CN111797041A - 具有通信接口的电子芯片 - Google Patents

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A·特拉莫尼
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Abstract

公开了一种具有通信接口的电子芯片。在一个实施例中，电子设备包括具有多个ISO/IEC 7816标准化接口的电子芯片。

Description

具有通信接口的电子芯片
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月8日提交的法国申请专利No.1903722的优先权，该申请通过引用合并于此。
技术领域
本描述总体涉及电子设备，并且更具体地涉及其中电子部件通过ISO/IEC 7816标准化链路互连的系统。
背景技术
ISO/IEC 7816标准化链路已经被广泛地用于将同一系统的若干电子电路相互连接。尤其存在便携式电子设备，其包括若干订户识别模块(SIM)，每个订户识别模块通过ISO/IEC 7816标准化链路连接到专用的调制器-解调器(调制解调器)电路。
发明内容
在以下描述中，为了简化起见，将提及ISO/IEC 7816标准化链路来指示符合ISO/IEC 7816的要求的通信链路，例如符合2006版的ISO/IEC 7816的第三部分(ISO/IEC 7816-3:2006，具有触点的卡——电气接口与传输协议)的要求。
实施例提供了对实现ISO/IEC 7816标准化链路的现有通信设备和方法的优化。
一个实施例克服了已知通信设备和方法的全部或某些缺点。
一个实施例提供了电子设备，该电子设备包括电子芯片，该电子芯片包括多个ISO/IEC 7816标准化接口。
一个实施例提供了通信方法，其中同一电子芯片控制多个ISO/IEC 7816标准化接口。
根据一个实施例，电子芯片是嵌入式订户识别模块。
根据一个实施例，电子芯片被集成到封装件中。
根据一个实施例，封装件被安装在电子电路板上。
根据一个实施例，每个ISO/IEC 7816标准化接口被配置为与专用调制器-解调器电路通信。
根据一个实施例，近场通信模块被配置为向电子芯片供电。
根据一个实施例，每个调制器-解调器电路被配置为在近场中向通信模块供电。
根据一个实施例，电子芯片包括：
至少一个处理单元；
至少一个密码模块；
专用于ISO/IEC 7816标准化接口的至少两个通信模块；以及
至少一个内部通信总线；和/或
至少一个非易失性存储器存储区；和/或
至少一个易失性存储器存储区。
一个实施例提供了包括这种设备的移动电话。
一个实施例提供了被配置为实现所描述的方法的移动电话。
附图说明
将参考附图在通过示例而非限制的方式给出的对特定实施例的以下描述中详细描述前述特征和优点以及其它优点，其中：
图1以框图形式示意性地示出了包括ISO/IEC 7816标准化链路的示例性设备；
图2以框图形式示意性地示出了包括ISO/IEC 7816标准化链路的设备的实施例；
图3以框图形式示意性地示出了通过ISO/IEC 7816标准化链路耦合的电子电路的实施例；
图4以框图形式示意性地示出了嵌入式订户识别模块的电子芯片的实施例；
图5以框图形式示意性地示出了嵌入式订户识别模块的电子芯片的另一个实施例；以及
图6示出了包括嵌入式订户识别模块的示例性系统。
在各个附图中，相似的特征已经由相似的附图标记表示。特别地，在各个实施例之间共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以布置相同的结构、尺寸和材料特性。
具体实施方式
为了清楚起见，仅示出和详细描述了对于理解本文所述实施例有用的操作和元件。特别地，没有详细描述由ISO/IEC 7816标准化链路传输的信号的生成以及通过这些链路彼此连接的各种电路对这些信号的处理，所描述的实施例与通过ISO/IEC 7816标准化链路的的两个或多个电路之间的典型传输兼容。
除非另外指出，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示没有导体以外的任何中间元件的直接连接，并且当提及链接或耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接，或者它们可以经由一个或多个其它元件被链接或耦合。
在以下公开中，除非另有说明，否则当提及绝对位置修饰符时(诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)，或相对位置修饰符(诸如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等)，或定向修饰符(诸如“水平”、“垂直”等)，参考图中所示的方向。
除非另有说明，否则表述“大约”、“近似地”、“基本上”和“量级”是指在10％以内，优选地在5％以内。
图1以框图形式示意性地示出了包括ISO/IEC 7816标准化链路的示例性设备1。
在该示例中，设备1(例如，便携式电子设备，例如，移动电话、智能手机或触敏平板计算机)包括两个订户识别卡11(SIM1)和12(SIM2)，或者SIM卡(订户识别模块)。两个SIM卡11和12分别被耦合(双向箭头31和32)，优选地被连接到专用于它们的调制器-解调器电路21(MODEM1)和22(MODEM2)。在图1中，箭头31和32各自表示ISO/IEC 7816标准化链路。换句话说：SIM卡11通过ISO/IEC 7816标准化链路31被连接到调制解调器21；并且SIM卡12通过ISO/IEC 7816标准化链路32被连接到调制解调器22。
此外，SIM卡11和12分别被耦合(箭头33和34)，优选地被连接到向其供电的近场通信(NFC)模块51。在图1中，箭头33和34各自表示被配置为传送电力的链路。换句话说：近场通信模块51经由链路33向SIM卡11供电；并且近场通信模块51经由链路34向SIM卡12供电。
也存在其中设备1缺少近场通信模块51的配置。如果适用，SIM卡11和12各自由来自用于SIM卡11的调制解调器21和来自用于SIM卡12的调制解调器22的单独链路(未示出)供电。
在图1的示例中，SIM卡11和12是可移除芯片卡(通用集成电路卡——UICC)。SIM卡11和12通常被插入到设备1的适当的插槽或壳体(未示出)中。
每个SIM卡11、12通常包含特定于由订户从运营商或接入提供商(例如，移动电话网络运营商或互联网接入提供商)获取的合约或订阅的信息。该信息例如采取国家代码，特定于运营商的标识符和特定于订户的标识符的形式。
在图1的示例中，SIM卡11和12允许设备1通过调制解调器21和22同时连接到两个无线网络(未示出)。这两个网络通常是单独的。例如，这些网络属于不同的运营商，或者由不同的运营商使用。因此，设备1的用户能够经由这两个网络与其它用户交换信息(例如，语音、消息和/或数据)。
图2以框图的形式示意性地示出了包括ISO/IEC 7816标准化链路的设备的实施例。
根据该优选的实施例，单个嵌入式订户识别模块(eSIM)10代替了两个SIM卡11和12(图1)。
在图2的示例中，订户识别模块10是不可移除的嵌入式通用集成电路卡(eUICC)。相对于结合图1所描述的示例，这种配置尤其对于设备1而言具有更好的抗机械应力性。模块10被固定到设备1，振动特别地不太可能影响位于模块10与链路31和32之间的接触区域(未示出)的电连续性。因此改善了设备1的使用连续性。
设备1包括结合图1所描述的调制解调器类型的调制解调器21和22，以及近场通信(NFC)模块51。模块51包括元件511(PMU+SWP)，元件511例如设置有电力管理单元(PMU)和例如实现SWP(单线协议)类型的协议的通信模块。
设备1的近场通信模块51从电能源61(BATT)(例如，嵌入在设备1中的电池)汲取其电力(箭头37)；或从调制解调器21和22(箭头35和36)汲取其电力。
在图2的示例中，嵌入式订户识别模块10从与近场通信模块51相关联的元件511(箭头30)汲取其电力。因此，两个电源链路33和34(图1)在图2中被单个链路30代替。
结果，嵌入式订户识别模块10可以受益于三个冗余供电通道：第一供电通道，来自连接到电能源61的调制解调器21(链路38)，直接地使用ISO/IEC 7816标准化链路31；第二供电通道，来自连接到电能源61的调制解调器22(链路39)，直接地使用ISO/IEC 7816标准化链路32；以及第三供电通道，来自连接到电能源61的调制解调器21和22(分别为链路38和39)，电能源61借助于近场通信模块51的元件511间接地向嵌入式订户识别模块10供电。
嵌入式订户识别模块10优选地具有与SIM卡11和12相似的功能，如结合图1所述。这具有若干优点：由单个模块10代替两个SIM卡11和12(图1)，这可以减少设备1的设计和制造成本；模块10总体占据比组合的两个SIM卡11和12的表面积(图1)小的表面积，这可以允许将模块10集成到较小的设备1中；以及模块10被永久地安装在设备1中，这避免了用户对订户识别模块的任何操纵，从而降低了损坏和故障的风险。
在一个变型中，嵌入式订户识别模块10通过一个或多个其它ISO/IEC 7816标准化链路(未示出)被连接到一个或多个其它模块(未示出)。然后，设备1被配置为连接到与配备设备1的多个调制解调器和ISO/IEC 7816标准化链路相同的多个网络。
图3以框图形式示意性地示出了通过ISO/IEC 7816标准化链路耦合的电子电路的实施例。
根据该实施例，嵌入式订户识别模块10由嵌入式通用集成电路卡(eUICC)组成。该电路10与调制解调器21(MODEM1)和调制解调器22(MODEM2)交换信息。根据一个优选的实施例，电路10与两个调制解调器21和22之间的交换是同时进行的。电路10与调制解调器21和22之间的交换分别由ISO/IEC 7816标准化链路31和32进行。
例如，调制解调器21和22被配置为建立与两个移动电话网络(未示出)的通信。因此调制解调器21和22允许电路10与这两个网络交换数据(例如，表示语音信号、消息等的数据)。
在图3的示例中，每个ISO/IEC 7816标准化链路31、32通过接触元件或触点101、103、105和107的集合连接到电路10。每个集合包括：触点101(VCCIO)，其上被施加电源信号；触点103(ISO_CLK)，其上被施加同步信号或时钟信号；触点105(ISO_RST)，其上被施加复位信号；以及输入-输出触点107(ISO_IO)，其上被施加表示要被发送的信息的信号。
因此，触点101、103、105和107允许电路10由调制解调器21和22供电(分别为链路31和32)，并且与这些相同的调制解调器21和22交换信息。根据另一个实施例，电路10包括其它触点(未示出)，特别是被引至参考电位的接地触点。
图4以框图形式示意性地示出了嵌入式订户识别模块的电子芯片的实施例。
根据该实施例，电子芯片4包括处理单元41(安全CPU(SECURE CPU))、或微处理器、或微控制器、或计算机。该处理单元41被耦合到(优选地被连接到)芯片4内部的通信总线42。例如，芯片4的处理单元41被配置为控制内部通信总线42上的数据交换的定时或组织数据交换。
用于非易失性存储装置(框43，ROM或框44，NVM)和/或易失性存储装置(框45，RAM)的存储器区(或存储器电路)也被耦合(优选地被连接(分别为链路431、441和451))到内部总线42。密码模块46(密码)也被耦合(优选地被连接(链路461))到内部总线42。
在图4的示例中，芯片4进一步包括两个ISO/IEC 7816标准化接口47和48。这两个接口47和48特别允许处理单元41在ISO/IEC 7816标准化链路(未示出)上交换数据。例如，这两个接口47和48分别由以下组成：
分别被专用于在ISO/IEC 7816标准化链路上执行芯片4的通信功能的模块473或483(ISO7816 COM IP)；
分别形成缓冲存储器区的模块475或485(RAM缓存器)。
根据一个优选的实施例，芯片4形成嵌入式订户识别模块10(图2和图3)。如果适用，芯片4被集成到安装在电子电路板(未示出)上的封装件(未示出)中。然后，两个ISO/IEC标准化接口47和48允许电路4分别通过链路31和32与调制解调器21和22通信。
图5以框图形式示意性地示出了嵌入式订户识别模块的电子芯片4的另一个实施例。
根据该实施例，电子芯片4由两个功能单元40和40’组成。功能单元40包括先前结合图4描述的芯片4的大多数组成元件，除了ISO/IEC 7816标准化接口48和链路472，在图5中缺少功能单元40。
功能单元40的组成如下：
处理单元41，被耦合(优选地被连接)到内部通信总线42；
用于非易失性存储装置43、44和/或易失性存储装置45的存储器区(或存储器电路)，被耦合(优选地被连接(分别为链路431、441和451))到功能单元40的内部总线42；
密码模块46，其也被耦合(优选地被连接(链路461))到内部总线42；以及
ISO/IEC 7816标准化接口47，由模块473和475组成，并且被耦合(优选地被连接(链路471))到内部总线42。
功能单元40’与功能单元40相似。功能单元40’的组成如下：
处理单元41’(安全CPU(SECURE CPU))，优选地被连接到功能单元40’内部的通信总线42’；
用于非易失性存储装置(框43’，ROM或框44’，NVM)和/或易失性存储装置(框45’，RAM)的存储器区(或存储器电路)，被耦合(优选地被连接(分别为链路431’、441’、451’))到功能单元40’的内部总线42’；
密码模块46’(密码)，其也被耦合(优选地被连接(链路461’))到内部总线42’；以及
ISO/IEC 7816标准化接口47’，由两个模块473’(ISO7816 COM IP)和475’(RAM缓存器)组成，被耦合(优选地被连接(链路471’))到内部总线42’。
换句话说，电路4的两个功能单元40和40’各自具有被分配为控制ISO/IEC 7816标准化接口47、47’的处理器41、41’。
根据一个优选的实施例，芯片4被集成到封装件(未示出)中，并且因此构成电路，例如嵌入式订户识别模块10(图2和3)。然后，两个ISO/IEC 7816标准化接口47和47’允许模块10的电路4分别通过链路31和32与调制解调器21和22通信。
图6示出了包括嵌入式订户识别模块的示例性系统。
在图6的示例中，便携式电子设备9或移动终端(例如，移动电话、智能手机或触敏平板计算机)包括电子电路板91(例如，被配置为提供通信功能的主板或板)。嵌入式订户识别模块10被安装在电子电路板91上。模块10被配置为将设备9连接到至少两个不同的通信网络(未示出)。因此，用户能够优选地同时从同一终端9在多个通信网络上交换数据。因此，设备9被配置为实现所描述的方法。
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以将这些不同实施例和变型的某些特征进行组合，并且其它变型对本领域技术人员而言将会出现。特别地，可以组合结合图4和图5描述的实施例以获得(例如)包括控制多个ISO/IEC 7816标准化接口中的每个ISO/IEC 7816标准化接口的处理单元41和41’的电子芯片4。
最后，根据上面提供的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。特别地，例如，可以增加每个电路中包括的ISO/IEC 7816标准化接口的数目，以便适应包括两个以上调制解调器的设备的通信需求。

Claims (19)

1.一种电子设备，包括：
电子芯片，包括多个ISO/IEC 7816标准化接口。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子芯片是嵌入式订户识别模块。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子芯片被集成到封装件中。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述封装件被安装在电子电路板上。
5.根据权利要求1所述的设备，其中每个ISO/IEC 7816标准化接口被配置为与专用调制器-解调器电路通信。
6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括近场通信模块，所述近场通信模块被配置为向所述电子芯片供电。
7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括多个调制器-解调器电路，其中每个调制器-解调器电路被配置为向所述近场通信模块供电。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子芯片包括：
至少一个安全处理单元；
至少一个密码模块；
专用于所述ISO/IEC 7816标准化接口的至少两个通信模块；以及
至少一个内部通信总线；和/或
至少一个非易失性存储器存储区；和/或
至少一个易失性存储器存储区。
9.一种通信方法，包括：
通过电子芯片控制多个ISO/IEC 7816标准化接口。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子芯片是嵌入式订户识别模块。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子芯片被集成到封装件中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述封装件被安装在电子电路板上。
13.根据权利要求9所述的方法，其中每个ISO/IEC 7816标准化接口与专用调制器-解调器电路通信。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
通过近场通信模块向所述电子芯片供电。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
通过多个调制器-解调器电路，向所述近场通信模块供电。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子芯片包括：
至少一个安全处理单元；
至少一个密码模块；
专用于所述ISO/IEC 7816标准化接口的至少两个通信模块；以及
至少一个内部通信总线；和/或
至少一个非易失性存储器存储区；和/或
至少一个易失性存储器存储区。
17.一种电子设备，包括：
电子电路板；
电子芯片，包括多个ISO/IEC 7816标准化接口，其中所述电子芯片是嵌入式订户识别模块，其中所述电子芯片被集成到封装件中，并且其中所述封装件被安装在所述电子电路板上；
调制器-解调器电路，其中每个ISO/IEC 7816标准化接口与所述调制器-解调器电路的专用调制器-解调器电路电连接；以及
近场通信模块，被配置为向所述电子芯片供电。
18.根据权利要求17所述的设备，其中每个调制器-解调器电路被配置为向所述近场通信模块供电。
19.根据权利要求17所述的设备，进一步包括电能源，所述电能源被配置为向所述近场通信模块供电。
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