CN101754448B - 一种用于移动通信的双核智能卡及其数据传输处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于移动通信的双核智能卡及其数据传输处理方法，所述双核智能卡包括有：用于实现智能卡的基本功能的安全数据处理装置；用于实现所需扩展功能的应用数据处理装置；和用于连接所述安全数据处理装置和所述应用数据处理装置的数据交换装置。采用本发明的双核智能卡，一方面在数据传输接口(ISO7816)上与现有的手机兼容，也不会为手机不支持的新功能额外的增加功耗；另一方面，对于支持新接口(USB或MMC)的手机来说，不但增加了大容量存储的功能，而且对移动运营商来说，还可以通过新接口(USB或MMC)的手机，充分发挥应用处理器的能力，在一个统一的平台上开发大型的运用程序，扩展手机的功能，给用户提供更好的服务。

Description

一种用于移动通信的双核智能卡及其数据传输处理方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种用于移动通信的增强型双核智能卡及其数据传输处理方法。

背景技术

智能卡又称IC卡，是一种将集成电路芯片镶嵌到塑料片中的卡片。它可以对输入的数据进行存储或加密等处理。通常智能卡可以分为两大类：数据存储卡和应用处理器卡。数据存储卡内部通常只有存储器芯片，有时也有少量特殊的安全逻辑，主要用于存储一些关键数据。应用处理器卡则同时含有应用处理器和存储设备。智能卡目前已经广泛运用在移动通信，金融，交通等对安全性要求较高的领域，提供身份识别功能。

长久以来，移动通信市场陷入了一个怪圈：一方面用户希望从运营商那里得到更多的增值服务，而另一方面，手机的功能更多的控制在各大手机厂商手中，运营商所能控制的只有智能卡。而智能卡无论是容量、性能还是数据传输速度都给增值服务带来了很大的限制。如图1所示，现有技术中的智能卡包括有用于执行整体控制的智能卡微控制器101；用于对数据进行加密/解密处理的加密/解密模块102；用于存储数据和运行程序的内部存储器103；用于执行数据传输协议转换的ISO7816接口控制器104；和与所述ISO7816接口控制器104相连接的ISO7816接口管脚105。其中所述智能卡微控制器101、加密/解密模块102、内部存储器103和ISO7816接口控制器104通过AMBA 2.0总线106相互连接。可见，现有技术中的智能卡的结构简单，且由于现有技术中标准的ISO7816接口数据传输速度非常低。因此长久以来智能卡都更多地作为一个身份识别的工具，用于存储少量关键数据。

随着移动通信的普及和发展，智能卡内部存储器的容量越来越不满足用户的需求。以中国移动64K智能卡为例，只能存储250个电话号码和40条短信，远远满足不了用户尤其是高端商务用户的需求。而IC设计技术的发展也使得智能卡容量的提高成为可能，目前已经从KB量级过渡到MB量级，高端的智能卡甚至已经出现了GB量级。这种大容量智能卡通常采用图2所示的结构，该大容量智能卡包括有用于执行整体控制的智能卡微控制器101；用于对数据进行加密/解密处理的加密/解密模块102；用于存储数据和运行程序的内部存储器103；用于执行数据传输协议转换的ISO7816接口控制器104；用于进行接口控制的外部存储器107；用于执行数据传输协议转换的MMC接口控制器108；用于执行数据传输协议转换的USB接口控制器109；与外部存储控制器107相连接的外部存储器110；与所述ISO7816接口控制器104相连接的ISO7816接口管脚105；与MMC接口控制器108相连接的MMC接口管脚111；及与USB接口控制器109相连接的USB接口管脚112。其中所述智能卡微控制器101、加密/解密模块102、内部存储器103、ISO7816接口控制器104、外部存储控制器107、MMC接口控制器108和USB接口控制器109通过AMBA 2.0总线106相互连接。由于内部存储器3很难做到很大容量，所以该大容量智能卡通过外部存储控制器107来访问单独的容量较大的外部存储器110。而外部存储器110和包含有其它所有装置的智能卡控制芯片通过系统级封装(SIP)的形式封装在一起。由于该大容量智能卡配备有USB接口或者MMC接口，因此数据传输速度较之以ISO7816接口的数据传输速度大大提高。

尽管有了这样的改进，大容量智能卡并没有得到市场的认可，推广起来困难重重。究其原因，一方面是没有得到手机厂商积极的支持，在传统的ISO7816接口上增加USB或者MMC接口的手机目前还不多见，而由于现有技术中标准的ISO7816接口数据传输速度非常低，仅通过标准的ISO7816接口来传输MB量级的数据对用户而言绝对是无法忍受。以128MB容量的卡为例，更新整个卡的内容需要2.5小时。另一方面，虽然增加了容量较大的外部存储器，但智能卡微控制器的性能并没有太大的提升，导致在一些较大的应用上显得有心无力。很明显的例子就是：考虑到智能卡微控制器的性能，国际标准化组织(ISO)在制定相应的智能卡标准时，只选择了支持全速(FS)模式(数据传输率为12Mbps)，并没有选择高速(HS)模式(数据传输率为480Mbps)。其中主要考虑的就是智能卡微控制器的处理能力有限，无法处理高速模式。这样一来造成的后果就是这些大容量智能卡并没有发挥出预期的功能，反而增加了功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的双核结构的大容量智能卡(NGMS)。该双核结构的大容量智能卡在现有技术的大容量智能卡的基础上，增加了一个功能更强的应用处理器装置。使得双核结构的大容量智能卡中的智能卡微控制器通过ISO7816接口和例如手机的移动通信终端进行低速数据交互，完成基本的安全功能，而增加的应用处理器装置则通过USB或者MMC接口和例如手机的移动通信终端进行高速数据交互。

根据本发明的一方面，提供了一种双核智能卡，其包括有用于实现智能卡的基本功能的安全数据处理装置，包括有：

执行安全数据处理装置的整体控制的智能卡微控制器；用于对数据进行加密/解密处理的加密/解密模块；

用于存储数据和运行程序的内部存储器；用于执行数据传输协议转换的ISO7816接口控制器；和

与所述ISO7816接口控制器相连接的ISO7816接口管脚，

其中所述智能卡微控制器、加密/解密模块、内部存储器和ISO7816接口控制器通过数据总线相互连接，

用于实现所需扩展功能的应用数据处理装置，包括有：

用于执行程序控制和数据处理的应用微处理器；

用于存储运行程序和数据的内部存储器；

用于进行接口控制的外部存储控制器；用于执行数据传输协议转换的MMC接口控制器；

用于执行数据传输协议转换的USB接口控制器；

与外部存储控制器相连接的外部存储器；

与MMC接口控制器相连接的MMC接口管脚；及

与USB接口控制器相连接的USB接口管脚，

其中所述应用微处理器、内部存储器、外部存储控制器、MMC接口控制器和USB接口控制器通过数据总线相互连接，

用于连接所述安全数据处理装置和所述应用数据处理装置的数据交换装置，包括有：

数据交换总线；

分别与所述数据交换总线和所述安全数据处理装置中的数据总线相连接的第一接口控制器，用于执行所述数据交换总线和所述安全数据处理装置中的数据总线之间的协议转换；及

分别与所述数据交换总线和所述应用数据处理装置中的数据总线相连接的第二接口控制器用于执行所述数据总线交换和所述应用数据处理装置中的数据总线之间的协议转换。

在本发明的一实施例中，所述安全数据处理装置中的数据总线为AMBA 2.0总线。

在本发明的一实施例中，所述应用数据处理装置中的数据总线为AMBA 2.0总线。

在本发明的一实施例中，所述数据交换总线可以是符合USB、MMC或者SPI等规范的总线，传输速度在MB/s量级。

在本发明的一实施例中，所述安全数据处理装置中的数据总线和所述应用数据处理装置中的数据总线为同类型的数据总线，所述数据交换装置为一连接所述总线和所述总线的总线桥接装置，传输速度可以达到100MB/s甚至GB/s的量级。。

在本发明的一实施例中，所述外部存储器可以是SDRAM(或DDR)、FLASH(NAND FLASH或NOR FLASH)。所述外部存储器通过与其相连的外部存储控制器而被访问。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用上述双核智能卡与移动通信终端之间的数据传输处理方法，包括有步骤：

(1)装有所述双核智能卡的所述移动通信终端进行上电初始化；

(2)所述移动通信终端进行自动复位响应ATR处理；

(3)所述移动通信终端通过ISO7816接口完成所述双核智能卡中的安全数据处理装置的启动，使得所述安全数据处理装置进入正常工作状态；

(4)通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置判断所述移动通信终端是否支持USB或MMC接口；

(5)如果步骤(4)的判断结果是否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于断电状态，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过ISO7816接口执行低速数据传输处理；

(6)如果步骤(4)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于正常工作状态，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间既可通过ISO7816接口执行低速数据传输处理，也可通过USB或MMC接口执行高速数据传输处理；及

(7)所述移动通信终端断电，结束数据传输处理。

在本发明的一实施例中，所述低速数据传输处理步骤(5)包括有：

(501)在所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述移动通信终端经由所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(502)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上，并经由所数据总线传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(503)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器中，实现所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(504)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器被读取，并经由所述数据总线被传送给所述加密/解密模块；

(505)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块被解密后，传送给所述ISO7816接口控制器；

(506)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器经由所述ISO7816接口传输给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据。

在本发明的一实施例中，在所述移动通信终端与所述双核智能卡中可装有支持大容量智能卡的通讯协议以使直接由该双核智能卡来控制所述移动通信终端上的一些外围设备，如LCD显示屏，声音播放设备等来实现一些现有移动通讯终端上没有实现的功能的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(6a)判断所述移动通信终端是否安装有所述支持大容量智能卡的通讯协议；

(6b)如果步骤(6a)的判断结果为否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于低频低功耗工作状态；

(6c)如果步骤(6a)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于高频高功耗工作状态。

一本发明的一实施例中，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过通过IS07816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(601)在所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述移动通信终端经由所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(602)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上，并经由所述数据总线传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(603)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器中，实现所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(604)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器被读取，并经由所述数据总线被传送给所述加密/解密模块；

(605)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块被解密后，传送给所述ISO7816接口控制器；

(606)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器经由所述ISO7816接口传输给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据。

在本发明的一实施例中，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过通过ISO7816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(611)在所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述移动通信终端通过所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(612)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，进入所述安全数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(613)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线及数据交换装置被传送到应用数据处理装置中的数据总线上，；

(614)在所述应用数据处理装置中的应用微处理器的控制下，所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器被存储在外部存储器中，实现所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(615)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器中存储的加密的安全数据通过所述应用微处理器被读取，通过所述外部存储控制器被传送到应用数据处理装置中的数据总线上，并在所述应用数据处理装置中的应用微处理器的控制下，经由数据交换装置被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上；

(616)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述加密的安全数据被传给所述加密/解密模块进行解密，并通过所述安全数据处理装置中的数据总线将解密后的数据传送给所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器；

(617)所述解密的安全数据通过所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，经由所述ISO7816接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据。

在本发明的一实施例中，在通过USB或MMC接口进行高速数据处理传输的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(621)在所述移动通信终端将大量非安全数据写至所述双核智能卡时，所述非安全数据通过所述移动通信终端通过所述USB(或MMC)接口被发送给所述双核智能卡；

(622)所述非安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器，进入所述应用数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述应用数据处理装置中的应用微处理器和外部存储控制器；

(623)所述非安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述外部存储控制器被传送给外部存储器，实现所述移动通信终端将大量非安全数据写至所述双核智能卡；

(624)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量非安全数据时，外部存储器中存储的非安全数据通过所述应用微处理器被读取，被读取的非安全数据通过所述外部存储控制器被传送到应用数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器；

(625)所述被读取的非安全数据通过所述USB(或MMC)接口控制器，经由所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量非安全数据。

在本发明的一实施例中，在通过USB或MMC接口进行高速数据处理传输的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(631)在所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据由所述移动通信终端通过所述USB(或MMC)接口被发送给所述双核智能卡；

(632)所述安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器，进入所述应用数据处理装置中的数据总线上，

(633)所述安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线，经由数据交换装置传送到安全数据处理装置中的数据总线上；

(634)所述安全数据在所述安全数据处理装置中智能卡微控制器的控制下，被传送给加密/解密模块进行加密；

(635)加密后的安全数据通过所述安全数据处理装置中的数据总线、经由数据交换装置传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(636)所述加密后的安全数据在所述应用微处理器的控制下，被传送给所述外部存储控制器；

(637)所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器被传送给外部存储器进行存储，实现所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(638)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器中存储的加密的数据通过所述应用微处理器被读取，所述读取的加密的安全数据通过所述外部存储控制器被传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(639)所述加密的安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线，经由数据交换装置传送到安全数据处理装置中的数据总线上；

(640)所述加密的安全数据在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，被传送给加密/解密模块进行解密；

(641)解密后的安全数据在所述智能卡微处理器的控制下，通过所述安全数据处理装置中的数据总线、经由数据交换装置传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(642)所述解密后的安全数据在在所述应用微处理器的控制下，传送给所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器；

(643)所述解密后的安全数据通过所述USB(或MMC)接口控制器，经由所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据。

本发明所实现的有益技术效果为：当例如手机的移动通信终端并不支持USB或者MMC接口时，所述应用数据处理装置可以根据需要完全关掉，这样可以达到降低功耗，延长电池寿命的作用。如果例如手机的移动通信终端支持USB或者MMC接口时，电信运营商就可以充分发挥所述应用数据处理装置功能强大的特点，开发一些较大型的直接运行在智能卡上的运用软件，实现更强大增值服务。例如手机的移动通信终端上还可安装有支持本发明的大容量的双核智能卡的新的通讯协议以使直接由该大容量智能卡来控制例如手机的移动通信终端上的一些外围设备，如LCD显示屏，声音播放设备等等，可以实现一些手机上没有实现的功能。而这些功能的提供都是由电信运营商来提供的，电信运营商可以根据自己的需要，在一个统一的平台上进行开发，这样降低了开发难度和成本，用户也可以有统一的操作习惯。

本发明的实施例被表示在附图中并通过以下的描述作详细说明。

附图说明

图1为现有技术中的智能卡的结构方框图；

图2为现有技术中的大容量智能卡的结构方框图；

图3为根据本发明一实施例的双核智能卡的结构方框图；

图4为根据本发明的使用双核智能卡与移动通信终端之间的数据传输处理方法的流程图。

具体实施方式

以下给出了根据本发明的几个示例实施例，这一介绍仅为说明性的，决不表示对本发明的限制，其最宽泛的方面，由此处所附的权利要求加以定义。

如图3所示，与传统的大容量智能卡的结构相比，可以明显的看出本发明的双核结构的智能卡总体上包括两个部分：实现基本智能卡功能的安全数据处理装置1，其结构与图1中所示的现有技术中的智能卡的结构相同；实现扩展功能的应用数据处理装置2；用于两数据处理装置之间数据交换的数据交换装置3。

其中，所述安全数据处理装置1包括有：所述执行安全数据处理装置的整体控制的智能卡微控制器101；用于对数据进行加密/解密处理的加密/解密模块102；用于存储数据和运行程序的内部存储器103；用于执行数据传输协议转换的ISO7816接口控制器104；和与所述ISO7816接口控制器104相连接的ISO7816接口管脚105，其中所述智能卡微控制器101、加密/解密模块102、内部存储器103和ISO7816接口控制器104通过数据总线106相互连接。其中，所述安全数据处理装置1中的所述智能卡微控制器101、加密/解密模块102、内部存储器103、ISO7816接口控制器104和数据总线106与与图1中所示的现有技术中的智能卡中的智能卡微控制器101、加密/解密模块102、内部存储器103、ISO7816接口控制器104和数据总线106的结构相同。

其中，所述应用数据处理装置2包括有：用于控制应用数据处理装置2内的程序运行和数据处理的应用微处理器201；用于存储运行程序和数据的内部存储器202；用于进行接口控制的外部存储控制器203；用于执行数据传输协议转换的MMC接口控制器204；用于执行数据传输协议转换的USB接口控制器205；与外部存储控制器203相连接的外部存储器206；与所述MMC接口控制器204相连接的MMC接口管脚207；及与所述USB接口控制器205相连接的USB接口管脚208，其中所述应用微处理器201、内部存储器202、外部存储控制器203、MMC接口控制器204和USB接口控制器205通过数据总线209相互连接。其中，所述应用微处理器201的处理功能要比所述智能卡微控制器101的处理功能强大，可采用目前市售的已知应用微处理器实现。所述内部存储器202、外部存储控制器203、MMC接口控制器204、USB接口控制器205、外部存储器206、MMC接口管脚207和USB接口管脚208分别与图2所示的现有技术中的智能卡中的内部存储器103、外部存储控制器107、MMC接口控制器108、USB接口控制器109、外部存储器110、MMC接口管脚111和USB接口管脚112的结构相同。

其中，所述安全数据处理装置1中的数据总线106为AMBA 2.0总线。所述应用数据处理装置2中的数据总线209为AMBA 2.0总线。

其中，所述数据交换装置3包括有：数据交换总线301；分别与所述数据交换总线301和所述安全数据处理装置1中的数据总线106相连接的第一接口控制器302，用于执行所述数据交换总线301和所述安全数据处理装置1中的数据总线106之间的协议转换；及分别与所述数据交换总线301和所述应用数据处理装置2中的数据总线209相连接的第二接口控制器303，用于执行所述数据总线交换301和所述应用数据处理装置2中的数据总线209之间的协议转换。

其中，所述数据交换总线301是符合USB、MMC或者SPI规范的总线，传输速度在MB/s量级。

在另一实施例中，，在所述安全数据处理装置1中的数据总线106和所述应用数据处理装置2中的数据总线209为同类型的数据总线的情况下，所述数据交换装置3可为一连接所述总线209和所述总线106的总线桥接装置，传输速度可以达到100MB/s-GB/s的量级。

其中，所述外部存储器206可以是SDRAM或DDR或FLASH，所述外部存储器206通过与其相连的外部存储控制器203而被访问。

如图4所述，示出使用根据本发明的双核智能卡与例如手机的移动通讯设备之间的数据传输处理方法，该数据传输处理方法包括有步骤：

(1)装有所述双核智能卡的所述手机进行上电初始化；

(2)所述手机进行自动复位响应ATR处理；

(3)所述手机通过ISO7816接口105完成所述双核智能卡中的安全数据处理装置的启动，使得所述安全数据处理装置进入正常工作状态；

(4)通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置1判断所述手机是否支持USB或MMC接口；

(5)如果步骤(4)的判断结果是否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置2内的应用微处理器201处于断电状态，所述手机与所述双核智能卡之间通过ISO7816接口105执行低速数据传输处理；

(6)如果步骤(4)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置2内的应用微处理器201处于正常工作状态，所述手机与所述双核智能卡之间既可通过ISO7816接口执行低速数据传输处理，也可通过USB接口208或MMC接口207执行高速数据传输处理；及

(7)结束数据传输处理。

在一实施例中(未示出)，所述低速数据传输处理步骤(5)包括有：

(501)在所述手机将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述手机经由所述ISO7816接口105被发送给所述双核智能卡；

(502)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置1中的ISO7816接口控制器104，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线106上，并经由所述数据总线106传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101和加密/解密模块102；

(503)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块102被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线106被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器103中，实现所述手机将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(504)在所述手机从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器103中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器101被读取，并被传送给所述加密/解密模块；

(505)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块102被解密后，经由数据总线106传送给所述ISO7816接口控制器104；

(506)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器104经由所述ISO7816接口105传输给所述手机，实现所述手机从所述双核智能卡读取小量安全数据。

在一实施例中(未示出)，在所述手机与所述双核智能卡中装有支持大容量智能卡的通讯协议以使直接由该双核智能卡来控制所述手机上的一些外围设备，如LCD显示屏，声音播放设备等来实现一些现有手机上没有实现的功能的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(6a)判断所述手机是否安装有所述支持大容量智能卡的通讯协议；

(6b)如果步骤(6a)的判断结果为否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于低频低功耗工作状态；

(6c)如果步骤(6a)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于高频高功耗工作状态。

在本发明的一实施例中(未示出)，所述手机与所述双核智能卡之间通过通过ISO7816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(601)在所述手机将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述手机经由所述ISO7816接口105被发送给所述双核智能卡；

(602)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器104，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线106上，并经由所述数据总线106传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101和加密/解密模块102；

(603)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块102被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线106被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器103中，实现所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(604)在所述手机从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器103中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器101被读取，并经由所述数据总线106被传送给所述加密/解密模块102；

(605)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块102被解密后，传送给所述ISO7816接口控制器104；

(606)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器104经由所述ISO7816接口105传输给所述手机，实现所述手机从所述双核智能卡读取小量安全数据。

在本发明的一实施例中(未示出)，所述手机与所述双核智能卡之间通过通过ISO7816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(611)在所述手机将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据由所述手机通过所述ISO7816接口105被发送给所述双核智能卡；

(612)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器104，进入所述安全数据处理装置中的数据总线106上，并传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101和加密/解密模块102；

(613)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块102被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线106及数据交换装置3被传送到应用数据处理装置中的数据总线209上；

(614)在所述应用微处理器201的控制下，所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器203被存储在外部存储器206中，实现所述手机将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(615)在所述手机从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器206中存储的加密的安全数据通过所述应用微处理器201被读取，通过所述外部存储控制器203被传送到应用数据处理装置中的数据总线209上，并经由数据交换装置3被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上；

(616)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器101的控制下，所述加密的安全数据被传给所述加密/解密模块102进行解密，解密后的数据通过所述安全数据处理装置中的数据总线106传送给所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器104；

(617)所述解密的安全数据通过所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器104，经由所述ISO7816接口105被传送给所述手机，实现所述手机从所述双核智能卡读取大量安全数据。

在一实施例中(未示出)，所述手机与所述双核智能卡之间通过USB或MMC接口执行高速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(621)在所述手机将大量非安全数据写至所述双核智能卡时，所述非安全数据通过所述手机通过所述USB(或MMC)接口208(或207)被发送给所述双核智能卡；

(622)所述非安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器205(或204)，进入所述应用数据处理装置中的数据总线209上，并传送给所述应用数据处理装置中的应用微处理器201和外部存储控制器203；

(623)所述非安全数据在所述应用微处理器201的控制下，通过所述外部存储控制器203被传送给外部存储器206，实现所述手机将大量非安全数据写至所述双核智能卡；

(624)在所述手机从所述双核智能卡读取大量非安全数据时，外部存储器206中存储的非安全数据通过所述应用微处理器201被读取，被读取的非安全数据通过所述外部存储控制器203被传送到应用数据处理装置中的数据总线209上，并传送给所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器205(或204)；

(625)所述被读取的非安全数据通过所述USB(或MMC)接口控制器205(或204)，经由所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口208(或207)被传送给所述手机，实现所述手机从所述双核智能卡读取大量非安全数据。

在一实施例中(未示出)，所述手机与所述双核智能卡之间通过USB或MMC接口执行高速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(631)在所述手机将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述手机通过所述USB(或MMC)接口208(或207)被发送给所述双核智能卡；

(632)所述安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB(或MMC)接口控制器205(或204)，进入所述应用数据处理装置中的数据总线209上，

(633)所述安全数据在所述应用微处理器201的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线209，经由数据交换装置3传送到安全数据处理装置中的数据总线106上；

(634)所述安全数据在所述安全数据处理装置中智能卡微处理器101的控制下，被传送给加密/解密模块102进行加密；

(635)在所述智能卡微处理器101的控制下，加密后的安全数据通过所述安全数据处理装置中的数据总线106、经由数据交换装置3传送到所述应用数据处理装置中的数据总线209上；

(636)所述加密后的安全数据在所述应用微处理器201的控制下，被传送给所述外部存储控制器203；

(637)在所述应用微处理器201的控制下，所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器203被传送给外部存储器206进行存储，实现所述手机将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(638)在所述手机从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器206中存储的加密的数据通过所述应用微处理器201被读取；所述读取的加密的安全数据通过所述外部存储控制器203被传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上209；

(639)所述加密的安全数据在所述应用微处理器201的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线209，经由数据交换装置3传送到安全数据处理装置中的数据总线上106；

(640)所述加密的安全数据在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下101，被传送给加密/解密模块102进行解密；

(641)解密后的安全数据在智能卡微控制器101的控制下，通过所述安全数据处理装置中的数据总线106、经由数据交换装置3传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上109；

(642)所述解密后的安全数据在在所述应用微处理器201的控制下，传送给所述应用数据处理装置中的USB接口控制器205或MMC接口控制器204；

(643)所述解密后的安全数据通过所述USB接口控制器205或MMC接口控制器204，经由所述应用数据处理装置中的USB接口208或MMC接口207被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据。显然，这种数据处理传输方法显著的提高了数据传输中的吞吐率。

采用本发明的双核智能卡，一方面在数据传输接口(ISO7816)上与现有的手机兼容，也不会为手机不支持的新功能额外的增加功耗；另一方面，对于支持新接口(USB或MMC)的手机来说，不但增加了大容量存储的功能，而且对移动运营商来说，还可以通过新接口(USB或MMC)的手机，充分发挥应用处理器的能力，在一个统一的平台上开发大型的运用程序，扩展手机的功能，给用户提供更好的服务。

尽管已说明、描述以及指出了施加于其一个优选实施例的本发明的基本的新型特性，但这一技术领域中的熟练技术人员将会意识到，在不背离本发明的构思的情况下，可以在所说明的设备的形式与细节方面，对本发明进行各种省略、替代以及修改。例如，为了达到相同的结果，那些以基本相同的方式执行基本相同的功能的元件与/或方法步骤的所有的组合，均落入本发明的范围。而且，还应该认识到，作为设计选择的一个通常情况，可以把与本发明的任何所公开的形式或实施例相关的所说明与/或所描述的结构与/或元件与/方法步骤，并入任何其它所公开、或所描述、或所建议的形式或实施例。因此，本发明旨在仅由此处所附权利要求的范围加以限制。

Claims (13)

1.一种双核智能卡，其特征在于，包括有：

用于实现智能卡的基本功能的安全数据处理装置(1)，包括有：

执行所述安全数据处理装置(1)的整体控制的智能卡微控制器(101)；

用于对数据进行加密/解密处理的加密/解密模块(102)；

用于存储数据和运行程序的内部存储器(103)；

用于执行数据传输协议转换的ISO7816接口控制器(104)；和

与所述ISO7816接口控制器(104)相连接的ISO7816接口管脚(105)，

其中所述智能卡微控制器(101)、加密/解密模块(102)、内部存储器(103)和ISO7816接口控制器(104)通过数据总线(106)相互连接；

用于实现所需扩展功能的应用数据处理装置(2)，包括有：

用于控制程序运行和数据处理的应用微处理器(201)；

用于存储运行程序和数据的内部存储器(202)；

用于进行接口控制的外部存储控制器(203)；

用于执行数据传输协议转换的MMC接口控制器(204)；

用于执行数据传输协议转换的USB接口控制器(205)；

与外部存储控制器(203)相连接的外部存储器(206)；

与所述MMC接口控制器(204)相连接的MMC接口管脚(207)；及

与所述USB接口控制器(205)相连接的USB接口管脚(208)，

其中所述应用微处理器(201)、内部存储器(202)、外部存储控制器(203)、MMC接口控制器(204)和USB接口控制器(205)通过数据总线(209)相互连接；和

用于连接所述安全数据处理装置(1)和所述应用数据处理装置(2)的数据交换装置(3)，包括有：

数据交换总线(301)

分别与所述数据交换总线(301)和所述安全数据处理装置(1)中的数据总线(106)相连接的第一接口控制器(302)，用于执行所述数据交换总线(301)和所述安全数据处理装置(1)中的数据总线(106)之间的协议转换；及

分别与所述数据交换总线(301)和所述应用数据处理装置(2)中的数据总线(209)相连接的第二接口控制器(303)，用于执行所述数据总线交换(301)和所述应用数据处理装置(2)中的数据总线(209)之间的协议转换。

2.根据权利要求1所述的双核智能卡，其特征在于，所述安全数据处理装置(1)中的数据总线(106)为AMBA 2.0总线。

3.根据权利要求1所述的双核智能卡，其特征在于，所述应用数据处理装置(2)中的数据总线(209)为AMBA 2.0总线。

4.根据权利要求1所述的双核智能卡，其特征在于，所述数据交换总线(301)是符合USB、MMC或者SPI规范的总线，传输速度在MB/s量级。

5.根据权利要求1所述的双核智能卡，其特征在于，所述安全数据处理装置(1)中的数据总线(106)和所述应用数据处理装置(2)中的数据总线(209)为同类型的数据总线，所述数据交换装置(3)为一连接所述总线(209)和所述总线(106)的总线桥接装置。

6.根据权利要求1所述的双核智能卡，其特征在于，所述外部存储器(206)包括有SDRAM和FLASH，所述外部存储器(206)通过与其相连的外部存储控制器(203)而被访问。

7.一种使用权利要求1所述的双核智能卡与移动通信终端之间的数据传输处理方法，包括有步骤：

(1)装有所述双核智能卡的所述移动通信终端进行上电初始化；

(2)所述移动通信终端进行自动复位响应ATR处理；

(3)所述移动通信终端通过ISO7816接口完成所述双核智能卡中的安全数据处理装置的启动，使得所述安全数据处理装置进入正常工作状态；

(4)通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置判断所述移动通信终端是否支持USB或MMC接口；

(5)如果步骤(4)的判断结果是否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于断电状态，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过ISO7816接口执行低速数据传输处理；

(6)如果步骤(4)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于正常工作状态，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间既可通过ISO7816接口执行低速数据传输处理，也可通过USB或MMC接口执行高速数据传输处理；及

(7)结束数据传输处理。

8.根据权利要求7所述的数据传输处理方法，其特征在于，在所述移动通信终端与所述双核智能卡中可装有支持大容量智能卡的通讯协议以使直接由该双核智能卡来控制所述移动通信终端上的一些外围设备来实现一些现有移动通讯终端上没有实现的功能的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(6a)判断所述移动通信终端是否安装有所述支持大容量智能卡的通讯协议；

(6b)如果步骤(6a)的判断结果为否，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于低频低功耗工作状态；

(6c)如果步骤(6a)的判断结果为是，则使所述双核智能卡中的应用数据处理装置内的应用微处理器处于高频高功耗工作状态。

9.根据权利要求7所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述低速数据处理步骤(5)包括有：

(501)在所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述移动通信终端经由所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(502)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上，并经由所述数据总线传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(503)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器中，实现所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(504)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器被读取，并被传送给所述加密/解密模块；

(505)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块被解密后，经由所述数据总线传送给所述ISO7816接口控制器；

(506)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器经由所述ISO7816接口传输给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据。

10.根据权利要求7或8所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过ISO7816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(601)在所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据通过所述移动通信终端经由所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(602)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上，并经由所述数据总线传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(603)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线被存储在所述安全数据处理装置中的内部存储器中，实现所述移动通信终端将小量安全数据写至所述双核智能卡；

(604)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据时，内部存储器中存储的加密的安全数据通过所述双核智能卡中的安全数据处理装置内的智能卡微控制器被读取，并经由所述数据总线被传送给所述加密/解密模块；

(605)所述加密后的安全数据通过所述加密/解密模块被解密后，传送给所述ISO7816接口控制器；

(606)所述解密后的安全数据通过所述ISO7816接口控制器经由所述ISO7816接口传输给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取小量安全数据。

11.根据权利要求7或8所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过ISO7816接口执行低速数据传输处理时，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(611)在所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据由所述移动通信终端通过所述ISO7816接口被发送给所述双核智能卡；

(612)所述安全数据通过所述双核智能卡内的安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，进入所述安全数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器和加密/解密模块；

(613)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述安全数据通过所述加密/解密模块被进行加密，加密后的安全数据通过数据总线及数据交换装置被传送到应用数据处理装置中的数据总线上；

(614)在所述应用微处理器的控制下所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器被存储在外部存储器中，实现所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(615)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器中存储的加密的安全数据通过所述应用微处理器被读取，通过所述外部存储控制器被传送到应用数据处理装置中的数据总线上，并在所述应用微处理器的控制下，经由数据交换装置被传送到所述安全数据处理装置中的数据总线上；

(616)在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，所述加密的安全数据被传给所述加密/解密模块进行解密，解密的数据通过所述安全数据处理装置中的数据总线传送给所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器；

(617)所述解密的安全数据通过所述安全数据处理装置中的ISO7816接口控制器，经由所述ISO7816接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据。

12.根据权利要求7或8所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过USB或MMC接口进行高速数据处理传输的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(621)在所述移动通信终端将大量非安全数据写至所述双核智能卡时，所述非安全数据由所述移动通信终端通过所述USB或MMC接口被发送给所述双核智能卡；

(622)所述非安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口控制器，传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述应用数据处理装置中的应用微处理器和外部存储控制器；

(623)所述非安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述外部存储控制器被传送给外部存储器，实现所述移动通信终端将大量非安全数据写至所述双核智能卡；

(624)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量非安全数据时，外部存储器中存储的非安全数据通过所述应用微处理器被读取，被读取的非安全数据通过所述外部存储控制器被传送到应用数据处理装置中的数据总线上，并传送给所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口控制器；

(625)所述被读取的非安全数据通过所述USB或MMC接口控制器，经由所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量非安全数据。

13.根据权利要求7或8所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述移动通信终端与所述双核智能卡之间通过USB或MMC接口进行高速数据处理传输的情况下，所述数据传输处理步骤(6)包括有：

(631)在所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡时，所述安全数据由所述移动通信终端通过所述USB或MMC接口被发送给所述双核智能卡；

(632)所述安全数据通过所述双核智能卡内的所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口控制器，进入所述应用数据处理装置中的数据总线上，

(633)所述安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线，经由数据交换装置传送到安全数据处理装置中的数据总线上；

(634)所述安全数据在所述安全数据处理装置中智能卡微控制器的控制下，被传送给加密/解密模块进行加密；

(635)加密后的安全数据通过所述安全数据处理装置中的数据总线、经由数据交换装置传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(636)所述加密后的安全数据在所述应用微处理器的控制下，被传送给所述外部存储控制器；

(637)所述加密后的安全数据通过所述外部存储控制器被传送给外部存储器进行存储，实现所述移动通信终端将大量安全数据写至所述双核智能卡；

(638)在所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据时，外部存储器中存储的加密的数据通过所述应用微处理器被读取，所述读取的加密的安全数据通过所述外部存储控制器被传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(639)所述加密的安全数据在所述应用微处理器的控制下，通过所述应用数据处理装置中的数据总线，经由数据交换装置传送到安全数据处理装置中的数据总线上；

(640)所述加密的安全数据在所述安全数据处理装置中的智能卡微控制器的控制下，被传送给加密/解密模块进行解密；

(641)解密后的安全数据在智能卡微控制器的控制下，通过所述安全数据处理装置中的数据总线、经由数据交换装置传送到所述应用数据处理装置中的数据总线上；

(642)所述解密后的安全数据在在所述应用微处理器的控制下，传送给所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口控制器；

(643)所述解密后的安全数据通过所述USB或MMC接口控制器，经由所述应用数据处理装置中的USB或MMC接口被传送给所述移动通信终端，实现所述移动通信终端从所述双核智能卡读取大量安全数据。

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