CN102647702B - 一种移动终端信息复制备份装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种移动终端信息复制备份装置及方法。所述移动终端信息复制备份装置包括控制芯片、SIM卡连接电路板和SIM卡座；所述控制芯片在移动终端写入命令时，由控制芯片代替SIM卡进行处理，将移动终端主芯片发送的信息存储在控制芯片内部；在移动终端读取命令时，则由控制芯片进行拦截，通过读取控制芯片内部储存的信息，然后发送给移动终端；所述SIM卡连接电路板引出SIM卡的电气信号；所述SIM卡座用于插入SIM卡。本发明采用硬件速度、性能和可靠性都优于软件；FPGA可以对手机发送的通讯录相关命令进行应答，保证兼容各类手机操作系统；提供了手机通讯录备份功能，即使手机和SIM卡丢失，也可以方便的将通讯录和短信息导入新手机。

Description

一种移动终端信息复制备份装置及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种移动终端信息复制备份装置及方法。

背景技术

随着移动通讯技术的迅猛发展，移动终端，特别是手机更新换代的时间越来越短。每次更换手机后通讯录与短信息的导出和备份工作，都给用户造成了极大的烦恼。虽然现在智能手机都支持备份通讯录和短信息到T-FLASH卡，计算机或者网络侧。但是因为智能手机的操作系统本身就分为Android、iOS、Symbian、Windows Phone7等多个类型。每种操作系统导出的通讯录和短信息格式存在差异，致使用户更换手机后可能出现导入通讯录和短信息错误的问题。市场上大量存在的非智能机也存在类似的问题。

SIM卡(即我们通常说的手机卡，由中国移动，中国联通，中国电信等移动运营商处购买所得)，本身根据容量大小是可以储存一定量的通讯录和短信息，而且是遵循统一的IEC7816-3，IEC7816-4，以及相应的3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)规范，不因为手机的操作系统变化而改变，但是通常手机SIM卡的容量有限，只能储存很少一部分通讯录信息。

3GPP是是领先的3G技术规范机构，是由欧洲的ETSI，日本的ARIB和TTC，韩国的TTA以及美国的T1在1998年底发起成立的，旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准。

发明内容

本发明目的是克服现有软件备份通讯录的方法依赖操作系统，兼容性和互通性较差的缺点。

为实现上述目的，本发明提出一种移动终端信息复制备份装置，所述移动终端信息复制备份装置包括控制芯片、SIM卡连接电路板和SIM卡座；

所述控制芯片在移动终端写入命令时，由控制芯片代替SIM卡进行处理，将移动终端主芯片发送的信息存储在控制芯片内部；在移动终端读取命令时，则由控制芯片进行拦截，通过读取控制芯片内部储存的信息，然后发送给移动终端；

所述SIM卡连接电路板引出SIM卡的电气信号；

所述SIM卡座用于插入SIM卡。

进一步地，所述控制芯片通过FPGA、单片机、数字信号处理器、ARM、CPU芯片之一种或组合实现。

进一步地，所述SIM卡座插入的SIM卡与FPGA芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC。

进一步地，所述控制芯片与手移动终端芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC，移动终端主芯片可以通过通信接口与控制芯片进行信息交换。

进一步地，所述控制芯片在移动终端发送写入信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，可以把移动终端中所有的信息备份到控制芯片中。

本发明还提出一种移动终端信息复制备份方法，所述方法包括：控制芯片在移动终端写入命令时，控制芯片切断移动终端主芯片与SIM卡的连接，由控制芯片代替SIM卡进行处理，将移动终端主芯片发送的信息存储在控制芯片内部；在移动终端读取命令时，控制芯片切断移动终端主芯片与SIM卡的连接，由控制芯片进行拦截，通过读取控制芯片内部储存的信息，然后发送给移动终端。

进一步地，所述控制芯片通过FPGA、单片机、数字信号处理器、ARM、CPU芯片之一种或组合实现。

进一步地，所述SIM卡与FPGA芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC。

进一步地，所述控制芯片与手移动终端芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC，移动终端主芯片可以通过通信接口与控制芯片进行信息交换。

进一步地，所述控制芯片在移动终端发送写入信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，可以把移动终端中所有的信息备份到控制芯片中。

综上所述，采用本发明具有如下有益效果：

采用硬件解析IEC7816-4和3GPP协议，速度、性能和可靠性上都优于软件方法；FPGA可以按照IEC7816-4和3GPP协议标准对手机发送的通讯录相关命令进行应答，保证兼容各类手机操作系统；提供了手机通讯录备份功能，即使手机和SIM卡丢失，也可以方便的将通讯录和短信息导入新手机。

附图说明

图1是本发明实施例装置示意图；

图2是本发明实施例装置电气信号连接示意图；

图3是本发明实施例信息复制备份方法中向FPGA中写入通讯录的流程图；

图4是本发明实施例信息复制备份方法中从FPGA中读出通讯录的流程图；

图5是本发明实施例向FPGA内写入通讯录的流程示意图；

图6是本发明实施例从FPGA读出通讯录的流程示意图；

图7是本发明实施例向FPGA控制芯片内写入短信息的流程示意图；

图8是本发明实施例从FPGA读出短信息的流程示意图。

具体实施方式

本发明通过构造一个模拟SIM卡的装置来进行通讯录和短信息的复制备份工作。主要是为了克服现有软件备份通讯录的方法依赖操作系统，兼容性和互通性较差的缺点。采用硬件解决方案，通过对IEC7816-3，IEC7816-4标准和3GPP规范的协议命令解析，提出了一种与手机等移动终端运行操作系统无关，可广泛应用于各类手机等移动终端的通讯录和短信息等信息复制备份装置。

控制芯片目前通过FPGA实现，包含两部分：IEC7816-3电气接口和协议命令处理部分。控制芯片还可以通过单片机、数字信号处理器、ARM、CPU等芯片之一种或组合实现，本发明只是以FPGA为例进行说明。

协议命令处理部分主要是对手机主芯片发出的命令进行解析。并给出相应的应答。如果是写入通讯录的命令，则由控制芯片代替SIM卡进行处理，将手机主芯片发送的信息存储在控制芯片内部。如果是读通讯录的命令，则由FPGA芯片进行拦截，通过读取FPGA内部储存的通讯录信息，然后发送给手机模块。对于其他由手机主芯片发送的IEC7816-4标准命令，FPGA工作在通路状态。

如图1所示，为本发明实施例装置示意图，图的右侧为插入手机的SIM卡座的电路板，通过该电路板可以引出SIM卡的电气信号。左边为SIM卡插槽，本发明装置工作时需要插入一张正常工作的SIM卡。

如图2所示，是本发明实施例装置电气信号连接示意图，SIM卡与FPGA芯片连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC。FPGA芯片与手机主芯片的连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA、电源VCC。以上所有接口信号电气特性都满足IEC7816-3标准的要求。手机主芯片可以通过通信接口与FPGA芯片进行信息交换。下面分别以GSM(Global System for Mobile communications)，WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)协议下装置的工作方式为例进行说明。

根据3GPP相关的协议规范，GSM制式的手机通讯录信息储存在SIM卡的特定文件中，通常通讯录位于3F00/7F10下的6F3A文件中，6F3A为一个固定长度的记录文件，每个记录就是一条通讯录信息，包含联系人名字和电话记录。具体长度为28个字节，在选中6F3A文件后，具体写每通讯录的命令如下：

手机主芯片发出“A0DC01041C”命令，表示在GSM协议中，向第一条记录写入通讯录信息。SIM卡给出“DC”应答，允许写入信息。手机主芯片发送28个字节的数据流表示写入信息，SIM卡发送90 00表示写入工作正常完成。经过上面的步骤，28个字节的信息就写入通讯录了。在实际工作中，主芯片不停的重复上述过程，就可以将手机中储存的通讯录信息逐条保存到SIM卡中，而FPGA芯片在主机发送写入通讯录信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将通讯录信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，就可以把手机中所有的通讯录信息备份到FPGA中。因为SIM卡的容量通常比较小，能储存的通讯录信息比较有限，通过本发明可以极大的扩展通讯录的容量。

请参考图3所示，是本发明实施例信息复制备份方法中向FPGA中写入通讯录的流程图，其包括如下步骤：

S301：手机主芯片通知FPGA芯片切换到通讯录写入模式；

S302：FPGA切断手机主芯片与SIM卡的硬件连接；

S303：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将相应的通讯录信息存储在内部的存储器中，并给出相应的应答；

S304：判断通讯录写入是否完成，如果完成则结束写入流程，如果未完成则返回步骤S303重新执行步骤S303。

请参考图4所示，是本发明实施例信息复制备份方法中从FPGA中读出通讯录的流程图，其包括如下步骤：

S401：手机主芯片通知FPGA芯片切换到通讯录读出模式；

S402：FPGA切断手机主芯片与SIM卡的硬件连接；

S403：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将存储到内部的通讯录信息读出，发送给手机主芯片，并给出相应的应答；

S404：判断通讯录读出是否完成，如果完成则结束读出流程，如果未完成，则转入步骤S403继续执行。

手机主芯片通过相应的通讯接口通知FPGA进行工作模式的切换，FPGA暂时切断主芯片与SIM卡的硬件连接。这时由FPGA代替SIM卡对接下来的，由手机主芯片发送的读通讯录命令进行解析并给出正确应答，相应的应答格式同样符合IEC7816-4标准和3GPP相关的协议规范。与SIM卡与写入通讯录信息类似，读出通讯录的命令为“A0B201041C”。对照写入通讯录的信息步骤进行应答，然后将储存在FPGA内部的通讯录信息逐条发送给手机主芯片，手机就可以重新建立通讯录。

用户只需要定期的插入该装置并进行通讯录文件的写入替换工作，就可以即时备份最新的通讯录，当用户手机和SIM卡发生丢失或货损坏时可以很方便的在另一台手机中导入已经备份的通讯录信息。

GSM制式下，SIM卡可以储存的通讯录条数受本身容量的限制，一般在500条以内，本发明装置不受SIM卡容量的限制。可以储存大量的通讯录信息，具体工作方式下面以实例说明：从手机复制备份500条通讯录信息到控制芯片，因为按照IEC7816-4和3GPP协议规范，一个通讯录记录文件最多只能储存255条通讯录信息，本发明装置按照250条每个文件进行划分，由手机上层软件将750条通讯录信息分三次写入，一次写入250条，FPGA收到写入命令后，将250条命令写入内部存储器区域，第二次接收到写入命令时，将剩下的250条通讯录信息写入到紧挨着第一次写入命令的储存器区域。通讯录的恢复流程与写入类似，采取每次读出250条通讯信息的方式，分批次，直到所有通讯录信息被读出为止。

WCDMA协议下的通讯录文件的标识符是变化的，需要通过读取EFPBC文件的内容来识别具体SIM卡中通讯录文件的位置和标识符，另外SIM卡的通讯协议命令也采用00开头，一个读取EFPBC文件例子如下：

10:00A4000C02

80:A4

10:4F30

80:9000

10:00B201044C

80:B2A81EC0034F3901C4034F5A03C6034F5105C5034F4109C9034F6107C1034F3111A905CA034F710FAA14C2034F4A0CC7034F4B0DC8034F4C0BCB034F4F0EFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF9000

从最后一段命令的应答可以看出通讯录文件标识符为4F39。所以当手机读取或者写入该文件时为对通讯录的内容进行操作，FPGA需要对上述的命令进行监视，以便适应通讯录文件名标识符的变化。

请参考图5所示，图5所示为本发明实施例向FPGA内写入通讯录的流程示意图，其包括如下步骤：

S501：在SIM卡初始化过程中获取相应的通讯录文件标识符；

S502：FPGA切断手机主芯片与SIM卡的硬件连接，通知FPGA芯片切换到通讯录写入模式；

S503：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将相应的通讯录信息存储在内部的存储器中，并给出相应的应答；

S504：判断通讯录写入是否完成，如果完成，则结束流程，如果没完成，则转入步骤S503继续执行。

在SIM卡初始化过程中，读取EFPBC文件后，当手机主芯片需要向FPGA中写入通讯录信息时，通过相应的通讯接口通知FPGA进行工作模式的切换，FPGA暂时切断主芯片与SIM卡的硬件连接。这时由FPGA代替SIM卡对接下来的，由手机主芯片发送的写通讯录命令进行解析并给出正确应答，相应的应答格式符合IEC7816-4标准和3GPP协议规范。对于手机主芯片来说，相当于把通讯录储存在SIM卡中。

WCDMA手机的通讯录文件为一个固定长度的记录文件，每个记录就是一条通讯录信息，包含联系人名字和电话记录。具体长度为28个字节，在选中具体的通讯录文件后，具体写每通讯录的命令如下：

手机主芯片发出“00DC01041C”命令，表示在WCDMA协议中，向第一条记录写入通讯录信息。SIM卡给出“DC”应答，允许写入信息。手机主芯片发送28个字节的数据流表示写入信息，SIM卡发送90 00表示写入工作正常完成。经过上面的步骤，28个字节的信息就写入通讯录了。在实际工作中，主芯片不停的重复上述过程，就可以将手机中储存的通讯录信息逐条保存到SIM卡中，而FPGA芯片在主机发送写入通讯录信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将通讯录信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，就可以把手机中所有的通讯录信息备份到FPGA中。因为SIM卡的容量通常比较小，能储存的通讯录信息比较有限，通过本发明可以极大的扩展通讯录的容量。

请参考图6所示，是本发明实施例从FPGA读出通讯录的流程示意图，其包括如下步骤：

S601：获取通讯录的文件标识符；

S602：FPGA切断手机主芯片与SIM卡的硬件连接，通知FPGA芯片切换到通讯录读出模式；

S603：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将存储在内部的通讯录信息读出，发送给手机主芯片，并给出相应的应答；

S604：判断通讯录读出是否完成，如果完成则结束流程，如果未完成，则返回到步骤S603继续执行。

同写入时类似，需要通过读取EFPBC文件来确认通讯录文件的标识符。手机机主芯片通过相应的通讯接口通知FPGA进行工作模式的切换，FPGA暂时切断主芯片与SIM卡的硬件连接。这时由FPGA代替SIM卡对接下来的，由手机主芯片发送的读通讯录命令进行解析并给出正确应答，相应的应答格式同样符合IEC7816-4标准和3GPP相关的协议规范。与SIM卡与写入通讯录信息类似，读出通讯录的命令为“00B201041C”。对照写入通讯录的信息步骤进行应答，然后将储存在FPGA内部的通讯录信息逐条发送给手机主芯片，手机就可以重新建立通讯录。

根据WCDMA的USIM相关协议，每条通讯录信息可能包括多条电话号码，别名，电子邮件地址等。对这些信息也必须进行复制备份处理。这就需要控制芯片对文件EFPBC的内容进行解析。下面举例说明：

B2A81E

C0034F3901

C4034F5A03

C6034F5105

C5034F4109

C9034F6107

C1034F3111

A905CA034F710F

AA14C2034F4A0C

C7034F4B0D

C8034F4C0B

CB034F4F0EFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF9000

假设为读取EFPBC4F30的结果，可以解析出C0，C4，C6，C5，C9，C1，

CA，C2，C7，C8，CB标识符，C0代表主通讯录信息，后面列出文件标识符为4F39；C4为补充的通讯录信息，文件标识符为4F5A；CA为电子邮件地址信息，文件标识符4F71；C2文件对应的标识符为4F4A；C1文件标识符为4F31；C6文件标识符为4F51；C7文件标识符为4F4B；C8文件标识符为4F4C；C9文件标识符为4F61，C5文件标识符为4F41；CB标识符为4F4F。与上面举例的4F39主通讯录文件类似，这些文件内容都需要通过控制芯片解析并储存到控制芯片内部。这些文件写入到控制芯片的流程与前面举例类似，每个文件也是要连续储存。同时对每个文件的信息储存区域记录，方便进行通讯录信息的读出工作。

请参考图7所示，是本发明实施例向FPGA控制芯片内写入短信息的流程示意图，其包括如下步骤：

S701：当需要进行短信息写入工作时，控制芯片切断SIM卡和手机主芯片的连接；

S702：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将相应的短信息存储在内部的存储器中，并给出相应的应答；

S703：判断短信息写入是否完成，如果完成则流程结束，如果未完成，则转入步骤S702继续执行。

手机主芯片通过相应的通讯接口通知FPGA进行工作模式的切换，FPGA暂时切断主芯片与SIM卡的硬件连接。这时由FPGA代替SIM卡对接下来的，由手机主芯片发送的写短信息命令进行解析并给出正确应答，相应的应答格式符合IEC7816-4标准和3GPP协议规范。对于手机主芯片来说，相当于把短信息储存在SIM卡中。

根据3GPP相关的协议规范，短信息储存在SIM卡的特定文件中，通常位于3F00/7F10下的6F3C文件中，6F3C为一个固定长度的记录文件，每个记录就是一条短信息。具体长度为176个字节，在选中6F3C文件后，具体写条短信息的命令如下：手机主芯片发出“A0DC0104B0”命令，表示向第一条记录写入短信息。SIM卡给出“DC”应答，允许写入短信息。手机主芯片发送176个字节的数据流表示写入信息，SIM卡发送90 00表示写入工作完成。应当注意的是上述例子是SIM卡工作在GSM制式的情况下，当工作在WCDMA制式时，上述命令的命令头由A0变为00，例如：A0DC0104B0，变为00DC0104B0，本发明自动适应以上两种工作制式。

请参考图8所示，是本发明实施例从FPGA读出短信息的流程示意图，其包括如下步骤：

S801：当需要读出已经存储的短信息时，切断手机主芯片和SIM卡的通路；

S802：FPGA芯片对手机主芯片发送的命令和数据进行解析，将存储在内部的短信息读出，发送给手机主芯片，并给出相应的应答；

S803：判断段信息读出是否完成，如果完成，则流程结束，如果未完成，则转入步骤S802继续执行。

手机主芯片通过相应的通讯接口通知FPGA进行工作模式的切换，FPGA暂时切断主芯片与SIM卡的硬件连接。这时由FPGA代替SIM卡对接下来的，由手机主芯片发送的读短信息命令进行解析并给出正确应答，相应的应答格式同样符合IEC7816-4标准和3GPP相关的协议规范。与SIM卡与写入短信息类似，读出短信息的命令为“A0B201041C”。对照写入短信息的信息步骤进行应答，然后将储存在FPGA内部的短信息逐条发送给手机主芯片，手机就可以重新恢复短信息。

本发明装置通过解析IEC7816-4，3GPP，SIM卡相关协议，构建了一个位于硬件协议层的手机通讯录和短信息复制备份装置，相比软件备份的方法，提供了更广泛的兼容性和较大的通讯录储存容量。

本发明技术方案和现有技术相比，具有如下优点：

采用硬件解析IEC7816-4和3GPP协议，速度，性能和可靠性都优于软件方法；

FPGA可以按照IEC7816-4和3GPP协议标准对手机发送的通讯录相关命令进行应答，保证兼容各类手机操作系统；

提供了手机通讯录备份功能，即使手机和SIM卡丢失，也可以方便的将通讯录和短信息导入新手机。

本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明做出各种相应的更改或变化，但凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动终端信息复制备份装置，其特征在于，所述移动终端信息复制备份装置包括控制芯片、SIM卡连接电路板和SIM卡座；

所述控制芯片在移动终端写入命令时，由控制芯片代替SIM卡进行处理，将移动终端主芯片发送的信息存储在控制芯片内部；在移动终端读取命令时，则由控制芯片进行拦截，通过读取控制芯片内部储存的信息，然后发送给移动终端；

所述SIM卡连接电路板引出SIM卡的电气信号；

所述SIM卡座用于插入SIM卡。

2.如权利要求1所述的移动终端信息复制备份装置，其特征在于，所述控制芯片通过FPGA、单片机、数字信号处理器、ARM、CPU芯片之一种或组合实现。

3.如权利要求1所述的移动终端信息复制备份装置，其特征在于，所述SIM卡座插入的SIM卡与FPGA芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC。

4.如权利要求1所述的移动终端信息复制备份装置，其特征在于，所述控制芯片与移动终端芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC，移动终端主芯片可以通过通信接口与控制芯片进行信息交换。

5.如权利要求1所述的移动终端信息复制备份装置，其特征在于，所述控制芯片在移动终端发送写入信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，可以把移动终端中所有的信息备份到控制芯片中。

6.一种移动终端信息复制备份方法，其特征在于，所述方法包括：控制芯片在移动终端写入命令时，控制芯片切断移动终端主芯片与SIM卡的连接，由控制芯片代替SIM卡进行处理，将移动终端主芯片发送的信息存储在控制芯片内部；在移动终端读取命令时，控制芯片切断移动终端主芯片与SIM卡的连接，由控制芯片进行拦截，通过读取控制芯片内部储存的信息，然后发送给移动终端。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制芯片通过FPGA、单片机、数字信号处理器、ARM、CPU芯片之一种或组合实现。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述SIM卡与FPGA芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制芯片与移动终端芯片连接，其连接信号包括：复位信号RST、时钟信号CLK、双向数据信号DATA和电源VCC，移动终端主芯片可以通过通信接口与控制芯片进行信息交换。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制芯片在移动终端发送写入信息的命令时，代替SIM卡给出相应应答，并将信息储存在自己内部的储存器中，通过重复上述过程，可以把移动终端中所有的信息备份到控制芯片中。