CN103295052A - 一种智能卡，控制器及适配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能卡，控制器及适配器，所述智能卡采用物理方式连接的一个存储装置。为配套使用智能卡读卡器，本发明同时提供了一个控制器，安装所述控制器后可以识别智能卡读卡器是否已经插有常规智能卡或带有SD卡插槽的适配器。所述控制器可用于控制智能卡读卡器和SD卡插槽内的SD卡之间的通讯并以此控制对SD卡存储的访问。

Description

一种智能卡,控制器及适配器

技术领域

本发明涉及一种智能卡，与智能卡读卡器搭配使用的控制器，以及一种安全数字卡（SD卡）适配器，尤其是涉及读取适配器上存储的信息。

背景技术

智能卡非常普及并且用途广泛。智能卡（也可指芯片卡或集成电路卡）一般包括一个相对较小（常为钱包大小）的卡，内嵌一个或多个集成电路。智能卡上的集成电路常包括一些存储和一个微处理器。智能卡常与智能卡读卡器搭配使用。智能卡读卡器通常用存储在智能卡上的数据进行用户鉴定和识别。例如，常见的智能卡包括“芯片密码”信用卡和银行卡。智能卡也可用于支付很多商品，包括家庭水电费，公共交通和公用电话。智能卡还能以物理或逻辑方式控制用户访问。例如，一个用户可能需要把智能卡插入智能卡读卡器后才能进入建筑，或访问信息或网络，或操作根据特定政策和法规只能由授权用户才能操作的电子设备。

智能卡读卡器也广为人知并且用途广泛。一般来说，智能卡读卡器包括一个接收智能卡的智能卡接口。对于需要物理接触智能卡时，智能卡读卡器一般会提供一个能使智能卡部分或全部插入的插槽或其它开口（智能卡读卡器需要从集成电路上读取数据，因此至少智能卡上的集成电路部分必须插入智能卡读卡器）。智能卡读卡器，或其它智能卡读卡器的配套装置，都提供了与智能卡互动的处理装置，该装置通常涉及从智能卡的存储里读取信息。如果智能卡和智能卡读卡器之间没有物理接触，相应的智能卡应选用非接触式智能卡。非接触式智能卡和相应读卡器之间的通讯是由智能卡读卡器所采用特定技术来控制，例如通过射频感应技术进行控制。

智能卡不仅用途非常广泛，体积小巧，并且生产起来相对简单。因此智能卡技术很常用。但是，现行的智能卡技术有一个缺点，即，智能卡上的存储空间有限。针对这一问题，还没有高效且经济实用的解决办法。

发明内容

针对以上现有技术中的问题，提供了如权利要求所述的发明。

一方面，本发明提供了一种智能卡，所述智能卡采用物理方式连接到一个存储装置。

上述存储装置可能是永久或暂时连接到适配器。所述存储装置可拆卸地连接在所述智能卡上。

上述智能卡包括一个接收存储装置的插座。所述存储装置可能是安全数字卡（SD卡）。

上述智能卡还包括位于所述智能卡第一面上的智能卡接口，其中所述存储装置紧贴与所述智能卡的第一面相对的第二面。

另一方面，本发明提供了一种适配器。所述适配器包括改良的智能卡，所述智能卡上有以物理方式连接到智能卡上的存储装置。

上述存储装置可能是永久或暂时连接到适配器。所述适配器包括一个接收存储装置的插座。所述存储装置可能是安全数字卡（SD卡）。

上述适配器包括集成电子芯片，集成电子芯片的芯片接口连接到适配器的第一表面，存储装置连接到与所述第一表面相对的的第二表面上。

上述适配器可能包括没有集成电子芯片的芯片接口。

上述适配器包括集成电子芯片，集成电子芯片的芯片接口连接到适配器的第一表面，存储装置连接到与所述第一表面相对的的第二表面上。

上述适配器可能包括没有集成电子芯片的芯片接口。

一方面，为了与智能卡读卡器搭配使用，本发明提供了控制器。当智能卡读卡器插入带有存储的智能卡时，所述控制器可以区分第一种存储类型和第二种存储类型。

上述控制器包括一个微处理器。上述控制器可集成在智能卡读卡器里或与读卡器物理分离。控制器可邻近或远离智能卡读卡器。

第一种存储类型可包含内置于智能卡上的集成电子芯片的存储。第二种存储类型可包含内置于安全数字卡（SD卡）的存储。

当带有存储的卡插入智能卡读卡器的智能卡接口时，配置的控制器可以区分第一种存储类型和第二种存储类型。

一方面，本发明提供了一种安全数字卡（SD卡）适配器，使SD卡和智能卡读卡器配合使用。

一方面，本发明提供了一种用常规智能卡读卡器访问安全数字卡（SD卡）的存储的方法，所述方法包括将一个含有集成电子芯片并且物理上与常规智能卡相同的卡给读卡器处理，其中读卡器通过所述芯片访问安全数字卡（SD卡）的存储。

一方面，本发明提供了一种用智能卡读卡器访问安全数字卡（SD卡）的存储的方法，所述方法包括将一个含有智能卡接口并且物理上与常规智能卡相同的卡给读卡器处理，所述智能卡接口包括输入引脚和输出引脚，其中读卡器通过所述输入和输出引脚访问安全数字卡（SD卡）的存储。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是与智能卡读卡器配合使用的适配器的主视图；

图2是图1所示适配器的后视图；

图3是智能卡引脚（或“引出线”）的布置；

图4是SD卡引脚（或“引进线”）的布置；

图5是带有智能卡和智能卡/SD卡适配器的微控制器接口的电路布置；

图6是如图5所示的微控制器搭配使用智能卡或智能卡/SD卡适配器时的逻辑状态。

概述

总体上，本发明提供了一个带有强化的存储能力的改良型智能卡，同时提供了与所述改良型智能卡进行通讯的装置。

相比常规智能卡的存储能力，本发明用安全数字卡（SD卡）强化卡（也叫做“适配器”）的存储能力。与使用集成电子芯片的常规智能卡相比，SD卡的使用明显提高了智能卡的电子数据存储能力。

提供的适配器采用印刷电路板（PCB）上有集成电子芯片的形式，并且PCB的尺寸和现有常规智能卡完全一样，这样就使适配器的外形与现有智能卡读卡器兼容。

可选地，提供的适配器采用印刷电路板（PCB）上有输入输出引脚或者垫片的形式，并且PCB的尺寸和现有常规智能卡完全一样，这样就使适配器的外形与现有智能卡读卡器兼容。

适配器包括一个插座或其它接收SD卡的接收器。SD卡可能是永久或暂时插入插座。当SD卡插入适配器，适配器可用适配器上充当智能卡类接口的集成卡芯片或输入输出引脚或垫片，与智能卡读卡器进行通讯，以便读卡器（或其它与读卡器配和使用的装置）可以与SD卡通讯并访问SD卡的存储数据。这样，可使用SD卡的大存储空间，同时也不用改变智能卡读卡器上用于接收常规智能卡的接口。

智能卡读卡器尾部具有一个处理器，例如微控制器，以识别插入智能卡读卡器的是常规智能卡还是带有SD卡插座的适配器。根据识别到的信息，分为以下情况：无卡插入；已插入智能卡；已插入不带SD卡的适配器；或已插入带有SD卡的适配器。控制器可控制智能卡读卡器与相关卡之间的通讯并相应控制对相关卡存储的访问。

具体实施方式

图1显示了适配器100，包括一个印刷电路板（PCB），其外形和物理规格与能配和常规智能卡读卡器使用的常规智能卡相同。例如，根据适配器100的具体用途，其尺寸和形状可与常规信用卡，实用充值卡，或用户识别/鉴定卡相同。

适配器100的本体102通常使用塑料，比如聚氯乙烯（PVC）做成，但也可以使用其它适用材料。适配器包括集成电子芯片104，其能动部分嵌入本体102，其中本体有一个输入/输出接口，该接口至少在适配器100的上表面可见，优选地，为如图1所示的智能卡接口的形式。应至少部分根据与适配器100配和使用的智能卡读卡器来选择芯片104的尺寸及其在适配器100的本体102上的位置。由于常规智能卡读卡器的设计是用来解释常规智能卡的，本发明的意图就是使智能卡读卡器在不改变或替换其插槽或其它接收器（一般指“接口”）的情况下就能接收适配器100，所以如果智能卡接收器（未在图1中显示）只接收常规信用卡，适配器100的设计应使芯片104的尺寸及其在适配器100的本体102上的位置和常规信用卡上的集成芯片的相应尺寸和位置完全一样。

可选的，所述适配器也可包括如智能卡接口形式的输入和输出引脚，智能卡接口设有PCB垫片，其波形系数及位置和芯片104相同。

图2是图1所示适配器的后视图。适配器100的背面包括插座202，用以接收安全数字卡（SD卡）。如图2所示，SD卡204插入插座202，其中图2所示的箭头描述了将SD卡204拔出或插入插座202的方向。另一个可选实例中，SD卡204永久固定在适配器100的本体102里，这种情况下，不会将SD卡204拔出插座202。

当SD卡204在插座202里永久固定或可插拔时，且适配器100和智能卡读卡器配和使用时，形成的电连接使得SD卡204的存储数据可以被访问。电连接可经由适配器PCB上的磁道将SD卡插槽的输入/输出引脚连接到适配器的智能卡接口104。这样就可以将现有智能卡读卡器技术和SD卡配和使用，利用了SD卡强化的数据存储能力，并且不需要物理上改变或置换智能卡读卡器上的智能卡接口。进一步的，所述方案可以让用户安全使用SD卡强化的数据存储能力。本领域技术人员可知，标准SD卡没有提供其外表面和内部回路间的充分隔绝，故不能提供一个屏障隔开用户和标准SD卡上控制台的超低压。因此，当常规SD卡的触点和常规SD卡读卡器或夹具的触点之间通电时，用户不可接触或握住常规SD卡的外表面。因为如图1和图2所示的适配器100采用智能卡的外形，带有插座202或者可夹住SD卡的夹具，用户可以安全的拿住适配器100的本体102并将其插入合适的智能卡读卡器接口，而不用直接接触放置在适配器100的插座202内的SD卡204。

本领域技术人员可知，智能卡和SD卡都包括输出引脚。例如，在智能卡里，集成电子芯片的能动部分嵌入到卡本体内同时连接到卡外表面的（金属）输出引脚上。可通过这些输出引脚实现芯片能动部分和智能卡读卡器之间的通讯。智能卡的输出引脚通常位置紧凑，例如图1所示的芯片104的表面区域，并且这种区域内提供的输出引脚还会有各种不同的物理配置。手机的SIM卡上的芯片是多数读者熟悉的一种智能卡芯片类型。

SD卡的能动组件通常也是嵌入或封装在本体内，连接到这些内部能动组件的输出引脚位于SD卡的外表面。一般，SD卡上的输出引脚大致采用线性布置，但也有例外。数码相机使用的存储卡是多数读者熟悉的一种SD卡类型。

通常，常规智能卡输出引脚和常规SD卡输出引脚的分配和/或功能不同。图3和图4分别显示了智能卡输出引脚和SD卡输出引脚的分配和功能。智能卡引脚的布置包括3个“未连接（NC）”引脚。可以看出，两个装置上引脚的布置和功能不同。因此，即使SD卡及其输出引脚的外形跟常规智能卡及其输出引脚相同，依然不能用带有常规控制电子设备的常规智能卡读卡器读取SD卡。而且，上诉内容清楚表明了实践中SD卡和智能卡在物理上也迥然不同，这一点更增加了复杂性。如上关于图1和图2所述，，适配器100克服了常规SD卡和智能卡物理上不同的问题。此外，适配器100通电后可以用常规智能卡读卡器读取SD卡上存储的信息。

图5显示了微控制器的电路排布。所述微控制器可通过智能卡读卡器上的常规智能卡接口配和如图1和图2所示适配器访问SD卡的存储。微控制器可集成在智能卡读卡器里或与读卡器物理分离。如图所示，适配器上智能卡接口的四个引脚（NC1,NC2,NC3和/WC）连接微处理器的SD卡接口。

微处理器能够与常规智能卡和智能卡/SD卡适配器（例如图1和图2所示的适配器100）通讯。操作时，通过监控如图5左上角所示行“智能卡已配（Smart Card fitted）”，微处理器可以确定智能卡读卡器内是否已经有卡插入。如果既没有常规智能卡也没有智能卡/SD卡插入读卡器，电路开关SW1将关上，即关闭Tr1，而“智能卡已配（Smart Card fitted）”将通过电阻R5保持在低电平0V，如图5所示，致使SCL和SDA也保持低电平。同样，如果没有卡插入读卡器，微控制器会将其SD卡接口上的输出引脚Tx0，Rx0，SCk0，和Chip_Select设置成高阻抗“输入状态”，即与SC卡上的“未连接”终端之间不可能有冲突。电阻R3会使智能卡的写保护线保持低电平状态。

常规智能卡插入智能卡读卡器后，如图5所示的开关SW1将打开触点，即接通Tr1，给智能卡提供3V3的电源轨，设置“智能卡已配（Smart Cardfitted）”为高电平，致使SCL和SDA也保持高电平。插入常规智能卡后，微处理器不会改变Tx0，Rx0，SCk0，和Chip_Select的设置。

当不含SD卡的智能卡/SD卡适配器插入智能卡读卡器时，如图5所示的电路回应表明读卡器内已插入智能卡，具体请参照上述插入常规智能卡的情形。但是，因为适配器不是常规的智能卡也没有SD卡的存储供读卡器读取，这种状态下，读卡器不能与其通讯，因此导致错误状态产生。

如果把带有SD卡的智能卡/SD卡适配器插入智能卡读卡器，开关SW1将打开，导致“智能卡已配（Smart Card fitted）”变成高电平，同时适配器上的开关SW2将关闭，致使SDA线，如图5所示电路的左上部分所示，保持在低电平状态。这种状态下，微处理器将激活输出引脚Tx0，Rx0，SCk0，和Chip_Select，以便与适配器携带的SD卡通讯。

图6所示表格显示了有关上述图5微处理器电路的可能的逻辑条件。由此可见，智能卡读卡器接口没有接收到卡状态及智能卡读卡器接受到了带有SD卡的适配器状态都由电路中微控制器的智能卡接口的SCL和SDA线定义了各自独特的逻辑条件。读卡器接收到了智能卡的逻辑条件和智能卡读卡器接收到了不含SD卡的适配器的逻辑条件相同。但是，如上所述，微处理器可以区分以上两种情况，因为微处理器不能跟不含SD卡的适配器通讯而能够与常规智能卡通讯。

因此，本发明提供了一种直接但非常有用的解决方案，创造并使用一种与常规智能卡外形类似同时存储能力更强的卡，这种卡有很多潜在用途。

以上所述仅为本发明特定实施例的细节，并不因此而限定本发明的保护范围。本发明引用的“第一”，“第二”，“左”，“右”，“前”，“后”，“上部”，“下部”仅仅是描述性的，仅指附图中所示图形的方向，并不因此而限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种智能卡，其特征在于，所述智能卡采用物理方式连接到一个存储装置。

2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述存储装置可拆卸地连接在所述智能卡上。

3.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包含有接收所述存储装置的插座。

4.根据权利要求1-3任一所述的智能卡，其特征在于，所述存储装置是安全数字卡（SD卡）。

5.根据权利要求4所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包括位于所述智能卡第一面上的智能卡接口，其中所述存储装置紧贴与所述智能卡的第一面相对的第二面。

6.一种与智能卡读卡器搭配使用的控制器，其特征在于，当所述智能卡读卡器插入带有存储的智能卡时，所述控制器可以区分第一种存储类型和第二种存储类型。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括一个微控制器。

8.根据权利要求6或7所述的控制器，其特征在于，所述第一种存储类型包含内置于智能卡的集成电子芯片上的存储。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述第二种存储类型包含内置于安全数字卡（SD卡）上的存储。

10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，当带有存储的智能卡插入所述智能卡读卡器的智能卡接口时，所述控制器可以区分所述第一种存储类型和所述第二种存储类型。

11.一种安全数字卡（SD卡）适配器，其特征在于，所述适配器与智能卡读卡器配合使用。

Images