CN101257674B - 一种双卡接口快速切换装置及切换方法 - Google Patents

Abstract

提供一种移动通信终端中双卡接口快速切换装置以及切换方法。所述切换装置包括：电源模块，同时提供两个卡所需的供电；信号转换模块，根据电源模块的供电，对移动通信终端的信号和移动终端当前访问的卡的信号进行信号电平的相互转换；以及信号通道切换模块，对移动终端的信号管脚连接到两个卡的信号管脚之间的访问通道进行切换。本发明对两个SIM/USIM卡同时供电免去了主卡和副卡之间切换时均需要对卡进行重新初始化的烦琐过程，达到了保持主卡网络不变的情况下访问副卡数据的目的。

Description

一种双卡接口快速切换装置及切换方法

技术领域

本发明涉及一种实现双卡接口快速切换装置。更具体地讲，涉及一种实现双卡同时供电的SIM/USIM卡接口快速切换装置，以实现保持主卡不掉网的情况下，移动终端可以自由访问副卡。

背景技术

随着移动技术的发展以及普及，使用移动通信终端用户不断增加。越来越多的移动通信终端用户拥有一个以上的用户识别模块(SUBSCRIBERIDENTITY MODULE)卡/通用用户识别模块(UNIVERSAL SUBSCRIBERIDENTITY MODULE)卡(以下称SIM/USIM卡)。能够方便使用一个以上的SIM/USIM卡的解决方案之一是使用双卡移动通信终端。

现有的双卡移动通信终端的一种技术方案是将两个卡的接口集成在基带SC芯片中，可以实现对两个卡的访问而互不影响。

图1是上述方案中将卡1和卡2的接口集成在基带SC芯片中，实现对两个卡的访问的方案的方框图。

对于此方案，需要专门的基带SC芯片才可以实现，但是由于这种专门的基带SC芯片种类很少，而基带SC芯片的确定往往意味着整个手机系统方案的基本确定，因此使用这种方案实现双卡访问缺乏手机系统方案选择的灵活性。

图2是通过模拟开关芯片把基带SC芯片的单卡接口分别选通两个卡，实现对两个卡的访问的方案的方框图。

此方案是通过模拟开关芯片把基带SC芯片的单卡接口分别选通卡1和卡2，从而实现对两个卡的访问。对于此方案，虽然可以通过模拟开关实现双卡的选择，但是选通一个卡注册上网后，要访问另外一个卡，手机系统必须断开当前已经注册上网的主卡(以下简称主卡)的(物理)连接，并对另一个卡(以下简称副卡)进行初始化之后才能进行访问，访问完副卡之后要回到主卡，还必须对主卡进行重新初始化，而且这一过程必须在限定的时间内完成(100us以内)，才能保证主卡的网络连接不被中断，但是，由于SIM卡的初始化过程的时间长短是不确定的，因此在切换时非常不方便，不能确保系统在切换到副卡的时候保持主卡的网络连接。

因此需要一种独立于基带SC芯片的双卡接口快速切换装置，在由主卡切换到副卡，对副卡访问的时候能够保持主卡在线的装置。

发明内容

本发明的一方面解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下面的优点。因此，本发明提供一种实现双卡同时供电的在保持主卡网络不变的情况下访问副卡数据的双卡接口快速切换装置及切换方法。为了实现从主卡切换到副卡的时候保持主卡的网络连接必须至少满足以下条件：与双卡接口快速切换装置连接的两个卡的供电必须始终保持不变；从主卡切换到副卡的时间必须足够快，以保证在网络要求访问主卡时可以在保持网络连接的时间限制内切换回主卡。

根据本发明的一方面，提供一种实现双卡同时供电的在保持主卡网络不变的情况下访问副卡数据的双卡接口快速切换装置，所述装置包括：电源模块，同时提供两个卡所需的供电；信号转换模块，根据电源模块的供电，对移动通信终端的信号和移动终端当前访问的卡的信号进行信号电平的相互转换；以及信号通道切换模块，对移动终端的信号管脚连接到两个卡的信号管脚之间的访问通道进行切换。

此外，所述两个卡是SIM卡和USIM卡中的一种或两种卡的任意组合。

此外，所述电源模块包括两个输出端口，每个端口提供3.0V或1.8V的供电。

此外，所述信号转换模块包括所述两个卡各自的每个信号管脚所对应的信号电平转换单元。

此外，所述电源模块的两个输出端口分别连接到第一卡及其各信号管脚对应的信号电平转换单元的电源端，以及第二卡的电源端口及其各信号管脚对应的信号电平转换单元的电源端。

此外，所述两个卡的数据输入/输出管脚对应的信号电平转换单元是双向的。

此外，所述两个卡的复位和时钟管脚各自对应的信号电平转换单元只将移动终端的信号电平转换为所述两个卡的信号电平。

此外，所述信号通道切换模块通过信号转换模块连接移动通信终端的每个信号管脚与所述两个卡中的其中一个对应的每个信号管脚来对两个卡的访问通道进行切换。

此外，所述对两个卡的访问通道进行切换的切换时间小于100us。

根据本发明的另一方面，提供一种移动通信终端中双卡接口快速切换的方法，该方法包括：同时提供两个卡所需的供电，且供电电平保持不变；根据电源模块的供电，对移动通信终端的信号电平和移动终端当前访问的卡的信号电平进行相互转换；以及连接移动通信终端的每个信号管脚和两个卡中的其中一个对应的每个信号管脚来对双卡的访问进行切换。

此外，对数据输入/输出信号进行双向转换。

此外，将复位和时钟信号只从移动终端的信号电平转换为两个卡的信号电平。

此外，所述切换在100us内完成。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出将双卡的接口集成在基带SC芯片中，实现对两个卡的访问的方案的方框图；

图2是示出通过模拟开关芯片把基带SC芯片的单卡接口分别选通两个卡，实现对两个卡的访问的方案方框图；

图3是示出根据本发明的双卡接口快速切换装置的方框图；

图4是示出根据本发明的双卡接口快速切换装置的原理图；和

图5、图6和图7是示出根据本发明使用双卡接口快速切换装置对双卡接口快速切换的流程图。

具体实施方式

提供例如详细的结构和部件的在说明书中定义的内容以帮助全面理解本发明实施例。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，将省略对已知功能和结构的描述。

下面参照附图来详细说明本发明的实施例。

图3是示出根据本发明的双卡接口快速切换装置的方框图。

根据本发明示例性实施例的移动通信终端中双卡接口快速切换装置100包括电源模块110、信号转换模块120和信号通道切换模块130。图3中的A卡和B卡是SIM卡和USIM卡中的一种或两种卡的任意组合。

由于目前主流的SIM/USIM卡的供电和信号电平都是3.0V或者1.8V的，因此，电源模块110必须可以提供3.0V和1.8V的供电并且把相应的电平值实施到相应的信号管脚上，例如当A卡是一张电源标称值为3.0V的SIM/USIM卡，而B卡是一张电源标称值为1.8V的SIM/USIM卡时，基带SC芯片访问A卡时必须给A卡的电源管脚供3.0V的电源，而其他信号(即，数据输入/输出、时钟以及复位信号)必须提供3.0V的信号电平才能保证对A卡的正确访问。同样，基带SC芯片访问B卡时必须给B卡的电源管脚供1.8V的电源，其他信号(即，数据输入/输出、时钟以及复位信号)必须提供1.8V的信号电平才能保证B卡的正确访问。

电源模块110同时提供A卡和B卡所需的电源。信号转换模块120根据电源模块110的供电，对移动通信终端的信号电平和正在访问的SIM/USIM卡的信号电平进行相互转换。在本发明示例性实施例中，由于两个卡有自己的信号电平，因此分别通过信号转换模块120的两个端口输入两个卡的信号电平。

如图3所示，基带SC芯片控制电源模块110通过两个输出端PA和PB对A和B卡同时供电，并且控制每个卡的供电电平和信号电平的类型。例如，根据本发明示例性实施例，基带SC芯片可控制电源模块110通过端口PA或PB输出1.8V或3.0V电平，从而A卡或B卡的供电电平和信号电平为1.8V或3.0V。

信号通道切换模块130在基带SC芯片的控制下，通过信号转换模块120连接移动通信终端的信号管脚与双卡中的其中一个对应的每个信号管脚对两个卡的访问进行切换。

图4是示出根据本发明的双卡接口快速切换装置的原理图。下面结合图3和图4详细描述双卡接口快速切换装置的原理。

如图4所示，双卡接口快速切换装置的接口包括：移动通信终端接口、A卡接口和B卡接口。

移动终端接口的引脚包括：电源(VCC)、数据输入/输出(IO)、时钟(CLK)、复位(RST)、接地(GND)、控制管脚(VBSEL)、控制管脚(VA)和控制管脚(VB)。

A卡接口的引脚包括：电源(AVCC)、数据输入/输出(AIO)、时钟(ACLK)、复位(ARST)以及接地(GND)。

B卡接口的引脚包括：电源(BVCC)、数据输入/输出(BIO)、时钟(BCLK)、复位(BRST)以及接地(GND)。

在本发明示例性实施例中上述移动终端接口与图3所示的基带SC芯片相连接，即移动终端对A卡和B卡的访问通过基带SC芯片来进行控制。

根据本发明示例性实施例的移动通信终端中双卡接口快速切换装置的电源模块包含一个1.8V的电源转换器Rel和一个3.0V的电源转换器Re2，它们的输入电源范围为3.3V到4.2V。电源转换器Rel连接到控制开关A1和B1的电源输入端，电源转换器Re2连接到控制开关A2和B2的电源输入端。控制管脚VA通过反相器1与控制开关A1的控制输入端相连接，并且控制管脚VA直接与控制开关A2的控制输入端相连接。控制管脚VB通过反相器2与控制开关B1的控制输入端相连接，并且控制管脚VB直接与控制开关B2的控制输入端相连接。

图4中所示的结点SA和SB与图3中所示的电源模块输出端口PA和PB相对应。控制开关A1和A2的输出端通过结点SA与A卡接口的AVCC以及信号电平转换器C1、C3和C5的信号电平输入端相连接。控制开关B1和B2的输出端通过结点SB与B卡接口的BVCC以及信号电平转换器C2、C4和C6的信号电平输入端相连接。

根据本发明示例性实施例，通过移动通信终端中的基带SC芯片对控制管脚VA和VB设置不同的值(即改变逻辑电平)来控制如图3所示的电源模块的PA和PB端口输出不同的电平。

当控制管脚VA的输入值为0时，控制开关A1的控制输入值为1，控制开关A1接通；控制开关A2的控制输入值为0，控制开关A2断开。此时，控制开关A1的电源输出为1.8V，控制开关A2的电源输出为0。即，图3所示的电源模块的PA端口的输出为1.8V。

当控制管脚VA的输入值为1时，控制开关A1的控制输入值为0，控制开关A1断开；控制开关A2的控制输入值为1，控制开关A2接通。此时，控制开关A2的电源输出为3.0V，控制开关A1的电源输出为0。即，图3所示的电源模块的PA端口的输出为3.0V。

通过对控制管脚VB的值进行设置来使电源模块的PB端口输出不同的1.8V和3.0V电平中的一种的方法与通过对控制管脚VA的值进行设置来使PA输出不同的电平值的方法相同，不再详述。当控制管脚VB的输入值为0时，控制开关B1的电源输出为1.8V，即，图3所示的电源模块的PB端口的输出为1.8V；当控制管脚VB的输入值为1时，控制开关B2的电源输出为3.0V，即，图3所示的电源模块的PB端口的输出为3.0V。

根据本发明示例性实施例的信号转换模块包括信号电平转换器C1、C2、C3、C4、C5和C6。每个信号电平转换器作为与A卡和B卡的每个信号管脚相应的信号转换模块的一个信号电平转换单元。信号电平转换器C1、C3和C5分别为A卡的信号管脚AIO、ACLK和ARST对应的信号电平转换单元，并且这三个信号电平转换器的信号电平输入端与结点SA相连接。由其信号电平转换器C2、C4和C6分别为B卡的信号管脚BIO、BCLK和BRST对应的信号电平转换单元，并且这三个信号电平转换器的信号电平输入端与结点SB相连接。

因此，当控制管脚VA的输入值为0时，A卡的信号电平为1.8V；当控制管脚VA的输入值为1时，A卡的信号电平为3.0V。当控制管脚VB的输入值为0时，B卡的信号电平为1.8V；当控制管脚VB的输入值为1时，B卡的信号电平为3.0V。

其中，信号电平转换器C1、C2为双向信号电平转换器。即，IO到AIO或者BIO的信号通道是双向的，即信号可以从IO管脚进入经过控制开关D1通过信号电平转换器C1或C2转换电平后从AIO管脚或BIO管脚出来，信号也可以从AIO管脚或BIO管脚通过信号电平转换器C1或C2转换电平后经过控制开关D1从IO管脚出来。

信号电平转换器C3到C6为单向信号电平转换器。即，CLK到ACLK或者BCLK的信号通道是单向的，即信号只从CLK管脚进入经过控制开关D2后通过信号电平转换器C3或C4转换电平后从ACLK管脚或BCLK管脚出来。RST到ARST或者BRST的信号通道是单向的，即信号只从RST管脚进入经过控制开关D3通过信号电平转换器C5或C6转换电平后从ARST管脚或BRST管脚出来。

根据本发明示例性实施例的信号转换模块只是示例性的，并不限于此，也可由诸如多通道信号电平转换器等能够实现信号电平转换功能的其他装置来实现。

根据本发明示例性实施例的信号通道控制模块包括：控制开关D1、D2和D3。通过对控制管脚ABSEL设置不同的值来实现移动通信终端的信号管脚IO、CLK以及RST通过信号转换模块与双SIM/USIM卡中的其中一个的信号管脚AIO、ACLK或ARST或BIO、BCLK以及BRST的连接来对A卡或B卡的访问及切换。

如图4所示，控制管脚ABSEL连接到控制开关D1、D2和D3的控制输入端。移动通信终端的信号管脚IO、CLK以及RST连接到控制开关D1、D2和D3的信号输入端。

当控制管脚ABSEL的值为0时，控制开关D1接通结点D10，IO信号通过即IO通过信号电平转换器C1与AIO接通；控制开关D2接通结点D20，即CLK通过信号电平转换器C3与ACLK接通；控制开关D3接通结点D30，即RST通过信号电平转换器C5与ARST接通。此时，移动终端对A卡进行访问。

当控制管脚ABSEL的值为1时，控制开关D1接通结点D11，即IO通过信号电平转换器C2与BIO接通；控制开关D2接通结点D21，即CLK通过信号电平转换器C4与BCLK接通；控制开关D3接通结点D31，即RST通过信号电平转换器C6与BRST接通。此时，移动终端对B卡进行访问。

通过根据本发明示例性实施例的双卡接口快速切换装置的3个控制管脚(VBSEL、VA和VB)的逻辑电平的变化来实现不同的切换。具体的逻辑控制真值表如表1所示。

表1

 

ABSEL	VA	VB	功能
				0	0	0	访问A卡，A卡电平1.8V，B卡电平1.8V
0	0	1	访问A卡，A卡电平1.8V，B卡电平3.0V
				0	1	0	访问A卡，A卡电平3.0V，B卡电平1.8V
0	1	1	访问A卡，A卡电平3.0V，B卡电平3.0V

 

1	0	0	访问B卡，A卡电平1.8V，B卡电平1.8V
				1	0	1	访问B卡，A卡电平1.8V，B卡电平3.0V
1	1	0	访问B卡，A卡电平3.0V，B卡电平1.8V
				1	1	1	访问B卡，A卡电平3.0V，B卡电平3.0V

为了实现切换到副卡的时候保持主卡的网络连接，从主卡切换到副卡的时间必须足够快，以保证在网络要求访问主卡时可以在保持网络连接的时间限制下切换回主卡。因此要求信号通道的切换必须在100us内完成，即对控制开关D1、D2和D3切换必须在100us内完成。

此外，对SIM/USIM卡接口电平等其他电气特性的要求：符合3GPP的TS31.101标准。

下面根据附图描述根据本发明示例性实施例在移动终端中使用双卡接口快速切换装置对双卡接口的快速切换。

图5到图7示出根据本发明使用双卡接口快速切换装置对双卡接口快速切换的流程图。

如图5所示，当开启移动通信终端后，在步骤S510，双卡接口快速切换装置工作，给两个SIM/USIM卡(即，A卡和B卡)供电(其默认状态为ABSEL＝0，VA＝0，VB＝0)。

其后，在步骤S520，基带SC芯片选通A卡(ABSEL＝0)，并初始化A卡。在所述初始化过程中可判断A卡的类型(即供电和信号电平都是3.0V还是都是1.8V)，从而进一步确定VA的值，以确定A卡的供电电平和信号电平。

在步骤S530，基带SC芯片使双卡接口快速切换装置保持对A卡的供电不变(即保持VA的值不变)，并选通B卡，初始化B卡。在所述初始化过程中可判断VB的值，以确定B卡的供电电平和信号电平。

其后，在步骤S540，移动通信终端提示用户选择A卡或B卡作为当前工作的主卡，即重新选择ABSEL＝0或ABSEL＝1。此时，VA和VB的值已经确定，在整个系统运行过程中不再改变，即在整个系统运行过程中A卡和B卡的供电电平和和信号电平不再改变。

当用户在步骤S550选择A卡为主卡时，ABSEL值保持不变仍然为0，在步骤S560，以A卡作为主卡进入正常手机软件流程。

当用户在步骤S550选择B卡为主卡时，ABSEL被设为1，在步骤S570，以B卡作为主卡进入正常手机软件流程。

在步骤S580，当用户想要访问副卡数据时，进入访问副卡的步骤。在访问副卡期间，存在两种情况：访问副卡数据过程中，系统没有主卡访问请求消息到达；访问副卡数据过程中，系统有主卡访问请求消息到达。

图6是示出示出根据本发明示例性实施例的在访问副卡数据过程中，系统没有主卡访问请求消息到达的情况的处理的流程图。

如图6所示，在步骤S610，基带SC芯片更改ABSEL值，选通副卡。此时，主卡的网络不变，仍然保持在线。在步骤S620，基带SC芯片访问副卡数据。在上述访问完成后，在步骤S630，基带SC芯片更改ABSEL值返回主卡。其后，在步骤S640，进入正常手机软件流程。

图7是示出根据本发明示例性实施例的在访问副卡数据过程中，系统有主卡访问请求消息到达的情况的处理的流程图。

如图7所示，在步骤S710，基带SC芯片更改ABSEL的值，选通副卡。此时，主卡的网络不变，仍然保持在线。在步骤S720，基带SC芯片访问副卡数据。在访问过程中系统有主卡访问请求消息到达(步骤S730)。在步骤S740，基带SC芯片结束对副卡的访问，改变ABSEL值，返回主卡。当在步骤S750主卡任务处理完毕后，基带SC芯片更改ABSEL值，再次选通副卡。其后，在步骤S760，基带SC芯片访问副卡的数据。在上述访问完成后，在步骤S770，基带SC芯片更改ABSEL值返回主卡。其后，在步骤S780，进入正常手机软件流程。

本发明对两个SIM/USIM卡同时供电免去了主卡和副卡之间切换时均需要对卡进行重新初始化的烦琐过程，达到了保持主卡网络不变的情况下访问副卡数据的目的。本发明对两个SIM/USIM卡进行切换的时间小于100us，保证了卡间切换不会对主卡网络对SIM/USIM卡访问的需求产生影响(卡间切换时间过长可能会使主卡所在网络对SIM/USIM卡访问的需求得不到及时的满足，从而使手机脱离网络或者呼入请求失败)。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种移动通信终端中双卡接口快速切换装置，包括：

电源模块，同时提供两个卡所需的供电，并且对两个卡的供电电平保持不变；

信号转换模块，根据电源模块的供电，对移动通信终端的信号和移动终端当前访问的卡的信号进行信号电平的相互转换；和

信号通道切换模块，对移动终端的信号管脚连接到两个卡的信号管脚之间的访问通道进行切换。

2.如权利要求1所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述两个卡是SIM卡和USIM卡中的一种或两种卡的任意组合。

3.如权利要求1所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述电源模块包括两个输出端口，每个端口提供3.0V或1.8V的供电。

4.如权利要求1所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述信号转换模块包括所述两个卡各自的每个信号管脚所对应的信号电平转换单元。

5.如权利要求4所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述电源模块的两个输出端口分别连接到第一卡及其各信号管脚对应的信号电平转换单元的电源端，以及第二卡的电源端口及其各信号管脚对应的信号电平转换单元的电源端。

6.如权利要求4所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述两个卡的数据输入/输出管脚对应的信号电平转换单元是双向的。

7.如权利要求4所述的双卡接口快速切换装置，其中，每个卡的复位管脚对应的信号电平转换单元只将复位信号从移动终端的信号电平转换为每个卡的信号电平，每个卡的时钟管脚对应的信号电平转换单元只将时钟信号从移动终端的信号电平转换为每个卡的信号电平。

8.如权利要求1所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述信号通道切换模块通过信号转换模块连接移动通信终端的每个信号管脚与所述两个卡中的其中一个对应的每个信号管脚来对两个卡的访问通道进行切换。

9.如权利要求8所述的双卡接口快速切换装置，其中，所述对两个卡的访问通道进行切换的切换时间小于100us。

10.一种移动通信终端中双卡接口快速切换的方法，该方法包括：

同时提供两个卡所需的供电，且供电电平保持不变；

根据电源模块的供电，对移动通信终端的信号电平和移动终端当前访问的卡的信号电平进行相互转换；和

连接移动通信终端的每个信号管脚和两个卡中的其中一个对应的每个信号管脚来对双卡的访问进行切换。

11.如权利要求10所述的双卡接口快速切换的方法，其中，对数据输入/输出管脚的数据输入/输出信号进行双向转换。

12.如权利要求10所述的双卡接口快速切换的方法，其中，将复位管脚的复位信号和时钟管脚的时钟信号只从移动终端的信号电平转换为两个卡的信号电平。

13.如权利要求10所述的双卡接口快速切换的方法，其中，所述切换在100us内完成。

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