CN101385038B

CN101385038B - Ic卡，具有ic卡的终端及其初始化的方法

Info

Publication number: CN101385038B
Application number: CN2007800055341A
Authority: CN
Inventors: 金勍台; 金玟妌; 罗准彩
Original assignee: KTFreetel Co Ltd
Current assignee: KTFreetel Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: CN101385038A; KR100692663B1

Abstract

公开了一种IC卡和一种装有IC卡的终端。根据本发明的一个实施例，此IC卡可包括：存储器；多个触点，其包括一对RF触点和至少一个通信触点；微处理器，其选择低速通信协议和高速通信协议中的任何一个，通过经RF触点和所选择的通信协议确定的通信触点中的任何一个触点输入的命令来处理写入存储器中的数据，并输出相应的响应；高速接口，其利用高速通信协议通过通信触点传输命令和响应；低速接口，其利用低速通信协议通过通信触点传输命令和响应；和触点分配单元，其将所选择的通信协议确定的通信触点连接到低速接口和高速接口中的任何一个。

Description

IC卡,具有IC卡的终端及其初始化的方法

技术领域

本发明涉及IC卡和装有IC卡的终端，具体涉及根据通信方法重新分配IC卡的触点的方法。

背景技术

图1示出具有RF通信功能的IC卡的管脚配置，图2示出具有USB和MMC接口的IC卡的管脚配置。常规的IC芯片作为一个IC芯片，可以利用如图1中所示的ISO-7816所定义的8管脚(以下称之为“8 ISO管脚”)中的一个接触式数据管脚和两个RF管脚来使用接触式和非接触式通信。如图2中所示，ETSI处于一种方法的标准化过程中，该方法是在接触式通信的情形中，使用根据ISO-7816的8管脚来支持高速通信(例如图2的A中的通用串行总线(USB)，或者图2的B中的多媒体卡(MMC))接口(以下称之为I/F)。表1和表2分别示出应用了USB I/F和MMC I/F的IC芯片的管脚功能。

表1

管脚C1接收IC芯片的驱动所要求的电源电压，另一管脚C2接收复位信号(RST)。另一信号管脚C3接收时钟信号(CLK)。另一管脚C5接收接地信号(GRD)。另一管脚C6接收无线单线协议(SWP)信号或者可变电源电压。另一管脚C7是用于数据输入/输出的触点。这里，在支持近场通信的IC芯片如交通卡的情形下，用于无线SWP的管脚C6是用于与配备在IC芯片外的近场通信模块进行通信的触点。近场通信使用13.56MHz的本地信道，如红外线(IR)或蓝牙。其它管脚C4和C8是用于USB I/F的触点。

表2

管脚C1接收IC芯片的驱动所要求的电源电压，另一管脚C2接收复位信号(RST)。另一管脚C3接收IC芯片的驱动所要求的时钟信号(CLK)。另一管脚C5是用于公共接地参考电压(GRD)的触点。另一管脚C6接收用于MMC I/F的时钟信号。另一管脚C7是用于数据输入/输出的触点。其它管脚C4和C8是用于MMC I/F的触点。

然而，由于使用目前设计的8管脚的MMC I/F或者USB I/F不具有两个用于RF的备用触点，所以它们都不能同时支持接触式和非接触式通信。

发明内容

技术问题

设计用来解决前述问题的本发明提供一种IC卡和一种配备有IC卡的终端，它们不仅支持接触式高速通信，而且支持非接触式无线通信。本发明的IC卡能够维持根据该标准的管脚布置。

本发明还提供一种高速通信中终端和IC卡之间的新的通信方法。提供一种通信方法，该方法在用于执行IC卡的固有功能的通信中使用高速接口。

技术方案

本发明一方面的特征在于IC卡。

根据本发明的一个实施例，IC卡可包括：存储器；多个触点，其包括一对RF触点和至少一个通信触点；微处理器，其选择低速通信协议和高速通信协议的任何一个，通过经RF触点和由所选择的通信协议确定的通信触点中的任何一个触点所输入的命令来处理写入存储器中的数据，并输出相应的响应；高速接口，其利用高速通信协议通过通信触点传输命令和响应；低速接口，其利用低速通信协议通过通信触点传输命令和响应；以及一触点分配单元，其连接由所选择的通信协议确定的通信触点到低速接口和高速接口中的任何一个。

这里，多个触点可安排成与ISO 7816兼容的形式，并且通信触点可以是低速通信协议中的C7。

同时，高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡(MMC)协议中的任何一个。

另外，高速接口可以把与低速通信协议相关的响应封装成为与高速通信协议兼容的数据令牌，并且高速接口可以把与高速通信协议兼容的数据令牌拆封成为与低速通信协议相关的命令。

微处理器可以响应于复位信号(RST)，将所支持的高速通信协议信息插入复位应答(ATR)中。

这里，存储器可以包括闪存。

触点分配单元在初始化操作中维持对应于低速通信协议的连接状态，其中，初始化操作意指，如果IC卡插入终端，则IC卡被复位。

本发明的另一方面的特征在于配备有IC卡的终端。

根据本发明的一个实施例，一种终端可以包括：RF天线；IC卡，其配备有包括一对RF触点和至少一个通信触点的多个触点，可选择地支持低速通信协议和高速通信协议，并通过所选择的通信协议确定通信触点；和接口装置，其电连接RF触点和RF天线，并通过所选择的通信协议确定的通信触点与IC卡通信。

这里，通信协议可以在IC卡和接口装置间的初始化操作中被选择，并且高速通信协议可以是USB通信协议和多媒体卡(MMC)协议中的任何一个。

根据本发明的另一个实施例，一种终端可包括：RF天线；IC卡插座，其配备有多个触点端口，所述多个触点端口包括一对耦合到RF天线的RF触点端口和至少一个对应于IC卡的通信触点的通信触点端口；低速接口，其利用低速通信协议通过通信触点端口与IC卡通信；高速接口，其利用高速通信协议通过通信触点端口与IC卡通信；和触点端口分配单元，其根据所选择的通信协议连接通信触点端口到低速接口和高速接口中的任何一个。

这里，高速接口可以把要传输到IC卡的命令封装成根据高速通信协议的数据令牌，该命令连接到低速通信协议，并且高速接口可以把由高速通信协议接收的数据令牌拆封成为低速通信协议相关的响应。

同时，触点端口分配单元在初始化操作中维持相应于低速通信协议的连接状态，其中，初始化操作意指，如果IC卡插入终端，则IC卡被复位。

此外，低速接口可以在响应于复位信号(RST)所接收的复位应答(ATR)中检查IC卡是否支持高速协议，并且低速接口可以控制触点端口分配单元连接到高速接口。这里，高速通信协议可以由USB通信协议和多媒体卡(MMC)协议中的任何一个来操作。

此外，多个触点端口安排成与ISO 7816兼容的形式，在低速通信协议中通信触点端口对应IC卡的触点C7，在高速通信协议中通信触点端口对应IC卡的触点C6和C7。

本发明的另一方面的特征在于IC卡的初始化方法。

根据本发明的一个实施例，一种IC卡的初始化方法，该IC卡包括低速接口和高速接口，低速接口通过使用低速通信协议与终端通信而高速接口通过高速通信协议与终端通信，该方法可包括：通过低速接口从终端接收复位信号(RST)；通过低速接口将IC卡支持的高速通信协议信息插入到复位应答(ATR)中并传输到终端；并通过对ATR的响应将通信触点连接到低速接口和高速接口中的任何一个。

这里，来自终端的对ATR的响应包括终端支持的高速通信协议信息。

此外，该方法可进一步包括对ATR设置应答时间；并在超出应答时间时维持低速接口和通信触点之间的连接。

IC卡支持的高速通信信息被插入ATR的TD_i接口字符的低位比特位中。

高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡(MMC)协议中的任何一个。

本发明的另一方面的特征在于终端的初始化方法。

根据本发明的一个实施例，一种终端的初始化方法，该终端包括低速接口和高速接口，低速接口通过使用低速通信协议与IC卡通信而高速接口通过使用高速通信协议与IC卡通信，该方法包括：通过低速接口传输复位信号(RST)到终端；提取通过低速接口接收到的复位应答(ATR)中的IC卡支持的高速通信协议信息；通过低速接口传输改变通信协议的请求，其包括IC卡支持的高速通信协议信息；并通过改变通信协议的请求的响应连接通信触点到低速接口和高速接口中的任何一个。

这里，高速通信协议可以是USB通信协议和多媒体卡(MMC)协议中的任何一个。特别的，初始化操作优选由低速通信协议执行。

IC卡支持的高速通信协议信息可以被插入ATR的TD_i接口字符的低位比特位，并且改变通信协议的请求可进一步包括与要用于高速通信协议的通信的通信触点有关的信息。

附图说明

图1示出具有RF通信功能的IC卡的管脚配置；

图2示出具有USB和MMC接口的IC卡的管脚配置；

图3是显示根据本发明的一个实施例的IC卡的框图；

图4是说明根据本发明一个实施例的选择低速通信协议时的通信触点连接状态的实例；

图5是说明根据本发明一个实施例的选择高速通信协议时的通信触点连接状态的实例；

图6是说明根据本发明一个实施例的在终端和IC卡之间的通信方法的实例；

图7是说明根据本发明一个实施例的每层数据的实例；

图8示出根据本发明一个实施例的作为高速通信协议的MMC总线协议；

图9是显示根据本发明一个实施例的初始化操作的流程图；

图10示出根据本发明一个实施例的用于设定高速通信协议的复位应答(ATR)的结构；及

图11是显示根据本发明一个实施例的接口装置的框图。

发明方式

以下将参照附图描述本发明的一些实施例。尽管下面的描述是基于应用MMC通信协议的实施例，但是本发明的技术实质支持IC卡和终端之间的高速通信协议。为此，在改变通信触点的情形下，显然高速通信协议可以应用到本发明而无需限制协议类型。

图3是显示根据本发明的一个实施例的IC卡的框图。本发明的IC卡与终端间根据ISO 7816标准进行接触式通信以及与外部终端(例如自动柜员机(ATM))间根据ISO-14443标准进行非接触式通信。此外，该IC卡包括固态存储元件如闪存。该IC卡能够通过终端高速接口与外部通信。另外，该IC卡可以是用于识别移动通信订户的任何一种IC芯片，如订户识别模块(SIM)、通用订户识别模块(USIM)、用户识别模块(UIM)和可移动用户识别模块(R-UIM)，以及另外的用于电子商务的IC卡，如金融芯片。

根据本发明一个实施例的IC卡不仅起到识别移动通信订户和在电子商务中实施认证/支付操作的智能卡的作用，而且起到使用固态存储元件的终端的外部存储装置的作用。对于识别来说，作为智能卡，该操作称为基本操作，而作为外部存储装置，该操作称为扩展操作。

容纳该IC卡的终端包括与所容纳的IC卡进行通信的接口装置(IFD)以及RF天线。这里，所述终端包括移动通信终端如蜂窝电话。接口装置满足作为ID-1物理测试标准的ISO-10373，和ISO 7816-3中电要求的与IC卡的电互用性。此外，接口装置与根据本发明的IC卡进行高速通信。该接口装置包括容纳IC卡的IC卡插座，该插座在对应于IC卡的触点的位置上安排有多个触点端口。这些触点端口中电连接到触点C4和C8的一对触点端口耦合到RF天线。优选的是，该RF天线是室顶天线或微带线天线。此外，接口装置包括与IC卡交换根据ISO 7816标准的APDU的IC卡读卡器，和交换高速通信数据的终端高速接口。以下，根据ISO 7816、在终端和IC卡之间交换APDU的通信方法将被称为低速通信协议。此外，使用如USB或MMC之类的通信协议交换令牌/包的通信方法将被称为高速通信协议。这里，必须考虑低速通信协议包括IC卡的基本操作的执行以及通信方法。类似的，必须考虑高速通信协议包括IC卡的扩展操作的执行以及通信方法。

在IC卡的表面上设置形成有多个触点100a到100h的金属焊盘。多个触点100a到100h的数目和布置基于ISO 7816标准。在本发明的这个实施例中，触点C1、C2、C3、C5、C6和C7用于接触式操作，其接收来自终端的信号并执行必要的处理过程，而其它触点C4和C8用于非接触式操作，其接收来自外部终端的信号并执行必要的处理过程。在本发明中，由于初始化操作允许IC卡在不同的通信协议下工作，所以每一个触点的功能根据初始化操作而确定。

表3

管脚	功能	管脚	功能
				C1	Vcc	C5	GRD
C2	RST	C6	Vpp
				C3	CLK	C7	I/O
C4	RF	C8	RF

表3示出由初始化操作确定的不支持高速通信协议的终端中低速通信协议下工作的IC卡的每个触点的功能。触点C1 100a接收IC芯片的驱动所要求的电源电压。另一触点C2 100b接收复位信号。另一触点C3 100c接收用于IC芯片的驱动所要求的时钟信号。另一触点C5 100e接收接地参考电压。另一触点C6 100f接收编程电压Vpp。另一触点C7 100g是用于低速通信中数据输入/输出的通信触点。其它触点C4和C8 100d和100h是用于通过包括在终端内的RF天线进行无线通信的RF触点。

表4

管脚	功能	管脚	功能
				C1	Vcc	C5	GRD
C2	RST	C6	高速通信
				C3	CLK	C7	高速通信
C4	RF	C8	RF

表4示出支持高速通信协议的终端中所运行的IC卡的每个触点的功能。触点C1 100a接收IC芯片的驱动所要求的电源电压。另一触点C2 100b接收复位信号。另一触点C3 100c接收IC芯片的驱动所要求的时钟信号。另一触点C5 100e接收接地参考电压。触点C6和C7 100f和100g是用于高速通信的通信触点。其它触点C4和C8 100d和100h是用于通过包括在终端内的RF天线进行无线通信的RF触点。在本发明的实施例中，通过触点C3 100c所施加的用于驱动IC芯片的参考时钟也用于使用高速通信协议的操作。通常，IC卡有1到5MHz的参考时钟，而MMC协议具有0到20MHz的参考时钟。

触点分配单元110分别耦合到卡高速接口120的数据输入/输出端口和IC卡接口125的数据输入/输出端口。此外，初始化过程允许通信管脚连接到卡高速接口120或IC卡接口125。改变触点分配单元110的连接状态的操作是由微处理器130的控制进行的。当使用低速通信协议操作时，由于通过一个触点就可以进行数据输入/输出，所以该通信触点就是C7。当使用高速通信协议操作时，由于通信通常通过两个触点进行，所以这些通信触点就是C6和C7。例如，USB协议要求用于输入和输出DP信号和DM信号的触点，而MMC协议要求用于输入和输出命令(CMD)或数据(DAT)的触点。

参见图4和图5，将简要描述通过初始化过程改变触点分配单元110的连接状态的操作。在初始化中，触点分配单元110基本上连接到IC卡接口125。一旦IC卡插入终端，终端就识别插入的IC卡并将复位信号(RST)施加到IC卡的触点C2，以启动初始化过程。响应于该复位信号，IC卡传输复位应答(ATR)到终端。在微处理器130与终端之间的初始化过程之后，如果终端被识别是支持高速协议的终端，那么触点分配单元110与微处理器130断开连接，并连接到卡高速接口120，从而能够在终端与IC卡之间使用高速通信协议通信(参见图5)。如果终端被识别是不支持高速协议的终端，那么触点分配单元110维持与IC接口125的连接，允许终端与IC卡通过使用低速通信协议相互通信(参见图4)。

卡高速接口120负责与终端的高速通信。在支持高速通信协议的终端的初始化过程之后，如果卡高速接口120通过触点分配单元110连接到通信触点C6和C7，那么，从微处理器130和闪存140a输出的、对来自终端的命令的响应被封装成高速通信协议格式来将该响应传输给终端，而来自终端的数据或命令被传输给闪存140a或微处理器130。在该实施例中，卡高速接口120可以执行闪存140a的数据的读/写。卡高速接口120支持通用串行总线(USB)1.1/2.0和多媒体卡3.31/4.1中的任何一种通信协议。

当使用低速通信协议通信时，IC卡接口125执行触点接口功能，以将微处理器130输出的应用协议数据单元(APDU)转换成为传输协议数据单元(TPDU)，通过连接的通信触点传输TPDU，并将从终端输出的TPDU转换成为APDU，再传输APDU到微处理器130。

微处理器130根据来自终端的命令执行IC卡的基本操作。在IC卡的初始化中，微处理器130通过与终端的协议协商确定通信协议，并控制触点分配单元110从而与终端的通信可以通过卡高速接口120进行。换言之，微处理器130通过终端的初始化过程改变触点分配单元110的触点连接，并且产生响应于来自中端的命令的响应-APDU(R-APDU)，将该R-APDU传送给终端，所述来自终端的命令即是一个命令-APDU(C-APDU)。IC卡的基本操作根据IC卡的使用(用于通信终端或电子商务的IC卡)和操作模式(接触式或非接触式)而变化。由于根据使用和操作模式的IC卡的基本操作是已知的技术，所以将省略相关的细节描述。连接到微处理器130的ROM 140b，EEPROM 140c和RAM 140d是IC卡基本操作所必需的存储器。

用于非接触式操作的无线接口包括电压产生器/复位产生器150、时钟发生器和调制解调器。如果无线接口被插入终端而不管是否进行初始化，那么无线接口通过RF触点C4和C8 100d和100h耦合到RF天线。电压产生器/复位产生器150接收传输自非接触式终端(询问器)的无线信号并产生用于IC卡操作所需的电能。另外，电压产生器/复位产生器150将复位信号施加给微处理器130以允许IC卡进行非接触式操作。同时，时钟发生器160通过电压产生器/复位产生器150提供的电能产生IC卡操作必需的驱动时钟。调制解调器170无线接收来自非接触式终端的数据或命令，并传该输数据或命令给微处理器130。另外，调制解调器170接收来自微处理器130的相应的响应，并传输该响应给非接触式终端。

闪存140a是由来自终端的数据读/写命令独立操作的非易失性存储模块。在另一个实施例中，闪存140a包括存储数据的存储单元阵列，和寻址每个仅用于数据写/读操作命令的存储单元的行-列选择器。根据数据写/读操作命令控制这些的操作可由卡高速接口120来执行。

图6是显示根据本发明一个实施例的在终端和IC卡之间的通信方法的例子，而图7是显示每层数据类型的例子。图8显示作为高速通信协议的MMC总线协议。本发明的这个实施例假定终端通过高速通信协议接收APDU来执行IC卡的固有功能。由于应用USB通信方法及其操作方法的IC卡已众所周知，所以，说明书以下部分将涉及例如仅使用MMC协议作为高速通信协议的情况。

对于IC卡的基本操作，终端和IC卡之间的通信是通过根据ISO 7816标准的APDU来进行的。然而，在选择高速通信协议之后，微处理器130和终端必须通过卡高速接口120相互通信数据。因此，将APDU封装以及拆封为适合高速通信协议的格式的操作在ISO 7816应用610和IC卡的微处理器130之间执行。

换句话说，当使用低速通信协议操作时，IC卡只可以执行基本操作。IC卡不能执行扩展操作。然而，当使用高速通信协议操作时，IC卡不仅可以执行基本操作也可以执行扩展操作。当使用高速通信协议操作时，执行基本操作所必需的、由高速协议产生的命令及其响应被插入令牌/包中，且在终端和IC卡之间改变。下文中将详细描述。

由终端600的ISO 7816应用610输出的命令C-APDU被终端高速接口620封装成一系列令牌。被封装的一系列令牌通过物理连接的触点被传输到卡高速接口120。卡高速接口120将该一系列令牌拆封为C-APDU并传输拆封后的C-APDU到微处理器130。微处理器130根据C-APDU执行关于存储器140b，140c和140d的相应操作并响应于执行结果产生R-APDU。

从微处理器130输出的R-APDU在卡高速接口120中被封装成一系列令牌，并通过物理连接的触点传输到终端600的终端高速接口620。终端高速接口620将该一系列令牌拆封为R-APDU并将拆封后的R-APDU传输到ISO 7816应用。

详细的说，由ISO 7816应用610产生的APDU由4字节的头和可变长度的体(body)组成。头由1字节的指令类别(CLA)、1字节的指令代码(INS)、1字节的参数1(P1)和1字节的参数2(P2)组成。体由以下部分组成：1字节的Lc，其测量可选体或数据字段(data field)的长度；数据字段，其包括可变长度的命令参数或数据；和1字节的Le，其估计所希望的返回数据的长度。

终端高速接口620把由ISO 7816应用610产生的APDU耦合到测量APDU的LB头710，然后将APDU封装成多个MMC令牌720a到720n。

封装后的多个MMC令牌720a到720n通过MMC I/F层被传输到IC卡的卡高速接口120，所述MMC I/F层形成在支持MMC协议的终端的高速接口620与IC卡的卡高速接口120之间。位于MMC I/F层中的卡高速接口120接收多个MMC令牌720a到720n。然后，卡高速接口120将多个MMC令牌720a到720n拆封为一APDU，该APDU是关于位于卡高速接口120上作为MMC I/F层的上层的封装层740处的LB头的值的。拆封后的APDU在位于微处理器130上的卡OS层中被处理。

把产生在卡OS层750中的APDU传输到终端ISO 7816应用的过程，与来自终端的传输过程相反。产生在卡OS层750中可选的可变长度的体APDU包括数据字段和状态字SW1和SW2。

简单说，在选择高速通信协议的情况下，卡高速接口将APDU封装为至少一个令牌来通信APDU，其代替以下操作：在终端和IC卡之间根据ISO 7816执行转换的IC卡接口将APDU转换为传输协议数据单元(TPDU)。以下将参考图8详细描述通过MMC协议使用高速通信的操作。

在MMC协议的情况下，命令令牌800和与该命令令牌相关的数据令牌820分别通过分开的线路通信。数据读/写命令(从终端到IC卡)和相应的响应(从IC卡到终端)通过通信触点C7接收和传输，并且根据该命令的数据通过通信触点C6接收和传输。在MMC协议中，数据读/写命令被分为连续命令和面向块的(block-oriented)命令。所述连续命令传输连续的数据流，并且连续数据流的传输被维持到停止命令出现在通信触点C7中为止。所述面向块的命令传输包括循环冗余校验(CRC)的连续块(令牌)，并且块被连续地传输直到停止命令出现在通信触点C7中为止。这里，命令从终端传输到IC卡，并且响应被从IC卡传输到终端。数据在终端和IC卡之间传输。

命令令牌800具有48比特位的总长。起始比特位和结束比特位分别总是0和1。紧跟起始比特位的传输比特位是1，是代表来自终端的命令的比特位。命令内容紧跟传输比特位并且由7比特位的CNC校验和比特位保护。

响应令牌805具有48比特位或136比特位的总长。起始比特位和结束比特位分别总是0和1。紧跟起始比特位的传输比特位是0，是代表来自IC卡的响应的比特位。响应内容紧跟传输比特位并且由7比特的CNC校验和比特位保护。

在面向块的数据令牌810中，起始比特位820和结束比特位860分别总是0和1。面向块的数据令牌810，其除了起始比特位820、结束比特位860和CNC校验和比特位850外还具有512字节的其它部分的长度，该令牌810由2字节的代表APDU长度的LB字段830和510字节的APDU字段840组成。APDU字段840包括来自终端或IC卡的C-APDU或RAPDU。超出510字节的APDU被分成至少2个面向块的数据令牌810并被传输。“00h”被插入最后的面向块的数据令牌810中未被填满的剩余字节中。

通过使用MMC协议，从终端到IC卡的C-APDU的传输和从IC卡到终端的R-APDU的传输可以通过允许终端连续执行写操作(C-APDU的传输)和读操作(R-APDU的传输)来进行。

下面详细描述通信APDU的方法。如果ISO 7816应用提供C-APDU，那么终端的终端高速接口产生用于写操作的第一命令令牌，通过命令总线来将第一个命令令牌传输到IC卡，并通过数据总线接收相应的第一响应令牌。如果接收到第一响应令牌，终端高速接口通过数据总线将C-APDU传输到IC卡。如果C-APDU的数据令牌的传输完成，那么终端高速接口传输停止命令令牌到IC卡，并接收相应的响应令牌。在接收到与停止命令令牌对应的响应令牌之后，终端高速接口以一时间延迟通过命令总线将用于读操作的第二命令令牌传输到IC卡。这里，第二命令令牌可以包括根据第一个命令能够识别用于传输IC卡所执行的操作结果的读操作的信息。

已经接收第二命令令牌的终端的卡高速接口传输相应的第二响应令牌。然后，IC卡将R-APDU封装为面向块的数据令牌，并通过数据总线将令牌传输到终端。如果R-APDU的数据令牌的传输完成，那么终端高速接口传输停止命令令牌到IC卡并接收相应的响应令牌。

图9是显示根据本发明一个实施例的初始化操作的流程图，且图10显示用于设定高速通信协议的复位应答的结构。

在900所代表的步骤中，如果IC卡被插入终端，那么终端的接口装置识别IC卡的插入并通过触点C7将复位信号施加到IC卡。

在905所代表的步骤中，如果接收到复位信号，那么IC卡的微处理器将与可支持高速通信协议有关的信息插入到复位应答(ATR)信息中，并通过触点C7将它施加到终端。ATR是指一系列字节的单元中的信息，其包括与响应于IC卡对于接口装置的复位信号的卡高速通信协议有关的基本信息。每个字节通过通信触点C7以异步字节的形式传输。如果复位操作被成功执行，那么IC卡通过通信触点C7传递初始字符(TS)到接口装置，其具有与如图10所示一样的结构，随后最多跟32个字符。这里，字符的编码方法和结构根据传输协议确定。同时，微处理器可以设定接收对ATR的响应所必需的应答时间。

TS具有选择用于同步的同步模式和码变换规则的信息。码变换规则有反相法和直接法。在使用反相法的情况下，I/O线上的A状态是逻辑“1”，并且紧跟起始比特位将要传输的比位特是字符的MSB。在使用直接法的情况下，通过触点C7的I/O线上的Z状态是逻辑“1”，并且紧跟起始比特位将要传输的比特位是LSB。为了比特位同步，第一个4比特位(m1到m4)的模式是AZZA。IC卡包括具有ATR中的下列两值中的任何一个的TS并传输TS。

(Z)AZZAAAAAAZ-反相法，’3F’

(Z)AZZAZZZAAZ-直接法，’3B’

接口装置必须对反相法和直接法都支持，且只接收具有‘3F’或‘3B’的ATR。此外，接口装置必须不响应具有其他值的ATR。

格式字符(T0)由Y(1)和K两部分组成。四个最重要的比特位(Y(1)、b5到b8)表示是否提供TA1至TD2的每个的接口字符。确定的是，如果每个比特位是逻辑“1”，那么提供接口字符。4个最重要的比特位(K、b1至b4)表示被提供的历史字符的数目。

接口字符TA_i、TBi、TC_i和TD_i确定为全局(global)接口字符和专用接口字符。全局接口字符与由卡提供的专用传输协议的参数相关。TA1、TB1、TC1、TA2和TB2是全局接口字符，且TC2为T＝0的专用字符。

TA_i、TB_i和TC_i的分析取决于TD_i-1的值T，其中i大于等于3。如果T不是15，那么这些字符成为与T相关的专用接口字符。如果T是15，那么这些字符成为全局接口字符。为了将至少三个接口字符TA_i、TB_i和TC_i用于同样的值T，必须依次指定TD_i-1和TD_i具有同样的T。

TD_i的四个高位比特位(b8至b5)表示有TD_i+1、TC_i+1、TB_i+1和TA_i+1。每个具有逻辑“1”的比特位表示有相关的信息。TD_i的四个低位比特位(b4至b1)涉及从T＝0至T＝15所支持的传输协议。在支持至少两个传输协议的情形下，TD_i的值T必须基于升幂级数来确定。如果在可支持的协议中存在具有零的值T，那么TD1的T一定是零。然而，对于TD1的具有15的T是不能被使用的。如果没有TD1，那么只有在T＝0处所支持的传输协议可以被提供。否则，传输协议取决于值T。

本发明设置能支持TD_i的4低位比特位的协议。换言之，TD_i的4低位比特位涉及能够识别可被IC卡支持的高速通信协议的值。任何识别值可以被提供。例如：MMC协议可以表示为1000，且USB协议可以表示为1001。

是全局接口字符的字符TA1代表时钟率转换因子F和波特率调整因子。

是全局接口字符的字符TB1代表最大编程电流II和编程电压PI1。没有请求外部编程电压的ICC的TB1的值为0。在本发明的一个实施例中，由于应用Vpp的触点C6用于高速通信，所以IC卡不传输TB2。

TC1定义参数N。参数N用作计算当接口装置发送字符到卡时所用的超过保护时间(the extra guardtime)的变量。参考值是零。

是全局接口字符的TA2代表卡的专用模式操作的特性。具有‘0’的最重要的比特位b8意味着可以改变可协商模式及专用模式。具有‘1’的比特位b8意味着不可能改变它们。如果比特位b6为‘0’，那么根据接口字符TA1确定各参数。如果比特位b6为‘1’，那么将参数确定为根据IC卡的预定规则定义的值。

涉及编程电压的TB2在本发明中不使用。

是在T＝0时用于传输协议的专用接口字符的TC2包括变量WI，该变量W1需要用来计算一时间段中要求的工作等待时间，所述时间段在由卡传输的字符的上升沿和由IC卡或接口装置先前传输的另一个字符的上升沿之间。接口装置必须超过工作等待时间。

校验字符(TCK)的值确定成从T0到TCK的所有字符的异或操作执行的值为零。T＝1时TCK的值也用于检测错误。在支持T＝0时协议的情形下，TCK不被提供。

利用ATR的与高速通信协议相关的信息的传输可以由IC卡执行一协议和参数选择(PPS)操作实现。在终端之间或IC卡之间通过ISO 7816协议改变通信环境的协商不支持高速通信协议，该协商也可通过PPS操作进行。PPS操作是指和支持9600波特或更高传输速度的IC卡协商协议和参数的操作。因为PPS操作不是必须的，所以有些终端可以省略PPS操作。PPS操作由以下步骤组成：接收正常ATR，然后允许终端传输PPS请求到IC卡并从IC卡接收相应的响应。在本发明中，IC卡可支持的高速通信协议设定在响应于该PPS请求所接收到的PPS0，PPS1，PPS2，PPS3…的4低位比特位中。换言之，PPS0，PPS1，PPS2和PPS3的4低位比特位涉及能识别可被IC卡支持的高速协议的值。

作为分析ATR的结果，在IC卡不支持高速通信协议的情形下，终端可以通过执行PPS操作改变通信环境(协议和参数)。

在由910所代表的步骤中，如果接口装置确定，可以利用关于ATR的TD1，TD2，TD3，TD4…或者PPS0，PPS1，PPS2，PPS3…的4低位比特位的高速通信操作IC卡，那么接口装置把改变通信协议的请求传输到IC卡，所述通信协议含有可被终端支持的高速通信协议。这里，所述改变通信协议的请求可以进一步包括与通信触点相关的信息，所述通信触点将被用于使用高速通信协议的通信。如果终端不能支持IC卡所支持的高速通信协议，那么响应于该ATR，接口装置传输出错信号到IC卡或者不发送改变通信协议请求。然后，触点端口分配单元和IC卡读卡器之间的连接被维持。

在由915所代表的步骤中，IC卡中的微处理器接收改变通信协议的请求并传输相应的确认信号到接口装置。如果改变通信协议的请求在预定义的应答时间内被接收，或者出错信号被接收到，那么触点端口分配单元和IC卡接口间的连接被维持。

在920和925所代表的步骤中，IC卡的微处理器根据与触点有关的信息控制触点分配单元，从而使通信触点C6和C7可以连接到卡高速接口。然后，和终端的通信通过使用高速通信协议来进行。同时，接口装置切换多个触点端口中对应于通信触点C6和C7的触点端口，该多个触点端口配置在与IC卡的触点对应的从IC卡读卡器到终端高速接口的位置上。

在由930所代表的步骤中，IC卡和终端可以通过设定的通信触点相互进行通信。

图11是显示根据本发明一个实施例的接口装置的框图。

多个触点端口1100被安排在对应于IC卡的触点的位置上。各触点端口中对应于RF触点C4和C8的触点端口耦合到RF天线1105。各触点端口中对应于通信触点C6和C7的触点端口耦合到触点端口分配单元1110。

触点端口分配单元1110分别耦合到IC卡读卡器1120和终端高速接口1130。对应于通信触点C6和C7的触点端口连接到终端高速接口1130和IC卡读卡器1120中的任何一个。在关于IC卡的初始化操作前，触点端口分配单元1110基本上把对应于通信触点C6和C7的触点端口连接到IC卡读卡器1120。因此，初始化操作由IC卡读卡器1120执行。

IC卡读卡器1120执行初始化操作。然后，IC卡读卡器1120把从ISO 7816应用1140输出的APDU转换成为TPDU并将TPDU传输到IC卡。此外，IC卡读卡器1120把从IC卡接收的TPDU转换成为APDU并将APDU传输到ISO 7816应用1140。在IC卡通过初始化操作支持高速通信协议的情形下，IC卡读卡器1120控制触点端口分配单元1110，从而使对应于通信触点C6和C7的触点端口可以连接到终端高速接口1130。

终端高速接口1130支持IC卡和终端之间使用高速通信协议的通信。在利用高速通信协议的通信中，终端高速接口1130把从ISO 7816应用1140接收到的APDU封装成为根据高速通信协议的令牌，并且把该令牌传输到IC卡。此外，终端高速接口1130把从IC卡接收的令牌拆封成为APDU，并把APDU传输给ISO 7816应用1140。另外，终端高速接口1130根据来自高速通信应用1150的命令把数据写入IC卡的内置闪存或读出存储在闪存中的数据。这里，终端高速接口1130支持USB 1.1/2.0协议或MMC 3.31/4.1协议。此外很明显的是，终端高速接口1130可以支持串行格式的可变高速通信协议。

工业应用性

如上所述，根据本发明，IC卡可以维持根据ISO 7816标准的触点配置，且同时可以支持接触式高速通信和非接触式无线通信。另外，使采用安装在IC卡中的闪存实现大容量数据存储成为可能。

此外，由于IC卡固有操作的与终端的通信是通过使用经初始化操作设定的高速通信协议进行的，所以触点间的连接没有必要重新改变。通信速度效率的提升也可预期。

至此，尽管本发明的一些实施例已经就上述目的得到显示和描述，不过任何一个本领域普通技术人员可以理解，在本发明的原则和精神的范围内做出大量修改，替换和添加是可能的，其范围应由所附权利要求和它们的等同物确定。

Claims

1.一种IC卡，包括：

存储器；

多个触点，其包括一对RF触点和至少一个通信触点；

微处理器，其选择低速通信协议和高速通信协议中的任何一个，通过经RF触点和所选择的通信协议确定的通信触点中的任何一个触点所输入的命令来处理写入存储器中的数据，并输出相应的响应；

高速接口，其利用高速通信协议通过通信触点传输命令和响应；

低速接口，其利用低速通信协议通过通信触点传输命令和响应；和

触点分配单元，其将所选择的通信协议确定的通信触点连接到所述低速接口和所述高速接口中的任何一个。

2.权利要求1的IC卡，其中所述多个触点安排成与ISO 7816兼容的形式，并且在低速通信协议中通信触点是C7。

3.权利要求1的IC卡，其中所述多个触点安排成与ISO 7816兼容的形式，并且在高速通信协议中通信触点是C6和C7。

4.权利要求1的IC卡，其中高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡协议中的任何一个。

5.权利要求1的IC卡，其中所述高速接口将与低速通信协议相关的响应封装为与高速通信协议兼容的数据令牌。

6.权利要求1的IC卡，其中所述高速接口将与高速通信协议兼容的数据令牌拆封成与低速通信协议相关的命令。

7.权利要求1的IC卡，其中所述微处理器响应于复位信号，将所支持的高速通信协议信息插入复位应答中。

8.权利要求1的IC卡，其中所述存储器包括闪存。

9.权利要求1的IC卡，其中所述触点分配单元在初始化操作中维持对应于低速通信协议的连接状态，其中，初始化操作意指，如果所述IC卡插入终端，则所述IC卡被复位。

10.一种终端，包括：

RF天线；

IC卡，其配备包括一对RF触点和至少一个通信触点的多个触点，可选择地支持低速通信协议和高速通信协议，并由所选择的通信协议确定通信触点；和

接口装置，其电连接RF触点和RF天线，并通过所选择的通信协议确定的通信触点与所述IC卡通信。

11.权利要求10的终端，其中通信协议在所述IC卡和所述接口装置之间的初始化操作中被选择。

12.权利要求10的终端，其中高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡协议中的任何一个。

13.一种终端，包括：

RF天线；

IC卡插座，其配备多个触点端口，所述多个触点端口包括一对耦合到RF天线的RF触点端口和至少一个对应于IC卡的通信触点的通信触点端口；

低速接口，其利用低速通信协议通过通信触点端口与IC卡通信；

高速接口，其使用高速通信协议通过通信触点端口与IC卡通信；和

触点端口分配单元，其根据所选择的通信协议将通信触点端口连接到所述低速接口和所述高速接口中的任何一个。

14.权利要求13的终端，其中所述高速接口把要传输给IC卡的命令封装成根据高速通信协议的数据令牌，该命令连接到低速通信协议。

15.权利要求13的终端，其中所述高速接口把由高速通信协议接收的数据令牌拆封成与低速通信协议相关的响应。

16.权利要求13的终端，其中所述触点端口分配单元在初始化操作中维持对应于低速通信协议的连接状态，其中，初始化操作意指，如果所述IC卡插入所述终端，则所述IC卡被复位。

17.权利要求13的终端，其中所述低速接口在响应于复位信号所接收的复位应答中检查IC卡是否支持高速通信协议。

18.权利要求17的终端，其中所述低速接口控制所述触点端口分配单元连接到所述高速接口。

19.权利要求13的终端，其中高速通信协议由USB通信协议和多媒体卡协议中的任何一个来操作。

20.权利要求13的终端，其中所述多个触点端口安排成与ISO 7816兼容的形式，并且在低速通信协议中通信触点端口对应于IC卡的触点C7。

21.权利要求13的终端，其中所述多个触点端口安排成与ISO 7816兼容的形式，并且在高速通信协议中通信触点端口对应于IC卡的触点C6和C7。

22.一种IC卡的初始化方法，所述IC卡包括低速接口和高速接口，所述低速接口利用低速通信协议与终端通信，而所述高速接口利用高速通信协议与该终端通信，该方法包括：

通过所述低速接口从该终端接收复位信号；

通过所述低速接口将所述IC卡支持的高速通信协议信息插入复位应答中并传输到该终端；和

通过对该复位应答ATR的响应，将通信触点连接到所述低速接口和所述高速接口中的任何一个。

23.权利要求22的方法，其中对来自该终端的复位应答ATR的响应包括该终端支持的高速通信协议信息。

24.权利要求22的方法，进一步包括：

为该复位应答ATR设置应答时间；和

如果超出应答时间，则维持所述低速接口和通信触点之间的连接。

25.权利要求22的方法，其中该IC卡支持的高速通信信息被插入该复位应答ATR的TD_i接口字符的低位比特位中。

26.权利要求22的方法，其中高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡协议中的任何一个。

27.一种终端的初始化方法，所述终端包括低速接口和高速接口，所述低速接口利用低速通信协议与IC卡通信，而所述高速接口利用高速通信协议与该IC卡通信，该方法包括：

通过所述低速接口传输复位信号到终端；

提取通过所述低速接口接收到的复位应答中的该IC卡支持的高速通信协议信息；

通过所述低速接口传输改变通信协议的请求，其包括该IC卡支持的高速通信协议信息；和

根据对所述改变通信协议的请求的响应将通信触点连接到所述低速接口和所述高速接口中的任何一个。

28.权利要求27的方法，其中高速通信协议是USB通信协议和多媒体卡协议中的任何一个。

29.权利要求27的方法，其中初始化操作由低速通信协议执行。

30.权利要求27的方法，其中该IC卡支持的高速通信协议信息被插入该复位应答ATR的TD_i接口字符的低位比特位中。

31.权利要求27的方法，其中所述改变通信协议的请求进一步包括与要用于高速通信协议的通信的通信触点有关的信息。