CN115412382A

CN115412382A - 一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置

Info

Publication number: CN115412382A
Application number: CN202211362832.9A
Authority: CN
Inventors: 黄金煌
Original assignee: Beijing Unigroup Tsingteng Microsystems Co Ltd
Current assignee: Beijing Unigroup Tsingteng Microsystems Co Ltd
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2042-11-02
Also published as: CN115412382B

Abstract

本发明公开了一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置，所述方法应用于第一方面所述的NFC芯片，包括：当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号；根据所述触发信号触发第一计时器归零并开始计时；当所述第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭；当所述第一计时器的计时时长未超过所述时间阈值，且监测到所述NFC通信动作，保持所述eSE芯片的电源开启；所述方法遂无需针对NFC芯片开发相应的低功耗应用，降低了NFC芯片的开发成本。

Description

一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置。

背景技术

eSE芯片（即embedded Secure Element，嵌入式安全元件）是一种在NFC通信（即Near Field Communication，近场通信）中常规采用的安全芯片。大部分NFC芯片都把eSE芯片封装在其内部。并且利用CLF芯片（即Contactless Front-end，非接触性前端）控制eSE芯片的供电。

在现有技术中，NFC执行载体（即NFCEE）可以在工作时段/空闲时段对eSE芯片进行电源管理。即NFC执行载体可以发送相关指令给CLF芯片，使得CLF芯片根据该指令控制eSE芯片的电源在工作时段开启，并在空闲时段关闭。由此实现整体能耗的降低。

现有技术的缺陷在于，要实现上述方案，必须针对NFC芯片开发相应的低功耗应用，以实现向CLF芯片的相关指令的发送。由此带来了额外的开发任务，增加了NFC芯片的开发成本。

发明内容

本发明提供一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置，能够基于物理结构实现对于eSE芯片的电源管理。

第一方面，本发明提供了一种NFC芯片，包括：

所述NFC芯片通过第一类通信接口与NFC执行主体连接；

所述NFC芯片利用信号捕获结构连接所述第一类通信接口；

所述信号捕获结构包括电阻；所述信号捕获结构连接所述NFC芯片的外部中断接口或时钟输入接口。

第二方面，本发明提供了一种针对eSE芯片的电源管理方法，所述方法应用于第一方面所述的NFC芯片，包括：

当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号；根据所述触发信号触发第一计时器归零并开始计时；

当所述第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭；

当所述第一计时器的计时时长未超过所述时间阈值，且监测到所述NFC通信动作，保持所述eSE芯片的电源开启。

优选的，还包括：

当所述eSE芯片的电源关闭，且监测到所述NFC通信动作，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源开启。

优选的，所述当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号包括：

利用外部中断接口连接第一类通信接口；

当所述外部中断接口监测到所述第一类通信接口发生信号翻转，根据所述信号翻转生成对应的触发信号。

利用时钟输入接口连接第一类通信接口；

当所述时钟输入接口监测到所述第一类通信接口发生信号翻转，则递增所述时钟输入接口的计数器数值；

当所述计数器数值改变，则生成所述触发信号。

优选的，所述当所述计数器数值改变，则生成所述触发信号包括：

基于预设的时间周期监测所述计数器数值；

当监测到所述计数器数值改变，生成所述触发信号。

优选，所述第一类通信接口包括：

IIC接口、UART接口或SPI接口。

第三方面，本发明提供了一种针对eSE芯片的电源管理装置，所述装置置于第一方面所述的NFC芯片，包括：

信号监测模块，用于在监测到NFC通信动作时，生成对应的触发信号；

计时触发模块，用于根据所述触发信号触发第一计时器归零并开始计时；

电源控制模块，用于在所述第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值时，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭；或者在所述第一计时器的计时时长未超过所述时间阈值，且监测到所述NFC通信动作，保持所述eSE芯片的电源开启。

第四方面，本发明提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第二方面中任一所述的方法。

第五方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如第二方面中任一所述的方法。

本发明提供了一种针对eSE芯片的电源管理方法及装置，利用信号捕获结构连接第一类通信接口，从而监测NFC芯片与NFC执行主体之间是否存在通信动作；根据对通信动作的监测实现对于eSE芯片的电源管理；由于对通信动作的监测是根据物理连接结构实现，遂无需针对NFC芯片开发相应的低功耗应用，降低了NFC芯片的开发成本。

上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种NFC芯片的硬件连接结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种针对eSE芯片的电源管理方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种针对eSE芯片的电源管理方法中外部中断接口与第一类通信接口连接的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的另一种针对eSE芯片的电源管理方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的另一种针对eSE芯片的电源管理方法中时钟输入接口与第一类通信接口连接的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的一种针对eSE芯片的电源管理装置的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现有技术中， NFC执行载体（即NFCEE）可以在工作时段/空闲时段对eSE芯片进行电源管理。即NFC执行载体可以发送相关指令给CLF芯片，使得CLF芯片根据该指令控制eSE芯片的电源在工作时段开启，并在空闲时段关闭。由此实现整体能耗的降低。现有技术的缺陷在于，要实现上述方案，必须针对NFC芯片开发相应的低功耗应用，以实现向CLF芯片的相关指令的发送。由此带来了额外的开发任务，增加了NFC芯片的开发成本。

有鉴于此，本发明提供一种NFC芯片，该NFC芯片中能够基于物理结构实现对于eSE芯片的电源管理。参见图1所示，为本发明提供的NFC芯片的具体实施例。包括：

NFC芯片通过第一类通信接口与NFC执行主体连接；NFC芯片利用信号捕获结构连接第一类通信接口；信号捕获结构包括电阻；信号捕获结构连接NFC芯片的外部中断接口或时钟输入接口。

第一类通信接口，是指在NFC通信过程中能够发生信号翻转的IO接口，即通信中会出现上升沿或下降沿信号的接口。例如IIC类型接口中的SDA接口、SCL接口；UART类型接口中的TX接口、RX接口；SPI类型接口中的CLK接口、CS接口、MISO接口、MOSI接口等均属于此类。上述接口均为本领域中的常见接口，在此不赘述。在常规的NFC通信过程中，NFC芯片亦需要通过此类接口与NFC执行主体进行连接，并由此进行信号的交换。

而在本实施例中，NFC芯片将额外的采用信号捕获结构连接第一类通信接口，如图1所示。信号捕获结构中包括电阻R1，其作用是监测第一类通信接口中出现的信号翻转，由此判断NFC芯片与NFC执行主体之间是否存在通信动作。即如果第一类通信接口中出现信号翻转，则意味着存在通信动作，反之则不存在通信动作。

在图1中，信号捕获结构的第一端连接该第一类通信接口；信号捕获结构的第二端连接NFC芯片的外部中断接口或时钟输入接口。外部中断接口，具体可以是NFC芯片的EXT_I接口。时钟输入接口，具体可以是NFC芯片的EXT_CLK接口。

基于上述的NFC芯片，本发明提供一种针对eSE芯片的电源管理方法，所述方法应用于如图1所示的NFC芯片。参见图2所示，为本发明提供的针对eSE芯片的电源管理方法的具体实施例。本实施例中，所述方法包括：

步骤201、当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号；根据触发信号触发第一计时器归零并开始计时。

本实施例中，假设信号捕获结构的第一端连接该第一类通信接口，第二端连接NFC芯片的外部中断接口。外部中断接口具体为NFC芯片的EXT_I接口；第一类通信接口如上所述，可以是IIC接口、UART接口或SPI接口；在本实施例中具体为SE_IIC_CLK接口。也就是说，本实施例中将利用外部中断接口连接第一类通信接口，如图3所示。

结合前述已知，图1所示的NFC芯片能够利用信号捕获结构判断NFC芯片与NFC执行主体之间是否存在通信动作。即如果外部中断接口利用信号捕获结构监测到第一类通信接口发生信号翻转，便认为发生了通信动作，进而可以根据信号翻转生成对应的触发信号。并且需要说明的是，由于信号捕获结构本质上是物理电路结构，遂本实施例实现了基于物理结构的通信动作监测，由此避免了在软件层面上开发针对NFC芯片开发相应的低功耗应用。

根据该触发信号，可以触发NFC芯片的第一计时器归零并开始计时。也就是说，每当监测到通信动作，第一计时器均会归零并重新开始计时。第一计时器当前一次计时的时长，可以用T1表示。例如，当第一计时器当前一次计时已经累计进行了15秒，则T1=15s。

步骤202、当第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭。

本实施例中，可以预先设置一个时间阈值，以T2表示。例如本实施例中，可设置T2=10s。进一步的可以比较第一计时器当前的计时时长T1和时间阈值T2。如果第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值，即T1＞T2，则意味着超过时间阈值的时长当中，都没有监测到通信动作的发生。此时可以认为NFC芯片处于空闲时段，暂时不需进行通信。遂可利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭。由此避免对eSE芯片供电产生的能耗。需要说明的是，在本实施例中可以使CLF芯片自身通过硬件连接信号捕获结构，遂不需要NFC芯片再向CLF芯片发送指令，CLF芯片即可获悉到通信动作是否发生，然后自动的对eSE的电源进行控制。

步骤203、当第一计时器的计时时长未超过时间阈值，且监测到NFC通信动作，保持eSE芯片的电源开启。

在另一种情况下，如果在第一计时器的计时时长未超过时间阈值时，即T1＜T2时，再一次监测到NFC通信动作，则说明此时NFC通信正在进行，NFC芯片处于工作时段。此时应保持eSE芯片的电源开启。并且由于再次监测到NFC通信动作，则应重新执行上述步骤201，即使得第一计时器归零并重新开始计时。

另外，如果在eSE芯片的电源原本处于关闭状态的前提下，本实施例中还可以包括：

步骤204、当eSE芯片的电源关闭，且监测到NFC通信动作，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源开启。

也就是说，如果在eSE芯片的电源原本处于关闭状态时监测到NFC通信动作，则意味着NFC通信开始。此时应当控制eSE芯片的电源开启。

还需要说明的是，本步骤中是需要监测到NFC通信动作，才会开启eSE芯片的电源。也就是说，在eSE芯片的电源已经关闭的情况下，NFC通信动作中的第一帧数据会被用作触发eSE芯片电源的启动。这导致该第一帧数据会失去其在通信层面的实际作用。不过依赖于NFC执行主体的重发机制，在eSE芯片上电之后，该第一帧数据还会被重新发送，即可用作正常通信。由此避免了第一帧数据缺失的问题。

通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是：利用信号捕获结构连接第一类通信接口，从而监测NFC芯片与NFC执行主体之间是否存在通信动作；根据对通信动作的监测实现对于eSE芯片的电源管理；由于对通信动作的监测是根据物理连接结构实现，遂无需针对NFC芯片开发相应的低功耗应用，降低了NFC芯片的开发成本。

如图4所示，为本发明所述一种针对eSE芯片的电源管理方法的另一个具体实施例。本实施例将具体描述利用时钟输入接口连接第一类通信接口情况。本实施例中，所述方法包括以下步骤：

步骤401、当时钟输入接口监测到第一类通信接口发生信号翻转，则递增时钟输入接口的计数器数值。

本实施例中，信号捕获结构的第一端连接第一类通信接口，第二端连接NFC芯片的时钟输入接口。第一类通信接口具体为SE_SPI_CLK接口，时钟输入接口具体为NFC芯片的EXT_CLK接口；如图5所示。

如果时钟输入接口利用信号捕获结构监测到第一类通信接口发生信号翻转，便认为发生了通信动作，进而可以递增时钟输入接口的计数器数值。通常情况下，该计数器的初始数值为0；并且每次递增数值是可在计数器数值的原有基础上增加1。

步骤402、当计数器数值改变，则生成触发信号。

在本实施例当中，可以基于预设的时间周期监测计数器数值。例如，该时间周期可以是500ms。如果监测发现在该时间周期中计数器数值发生变化，即发生递增，则说明该时间周期中发生了通信动作。所以进一步的，可以在监测到计数器数值改变时，生成触发信号。

步骤403、根据触发信号触发第一计时器归零并开始计时。

步骤404、当第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭。

步骤405、当第一计时器的计时时长未超过时间阈值，且监测到计数器数值改变，保持eSE芯片的电源开启。

上述步骤403~步骤405中内容与前述实施例原理一致，再次不重复叙述。

如图6所示，为本发明所述一种针对eSE芯片的电源管理装置的一个具体实施例。本实施例所述装置置于如图1所示的NFC芯片，并用于执行图2~5所述方法。其技术方案本质上与上述实施例一致，上述实施例中的相应描述同样适用于本实施例中。本实施例中所述装置包括：

信号监测模块601，用于在监测到NFC通信动作时，生成对应的触发信号；

计时触发模块602，用于根据触发信号触发第一计时器归零并开始计时；

电源控制模块603，用于在第一计时器的计时时长超过预设的时间阈值时，利用CLF芯片控制eSE芯片的电源关闭；或者在第一计时器的计时时长未超过时间阈值，且监测到NFC通信动作，保持eSE芯片的电源开启。

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放执行指令。具体地，执行指令即可被执行的计算机程序。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供执行指令和数据。

在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成针对eSE芯片的电源管理装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本发明任一实施例中提供的针对eSE芯片的电源管理方法。

上述如本发明图6所示实施例提供的针对eSE芯片的电源管理装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例还提出了一种可读介质，该可读存储介质存储有执行指令，存储的执行指令被电子设备的处理器执行时，能够使该电子设备执行本发明任一实施例中提供的针对eSE芯片的电源管理方法，并具体用于执行如图2或图4所示的方法。

前述各个实施例中所述的电子设备可以为计算机。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。

本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种NFC芯片，其特征在于，包括：

所述NFC芯片通过第一类通信接口与NFC执行主体连接；

所述NFC芯片利用信号捕获结构连接所述第一类通信接口；

2.一种针对eSE芯片的电源管理方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的NFC芯片，包括：

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号包括：

利用外部中断接口连接第一类通信接口；

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述当监测到NFC通信动作，生成对应的触发信号包括：

利用时钟输入接口连接第一类通信接口；

当所述计数器数值改变，则生成所述触发信号。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述当所述计数器数值改变，则生成所述触发信号包括：

基于预设的时间周期监测所述计数器数值；

当监测到所述计数器数值改变，生成所述触发信号。

7.根据权利要求4~6任意一项所述方法，其特征在于，所述第一类通信接口包括：

IIC接口、UART接口或SPI接口。

8.一种针对eSE芯片的电源管理装置，其特征在于，所述装置置于权利要求1所述的NFC芯片，包括：

9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求2-7任一所述的针对eSE芯片的电源管理方法。

10.一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求2-7任一所述的针对eSE芯片的电源管理方法。