CN1761346A - 智能卡与存储卡之间的多接口连接方法以及多接口卡 - Google Patents

智能卡与存储卡之间的多接口连接方法以及多接口卡 Download PDF

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Abstract

多接口卡包括智能卡接口、存储卡接口、卡控制器和存储器模块。智能卡接口利用智能卡协议而与智能卡主机相连接。存储卡接口利用存储卡协议而与存储卡主机相连接。卡控制器分别控制智能卡主机和存储卡主机,使得智能卡主机和存储卡主机同时与智能卡和存储卡接口相连接。存储器模块存储从智能卡主机和存储卡主机传送的数据。该多接口卡同时支持智能卡接口和存储卡接口。因而,一个多接口卡可支持用户认证功能和数据存储功能。

Description

智能卡与存储卡之间的多接口连接方法以及多接口卡
要求优先权
本申请要求2004年8月26日向韩国知识产权局(KIPO)提交的申请号为2004-67455的韩国专利申请的优先权,在此通过引用而合并其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种多接口卡,并尤其涉及一种其中实现了智能卡与存储卡的多接口情况、以及一种智能卡与存储卡之间的接口连接的方法。
背景技术
可将诸如SIM(用户标识模块)卡这样的智能卡耦接到移动电话上,其中SIM卡包括诸如用户电话号码和用于启动移动电话的认证标识之类的用户信息。当SIM卡耦接到移动电话时,用户可以使用该移动电话。
移动电话既需要使用用于执行认证操作的SIM卡,又需要使用用于存储多媒体数据的存储卡。
当在移动电话中同时使用SIM卡和至少一个存储卡时,分别地将SIM卡和存储卡耦接到移动电话。
SIM卡和存储卡可以以不同的时钟频率工作。例如,SIM卡以例如约5MHz的低时钟频率工作,而存储卡以例如约20MHz的高时钟频率工作。
此外,SIM卡主机和存储卡主机彼此独立地工作。SIM卡主机和至少一个存储卡主机可以采用不同的电源电压,SIM卡主机和存储卡主机的电源电压可以独立地关断并且可以同时接通。此外,可由SIM卡主机或由存储卡主机独立地产生复位请求。
多接口卡不能提供同时访问SIM卡主机和存储卡主机的功能。具体说,多接口卡不能同时支持以不同时钟频率工作的SIM卡接口和存储卡接口。
当实现多个接口时,多接口卡不能感测卡主机的电源电压被关断还是接通、卡主机的时钟被停止还是正在运行、或者卡主机的复位请求被激活还是停用。因而,该多接口卡不能管理多接口卡系统。
因此,需要一种支持智能卡和存储卡的多接口卡。
发明内容
根据本发明的一个实施例,一种多接口卡包括:智能卡接口,配置为利用智能卡协议而与智能卡主机相连接;存储卡接口,配置为利用存储卡协议而与至少一个存储卡主机相连接;卡控制器,配置为分别控制智能卡主机和至少一个存储卡主机,使得智能卡主机和至少一个存储卡主机可以同时与智能卡接口和存储卡接口相连接;以及存储器模块,配置为存储从智能卡主机和至少一个存储卡主机传送的数据。
根据本发明的一个实施例,一种多接口卡包括:第一卡接口,配置为与具有认证功能的第一卡主机相连接;第二卡接口,配置为与具有数据存储功能的至少一个第二卡主机相连接;存储器模块,配置为存储从第一卡主机和至少一个第二卡主机传送的数据;以及卡控制器,配置为监控第一卡主机和至少一个第二卡主机的每个时钟信号、每个电源电压或每个复位信号,并配置为控制所述每个时钟信号、每个电源电压或每个复位信号。
根据本发明的一个实施例,一种用于智能卡和存储卡之间的多接口连接的方法,包括:通过智能卡接口而接收来自智能卡主机的第一请求或第一存储器使用请求;通过存储卡接口而接收来自至少一个存储卡主机的第二请求或第二存储器使用请求;根据智能卡协议和存储卡协议中所定义的正常操作条件而对第一请求、第二请求、第一存储器使用请求以及第二存储器使用请求进行优先权排列;基于该优先权而执行与第一请求和第二请求对应的操作;以及基于该优先权而向存储器模块提供该第一存储器使用请求和第二存储器使用请求。
附图说明
通过参考附图而详细描述本发明的实施例,本发明将变得更加显而易见,其中:
图1是图示根据本发明一个实施例的多接口卡的方框图;
图2是图示根据本发明一个实施例的图1的卡控制器的方框图;
图3是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器的时钟管理器的方框图;
图4是图示根据本发明一个实施例的图3所示时钟管理器的操作的状态图;
图5是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器的电源管理器的方框图;
图6是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器的复位管理器的方框图;
图7是图示根据本发明一个实施例的图6所示复位管理器的操作的流程图;
图8是图示根据本发明一个实施例的存储器/协议管理器的方框图;
图9是图示根据本发明一个实施例的协议管理器的方框图;以及
图10是图示根据本发明一个实施例的存储器控制管理器的方框图。
具体实施方式
此处公开了本发明的详细说明性实施例。然而本发明可以以许多替换形式来实现,并且不应被解释为限于此处阐明的实施例。整个附图描述中,相同的编号涉及相同的元件。
图1是图示根据本发明一个实施例的多接口卡200的方框图。
该多接口卡200包括与智能卡主机130连接的第一接口和与至少一个存储卡主机150连接的第二接口。在一个设备100中实现该智能卡主机130和存储卡主机150。
例如,可将智能卡主机130和至少一个存储卡主机150安装在如移动电话这样的便携式设备100中。
例如,智能卡主机130是SIM(用户标识模块)卡。SIM卡存储了用户的电话号码和PIN(个人标识号),并且SIM卡用于认证。
存储卡主机150例如可以是MMC(多媒体卡)、安全数字(SD)卡、Memory Stick卡、CompactFlash卡或Smart Media卡。
可将单个存储卡或多个存储卡安装在便携式设备100中。
例如,可将用于认证的SIM卡主机和用于数据存储的单个MMC主机安装在该便携式设备中。
或者,可将用于认证的SIM卡和用于数据存储的如MMC主机、SD卡主机和Memory Stick卡主机这样的多个存储卡主机安装在该便携式设备100中。
参考图1,便携式设备100包括智能卡主机130、智能卡总线112、至少一个存储卡主机150以及存储卡总线114。
多接口卡200包括智能卡总线212、存储卡总线214、卡控制器230以及存储器模块250。
根据存储卡主机150的类型和数目,存储卡总线114和214可包括一个总线或者多个总线。
通过采用诸如ISO7816协议规范的接触型智能卡标准,智能卡主机130与多接口卡200通过智能卡总线112和212而互相进行通信。
用于认证的智能卡接口应在预定时间周期内响应认证请求。
用于大容量存储的存储卡接口高速工作以便处理期望数目的数据包。
智能卡主机130以约5MHz的相对低的时钟频率工作,而存储卡主机150以约20MHz的相对高的时钟频率工作。
例如,智能卡主机130以约3.25MHz的时钟频率工作,而至少一个存储卡主机150以约20MHz、25MHz或52MHz的时钟频率工作。
卡控制器230控制以约5Mhz的相对低的时钟频率工作的智能卡主机130与SIM卡之间的接口,并且控制以大于约20Mhz的相对高的时钟频率工作的至少一个存储卡主机150与至少一个存储卡之间的接口。SIM卡和至少一个存储卡利用不同的协议彼此通信。
卡控制器230包括时钟管理器、电源管理器、复位管理器以及存储器/协议仲裁器。卡控制器230通过管理多个卡主机所提供的时钟信号、电源信号、复位信号并且通过管理内部存储器和外部存储器,而同时支持以相对低时钟频率工作的智能卡主机130与以相对高时钟频率工作的至少一个存储卡主机150之间的多接口。
存储器模块250例如可以是SRAM(静态随机存取存储器)、闪速存储器、MRAM(磁阻随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)、PRAM(相变随机存取存储器)或EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)。
存储器模块250存储多媒体数据和/或认证数据。
存储器模块250可以位于图2所示卡控制器230的外部。可替换地,存储器模块250可以包括在卡控制器230之中。
图2是图示根据本发明一个实施例的图1的卡控制器230的方框图。
参考图2,卡控制器230包括智能卡接口231、智能卡令牌解释器233、卡管理器235、存储器模块访问管理器239、存储卡接口241以及存储卡令牌解释器243。
卡控制器230可进一步包括数据存储器237。可将数据存储器237包括在卡控制器230中,或者可替换地可位于卡控制器230之外。
根据如ISO7816规范这样的接触型智能卡标准,智能卡接口231通过智能卡总线112和212而在物理上和功能上与智能卡主机130相连接。
可替换地,智能卡接口231可根据如ISO14443协议规范这样的非接触型智能卡标准而提供与智能卡主机130的接口。
智能卡令牌解释器233接收通过接触型智能卡标准而从智能卡主机130传送的请求。
智能卡令牌解释器233将该请求转换为用于数据存取、数据控制和数据处理的令牌,以便可以运行与该请求相关的应用程序。
该应用程序的例子是认证处理等等。
卡管理器235包括时钟管理器10、电源管理器30、复位管理器50以及存储器/协议仲裁器90。
可将存储器/协议仲裁器90分成协议仲裁器和存储器控制仲裁器。
时钟管理器10控制卡控制器230的时钟信号,以便不影响多接口卡200的整体操作并且以便降低系统功耗。例如,当将时钟信号从SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150施加到时钟管理器10时,或者当停用SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的至少一个时钟信号时,或者当将SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的至少一个时钟信号施加到时钟管理器10时,时钟管理器10控制卡控制器230的时钟信号。
当同时关断SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的电源电压时、或者当同时接通SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的电源电压时,电源管理器30管理电源电压以便不影响多接口卡200的整体操作。
当复位管理器50接收到来自SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的每一个的复位请求、热复位请求或冷复位请求时,复位管理器50执行复位操作以便不影响多接口卡200的整体操作。
存储器/协议仲裁器90同时或逐个接收来自SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的多个请求或多个存储器使用请求。
存储器/协议仲裁器90利用智能卡令牌解释器233和存储卡令牌解释器243来解释所述多个请求或多个存储器使用请求,对于SIM卡协议规范或存储卡协议规范中所定义的操作,根据响应时间来确定所述多个请求或多个存储器使用请求的优先权。
公共处理资源70包括用于处理多个卡主机的请求的处理器、总线、数据引擎和I/O设备。
存储卡接口241根据例如用于MMC、SD卡或Memory Stick卡的总线协议这样的多个存储卡总线协议之一而经由存储卡总线114和214提供与存储卡主机150之间的物理上的和功能上的接口。
存储卡令牌解释器243将所述请求转换为用于数据存取和数据控制的一个或多个令牌,以便运行与根据多个存储卡总线协议之一而从存储卡主机150传送的请求相关的应用程序。
该应用程序的例子是存储器存储处理。
数据存储器237包括例如SRAM、闪速存储器、PRAM、FRAM和/或EEPROM。
数据存储器237存储由多接口卡200的内部处理所产生的数据。
另外,数据存储器237可存储与认证处理相关的数据。
存储器模块访问管理器239允许响应于存储器/协议仲裁器90从多个存储卡主机150之一所提供的存储器访问请求中所选择的存储器访问请求而访问存储器模块250。
当多个存储卡主机150之一访问利用例如闪速存储器、SRAM和/或EEPROM而实现的存储器模块250时,存储器模块访问管理器239将由多个存储卡主机150之一所提供的存储器地址转换为适用于闪速存储器、SRAM和/或EEPROM的地址。
例如,可在单一芯片上实现多接口卡200。可替换地,在多个芯片上实现多接口卡200,例如其中在单一芯片上实现卡管理块235、在另一单一芯片上实现智能卡接口231和智能卡令牌解释器233、并且在又一单一芯片上实现至少一个存储卡接口241和存储卡令牌解释器243。
图3是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器的时钟管理器的方框图。
参考图3,时钟管理器10包括内部时钟选择器14、时钟检测器16以及时钟选择器20。
时钟选择器20包括系统时钟选择器21、SIM时钟选择器23以及存储卡时钟选择器29。
时钟管理器10响应于时钟控制信号而从诸如内部时钟发生器12、SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150这样的多个时钟源所提供的时钟信号iCLK_1到iCLK_m、SIM_CLK、Ext CLK 1到Ext CLK n中选择一个时钟。
SIM_CLK时钟信号是SIM卡主机130所提供的,Ext CLK 1到Ext CLKn时钟信号是多个存储卡主机150的每一个所提供的。
时钟控制信号包括例如时钟监控信号(Clock_Monitor)以及卡控制器230的状态信息。
卡控制器230的状态信息包括睡眠模式、操作模式和停止模式。
例如,在睡眠模式期间,卡控制器230以相对低的系统时钟频率工作以便降低功耗。
在停止模式期间,对智能卡主机130和存储卡主机150的电源电压进行上电并且停用系统时钟。
时钟控制信号可进一步包括电源监控信号(Power_Monitor)、复位监控信号(Reset_Monitor)和内部时钟控制信号。
时钟管理器10向多接口卡200提供所选时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK,或向智能卡接口块231或存储卡接口块241提供所选时钟信号。
系统时钟SYSTEM CLOCK是在使用多接口卡200的系统总线的公共处理资源70中所使用的时钟信号。
内部时钟发生器12产生内部时钟iCLK 1到iCLK m以向内部时钟选择器14提供内部时钟iCLK 1到iCLK m。
例如,内部时钟发生器12包括振荡器。例如,内部时钟发生器12仅产生一个内部时钟iCLK。
内部时钟iCLK可具有约20MHz、约25MHz的相对高的时钟频率,或者约3.25MHz的相对低的时钟频率。
内部时钟选择器14响应于CLOCK_MONITOR信号而选择内部时钟发生器12所产生的内部时钟iCLK 1到iCLK m之一,并且输出所选的内部时钟iCLK。
内部时钟选择器14可响应于CLOCK_MONITOR信号和/或卡控制器230的状态信息而选择内部时钟发生器12所产生的内部时钟iCLK 1到iCLKm之一。
系统时钟选择器21根据时钟控制信号而在内部时钟信号iCLK、SIM_CLK信号和Ext CLK 1到Ext CLK n中选择一个时钟信号以作为系统时钟信号。
另外,系统时钟选择器21根据卡控制器230的状态信息和/或CLOCK_MONITOR信号而停用系统时钟信号或者选择系统时钟信号以作为高或低速率时钟。
系统时钟选择器21选择内部时钟选择器14的内部时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK。
当激活约3.25MHz的SIM卡时钟信号和约20MHz的存储卡时钟信号时,系统时钟选择器21可选择内部时钟选择器14所输出的约20MHz的内部时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK。在此情况下,系统时钟选择器21也可以选择约20MHz的存储卡时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK。
例如,当激活具有约3.25Mhz相对低速率的SIM卡时钟信号和具有约52Mhz相对高速率的存储卡时钟信号时,系统时钟选择器21选择由内部时钟选择器14所提供的3.25Mhz和52Mhz之间的约25Mhz的内部时钟信号以作为系统时钟信号SYSTEM CLOCK。
当激活约20MHz的存储卡时钟信号并且停用具有相对低时钟频率的SIM卡时钟信号时,系统时钟选择器21可以选择具有20MHz高速率的存储卡时钟信号或者具有20MHz高速率的内部时钟以作为系统时钟SYSTEMCLOCK。
当仅将3.25Mhz低速率SIM卡时钟从无效状态转换到活动状态,同时3.25Mhz低速率SIM卡时钟和20Mhz高速率存储卡时钟均处于停用状态时,系统时钟选择器21选择3.25Mhz低速率SIM卡时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK或者选择与SIM卡时钟信号的时钟频率相对应的内部时钟以作为系统时钟SYSTEM CLOCK。
例如,当将卡控制器230改变为睡眠模式,同时3.25Mhz低速率SIM卡时钟和20Mhz高速率存储卡时钟均处于停用状态时,系统时钟选择器21选择3.25Mhz低速率SIM卡时钟信号以作为系统时钟SYSTEM CLOCK。
SIM卡时钟选择器23根据时钟控制信号而从所选内部时钟信号、SIM_CLK、Ext CLK 1到Ext CLK n中选择一个时钟信号,并且产生部分CLOCK 1信号,将该部分CLOCK 1信号提供给用于与SIM卡主机130相连接的智能卡接口块231。
可替换地,SIM时钟选择器23可以只接收SIM_CLK信号,以根据时钟控制信号而将SIM_CLK信号作为部分CLOCK 1信号提供给智能卡接口块231。
例如,当由CLOCK_MONITOR信号检测到具有活动状态的SIM_CLK信号时,SIM时钟选择器230选择SIM_CLK信号以将SIM_CLK作为部分CLOCK 1信号而提供给智能卡接口块231。
存储卡时钟选择器29响应于时钟控制信号而从所选内部时钟信号、SIM_CLK信号、Ext CLK 1到Ext CLK n中选择一个时钟,并且产生部分CLOCK k信号以将该部分CLOCK k信号提供给用于与存储卡主机150相连接的存储卡接口块241。
可替换地,存储卡时钟选择器29可只接收由CLOCK_MONITOR信号所检测的具有活动状态的Ext CLK信号,以将Ext CLK信号作为部分CLOCK k而提供给存储卡接口块241。
存储卡时钟信号Ext CLK 1到Ext CLK n的数目与存储卡时钟选择器29以及存储卡接口块241的数目相对应。
例如,当由CLOCK_MONITOR信号检测到具有活动状态的Ext CLK 1信号时,存储卡时钟选择器29将该Ext CLK 1信号提供给对应的存储卡接口块241。
例如,当由CLOCK_MONITOR信号检测到具有活动状态的第一存储卡主机的Ext CLK 1和第二存储卡主机的Ext CLK 2时,存储卡时钟选择器29将该Ext CLK 1信号和Ext CLK 2信号提供给每个对应的存储卡接口块241。
时钟检测器16通过监控SIM_CLK信号和Ext CLK 1到Ext CLK n信号而产生CLOCK_MONITOR信号。CLOCK_MONITOR信号包括与SIM_CLK信号以及Ext CLK 1到Ext CLK n信号的状态有关的信息,例如信号是否被激活。
图4是图示根据本发明一个实施例的图3所示时钟管理器10的操作的状态图。
该时钟管理器10根据时钟管理器10是否同时接收到来自SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的时钟信号,或者是否停用了SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150的至少一个时钟信号,而控制卡控制器230的时钟信号。
在下文中,现在参考图4所示状态图来阐明时钟管理器10的操作。
参考图4,在状态1,EXT SIM_CLK信号具有无效状态,并且EXTMC_CLK信号具有无效状态。
SIM卡主机130提供了EXT SIM_CLK信号,并且存储卡主机150提供了EXT MC_CLK信号。
在状态2,EXT SIM_CLK信号具有无效状态并且EXT MC_CLK信号具有活动状态。
在状态3,EXT SIM_CLK信号具有活动状态并且EXT MC_CLK信号具有无效状态。
在状态4,EXT SIM_CLK信号具有活动状态并且EXT MC_CLK信号具有活动状态。
在数据传输期间,SIM卡主机130和存储卡主机150可使用彼此不同的时钟频率。
在关断电源电压之前停用SIM卡主机130和存储卡主机150的时钟信号。即,需要花费预定时间以在停用SIM卡主机130和存储卡主机150的时钟信号之后关断电源电压。
CLOCK_MONITOR信号包括与SIM卡主机130或存储卡主机150所提供的时钟信号的状态有关的信息。
四个状态中的每个状态均可改变到四个状态中的另一状态,并且在每次转变期间,根据时钟控制信号来控制系统时钟SYS_CLK。
例如,在从状态4向状态3转变期间,时钟管理器10根据存储卡主机150的停用的EXT MC_CLK信号基于卡控制器230的状态信息(睡眠、正常或停止模式)而将具有高时钟频率的SYS_CLK信号改变为具有低时钟频率的SYS_CLK信号。
在从状态1向状态2转换期间,时钟管理器10的存储卡时钟选择器29选择激活的EXT MC_CLK信号以提供给对应的存储卡接口模块241(EXTMC_CLK ON),并且当存储卡主机150提供了POR(Power-On-Reset:加电复位)命令时,系统时钟选择器21选择具有高时钟频率的激活EXTMC_CLK信号作为系统时钟SYS_CLK信号(401)。
反之,在从状态2向状态1转变期间,时钟管理器10的存储卡时钟选择器29切断从存储器时钟选择器29输出的EXT MC_CLK信号,并且当存储卡主机150的电源电压和SIM卡主机130的电源电压都停用(SYS_CLK OFF;403)时,系统时钟选择器21验证(或检验)POWER_MONITOR信号以切断从系统时钟选择器21输出的系统时钟SYS_CLK信号。
在从状态1向状态3转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23选择激活的SIM_CLK信号以将其提供给对应的SIM卡接口块(SIM_CLK ON),并且系统时钟选择器21选择低速率SIM_CLK信号作为系统时钟SYS_CLK(411)。
反之,在从状态3向状态1转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23切断从SIM时钟选择器23输出的SIM_CLK信号(SIM_CLK OFF),并且系统时钟选择器21检验电源监控信号PWR_MONITOR以确定存储卡主机150的电源电压和SIM卡主机130的电源电压是否都断开了。
当存储卡主机150的电源电压和SIM卡主机130的电源电压都断开时,系统时钟选择器21切断从系统时钟选择器21输出的系统时钟信号SYS_CLK以停用系统时钟信号SYS_CLK(409)。
在从状态2向状态4转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23选择激活的SIM_CLK信号以提供给对应的SIM卡接口块(SIM_CLK ON;407)。
在此情况下,可使高速率存储卡时钟信号MC_CLK连续用于系统时钟信号SYS_CLK。
反之,在从状态4向状态2转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23切断从SIM时钟选择器23输出的SIM_CLK信号(SIM_CLK OFF;405)。在此情况下,可使高速率存储卡时钟信号MC_CLK连续用于系统时钟信号SYS_CLK。
在从状态4向状态3转变期间,时钟管理器10的存储卡时钟选择器29切断从存储卡时钟选择器29输出的MC_CLK信号(MC_CLK OFF;415),并且系统时钟选择器21选择低速率SIM_CLK信号作为系统时钟SYS_CLK。
反之,在从状态3向状态4转变期间,时钟管理器10的存储卡时钟选择器29选择激活的MC_CLK信号以将其提供给对应的卡接口块241(MC_CLKON),并且系统时钟选择器21选择高速率MC_CLK信号作为系统时钟信号SYS_CLK(413)。
在从状态1向状态4转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23选择激活的SIM_CLK信号以将其提供给对应的SIM卡接口块231(SIM_CLKON),存储卡时钟选择器29选择高速率MC_CLK信号以将其提供给对应的存储卡接口块241(MC_SLK ON),并且系统时钟选择器21选择高速率MC_CLK信号作为系统时钟SYSTEM CLOCK(419)。
反之,在从状态4向状态1转变期间,时钟管理器10的SIM时钟选择器23切断从SIM时钟选择器23输出的SIM_CLK信号(SIM_CLK OFF),存储卡时钟选择器29切断从存储卡时钟选择器29输出的MC_CLK信号(MC_CLK OFF),系统时钟选择器21检验电源监控信号PWR_MONITOR以确定存储卡主机150的电源电压和SIM卡主机130的电源电压是否都断开了。
当存储卡主机150的电源电压和SIM卡主机130的电源电压都断开时,系统时钟选择器21切断从系统时钟选择器21输出的系统时钟信号SYS_CLK以停用系统时钟信号SYS_CLK(417)。
图5是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器230的电源管理器的方框图。
参考图5,电源管理器30包括多个IVC(内部电压控制器)32、多个二极管34、卡电源控制器36以及电源监控器38。
例如,当SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150都不提供电源电压时,或者当SIM卡主机130和至少一个存储卡主机150都同时提供电源电压时,电源管理器30管理卡控制器230的电源电压以降低功耗。
IVC 32接收诸如SIM VDD和Ext VDD 1到Ext VDD n这样的外部电源电压,并且将外部电源电压电平转换到卡控制器230的电压电平,以便经由二极管34而将所转换的外部电压提供给卡电源控制器36。
SIM VDD是用于智能卡主机130(或SIM卡主机)的电源电压,而ExtVDD 1到Ext VDD n是用于存储卡主机150的电源电压。
二极管34防止由于具有彼此不同电压电平的外部电源电压SIM VDD和Ext VDD 1到Ext VDD n所造成的反向电流。
卡电源控制器36接收外部电源电压SIM VDD和Ext VDD 1到Ext VDDn,以根据卡控制器230的状态信息而产生多个内部电源电压INTERNALPOWER 1和多个内部电源电压INTERNAL POWER 2。
例如,内部电源电压INTERNAL POWER 1用作卡控制器230的主电源电压,而内部电源电压INTERNAL POWER 2用作存储器模块250的电源电压。
电源监控器38监控外部电源电压SIM VDD和Ext VDD 1到Ext VDD n,以产生电源监控信息PWR MONITOR。
电源监控信息PWR MONITOR包括诸如SIM卡、MMC卡、SD卡、Memory Stick卡、Compact Flash卡、以及Smart Media卡的一个主机或多个主机所提供的电源电压的状态信息。
利用二进制值“1”和“0”,电源监控信息PWR MONITOR表示特定卡主机是否提供了电源电压。
此外,电源监控信息PWR MONITOR包括:第一状态,表示特定卡主机是否正提供电源电压;第二状态,表示电源电压提供处理是否完成;以及第三状态,表示是否切断了整个系统的电源电压。
图6是图示根据本发明一个实施例的图2所示卡控制器230的复位管理器50的方框图。
参考图6,复位管理器50包括复位处理单元52。
分别从例如SIM卡、MMC卡、SD卡、Memory Stick卡、Compact Flash卡、以及Smart Media卡这样的多个主机中产生诸如SIM RST和Ext RST 1到Ext RST n这样的复位信号。
SIM RST表示从智能卡主机130(或SIM卡主机)中所产生的复位信号,而Ext RST 1到Ext RST n是从多个存储卡主机150中所产生的。
复位管理器50控制多个卡主机间的复位操作,使得所产生的复位信号不得影响另一个卡主机的操作。
复位处理单元52接收来自图5所示电源管理器30的卡电源控制器36的内部电源电压INTER POWER 1和INTER POWER 2,接收从卡控制器230中所产生的诸如Time Out/Watch Dog Reset Request(超时/看门狗复位请求)的复位信号,接收来自多个卡主机的复位请求命令并且接收复位信号SIMRST和Ext RST 1到Ext RST n。
复位处理单元52产生诸如GLOBAL POR信号、部分RESET 1到部分RESET k、以及复位监控信号RESET_MONITOR的多个复位信号,所述多个复位信号根据电源监控信息PWR_MONITOR和时钟监控信息CLOCK_MONITOR而用于多接口卡200的复位操作。
复位监控信号RESET_MONITOR包括与多个卡主机是否产生了复位请求和/或复位信号有关的信息。
此外,复位监控信号RESET_MONITOR包括与是否产生了一个或多个部分复位信号有关的信息。
复位监控信号RESET_MONITOR表示使用每个卡主机所提供的复位信号的每个卡主机的复位状态。
复位状态表示该状态在复位操作之前、在复位操作期间、还是在复位操作之后。
GLOBAL POR(Global Power-On-Set:全局加电设置)信号是用于整个多接口卡200芯片的加电复位的复位信号。
Partial Reset 1到Partial Reset k信号表示用于复位多接口卡200的诸如SIM卡接口块231或存储卡接口块241的每一块的复位信号。
复位信号包括卡控制器230中所产生的POR(Power-On-Reset)信号、冷复位、热复位和内部复位信号,例如Time Out信号。
图7是图示根据本发明的一个实施例的图6所示复位管理器50的操作的流程图。
参考图7,复位管理器50检测每个卡主机的每个电源电压的状态转变(块S701)。
当激活电源电压时,复位管理器50参考电源监控信号PWR_MONITOR来确定卡主机中所提供的电源电压是否是施加到多接口卡200的初始电源电压(块S703)。
如果该电源电压是施加到多接口卡200的初始电源电压,那么复位管理器50产生GLOBAL POR(Power-On-Reset)信号(块S705)。
复位管理器50产生表示是否产生了部分RESET信号的RESET_MONITOR信息。
为了确定整个系统是否处于POR状态,基于电源监控PWR_MONITOR信号来确定是否切断了与多接口卡200相耦接的所有卡主机的每个电源电压。
当没有激活整个系统POR信号时,复位管理器50参考时钟监控CLOCK_MONITOR信号来确定提供该复位信号的对应卡主机是否正在工作(块S707)。
当提供复位信号的对应卡主机正在工作时,复位管理器50产生部分RESET信号以将该部分RESET信号提供给与提供该复位信号的卡主机相对应的卡主机接口块(块S709)。
复位管理器50还检测热复位,其中通过复位引脚接收复位信号或者接收复位请求命令(块S711)。
当检测到热复位时,复位管理器50参考电源监控信号PWR_MONITOR来检验哪个卡主机提供了该复位请求命令或复位信号。
复位管理器50产生与提供复位请求命令或复位信号的卡主机相对应的部分RESET信号,并且将该部分RESET信号提供到与提供该复位请求命令或者复位信号的卡主机相对应的卡主机接口块(块S713)。
图8是图示根据本发明一个实施例的存储器/协议仲裁器90的方框图。
存储器/协议仲裁器90对多个卡主机单独或同时提供的多个请求以及多个存储器使用请求进行解释,并且将所述多个请求以及多个存储器使用请求的优先权确定为适于在对应卡协议规范中所定义的正常操作。
存储器/协议仲裁器90根据该优先权而将所述多个请求提供给公共处理资源70,并且将所述多个存储器请求提供给公共存储器资源98。
所述多个主机可包括SIM卡主机130和存储卡主机150,例如,MMC卡主机、SD卡主机、Memory Stick卡主机、Compact Flash卡主机、以及Smart Media卡主机。
公共存储器资源98包括存储器模块250。或者,公共存储器资源98可包括数据存储器237和存储器模块250。
参考图8,存储器/协议仲裁器90包括等待列表92、优先权排列器93、请求选择器94以及存储器性能管理器96。
等待列表92顺序存储多个卡主机中所提供的多个请求以及多个存储器使用请求。可利用队列来实现等待列表92。
优先权排列器93根据协议性能数据91、等待列表92的状态、以及存储器性能数据95来对多个请求以及多个存储器使用请求进行优先权排列。
协议性能数据91包括取决于多个主机的协议性能的与正常操作条件有关的信息。
例如,协议性能数据91包括正常操作期间的正常操作所需响应时间、数据传送周期、数据处理时间和数据处理顺序(或优先权)。
存储器性能数据95包括与要访问的存储区的性能有关的信息。
例如,存储器性能数据95包括关于要访问的存储区是否用于专门应用程序的信息、以及关于另一个卡主机是否访问了该存储区的信息。
选择器94根据优先权排列器93所产生的优先权而在等待列表92中存储的多个请求以及多个存储器使用请求中选择请求以及存储器请求,将所选择的请求提供给公共处理资源70,并且将所选存储器使用请求提供给公共存储器资源98。
存储器性能管理器96监控多个存储器使用请求,以根据存储器使用请求的性能和要访问的存储器地址来更新存储器性能数据95。
可利用图9的协议仲裁器80和图10的存储器控制仲裁器100来实现存储器/协议仲裁器90。
图9是图示根据本发明一个实施例的协议仲裁器器的方框图。
协议仲裁器90对多个卡主机中单独或同时提供的多个请求进行解释,并且对所述多个请求进行优先权排列,以使其适于在对应卡协议规范中所定义的正常操作。
协议仲裁器90根据该优先权而将所述多个请求提供给公共处理资源70,以执行所述请求。
参考图9,协议仲裁器90包括等待列表82、优先权排列器86以及选择器88。
等待列表82顺序存储多个卡主机所提供的多个请求。
可利用队列来实现等待列表82。
优先权排列器86根据协议性能数据84和等待列表82的状态来对所述多个请求进行优先权排列。
选择器88根据优先权排列器93所确定的优先权而从等待列表82中存储的多个请求中选择请求,并且将所选请求提供给公共处理资源70。
公共处理资源70执行与选择器88所提供的请求相对应的操作。
图10是图示根据本发明一个实施例的存储器控制仲裁器的方框图。
存储器控制仲裁器100对多个卡主机单独或同时提供的多个存储器使用请求进行解释,并且对所述多个存储器请求进行优先权排列,以使其适于在对应卡协议规范中所定义的正常操作。
存储器控制仲裁器100将多个存储器使用请求提供给多接口卡200中的公共存储器资源98。
参考图10,存储器控制仲裁器100包括等待列表102、优先权排列器103、选择器104以及存储器性能管理器96。
等待列表102顺序存储多个卡主机所提供的多个存储器使用请求。
优先权排列器103根据协议性能数据91、等待列表102的状态以及存储器性能数据95来对等待列表102中存储的多个存储器使用请求进行优先权排列。
选择器104根据优先权排列器93所产生的优先权而在等待列表102中存储的多个存储器请求中选择一个存储器使用请求,并且将所选存储器使用请求提供给公共处理资源98。
存储器性能管理器96监控存储器请求,以根据存储器请求的性能和所要访问的存储器地址来更新存储器性能数据95。
根据本发明的一个实施例,例如,当SIM卡和至少一个存储卡不是分别地装配在移动电话管理多媒体卡系统上时,多接口卡可同时支持SIM卡接口和存储卡接口。因而,一个多接口卡可支持用户的认证功能和数据存储功能。
此外,可降低移动电话的制造成本,并且可实现减少SIM卡和存储卡在移动电话中所占用的区域。
此外,监控智能卡主机的时钟和存储卡主机的时钟,并且系统时钟频率可以根据如睡眠模式、正常模式和停止模式这样的操作模式而改变为低时钟频率或高时钟频率。因而,可降低多接口卡系统的功耗。
此外,多接口卡监控从多个卡主机同时或单独接收的多个时钟、电源信号以及复位信号,并且管理提供给智能卡接口和存储卡接口的时钟和电源信号。因而,可降低多接口卡系统的功耗。
尽管已详细描述了本发明的实施例,但是应当理解在不脱离本发明范围的情况下,这里可以做出各种改变、替换和变更。

Claims (55)

1.一种多接口卡,包括:
智能卡接口,配置为利用智能卡协议而与智能卡主机相连接;
存储卡接口,配置为利用存储卡协议而与至少一个存储卡主机相连接;
卡控制器,配置为分别控制所述智能卡主机和至少一个存储卡主机以同时与智能卡接口和存储卡接口相连接;以及
存储器模块,配置为存储从所述智能卡主机和至少一个存储卡主机传送的数据。
2.根据权利要求1的多接口卡,其中在卡控制器之外实现存储器模块。
3.根据权利要求1的多接口卡,其中在卡控制器上实现存储器模块。
4.根据权利要求1的多接口卡,其中该智能卡协议是与接触型智能卡标准相对应的ISO 7816协议。
5.根据权利要求1的多接口卡,其中该智能卡协议是与非接触型智能卡标准相对应的ISO 14443协议。
6.根据权利要求1的多接口卡,其中所述智能卡主机和至少一个存储卡主机被耦接到移动设备。
7.根据权利要求1的多接口卡,其中该智能卡主机以第一时钟信号的第一时钟频率和第一电源电压工作,而该至少一个存储卡主机以第二时钟信号的第二时钟频率和第二电源电压工作,并且其中该卡控制器通过根据预定的状态转变有选择地提供系统时钟信号和卡控制器的至少一个内部电源电压来同时支持智能卡主机和至少一个存储卡主机。
8.根据权利要求7的多接口卡,其中,当同时施加智能卡主机的第一时钟信号和至少一个存储卡主机的第二时钟信号时、或者当切断第一时钟和第二时钟中的至少一个时钟时、或者当施加第一时钟信号或第二时钟信号时,建立所述预定的状态转变。
9.根据权利要求7的多接口卡,其中,该卡控制器监控智能卡主机的第一电源电压和至少一个存储卡主机的第二电源电压以产生与第一电源电压和第二电源电压的每个电源状态相对应的至少一个内部电源电压,使得卡控制器同时支持智能卡主机和至少一个存储卡主机。
10.根据权利要求7的多接口卡,其中,该卡控制器监控智能卡主机的第一时钟信号和至少一个存储卡主机的第二时钟信号以产生与第一时钟信号和第二时钟信号的每个状态相对应的至少一个内部时钟信号,使得卡控制器同时支持智能卡主机和至少一个存储卡主机。
11.根据权利要求1的多接口卡,其中,当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号时,内部时钟信号具有第一时钟信号和第二时钟信号的时钟频率中的相对高的时钟频率,并且其中该卡控制器提供该内部时钟信号作为系统时钟信号。
12.根据权利要求11的多接口卡,其中,当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号之后停用第二时钟信号时,该卡控制器选择第一时钟信号作为系统时钟信号。
13.根据权利要求11的多接口卡,其中,当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号之后卡控制器的模式改变为睡眠模式时,卡控制器选择第一时钟信号作为系统时钟信号。
14.根据权利要求1的多接口卡,其中,该卡控制器包括协议管理器,配置为对从至少一个存储卡主机和智能卡主机接收的多个请求进行优先权排列。
15.根据权利要求14的多接口卡,其中,该协议管理器利用令牌解释器来对所述至少一个存储卡主机和智能卡主机的多个请求进行解释,并且根据对智能卡协议和存储卡协议中所定义的正常操作的每个响应时间来对所述请求进行优先权排列。
16.根据权利要求15的多接口卡,其中该协议管理器包括:
优先权排列器,配置为根据对智能卡协议或存储卡协议中所定义的正常操作的每个响应时间而对智能卡主机和至少一个存储卡主机的请求进行优先权排列;以及
选择器,配置为选择所述请求之一,以便根据由优先权排列器所确定的优先权来对卡控制器中的包括处理器和总线的共享处理资源的使用进行优先权排列。
17.根据权利要求1的多接口卡,其中该卡控制器包括:存储器控制管理器,配置为对存储器模块的多个存储器使用请求进行优先权排列。
18.根据权利要求17的多接口卡,其中,该存储器控制管理器利用令牌解释器来对智能卡主机和至少存储卡主机所产生的多个存储器使用请求进行解释,并且根据对于对应存储卡协议中所定义的正常操作的每个响应时间来对所述存储器使用请求进行优先权排列。
19.根据权利要求18的多接口卡,其中该存储器控制管理器包括:
优先权排列器,配置为根据对于对应卡主机协议中所定义的正常操作的响应时间来对至少一个存储卡主机的请求进行优先权排列;以及
选择器,配置为根据由优先权排列器所确定的优先权来选择存储器使用请求,以将所选存储器使用请求提供给存储器模块。
20.根据权利要求1的多接口卡,其中该卡控制器包括:时钟管理器,配置为根据时钟控制信号来选择至少一个内部时钟信号作为系统时钟信号,并且配置为根据该时钟控制信号而将智能卡的第一时钟信号提供给智能卡接口,并将至少一个存储卡主机的第二时钟信号提供给存储卡接口。
21.根据权利要求20的多接口卡,其中该时钟管理器包括:时钟检测器,配置为监控第一时钟信号和第二时钟信号的每个状态,以产生表示激活还是停用第一时钟信号和第二时钟信号中的每一个的时钟监控信号。
22.根据权利要求21的多接口卡,其中该时钟管理器包括:
内部时钟选择器,配置为响应于该时钟控制信号而选择至少一个内部时钟信号的一个时钟信号;以及
系统时钟选择器,配置为响应于该时钟控制信号而在所选内部时钟信号、第一时钟信号和第二时钟信号中选择一个时钟信号作为系统时钟信号。
23.根据权利要求22的多接口卡,其中该时钟管理器包括:
智能卡时钟选择器,配置为响应于该时钟控制信号而选择第一时钟信号,以将所选第一时钟信号提供给智能卡接口;以及
存储卡时钟选择器,配置为响应于该时钟控制信号而选择第二时钟信号,以将所选第二时钟信号提供给存储卡接口。
24.根据权利要求20的多接口卡,其中该时钟控制信号包括时钟监控信号、电源监控信号、复位监控信号、或与卡控制器有关的状态信息。
25.根据权利要求20的多接口卡,其中该卡控制器进一步包括:电源管理器,配置为监控智能卡主机的第一电源电压和至少一个存储卡主机的第二电源电压以控制内部电源电压。
26.根据权利要求25的多接口卡,其中该电源管理器根据所述与卡控制器有关的状态信息而产生公共电源电压以及用于存储器模块的第三电源电压以作为内部电源电压。
27.根据权利要求25的多接口卡,其中:当关断至少一个存储卡主机的第二电源电压时,电源管理器关断存储器模块的第三电源电压以便降低卡控制器的功耗。
28.根据权利要求25的多接口卡,其中该电源管理器包括:
电压控制器,配置为改变第一电源电压和第二电源电压的每个电压电平;
卡电源控制器,配置为利用已改变的第一电源电压和已改变的第二电源电压而产生公共电源电压和用于存储器模块的第三电源电压;以及
电源监控器,配置为监控第一电源电压和第二电源电压的每个电源状态,以产生包括第一电源电压和第二电源电压的电源状态的电源监控信息。
29.根据权利要求28的多接口卡,其中该第一电源电压具有与第二电源电压的第二电压电平不同的第一电压电平。
30.根据权利要求29的多接口卡,其中该电源管理器进一步包括与电压控制器相耦接的二极管,配置为防止反向电流。
31.根据权利要求25的多接口卡,其中该卡控制器进一步包括:复位管理器,配置为根据时钟监控信号和电源监控信号来控制智能卡主机和至少一个存储卡主机的复位操作。
32.根据权利要求31的多接口卡,其中当根据电源监控信号而将智能卡主机的第一电源电压或至少一个存储卡主机的第二电源电压确定为初始电源电压时,该复位管理器产生全局加电复位信号。
33.根据权利要求32的多接口卡,其中当激活提供复位信号的卡主机的时钟信号时,复位管理器参考时钟监控信号而产生部分加电复位信号,以便对提供复位信号的卡主机进行复位。
34.一种多接口卡,包括:
第一卡接口,配置为与具有认证功能的第一卡主机相连接;
第二卡接口,配置为与具有数据存储功能的至少一个第二卡主机相连接;
存储器模块,配置为存储从第一卡主机和至少一个第二卡主机传送的数据;以及
卡控制器,配置为监控第一卡主机和至少一个第二卡主机的时钟信号、电源电压或复位信号,并且配置为控制该时钟信号、电源电压或复位信号。
35.根据权利要求34的多接口卡,其中,该第一卡主机是智能卡主机,并且该第二卡主机是存储卡主机。
36.根据权利要求34的多接口卡,其中该卡控制器包括:协议管理器,配置为对第一卡主机和第二卡主机的多个请求进行解释,并且配置为根据与第一卡主机相对应的第一协议以及与至少一个第二卡主机相对应的第二协议中所定义的正常操作的响应时间而对所述多个请求进行优先权排列。
37.根据权利要求36的多接口卡,其中该卡控制器进一步包括:存储器控制管理器,配置为对第一卡主机和至少一个第二卡主机的多个存储器模块使用请求进行优先权排列。
38.根据权利要求35的多接口卡,其中:在同时激活第一时钟信号和第二时钟信号时,卡控制器产生具有智能卡主机的第一时钟信号和存储卡主机的第二时钟信号的时钟速率中的相对高的时钟频率的内部时钟信号,并且其中该卡控制器提供该内部时钟信号作为系统时钟信号。
39.根据权利要求35的多接口卡,其中:当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号之后停用第二时钟信号时,该卡控制器选择第一时钟信号作为系统时钟。
40.根据权利要求35的多接口卡,其中该卡控制器进一步包括:电源管理器,配置为监控智能卡主机的第一电源电压和至少一个存储卡主机的第二电源电压以控制内部电源电压。
41.根据权利要求40的多接口卡,其中:当关断智能卡主机的第一电源电压时,该电源管理器关断存储器模块的第三电源电压以便降低卡控制器的功耗。
42.根据权利要求34的多接口卡,其中该卡控制器进一步包括:复位管理器,配置为根据时钟监控信号和电源监控信号来控制智能卡主机和至少一个存储卡主机的每个复位操作。
43.根据权利要求42的多接口卡,其中当根据该电源监控信号而将智能卡主机的第一电源电压或至少一个存储卡主机的第二电源电压确定为最初提供给卡控制器的初始电源电压时,该复位管理器产生全局加电复位信号。
44.根据权利要求43的多接口卡,其中当激活提供复位信号的卡主机的时钟信号、并且没有将智能卡主机的第一电源电压或至少一个存储卡主机的第二电源电压确定为初始电源电压时,该复位管理器根据该时钟监控信号而产生部分加电复位信号,以便对提供该复位信号的卡主机进行复位。
45.一种智能卡和存储卡之间的多接口连接的方法,该方法包括:
通过智能卡接口而接收来自智能卡主机的第一请求或第一存储器使用请求;
通过存储卡接口而接收来自至少一个存储卡主机的第二请求或第二存储器使用请求;
根据智能卡协议和存储卡协议中所定义的正常操作的条件而对第一请求、第二请求、第一存储器使用请求和第二存储器使用请求进行优先权排列;
根据该优先权而执行与第一请求和第二请求相对应的操作;以及
根据该优先权而将第一存储器使用请求和该第二存储器使用请求提供给存储器模块。
46.根据权利要求45的方法,其中该正常操作的条件包括对于智能卡协议和存储卡协议中所定义的正常操作的响应时间。
47.根据权利要求45的方法,进一步包括:通过监控智能卡主机的第一时钟信号和至少一个存储卡主机的第二时钟信号而产生表示第一时钟信号和第二时钟信号的每个状态的时钟监控信号。
48.根据权利要求47的方法,进一步包括:当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号时,产生具有第一时钟信号和第二时钟信号的时钟频率中的相对高的时钟频率的内部时钟信号,其中将该内部时钟信号提供给多接口卡以作为系统时钟信号。
49.根据权利要求48的方法,进一步包括,当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号之后停用第二时钟信号时,选择第一时钟信号作为系统时钟信号。
50.根据权利要求48的方法,进一步包括,当同时激活第一时钟信号和第二时钟信号之后将模式改变为睡眠模式时,选择第一时钟信号作为系统时钟信号。
51.根据权利要求48的方法,进一步包括:
通过监控智能卡主机的第一电源电压和至少一个存储卡主机的第二电源电压的每个电源状态而产生包括第一电源电压和第二电源电压的电源状态的电源监控信号;以及
根据多接口卡的操作模式而产生多接口卡的共享电源电压和存储器模块的第三电源电压。
52.根据权利要求51的方法,进一步包括:当关断至少一个存储卡主机的第二电源电压时,关断存储器模块的第三电源电压。
53.根据权利要求52的方法,进一步包括:根据时钟监控信号和电源监控信号来控制智能卡主机或至少一个存储卡主机的复位操作。
54.根据权利要求51的方法,进一步包括,当根据电源监控信号而将智能卡主机的第一电源电压或至少一个存储卡主机的第二电源电压确定为最初提供给多接口卡的初始电源电压时,产生全局加电复位信号。
55.根据权利要求51的方法,进一步包括,当激活提供复位信号的卡主机的时钟信号、并且没有将智能卡主机的第一电源电压或至少一个存储卡主机的第二电源电压确定为初始电源电压时,根据该时钟监控信号产生部分加电复位信号,以便对提供该复位信号的卡主机进行复位。
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