DE102008049671B4 - Method for operating a chip card controller and a correspondingly configured chip card controller - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers (1) mit Leckstromreduktionseinrichtung (2), bei welchem Verfahren die Leckstromreduktionseinrichtung (2) in Abhängigkeit einer Feldstärke zur Energieversorgung des Chipcard-Kontrollers (1) gesteuert wird wobei die Leckstromreduktionseinrichtung (2) mittels Steuerung einer Body Biasing Spannung (4) steuerbar ist, und wobei die Leckstromreduktionseinrichtung mittels Steuerung einer Virtual Ground Spannung (5) steuerbar ist, und wobei ein Leckstrom des Chipkarten-Kontrollers (1) mittels der Leckstromreduktionseinrichtung (2) vor einer erwarteten Änderung der Feldstärke mittels Steuerung der Versorgungsspannung durch ein Softwareprogramm und/oder Hardwareprogramme einstellbar ist.Method for operating a chip card controller (1) with a leakage current reduction device (2), in which method the leakage current reduction device (2) is controlled as a function of a field strength for supplying energy to the chip card controller (1), wherein the leakage current reduction device (2) is controllable by controlling a body biasing voltage (4), and wherein the leakage current reduction device is controllable by controlling a virtual ground voltage (5), and wherein a leakage current of the chip card controller (1) is adjustable by means of the leakage current reduction device (2) before an expected change in the field strength by controlling the supply voltage by a software program and/or hardware programs.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduktion von Leckströmen, wie es beispielsweise in Chipkarten-Kontrollern verwendet werden kann, mittels bereitgestellter Energie.The present invention relates to a method for reducing leakage currents, as can be used, for example, in chip card controllers, by means of provided energy.
Eine Reduktion bzw. Minimierung von Leckströmen in Integrierten Schaltungen ist notwendig, um eine Leistungsaufnahme so gering wie möglich zu halten. Durch diese Maßnahme wird unter anderem eine Erhöhung der Temperatur des Chipkarten-Controllers minimiert. Ein Leistungsverbrauch durch Leckströme kann dabei dadurch reduziert werden, indem man in der Literatur bekannte Techniken wie „Body-Biasing“ anwendet. Dabei wird ein Potential am Source-Anschluss eines Transistors angehoben, wobei die Bulk-Spannung weiterhin auf einem Bezugs- bzw. Massepotential verbleibt. Der Leistungsverbrauch durch Leckströme kann den gesamten Leistungsverbrauch eines Systems erheblich beeinflussen und somit beispielsweise die Lebensdauer von Batterien in mobilen Geräten bestimmen.A reduction or minimization of leakage currents in integrated circuits is necessary in order to keep power consumption as low as possible. This measure minimizes, among other things, an increase in the temperature of the chip card controller. Power consumption due to leakage currents can be reduced by applying techniques known from the literature such as "body biasing". In this process, a potential at the source terminal of a transistor is raised, while the bulk voltage remains at a reference or ground potential. The power consumption due to leakage currents can significantly influence the overall power consumption of a system and thus, for example, determine the service life of batteries in mobile devices.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduktion von Leckströmen besteht darin, einen so genannten „Virtual Ground“ bzw. ein virtuelles Massepotential zu verwenden, wenn sich der Chipkarten-Kontroller im Sleep-Modus, d.h. ein Zugriff findet nicht statt, befindet. Typischerweise sind integrierte Schaltungen zwischen ein Versorgungspotential und ein Bezugspotential bzw. Massepotential geschaltet. Wird in beispielsweise einem Sleep-Modus auf die integrierte Schaltung nicht zugegriffen, wird ein fest eingestelltes virtuelles Massepotential verwendet, welches betragsmäßig zwischen dem Massepotential und dem Versorgungspotential liegt. Dadurch ergeben sich durch die niedrigere Differenz der Potentiale geringere Leckströme der Transistoren einer integrierten Schaltung und die Data Retention Time, die Zeit in der der Chipkarten-Kontroller funktioniert, wird verlängert.Another way to reduce leakage currents is to use a so-called "virtual ground" or a virtual ground potential when the chip card controller is in sleep mode, i.e. no access is taking place. Integrated circuits are typically connected between a supply potential and a reference potential or ground potential. If the integrated circuit is not accessed in sleep mode, for example, a fixed virtual ground potential is used, which lies between the ground potential and the supply potential. The lower difference in potentials results in lower leakage currents in the transistors of an integrated circuit and the data retention time, the time during which the chip card controller functions, is extended.
Bisher wurde der Leckstrom nur in dezidierten Betriebsmodi des Chipkarten-Kontrollers verringert. Der Chipkarten-Kontroller kann hierbei nicht dynamisch auf Änderungen der Energieversorgung während eines Betriebsmodus reagieren, beispielsweise im „Operations-Modus“. Insbesondere bei RFversorgten Chipkarten-Kontroller können „Energielücken“ auftreten, die im Standard ISO14443 Typ A spezifiziert sind. In diesen „Energielücken“ muss der verbrauchte Strom, insbesondere bei Hohen Temperaturen vor allem der Leckstrom,von den sogenannten Stützkapazitäten geliefert werden.So far, the leakage current has only been reduced in dedicated operating modes of the chip card controller. The chip card controller cannot react dynamically to changes in the energy supply during an operating mode, for example in "operation mode". In particular, with RF-supplied chip card controllers, "energy gaps" can occur, which are specified in the ISO14443 Type A standard. In these "energy gaps", the consumed current, especially the leakage current at high temperatures, must be supplied by the so-called backup capacitances.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Chipkarten-Kontroller bereitzustellen, dessen Energieverbrauch in den Betriebs-Modi anpassbar ist.The present invention is therefore based on the object of providing a chip card controller whose energy consumption can be adapted in the operating modes.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 bis 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben jeweils vorteilhafte Ausprägungen der vorliegenden Erfindung.This object is achieved by the subject matter of
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers mit Leckstromreduktionseinrichtung wird die Leckstromreduktionseinrichtung in Abhängigkeit einer Feldstärke zur Energieversorgung des Chipcard-Kontrollers gesteuert.In a method according to the invention for operating a chip card controller with a leakage current reduction device, the leakage current reduction device is controlled as a function of a field strength for supplying energy to the chip card controller.
In dem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers ist die Leckstromreduktionseinrichtung ferner mittels Steuerung einer Body Biasing Spannung steuerbar.In the method for operating a chip card controller, the leakage current reduction device can further be controlled by controlling a body biasing voltage.
In dem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers ist die Leckstromreduktionseinrichtung ferner mittels Steuerung einer Virtual Ground Spannung steuerbar.In the method for operating a chip card controller, the leakage current reduction device can further be controlled by controlling a virtual ground voltage.
In dem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers ist der Leckstrom des Chipkarten-Kontrollers ferner mittels der Leckstromreduktionseinrichtung vor einer erwarteten Änderung der Feldstärke mittels Steuerung der Versorgungsspannung durch Hardwareprogramme einstellbar, und/oderIn the method for operating a chip card controller, the leakage current of the chip card controller can further be adjusted by means of the leakage current reduction device before an expected change in the field strength by controlling the supply voltage by hardware programs, and/or
durch ein Softwareprogramm einstellbar.adjustable using a software program.
In einem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers wird durch die Reduktion des Leckstromes die Data Retention Time verlängert. Die Data Retention Time ist ein Maß für die Funktionsdauer eines Chipkarten-Kontrollers.In a method for operating a chip card controller, the data retention time is extended by reducing the leakage current. The data retention time is a measure of the functional life of a chip card controller.
In einem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers ist der Chipkarten-Kontroller ein RFID Kontroller.In a method for operating a chip card controller, the chip card controller is an RFID controller.
In einem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers ist der Chipkarten-Kontroller ein kontaktbasierter Chipkarten-Kontroller.In a method of operating a smart card controller, the smart card controller is a contact-based smart card controller.
Ein Chipkarten-Kontroller ist geeignet zur Verwendung in dem Verfahren zum Betreiben eines Chipkarten-Kontrollers.
-
1 zeigt schematisch einen Chipkarten-Kontroller mit Leckstromreduktionseinrichtung. -
2 zeigt die Verlängerung der Data Retention Zeit in Abhängigkeit der Versorgungsspannung. -
3 zeigt die Verlängerung der Data Retention Zeit in Abhängigkeit der Body Biasing Spannung und der Virtual Ground Spannung.
-
1 shows a schematic diagram of a chip card controller with leakage current reduction device. -
2 shows the extension of the data retention time depending on the supply voltage. -
3 shows the extension of the data retention time depending on the body biasing voltage and the virtual ground voltage.
Die Leckstromreduktionseinrichtung 2 der
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 11
- Chipkarten-KontrollerChip card controller
- 22
- LeckstromreduktionseinrichtungLeakage current reduction device
- 33
- Feldstärke, Versorgungsspannung VddField strength, supply voltage Vdd
- 44
- Body Biasing Spannung VbsBody Biasing Voltage Vbs
- 55
- Virtual Ground Spannung VvgVirtual Ground Voltage Vvg
- 66
- Erster EingangFirst entrance
- 77
- Zweiter EingangSecond entrance
- 88th
- Masse AnschlussGround connection
- 100, 200, 300, 400100, 200, 300, 400
- Verlauf der Body Biasing SpannungCourse of the body biasing voltage
Claims (6)
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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WO2001018748A1 (en) | 1996-10-07 | 2001-03-15 | Leighton Keith R | Hot lamination process for the manufacture of a combination contact/contactless smart card and product resulting therefrom |
US20060050590A1 (en) | 2004-08-11 | 2006-03-09 | Stmicroelectronics Pvt. Ltd. | Logic device with reduced leakage current |
DE102007002150A1 (en) | 2007-01-15 | 2008-07-31 | Infineon Technologies Ag | Concept for the reduction of leakage currents of integrated circuits with at least one transistor |
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2008
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Non-Patent Citations (2)
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Kalman-Filter. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 09.12.2007. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalman-Filter&oldid=39877912 [abgerufen am 07.08.2023] |
Regelkreis. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 31.08.200804.06.2007. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Regelkreis&oldid=50192860 [abgerufen am 07.08.2023] |
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