一磁核纏繞的線圈。 對於從該訊問RF場汲取電力而言該線圈太小了但是由 於智慧卡控制器330係由該主機端裝置通過主機端介面 310來供電，所以這方式並非很必要。小型感應元件350 係與在RFID讀取器内之天線互動，其互動方式近似於 主要及次要線圈在變壓器内之互動。該RFID讀取器具 有在13.56MHz共鳴的線圈，其扮演著如變壓器之主要 線般的功能。小型感應元件35〇扮演著如變壓器之次要 線般的功能。據此，該傳輸器能「看見」次要線圈（小型 感應70件3 50)的阻抗。智慧卡控制器334能夠使用電路 來調變經反射之訊號，以修改在天線琿334處之阻抗。 ❹ 小型感應元件350可被做的非常小。例如，在某些具 體實施例中，RFID+ 120為一 miniSD卡，而小型感應 元件350小到足以被完整地含在該miniSD的外觀尺寸 内。在s己憶卡外觀尺寸内之小型感應元件之指定具體實 施例係如下般參考第4圖所述。 在本發明之各具體實施例中，記憶卡控制器34〇以及 智慧卡控制器330係按許多不同的方式所實作。例如， 在某些具體實施例中，各種組件被實作成硬體。在這些 具體實施例中，各種組件可被實作成個別之積體電路， 201020934 或是實作成一組合式積體電路。同樣作為範例，在某些 具體實施例中，各種組件可被實作成軟體，或是硬體與 軟體的組合。在某些具體實施例中，RFID卡300可包括 一微處理器，而該等組件可被實作成運行於該微處理器 上之軟體模組。在其他具體實施例中，RFID卡300可包 括多個處理器，而該等組件可被實作成跨越該等多個處 理器所散布的軟體模組。 ❹ 第B圖顯示一具有整合感應元件之記憶卡相容rfid 卡的方塊圖。RFID卡302代表RFID卡120 (第1圖） 之可能具體實施例》RFID卡302包括主機端介面31〇、 記憶卡控制器340、記憶體360、智慧卡控制器34〇、程 式圮憶體332以及小型感應元件35〇，所有這些元件皆 如上參考第3A圖般所描述。RFID卡3〇2能夠與一在行 動汁算裝置内之記憶卡插槽進行通訊。更進一步，RFID 卡302不需要記憶卡插槽來實作延伸的輸入/輸出功能。 魯 例如，且非為限制，在具體實施例中，RFIO卡302 能夠運作在任何的SD記憶卡插槽中，且不需一安全數 位輸入輸出（SDIO)記憶卡插槽。 在由第3B圖所代表之具體實施例中，智慧卡控制器 3〇從s己憶卡控制器340處接收電力。在這些具體實施 例中，記憶控制器340能通過對智慧卡控制器33〇提供 之電力而直接進行控制。記憶控制器34〇可因應於通過 主機端介面所接收之命令，而施加及/或移除來自智慧卡 控制器330之電力。例如，記憶控制器34〇可接收一隱 17 201020934 藏命令，以藉由透過電力循環來重新啟動之方式來重置 智慧卡控制器330。 第4圓顯示一具有整合感應元件之記憶卡相容 卡的照片圖》RFID卡120係按一 SD卡之外觀尺寸顯示， 然此並非為本發明之限制。RFID卡12〇包括電子接觸 122、記憶卡控制器340、智慧卡控制器33〇、記憶體36〇、 磁核450、線圈452,以上全部皆被固定至電路板4〇2。 磁核450以及線圈452能實作小型感應元件35〇(第3 圖）。如照片中可見，該小型感應元件能整個裝配到記憶 卡外觀尺寸内。該小型感應元件不對智慧卡控制器33〇 提供電力之產生，故因此不須為了此目的而將尺寸做得 比較大。 第5圖，顯示一記憶卡寫入命令之資料部分。含括在 内的有隱藏命令資料值51〇、狀態糊52()、密碼棚53〇、 ❿ 裝置①532、命令索引540以及隱藏命令相關資料550。 在第5圖之範例中’資料部分之長度為512位元組，然 此並非作為本發明之_。任何數量之數目可被含括在 寫入命令中，而第5圖中之各欄位可為任何長度。 在第5圖之範例中，隱藏命令資料值為W位元的長 度，然此處可使用任何長度而不料離本發明之範圍。 在某些具體實施例中’隱藏命令資料值別被用來將一 記憶體寫人命令識別成-隱藏命令。當-寫人命令接收 了 一在前256位元處擁有之資料（其與隱藏命令資料值 相符）_，該命令被識別為—正被待轉換到智慧卡控制 18 201020934 器之命令。如上所述，一隱藏命令位址值可被用來與一 隱藏命令值相關連或是相反地不相關連，以將該記憶鱧 寫入命令識別成一隱藏命令。 當記憶體寫入為一隱藏命令時，剩餘的欄位更顯其重 要性。例如，若前256個位元與隱藏命令資料值不相符 時（或若該寫入位址與該隱藏命令位址值不相符時，或 是兩者皆是）’則在資料攔中之剩餘位元會被當成在一般 記憶體寫入命令内之資料看待。相反地，當記憶體寫入 齡 V 是一隱藏命令時，則剩餘攔位被用來進一步轉譯該隱藏 命令。 記憶卡控制器340 (第3、4圖）檢驗該隱藏命令資料 值510、狀態欄520 ’而可能的話還檢驗密碼攔530及裝 置ID532。在某些具體實施例中，若命令被識別成一隱 藏命令’記憶卡控制器340會將密碼530、命令索引540 及相關資料550前傳到智慧卡控制器330。在其他具醴 φ 實施例中，記憶卡控制器340可基於隱藏命令而直接地 採取動作。 狀態攔520可包括任何相關於隱藏命令狀態之資訊。 例如，狀態欄520可包括一或更多的位元以對記憶卡控 制器340表示該主機端（行動計算裝置）是否期望該智 慧卡能因應於該隱藏命令而回傳資料。例如，當狀雄棚 520表示出一寫入之意思時，記憶卡控制器34〇會在未 期望回傳任何資料到主機端之情況下將密碼、裝置ID、 命令索引、及相關資料前傳。同樣作為範例，當狀態攔 19 201020934 52〇表不一讀取之意思時，記憶卡控制器340會在期望 該智慧卡330將提供資料以因應於一記憶卡讀取命令而 將料發送到主機端之情況下，將密碼、裝置ID、命令 索引、及相關資料前傳。在其後有一記憶卡讀取命令短 暫尾隨著的記憶卡寫入命令之結合，可被用來提供「讀 取J功能給智慧卡控制器。來自智慧卡控制器之讀取作 業係進一步如下參考第8圓所述。 密碼攔530包括一密碼，以允許智慧卡控制器33〇用 該主機端對該符記（token)鑑別。在某些具體實施例令， 每個隱藏命令包括一密碼。每次密碼、裝置ID、命令索 引、及相關資料被轉換到智慧卡控制器時，即檢查密碼 以用該主機端對該符記鑑別。 裝置ID532獨一地識別該主機端（行動計算裝置）。該 裝置ID可由該智慧卡控制器來檢查以確保該符記被插 入到其所被鑑別之主機端。本發明之某些具體實施例會 φ 使用裝置ID來加強獨一主機端/卡組對，而其他具體實 施例允許智慧卡控制器之功能能由任何主機端來存取。 命令索引54〇識別隱藏命令之類型。可能的隱藏命令 之數目是只有受限於配置於其上之位元數目。任何數目 的位元可被配置到命令索引540，而不會背離本發明之 範圍。隱藏命令相關資料55〇可針對隱藏命令之各類型 而不同地使用。任何數目的位元可被用於隱藏命令相關 資料550。 在第5囷中所示之資料係當做一範例來提供，而記憶 20 201020934 卡存取命令之請·可心 欄位下更多或更少的資料^ *第5圖中所示資料 料爛位〇本發明去典 卡存取命令内之攔位内容或數目。 又限於在記憶 第6圖根據本發明之各種 圖。在某些具體實施例t，方*二施例而顯不一流程 置所使用，以與在記憶卡 仃料算裝 丨卞插槽内之RFIr>卡進杆 在某些具體實施例中， ° “ J T方法600，或是其部分，係由一
/記憶卡插槽之行動計算裝置所執行，而在其他具體 實施例中，方法或是其部分，係由軟體所執行。 在方法600内之各式動作可按所呈現之順序、按不同順 序、或是同時地執行。更進—步’在某些具體實施例中， 歹J於第6圖内之某些動作會從方法6〇〇中忽略。 方法600開始於61〇，其中一資料圖樣（pattern)以及一 位址值係從一在記憶卡插槽内之RFID卡處接收。資料 圖樣對應到隱藏命令資料值，而位址值對應到隱藏命令 位址值。在某些具體實施例中，行動裝置只接收資料值， 而在其他具體實施例中，行動裝置只接收位址值。在某 些具體實施例中，當rFID卡首次插入到記憶卡插槽時， 610之動作會發生一次。每當行動裝置建立了一隱藏命 令時’該行動計算裝置則可使用位址及資料值。在其他 具體實施例中，每次RFID卡被插入到記憶卡插槽時， 則會發生610之動作。在更進一步之具體實施例中’資 料圖樣可為相同或不同，而位址值可為相同或不同。 在62〇處，記憶卡存取命令之資料欄位會被資料圖樣 21 201020934 所填滿（Populated) ’使得命令被轉換到在rFId卡上之智 慧卡。例如’資料圖樣可被當成隱藏命令資料值510而 寫入到資料欄位（第5圖）。 在63〇處’該記憶卡存取命令之一位址攔位會被位址 值填滿’以進一步使得命令被轉換到智慧卡控制器。在 某些具體實施例中’只有620或630其中之一被使用。 在這些具體實施例中，隱藏命令的存在係單獨由資料圖 樣或疋早獨由位址值所表示。 ® 在640處，記憶卡存取命令之資料攔位係用一命令字 串所填滿，以指定除了記憶卡存取之外的目的。例如， 命令字串可被寫入到資料欄以當成用於該智慧卡控制器 之命令索引540。此命令可被用於任何目的上。例如， 一或更多之隱藏命令可有一維持對記憶卡插槽提供電力 之唯一目的，使得該RFID卡持續接收電力。 在650處，記憶卡存取命令之資料攔位係用一密碼鎖 • 填滿，以鑑別耦接到記憶卡插槽之RFID卡之存取。在 某些具體實施例中，一密碼被含括在每個隱藏命令之資 料棚位中。纟其他具體實施㈣巾，一密、碼只被含括在一 父換之開始處。 在660處’記憶卡存取命令被發送到輕接至記憶卡插 槽之RFID卡。例如，一行動計算裝置〇1〇，第i、2圖） 可發送記憶卡存取命令到一在記憶卡插槽（112，第丨、2 圖）内之RF①卡（12〇’第卜卜斗圖^好⑴卡包括記 憶卡控制器（340、第3圖）以基於在方法_内所填之資 22 201020934 料攔位來轉換命令。 第7圖根據本發明之各具體實施例來顯示一流程圖。 在某些具體實施例中，方法700可由一在記憶卡插槽内 之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法7〇〇，或 是其部分’係由在記憶卡相容RFID卡内之記憶卡控制 器所執行’而在其他具體實施例中，方法700，或是其 部分，係由軟體所執行。在方法700中之各種動作可按 ❹ 所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進— 步，在某些具體實施例中，列於第7圖内之某些動作會 從方法700中忽略。 方法700開始於71 0處，其中一記憶卡存取命令係從 行動計算裝置經由一主機端介面所接收。71〇之動作 係對應到在行動計算裝置之記憶卡插槽内之RFID卡， 其接收一記憶卡存取命令。 在720處，記憶卡控制器檢查在記憶卡存取命令中之 • 冑則’卩判斷該記憶卡存取命令是否應該I#換成駐存 在RFID卡上之智慧卡控制器。該準則可為一隱藏命令 資料值或一隱藏命令位址值其中之一或兩者。若在73〇 處有貝J相符，則呈現一隱藏命令，且該記憶卡存取 命令之至少一部分會在74〇處被轉換。若沒有準則是相 符的’則沒有隱藏命令會被呈現 ^ 並在75〇處執行記憶 體存取。 第8圖顯示根據本發明之各具體實施例來顯示-流程 圏。在某些具时施射，方法_可由一在記憶卡插 23 201020934 槽内之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法8〇〇, 或是其部分，係由在RFID卡内之記憶卡控制器所執行， 而在其他具體實施例中，方法8〇〇，或是其部分，係由 軟體所執行。在方法議中之各種動作可按所呈現之順 序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些 '、體實施例中’列於第8圖内之某些動作會從方法800 中忽略》
一=法_開始於81()處，其t —記憶卡存取命令係從 一行動計算裝置經由一主機端介面所接收。若記 入命令被判斷為是-隱藏命令，則處理程序持續到請; 否則則在830處執行記憶體寫入。 在_處’隱藏命令被轉換到智慧卡控制器。若在85〇 處隱藏命令被朗成是「讀取」，則處理程序在86〇處持 續’否則’即視為完成隱藏命令處理程序。在⑽處， 記憶卡控制器會從智慧卡控制處擷取非記憶體資料， 而在肩4 ’會從行動計算裝置處接收記憶卡讀取命 令…80處，非記憶體資料會被回傳到行動計算裝置。 方法8〇0展示了一行動計算裝置如何可從一在紀憶卡 相容RFID卡内之智慧卡控制器處執行讀取的方式。行 動計算裝置發佈了—具有隱藏命令之記憶卡寫入命令， 該隱藏命令具有一^=. j,, ^ 計算…= 態攔位，而然後該行動 =裝置會發佈一記憶卡讀取命令。在卡片中之處理程 :隱藏命令’將其識別為讀取’而然後因應於隨 後之，己憶卡讀取命令而將資料回傳到行動計算裝置。 24 201020934 第9圖顯示根據本發明之各具體實施 圖。在某些具體實施例中，方法90。可由一 槽内之RFID卡所使用。在某些具體實施 : 或疋其部分’係由在勵卡内之智慧卡控制器所執行， 而在其他具體實施例中，方法9〇〇，或是其部分，係由 軟體所執行。在方法900中之各種動作可按所呈現之順 序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某肽
具體實施例巾’列於帛9目内之某些動作會從方法^⑽ 中忽略。 方法900開始於910處，其中一智慧卡存取命令從該 記憶卡控制器接收一命令。此命令對應到一由記憶卡控 制器所接收之隱藏命令。在950處，該智慧卡控制器判 斷該命令是否為「虛擬J(dummy)命令，其主要用於維持 對該記憶卡插槽之電力的目的。若否，則在命令中所指 定之智慧卡功能會在930處執行。若是，則在96〇處忽 視該命令。 方法900能在當在主機裝置内之記憶卡插槽將會移除 電力以節省能源時之週期期間，允許一在記憶卡插槽内 之記憶卡相容RFID卡能仍然保持著供電的狀態。此為 在記憶卡存取命令内之軟體建構隱藏命令、將隱藏命令 轉換到智慧卡控制器之記憶卡控制器、以及忽略該命令 之智慧卡控制器之間的合作努力。根據由第3八圖所代表 的具體實施例，提供電力給RFID之方式亦提供電力給 智慧卡控制器，借此允許小型感應裝置的使用，像是蠕 25 201020934 第3及4圖所示般。 第丨〇圖根據本發明之各具體實施例來顯示一流程 圖在某些具體實施例中，方法1000可由一在記憶卡插 槽内之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法9〇〇， 或是其部分，係由在RFID卡内之記憶卡控制器所執行， 而在其他具體實施例中’方法900，或是其部分，係由 軟體所執行。在方法9〇〇中之各種動作可按所呈現之順 ❹ 序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某歧 具體實施例中，列於第1 〇圖内之某些動作會從方法丨〇〇〇 中忽略。 方法1000開始於1010處，其中一記憶卡控制器從一 行動計算裝置處接收一隱藏命令。若在1〇2〇處，該記憶 卡控制器判斷該隱藏命令正待被轉換到智慧卡控制器， 則該命令在1030處被轉換。若該命令未準備被轉換，則 該記憶卡控制器不會轉換該命令；然而，在i 040處該記 ❹ 憶卡控制器可基於該隱藏命令而採取其他動作。例如， 該記憶卡控制器可修改一提供給智慧卡控制器之時脈訊 號。同樣作為範例，記憶卡控制器可判定（assert)一重置 信號給該智慧卡控制器。仍然作為範例，該記憶卡控制 器可將電力循環至該智慧卡控制器《在由第3B圖所表示 之具體實施例中，該s己憶卡控制器能夠將電力循環至該 智慧卡控制器。 將電力循環至該智慧卡控制器之步驟可為在主機端計 算裝置及RFID卡内之記憶卡控制器之間的合作努力。 26 201020934 例如，供應至該記憶卡插槽之電力可藉由將虛擬隱藏命 令供給至RFID卡之方式來維持，可參考第9圖如上般 所述。當電力被持續供應至記憶卡插槽時，可使用隱藏 命令’以使得記憶卡控制器能將電力循環到智慧卡控制 器。 第11圖顯示一種讓一行動計算裝置對在一記憶卡相 容RFID卡内之一或更多功能鑑別之方法。方法u〇〇開 _ 始於方塊1110，其中一啟動碼係在rFID卡處從行動計 算裝置所接收。在1120’已接收之啟動碼係與儲存在 RFID卡内之編碼相比較。若啟動碼相符，則在114〇處 RFID卡從行動計算裝置接收一密碼，並在U5〇處將密 碼儲存在RFID卡内以於之後使用。若啟動碼不相符， 則在1160處RFID卡判斷可允許嘗試之數目是否已經超 過。条可允許嘗試之數目已經超過’則在117〇處接觸 RFID卡發佈者，而若可允許嘗試之數目尚未超過，則該 • 方法會重複嘗試直到不是該啟動碼相符就是可允許嘗試 之數目已經超過為止。 當一 RFID卡被發佈給一使用者時，可執行方法11〇〇。 例如，RFID卡可為一行動式支付卡（payment card)，其 由一金融機構所發佈。可提供使用者一啟動碼，以「啟 動」該RFID卡。當使用者成功地輸入該啟動碼時，會 提供使用者一組密碼，而該密碼會被儲存以待在未來隱 藏命令上之使用。 在某些具體實施例中，在RFID卡内之多個非記憶體 27 201020934 功能係使用方法UG()來㈣卜例如，多個非記憶艘功能 各者可具有已儲存之啟動碼，而各功能已分別被啟動。 而各個刀別啟動之功能可具有不同的密碼，或者該等多 個功能可共享一密碼。 雖然本發明已經連同若干具體實施例加以描述，吾人 應了解到可在不背離本發明之精神與範圍的情形下，如 該領域中熟悉記憶人士所能輕易理解般地加以修改及變 化。此類修改及變化被認為是落在本發明及隨附申請專 利範_圍之範_内。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示一行動計算裝置以及一與記憶卡差曹相容 之小型HFID卡； 第2圖顯示一行動計算裝置之方塊圖； 第3A_3B圖顯示具有整合感應元件之記憶卡相容 ❹ RFID卡的方塊圖； 第4圖顯示具有一整合感應元件之記憶卡相容rFID 卡的照片； 第5圖顯示一記憶趙寫入命令之資料部分； 第6-11圖顯示根據本發明之各具體實施例之方法的流 程圖， 第12圖顯示在存在著一訊問RF場的情況下，藉由整 流在一迴路天線内所感應之電壓而隨著時間所發展的電 28 201020934 源供應電壓；以及 第13圖顯示在一安全數位（SD)記憶卡中之一先前技 術之RFID標籤實作。 【主要元件符號說明】 11 0行動計算裝置 112記憶卡插槽 120 RFID 卡 ❿ 122電子接觸 210處理器 220記憶體 230無線射頻電路 240天線 310主機端介面 330智慧卡控器 φ 332程式記憶體 334天線埠 340記憶卡控制器 342通訊匯流排 350小型感應元件 360記憶體 402電路板 450磁核 29 201020934 452線圈
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Claims (1)

  1. 201020934 七、申請專利範圍： 一種卡片，其包含： 一記憶卡插槽介面； 一記憶卡控制器，其係麵接到該記憶卡插槽介面. 益接觸無通接裝置，其係耗接到該記憶卡控制器，該 無接觸通訊裝置具有一天線埠； 以將電力從該記憶卡插槽介面傳遞
    一電力傳遞機制， 到該無接觸通訊裝置 一磁核；以及 一圍著該磁核纏繞的線圈 通訊裝置之該天線埠。 ’該線圈係耦接到該無接觸 2.如申吻專利範圍第i ^ ^ m ^ ^ 月其中該無接觸通 訊裝置係设計成符合ISO 14443。 φ 3.如申請專利範圍第1項所述之卡片 ββμ 4〈卞月，其中該無接觸通 訊裝置係設計成能與MIFARE交互運作。 ’其中該卡片符合 4.如申請專利範圍第1項所述之卡片 一標準記憶卡的尺寸需求。 片’其中該卡片符合 安全數位（SD)卡、迷 5.如申請專利範圍第4項所述之卡 下列其中一者之記憶卡尺寸需求： 31 201020934 你SD卡、以及微SD卡。 6. 如申請專利範圍第1項所述之卡片，更包含一電路 板，其中該記憶卡控制器、該無接觸通訊裝置、該磁核 及線圈皆固定於其上。 7. 如申請專利範圍第1項所述之卡片，其中該無接觸通 訊裝置係可運作以反射實質上在13.56MHz上所接收之 8. 如申請專利範圍第7項所述之卡片，其中該無接觸通 訊裝置係可運作以藉由修改一耦接到該天線琿之内部電 路之阻抗的方式’來反射一已接收訊號。 9. 如申請專利圍第i項所述之卡片，更包含箱接到該 ❿ 記憶卡控制器之非揮發性記憶體。 10. —種無線射頻識別（RFID)記憶卡，其至少包含： 一記憶卡控制器，其係與一主機端通訊； 一 RFID裝置，其具有一天線埠； 一感應7L件，其耦接到該天線埠，其中該感應元件對 於要提供足夠能源以對該RFID裝置供電而言太小。 如申請專利範圍第10項所述之RFID記憶卡，其中 32 201020934 該RFID裝置被耦接以從該主機端接收電力。 12·如申請專利範圍第10項所述之RFID記憶卡，其中 該RFID裝置係設計成符合ISO 14443。 13.如申請專利範圍第10項所述之rFID記憶卡，其中 該RFID裝置係設計成能與MIFARE交互運作。 14·如申請專利範圍第1〇項所述之RFID記憶卡，其中 該卡片符合下列其中一者之記憶卡尺寸需求：安全數位 (SD)卡、迷你SD卡、以及微SD卡。 15. 如申請專利範圍第1〇項所述之RFID記憶卡，更包 含一電路板’其中該記憶卡控制器、該RFID裝置以及 該感應元件皆固定於其上。 16. 如申請專利範圍第1〇項所述之RFID記憶卡，其中 該RFID裝置係可運作以反射實質上在13 56MHz上所接 收之訊號。 17. —種行動付款裝置，其至少包含： 磁核’其具有-纏繞於其上之線圈，以感應地耦接 到一由一行動付款讀取器所傳輸之訊問無線射頻場； -雙介面智慧卡控制器，其具有一耦接到該線圈之天 33 201020934 線埠，該雙介面智慧卡控制器更被㈣以從 埠之外的其他處接收電力； 了該天線 一記憶卡控制器，其被耦接以與該雙介面智慧卡控制 器通訊； 憨卡控制 一記憶卡相容電路板’其中該磁核、該雙介面智慧 卡、以及該記憶卡控制器皆係裝配於其上。 曰. 18·如申請專利範圍第17項所述之行動付款裝置更包 含金屬接觸，其係與在一主機端裝置内之一記憶卡插槽 相容。 ’ 19.如申請專利範圍第17項所述之行動付款裝置，其中 該雙介面智慧卡控制器係耦接到該等金屬接觸以從該 主機端裝置接收電力。 ° 〇 20.如申請專利範圍第17項所述之行動付款裝置，其中 該雙介面智慧卡控制器被耦接，以從該記憶卡控制器處 接收電力。 21. 如申請專利範圍第17項所述之行動付款裝置其中 該行動付款裝置符合下列其中一者之記憶卡尺寸需求·· 安全數位（SD)卡、迷你SD卡、以及微sd卡。 22. 如申請專利範圍第21項所述之行動付款裝置，更包 34 201020934 含非揮發性記憶體，其耦接到該記憶卡控制器。 23.如申請專利範圍第17項所述之行動付款裝置，其中 該雙介面智慧卡控制器係可運作以反射實質上在 13.5 6MHz上所接收之訊號。
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