CN100508537C - 小灵通手机pim卡实现方法、装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现个人手持电话系统(PHS)中个人识别模块(PIM)卡功能的方法，在该PHS中，手持电话通过接口装置与PIM卡耦接，该接口装置的功能由协议和人机接口功能块，应用功能块，命令传输功能块及硬件驱动功能块完成，该方法包括：协议和人机接口功能块向应用功能块发送请求消息；应用功能块根据所接收的消息进行接口调用并处理；传输功能块将经由相应接口获得的该发送消息传递给硬件驱动功能块；硬件驱动功能块向应用功能块发送指示消息；应用功能块向协议和人机接口功能块发送通知消息，应用功能块对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层；还提供与上述PIM卡功能实现相关的接口装置和PHS系统。

Description

小灵通手机PIM卡实现方法、装置及其系统

技术领域

本发明涉及小灵通(PHS)手机PIM(个人识别模块)卡功能的实现，从而为小灵通手机提供机卡分离机制。更具体地说，本发明涉及PHS手机PIM卡功能的实现方法、装置及其系统。

背景技术：

个人手持电话系统PHS(Personal Handy Phone System)又称为无线市话，小灵通，是一种新型的个人无线接入系统。它采用先进的微蜂窝技术，以无线方式接入固定电话网，使电话在无线网络覆盖的范围内可随身携带使用，随时随地接听、拔打市内、本地网和国内、国际电话，也可方便地拔打寻呼和移动电话，是市内电话的延伸和补充。其收费标准与固定电话相近。小灵通近年来在国际国内得到越来越广泛的应用，其可随身携带，并可在覆盖范围内自动漫游通话，音质清晰，绿色环保，经济实用。

随着其应用范围的发展，用户对小灵通的手机的灵活性和安全性提出了更高的要求。但是，当前并没有针对PHS手机这一新技术制定的成熟个人识别模块(personal identify module)技术标准。本发明正是基于现有技术中的上述空白研发了相关的开发工具，并首次在小灵通手机中实现了PIM卡协议栈软件。

发明内容：

为了实现上述目的，本发明提供一种用于实现个人手持电话系统(PHS)中个人识别模块(PIM)卡功能的方法，其中，在该PHS中，手持电话通过接口装置与PIM卡耦接，该接口装置的功能由协议和人机接口功能块、应用功能块、命令传输功能块以及硬件驱动功能块这四个功能块完成，该硬件驱动功能块分为驱动子功能块和任务子功能块，所述方法包括下列步骤：A)协议和人机接口功能块向应用功能块发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作；B)应用功能块根据所接收的请求消息进行接口调用，并对相关数据进行处理、封装，以形成适合于在命令传输功能块和硬件驱动功能块中传送的数据单元；C)命令传输功能块将经由相应接口获得的该请求消息传递给硬件驱动功能块，完成消息向下层的传递；D)硬件驱动功能块向应用功能块发送指示消息，该指示消息用来指示底层驱动或PIM卡执行应用功能块单步请求的结果；E)应用功能块向协议和人机接口功能块发送通知消息，应用功能块对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层，从而完成所述协议和人机接口功能块向PIM卡请求的所述操作的执行。

本发明还提供一种用于实现个人手持电话系统(PHS)中个人识别模块(PIM)卡功能的接口装置，其中，在该PHS中，手持电话通过该接口装置与PIM卡耦接，该接口装置包括：协议和人机接口单元，用于向应用单元发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作；应用单元，用于根据所接收的请求消息进行接口调用，并对相关数据进行处理、封装，以形成适合于在命令传输单元和硬件驱动单元中传送的数据单元；硬件驱动单元，包括驱动子单元和任务子单元，硬件驱动单元用于向应用单元发送指示消息，该指示消息用来指示底层驱动或PIM卡执行应用单元单步请求的结果；命令传输单元，用于将经由相应接口获得的该请求消息传递给硬件驱动单元，完成消息向下层的传递；其中，应用单元向协议和人机接口单元发送通知消息，该应用单元对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层，从而完成所述协议和人机接口单元向PIM卡请求的所述操作的执行。

本发明还提供一种个人手持电话系统(PHS)，在该系统中，手持电话与个人识别模块(PIM)卡之间通过接口装置耦接，其中，该接口装置是如上所述的接口装置，其用于完成个人识别模块(PIM)卡功能。

附图说明

结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，本发明的目的，特点和益处将更为清楚。在附图中：

图1是本发明的PIM卡功能的软件实施方式中软件架构示意图；

图2是本发明的PIM卡功能的软件实施方式中软件实现的消息流图；

图3是本发明的PIM卡功能的软件实施方式中应用层软件主控处理流程图；

图4是本发明的PIM卡功能的软件实施方式中应用层子过程处理流程图；

图5是本发明的PIM卡功能的软件实施方式中驱动层软件处理流程图；

图6是本发明的PHS系统中手机(PS)与PIM卡接口的示意框图；

图7是本发明的PHS系统中手机(PS)与PIM卡接口的硬件连线示意图。

具体实施方式

下面将结合各附图对本发明的PHS手机PIM卡功能的实现方法及其装置进行具体描述。

请注意，虽然在本发明的该实施例中，PIM卡的功能由相应的软件实现。但是，本领域技术人员可以理解，PIM卡的各种功能显然也可以由本领域各种公知的硬件来实现，如LTC1555L可用于完成手机与PIM卡之间的接口的功能。(以下将具体描述)。

下面将结合图1-5描述PIM卡协议软件的实现。

图1示意性地示出了PIM卡协议功能实现的总体软件分层结构图。如图1所示，PIM卡协议实现软件采用分层结构，共分三个层次，分别是应用层，传输命令层和硬件驱动层，硬件驱动层又细分任务和驱动两个子层。

应用层负责整个协议栈软件的控制和调度，从协议和MMI(人机接口)层接受请求，对该请求进行解析，然后交给传输命令层。同样地，应用层把驱动层来的消息进行解析，然后发送给协议和人机接口层。传输命令层根据PIM技术标准处理数据以形成相应的传输数据单元，然后将所形成的传输数据单元发送给硬件驱动层。硬件驱动层配合硬件根据ISO7816-3传输协议实现和PIM卡之间的可靠数据交换。

图2示意性地示出了PHS手机PIM卡功能实现的详细消息流图。如图2所示，在L1，协议和人机接口层向应用层发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作。在L2，应用层根据所接收的发送请求消息进行接口调用，根据ISO7816协议数据格式及PIM卡软件接口要求对数据进行处理、封装。接着，在L3，传输层将经由相应接口获得的该发送消息传递给硬件驱动层，完成消息向下层软件的传递。在L4，硬件驱动层向应用层发送指示消息，该消息是用来指示底层驱动或PIM卡执行应用层单步请求的结果，内容包含成功或失败指示，PIM卡返回的数据等，在L1中请求消息内容是更上层的请求，只是对PIM卡的业务请求，如请求鉴权，这个请求将在应用层被解析，分解为具体的执行步骤来完成。然后，在L5，应用层向协议和人机接口层发送通知消息，应用层对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层软件。至此，完成请求PIM卡执行某项功能的操作。

下面结合图3-图5的流程图，以从SIM卡读取一条短消息为例，对如图2所示的软件的各个功能块实现进行详细说明

图3示意性地示出了应用层软件主控处理流程。如图3所示，在步骤S10，对事件进行接收，在该实施例中，该事件即要求从SIM卡中读取一条短消息。在步骤S11，对所接收的该事件进行解析。在步骤S12，判断该事件的来源。如果判断该事件来自于上层，则在步骤S13，判断是否取消该事件？如果判断要取消事件，则在步骤S16取消从SIM卡读取短消息的过程。如果判断不取消事件，则在步骤S15进一步判断是否有其他事件正在处理？如果判断结果为“是”，则在步骤S17将要求从SIM卡中读取短消息的该事件放入缓冲队列，待缓冲队列中其他事件处理完毕后再处理从PIM卡中读取短消息的该事件。如果在步骤S15判断无其他事件正在处理，则程序转到S14，对该事件进行处理。如果在步骤S12判断该事件来自于驱动层，则在步骤S14对该事件进行处理。待该事件处理完成，程序转到步骤S18，处理结束，即，处理的结果是或者立刻执行从PIM卡读取短消息，或者暂时将该事件放入缓冲队列稍后处理，或者取消该事件。

图4示意性地示出应用层子过程处理流程图。如图4所示，在步骤S21，检查该项请求，在本实施例中即为请求从PIM卡读取短消息，所处的状态，确定该项请求处于状态机的哪个状态。在步骤S22，判断该请求是否被取消执行，也就是说该请求是否被要求停止执行。如果判断结果为“是”，则在步骤S23迁移到取消状态。如果判断结果为“否”，则在步骤S24进行相应状态的处理过程。接着，在S25判断在上一步是否异常？如果判断结果为“是”，则在步骤S27将消息发给用户，并在进行后处理后检查队列(S28，S29)。之后，在S31判断队列是否非空。如果队列为“空”，则返回空码，否则，返回非空码。如果在步骤S25的判断结果为“否”，则在步骤S26进一步判断是否达到末状态。如果判断结果为“是”，则程序转到步骤S27继续执行；否则，在步骤S30转移到下一个状态。

下面以从PIM卡读一条短消息为例对上述流程进行详细说明。PIM卡应用层收到上层传来的消息后，首先进行解析，判断相应的状态后，将该请求分解为如下具体步骤来实现，如下表1所示。

表1

图5示意性地示出了驱动层软件处理流程图。如图5所示，在步骤S40接收事件，在本实施例中该时间即从PIM卡读取一条短消息。在步骤S41，提取原语头。在步骤S42，对所提取的原来语头进行解析。之后，处理流程分为4个支流。在S421至S4211支流中，根据原语头解析所得到的上层PIM访问请求而进行与该请求有关的事件处理，即执行从PIM卡读取短消息。在S422至S4221支流中，根据原语头解析所得到的复位请求而执行复位操作。在S423至S4231支流中，根据原语头解析所得到的去活请求而进行去活操作。在S424至S4241支流中，如果原语头解析所得到的内容是除了上述三个支流以外的其他内容，则释放内存，以用于其他处理。

图6示出了实现如上所述的PIM卡功能的硬件方框图。如图6所示，手机系统电路和PIM卡电路通过相应的接口电路耦接在一起。其中，接口电路包括协议和人机接口单元2，应用单元1，传输命令单元3和驱动单元4，分别实现与上述PIM卡软件实现方案中所述协议和人机接口层(MMI)，应用层，传输命令层和驱动层相对应的功能(参见图1)。应用单元1负责对接口电路中各个功能单元的控制和调度，其从人机接口单元2接受请求，对该请求进行解析，然后交给传输命令单元3。同样地，应用单元1把驱动单元4来的消息进行解析，然后发送给人机接口单元2。传输命令单元3根据PIM技术标准处理数据以形成相应的传输数据单元，然后将所形成的传输数据单元发送给驱动单元4。驱动单元4中的硬件驱动部分配合硬件根据ISO7816-3传输协议实现和PIM卡之间的可靠数据交换。

具体地说，人机接口单元2向应用单元1发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作。应用单元1根据所接收的发送请求消息进行接口调用，根据ISO7816协议数据格式及PIM卡软件接口要求对数据进行处理、封装。接着，命令传输单元3将经由相应接口获得的该发送消息传递给驱动单元4中的硬件驱动部分，完成消息向下层构件的传递。驱动单元4中的硬件驱动部分向应用单元1发送指示消息，该消息是用来指示底层构件驱动或PIM卡执行应用单元1单步请求的结果，内容包含成功或失败指示，PIM卡返回的数据等，上述从人机接口单元2向应用单元1发送的请求将在应用单元1解析，分解为具体的执行步骤来完成。然后，应用单元1向协议和人机接口单元2发送通知消息，应用单元1对底层构件来的消息进行解析，根据定义的接口把执行结果消息传递给相应的上层构件。至此，完成请求PIM卡执行某项功能的操作。

图7示出了PHS手机PIM卡功能硬件实现的一个具体例子。如图7所示，手机(PS)系统电路通过接口电路与PIM卡电路接口。表2列出了各硬件线路配置管脚对应关系。

表2

 

管脚名称(接口IC)	管脚名称(PS_MPU)	功能
			V		电池(3.6V)
POWER-C	P	开关接口电路和PIM卡电源；“高”-关；“低”-开
			RST	P	复位PIM卡；“低”激活
CLK-C	P	停止PIM卡时钟；“高”停止
			RXD	RXD(UART)	从PIM卡接收数据
TXD	TXD(UART)	发送数据到PIM卡
			CLK		4.8MHZ时钟

其中：P代表处理器芯片(MPU)的输入输出(I/O)端口；IC是integrated circuit(集成电路)的缩写；RST是reset(复位)的缩写；CLK是clock(时钟)的缩写；RXD指收数据管脚；TXD指发送数据管脚；V指电池供电管脚；POWER-C指电源控制管脚，C代表control(控制)；CLK-C指时钟控制管脚；VCC是PIM卡电源接入管脚。

接口IC提供如下功能：

1、提供VCC(3V)给PIM卡，并可以控制VCC的开/关；对PIM卡提供短路或过流保护；

2、提供4.8MHz时钟给PIM卡，并可以控制时钟的开/关；

3、复合TXD和RXD信号线到PIM卡的I/O接口，并防止I/O信号和其它信号竞争；

4、当PIM卡VCC电源关掉时，确保其它信号线对PIM卡无影响；

5、当手机处于待机状态时，接口相关电路处于低功耗状态。

手机MPU提供如下功能：

1、PIM UART(异步收发器)；

2、提供4.8MHz时钟；

3、提供VCC(3V)电源。

硬件操作顺序描述如下：

1、初始化

当系统启动后，接口电路各信号线初始化状态如下表3所示：

表3

 

名称	状态
		POWER-C：	高
RST	低
		CLK-C	高

2、PIM卡激活各信号线状态转换如下表4所示：

表4

 

顺序号	RST	POWER-C	CLK-C
				0	低	高	高
1	低	高	高
				2	低	低	高
3	低	低	高
				4	低	低	低

3、信息交换

当PIM卡初始化成功后，就可以通过I/O端口交换数据；

4、PIM卡去活各信号线状态转换如下表5所示：

表5

 

顺序号	RST	POWER-C	CLK-C
				0	高	低	低
1	低	低	低
				2	低	低	高
3	低	低	高
				4	低	高	高

很容易理解，该实施例只列出了一种优选的硬件实施方式。本领域技术人员基于上述PIM卡功能实现原理的具体描述，还可以举出许多其他用于实现上述功能的公知硬件。如上面提到的可用LTC1555L实现手机与PIM卡之间的接口电路的功能。

从上面结合具体实施例的详细描述可以看出，在PIM卡的软件实现方法中，整个软件可采用中断和事件触发机制，上层来的每个请求都会被分解成多个步骤，通过异步状态机的方式来实现，这样不会因某个环节的失败而造成整个系统的阻塞。如遇到忙状态，请求会暂时放入缓冲队列。从PIM卡收数据采用中断机制，提高了处理器的效率，降低了功耗。

此外，PIM卡的协议实现中物理层协议可采用ISO7816-3，这与现有技术相同，从而可以达到完全覆盖。当然，也可以根据技术的发展改变PIM卡协议实现物理层所采用的协议，以便与其他相关技术实现完全兼容和覆盖。

本发明的PIM卡功能软件及其硬件实施方案完全可以实现现有PIM技术规范所规定的安全要求和应用协议。其中，软件实现方案采用中断、事件驱动的异步收发机制，使软件高效、简洁、稳定、可靠。这种技术在上面有关从PIM卡读取短消息的具体实施例中已经得到具体体现，即，每一功能模块只有被触发时才得到执行。此外，在对具体事件进行处理时，利用快速高效的队列缓冲机制。和目前常用队列操作算法相比，该算法速度最快，代码最少。该队列既可以按照FIFO(先进先出)原则使用，也可以按照LIFO(后进先出)原则使用。采用类似数组的软件实现方法，使其简洁高效。由于FIFO和LIFO的具体原理对于本领域技术人员来说是公知的，故在此不再赘述。

通过完全实现相同的协议标准，本发明的PIM卡实现方法可以和SIM卡接口标准完全兼容。

上面根据优选实施例描述的PIM卡协议软件功能实现方式可用于任何具有PIM卡硬件接口电路的小灵通手机。

虽然上面已经结合具体的实施例对本发明的PIM卡功能实现的软件和硬件方案机进行了详细的描述。但是，本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的基本概念和精神的前提下，还可以对上述实施例进行各种变化或改进。总之，本发明的保护范围只由附后的权利要求限定。

Claims (10)

1、一种用于实现个人手持电话系统PHS中个人识别模块PIM卡功能的方法，其中，在该PHS中，手持电话通过接口装置与PIM卡耦接，该接口装置的功能由协议和人机接口功能块、应用功能块、命令传输功能块以及硬件驱动功能块这四个功能块完成，该硬件驱动功能块分为驱动子功能块和任务子功能块，所述方法包括下列步骤：

A)、协议和人机接口功能块向应用功能块发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作；

B)、应用功能块根据所接收的请求消息进行接口调用，并对相关数据进行处理、封装，以形成适合于在命令传输功能块和硬件驱动功能块中传送的数据单元；

C)、命令传输功能块将经由相应接口获得的该请求消息传递给硬件驱动功能块，完成消息向下层的传递；

D)、硬件驱动功能块向应用功能块发送指示消息，该指示消息用来指示底层驱动或PIM卡执行应用功能块单步请求的结果；

E)、应用功能块向协议和人机接口功能块发送通知消息，应用功能块对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层，从而完成所述协议和人机接口功能块向PIM卡请求的所述操作的执行。

2、如权利要求1所述的方法，其中，所述应用功能块进行的处理包括以下子步骤：

a)、对从所述协议和人机接口功能块发送的请求消息进行接收，并对该请求消息进行解析；

b)、判断该请求消息的来源，如果判断该请求消息来自于硬件驱动功能块，则对该请求消息进行处理；如果判断该请求消息来自于上层，则进一步判断是否取消该请求消息，如果判断要取消该请求消息，则进行取消该请求消息的处理，从而不执行协议和人机接口功能块所请求的PIM卡功能的执行；如果判断不取消该请求消息，则转到步骤c；

c)、判断是否有其他请求消息正在处理，如果判断结果为“是”，则将所述请求消息放入缓冲队列，待该请求消息前面的请求消息处理完毕后再处理该请求消息，如果在判断无其他请求消息正在处理，则对该请求消息进行处理；

3、如权利要求1所述的方法，其中，所述硬件驱动功能块进行的处理包括以下子步骤：

a)、对从所述协议和人机接口功能块发送的请求消息进行接收，并提取原语头；

b)、对所提取的原语头进行解析，根据解析的结果，分别执行以下子处理：

b1)、如果原语头解析的结果是上层PIM访问请求，则进行与该请求有关的事件处理；

b2)、如果原语头解析结果是复位请求，则执行所述PIM卡的复位操作；

b3)、根据原语头解析结果是去活请求，则进行所述PIM卡的去活操作；

b4)、如果原语头解析结果是除了上述b1至b3中所述的结果以外的结果，则释放内存。

4、如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述协议和人机接口功能块，应用功能块，命令传输功能块以及硬件驱动功能块这四个功能块的功能实现采用中断、事件驱动的异步收发机制。

5、如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述PIM卡功能的实现遵循与SIM卡接口标准相同的物理层协议标准。

6、如权利要求5所述的方法，其中，所述物理层协议遵循IS07816-3。

7、如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在对所述请求消息进行处理时利用队列缓冲机制，该队列按照先进先出FIFO原则或者按照后进先出LIFO原则使用。

8、一种用于实现个人手持电话系统中个人识别模块PIM卡功能的接口装置，其中，在该PHS中，手持电话通过该接口装置与PIM卡耦接，该接口装置包括：

协议和人机接口单元，用于向应用单元发送请求消息，请求PIM卡执行相应的操作；

应用单元，用于根据所接收的请求消息进行接口调用，并对相关数据进行处理、封装，以形成适合于在命令传输单元和硬件驱动单元中传送的数据单元；

硬件驱动单元，包括驱动子单元和任务子单元，硬件驱动单元用于向应用单元发送指示消息，该指示消息用来指示底层驱动或PIM卡执行应用单元单步请求的结果；

命令传输单元，用于将经由相应接口获得的该请求消息传递给硬件驱动单元，完成消息向下层的传递；其中：

应用单元向协议和人机接口单元发送通知消息，该应用单元对底层来的消息进行解析，根据定义的软件接口把执行结果消息传递给相应的上层，从而完成所述协议和人机接口单元向PIM卡请求的所述操作的执行。

9、如权利要求8所述的接口装置，其中，所述接口装置的功能由LTC1555L实现。

10、一种个人手持电话系统，在该系统中，手持电话与个人识别模块卡之间通过接口装置耦接，其中，该接口装置是如权利要求8所述的接口装置，其用于完成个人识别模块卡功能。

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