DE102019102332A1

DE102019102332A1 - Spannungsregelung

Info

Publication number: DE102019102332A1
Application number: DE102019102332.7A
Authority: DE
Inventors: Tuck Weng POON; Peter Eckehard KOLLIG; Fred G. Benkley III
Original assignee: Idex ASA
Current assignee: Idex Biometrics Asa No
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-08-01

Abstract

Ein biometrisches Modul ist implementiert auf einem einzelnen integrierten Schaltungschip, wobei das Modul konfiguriert ist, um eine Verarbeitung als Teil einer Funktion auszuführen, welche einer Vorrichtung zugeordnet ist, welche konfiguriert ist, um kontaktlose Kommunikation mit einem Terminal auszuführen, wobei das Modul konfiguriert ist, um die Verarbeitung in der analogen und digitalen Domäne auszuführen, und umfassend: eine power harvesting unit, welche konfiguriert ist, um eine Spannung aus einem drahtlosen, an einer Antenne der Vorrichtung empfangenen Signal zu induzieren, um die Verarbeitung des Moduls zu versorgen; eine oder mehrere Komponenten, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der digitalen Domäne auszuführen; eine oder mehrere Komponenten, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen; und erste und zweite Spannungsregler, die parallel angeordnet sind und jeweils Eingänge haben, um eine Eingangsspannung zu empfangen, die aus einer von der power harvesting unit induzierten Spannung erzeugt wird, wobei der erste Spannungsregler konfiguriert ist, um eine erste geregelte Spannung an die Modulkomponenten auszugeben, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen und der zweite Spannungsregler konfiguriert ist, um eine zweite geregelte Spannung, die niedriger ist als die erste geregelte Spannung, an die Modulkomponenten auszugeben, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der digitalen Domäne auszuführen.

Description

GEBIET
Diese Erfindung betrifft die Spannungsregelung in einer Vorrichtung, die Leistung über kontaktlose Mechanismen empfängt, beispielsweise eine kontaktlose Smart Card.
HINTERGRUND
Eine Smart Card kann sich auf Vorrichtung beziehen, die einen embedded integrated circuit chip (Chip mit eingebettetem integriertem Schaltkreis) und einen internen Speicher beinhaltet. Dieser interne Speicher kann auf dem integrated circuit chip angeordnet sein, oder ein separater, in der Karte eingebetteter Chip sein. Eine Smart Card kann eine Kontaktkarte; eine kontaktlose Karte sein, oder kann fähig sein, als eine Kontaktkarte oder kontaktlose Karte zu funktionieren. Smart Cards existieren in einer breiten Vielfalt von Formfaktoren, einschließlich Plastikkarten, Schlüsselanhänger, Uhren, Wearables (tragbare Vorrichtungen), elektronische Pässe und USB-basierte Tokens und Subscriber Identification Modules (SIMs), wie sie in Mobiltelefonen verwendet werden.
Eine Kontaktkarte kommuniziert mit einem Terminal (z. B. einem Kartenleser) durch physisches Verbinden mit dem Terminal. Zum Beispiel kann eine Kontaktkarte eine oder mehrere Kontaktpads umfassen, die elektrische Konnektivität mit einem Terminal bereitstellen, wenn die Karte und das Terminal in geeigneten physischen Kontakt gebracht werden (z. B. durch Einführen der Karte in einen Schlitz in dem Terminal).
Eine kontaktlose Karte kommuniziert mit einem Terminal ohne direkten physischen Kontakt. Typischerweise kommuniziert eine kontaktlose Karte mit einem Terminal über Funkwellen. Die kontaktlose Karte kann eine Antenne aufweisen, um ein elektromagnetisches Signal, wie ein vom Terminal ausgesendetes Hochfrequenzsignal, zu empfangen. Ebenso können mithilfe der Antenne der Karte Daten von der Karte zurück an das Terminal kommuniziert werden.
Einige kontaktlose Karten sind „passiv“. Eine passive Karte versorgt den eingebetteten Chip aus Energie, die von dem vom Terminal gesendeten Signal gesammelt wird. Ein Weg, um Energie von dem gesendeten Signal zu sammeln ist, die Antenne als eine Spule anzuordnen, die eine Spannung über ihre Terminals durch Induktion induziert, wenn das gesendete Signal empfangen wird.
Smart-Card-Technologie wird in einer Vielfalt von Vorrichtungen implementiert, die verwendet werden, um zunehmend verschiedene Funktionen auszuführen, beispielsweise Zahlungen auszuführen, einem Nutzer physischen Zutritt in einem Bereich einer Umgebung zu gewährleisten, persönliche Identifizierungsinformation des Nutzers zu speichern, einen Nutzer identifizieren oder authentifizieren, etc. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, dass eine Vorrichtung viele verschiedene Funktionen ausführen kann.
Es gibt einige auftretende Schwierigkeiten, wenn versucht wird, viele Funktionalitäten in eine Smart-Card-Technologie verwendende Vorrichtung zu implementieren, insbesondere wenn eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um eine „Basisfunktion“ oder primäre Funktion auszuführen, angepasst wird, um zusätzliche Funktionen auszuführen. Ein Problem ist, dass die in der Smart-Card-Technologie bestimmenden Industriestandards ursprünglich für Zahlungs-/Authentifizierungskarten entworfen wurden. Die existierende Infrastruktur wurde daher in Übereinstimmung mit diesen Standards entworfen und ist geeignet, um diese primäre Funktion der Vereinfachung von Zahlungen oder Transaktionen mit Leistung zu versorgen, was zu Einschränkungen der Leistung führen kann, die durch irgendeine zusätzliche, auf die Karte angeordnete Funktionalität verbraucht werden kann. Dieses Problem kann durch die Tatsache verschlimmert werden, dass zusätzliche Funktionen mehr Leistung verbrauchen könnten und/oder Leistung für eine längere Zeitperiode erfordern könnten, als die primäre Funktion der Karte. Ein weiteres Problem ist, dass für in einem kontaktlosen Modus arbeitende Karten die Leistung, die durch die zusätzliche Funktonalität gezogen wird, die Lastmodulation des vom Terminal gesendeten Signals beeinträchtigen könnte, was auf dem Terminal als zusätzliches Rauschen erscheinen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein biometrisches Modul und eine Vorrichtung wie in den angehängten Ansprüchen definiert, bereitgestellt.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von Beispielen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen:

1 zeigt eine Vorrichtung, die zur kontaktlosen Kommunikation mit einem Terminal fähig ist;
2 zeigt eine detailliertere Ansicht des Moduls der in 1 gezeigten Vorrichtung;
3 zeigt ein Beispiel einer Regelschaltung zum Ausgeben geregelter Spannungen an analoge und digitale Komponenten des Moduls;
4 zeigt ein Zeitdiagramm zum Ausführen von Verarbeitungsschritten durch das Modul und Kommunikationen zwischen der Vorrichtung und dem Terminal.
5 zeigt ein Flussdiagramm von Schritten, die von dem Modul ausgeführt werden, um eine oder mehrere verschiedene Operationen innerhalb des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Kommunikationen zwischen der Vorrichtung und dem Terminal auszuführen.
6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Regelschaltung zum Ausgeben geregelter Spannungen an analoge und digitale Komponenten des Moduls.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung ist gerichtet auf eine Vorrichtung, die zur kontaktlosen Kommunikation mit einem Terminal fähig ist. Die Vorrichtung beinhaltet eine Antenne zum Empfangen eines vom Terminal ausgesendeten, drahtlosen Signals, und ein Modul, das konfiguriert ist, um eine Verarbeitung als Teil einer Implementierung einer der Vorrichtung zugeordneten Funktion auszuführen. Diese Funktion kann beispielsweise eine biometrische Authentifizierung eines Nutzers der Vorrichtung sein. Das Modul ist mit einer digitalen Domäne und einer analogen Domäne eingerichtet. Die digitale Domäne beinhaltet eine Schaltungsanordnung, die eine Verarbeitung in der digitalen Domäne ausführt, d. h. sie führt digitale Verarbeitung aus. Die analoge Domäne beinhaltet eine Schaltungsanordnung, die eine Verarbeitung in der analogen Domäne ausführt, d. h. sie führt analoge Verarbeitung aus. Beide, die analoge und die digitale Verarbeitung könnten von dem Modul als Teil einer Implementierung der der Vorrichtung zugeordneten Funktion ausgeführt werden, aber es kann bestimmte Anteile oder Blöcke dieser Verarbeitung geben, die nur die Durchführung von analoger und/oder digitaler Verarbeitung erfordern. Die Entscheidung, ob ein Verarbeitungsblock analoge und/oder digitale Verarbeitung erfordert, könnte von einer Steuereinheit innerhalb der Vorrichtung durchgeführt werden.
Das Modul beinhaltet eine power harvesting unit zum drahtlosen Sammeln von Energie aus einem Signal, das vom Terminal ausgesendet und an der Antenne der Vorrichtung empfangen wird, um die Karte, einschließlich der Verarbeitung im Modul, zu versorgen. Die power harvesting unit induziert eine Spannung aus dem an der Antenne empfangenen Signal. Eine Spannungsreglerschaltung innerhalb der Vorrichtung erzeugt geregelte Ausgabespannungen aus der induzierten Spannung, um die Schaltungsanordnung des Moduls zu versorgen. Die Spannungsreglerschaltung beinhaltet zwei parallel angeordnete Spannungsregler. Die Spannungsregler arbeiten jeweils, um eine entsprechende geregelte Spannung auszugeben, wobei die geregelte Spannung des ersten Reglers höher ist als die geregelte Spannung des zweiten Reglers. Der erste Regler ist eingerichtet, um seine geregelte Spannung an die Schaltungsanordnung des Moduls auszugeben, die in der analogen Domäne arbeitet, und der zweite Regler ist eingerichtet, um seine geregelte Spannung an die Schaltungsanordnung des Moduls auszugeben, die in der digitalen Domäne arbeitet. Auf diese Weise können verschiedene geregelte Spannungen an die digitalen und analogen Domänen des Moduls bereitgestellt werden. Dies ist günstig, da erkannt wurde, dass analoge Verarbeitung typischerweise eine höhere Spannung erfordert als digitale Verarbeitung.
In einigen Beispielen beinhaltet die Regelschaltung ein Schaltelement zum wahlweisen Verbinden des ersten Spannungsreglers mit der power harvesting unit. Das Schaltelement kann eine erste Position einnehmen, in der der erste Spannungsregler von der power harvesting unit getrennt ist, und eine zweite Position einnehmen, in der der erste Spannungsregler mit der power harvesting unit verbunden ist. Der zweite Spannungsregler könnte mit der power harvesting unit verbunden bleiben, ungeachtet der Position des Schaltelements. Diese Anordnung ermöglicht, dass die analogen Domänen mit höherem Leistungsbedarf des Moduls entkoppelt werden, d. h. abgeschaltet werden, wenn ein Verarbeitungsblock gänzlich in der digitalen Domäne durchgeführt werden kann, was wiederum bedeutet, dass die Eingangsspannung von der power harvesting unit verringert werden kann und die Leistung von der power harvesting unit erhöht werden kann.
Beispiele werden nun beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen, wo die Vorrichtung eine Smart Card ist und das Terminal, mit dem sie kommuniziert, ein Kartenleser ist. Die Karte könnte beispielsweise eine Bankkarte, eine ID-Karte, ein Ausweis, etc. sein und der Kartenleser kann ein Point-of-Sale- (POS) Terminal (Verkaufsort-Terminal), eine Registrierkasse, ein Geldautomat, ein Computer, ein Smartphone etc. sein. Dies ist nur zu Veranschaulichungszwecken, und es wird verstanden werden, dass jedes der folgenden Beispiele in jede geeignete Vorrichtung implementiert werden kann, die zur Durchführung einer kontaktlosen und/oder Kontakt-Kommunikation mit einem Terminal fähig ist. Die folgenden Beispiele können beispielsweise in eine Vorrichtung implementiert sein, die einen Formfaktor annimmt, der nicht eine Karte ist, beispielsweise ein Schlüsselanhänger, ein Dongle oder ein Sicherheits-Token (z. B. ein USB-Token). Alternativ können die folgenden Beispiele in Vorrichtungen implementiert sein, die in eine Kommunikationsvorrichtung integriert sind, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder Smartphone, eine tragbare Vorrichtung (wearable device), wie ein Armband, eine Uhr, ein Handschuh/Paar von Handschuhen, eine Anstecknadel (z. B. eine Brosche), eine Plakette, oder irgendeine andere kontaktlose tragbare Vorrichtung.
Jedes der Beispiele bezieht sich auf eine Karte, die mit dem Terminal durch sowohl physischen Kontakt (durch Betreiben in einem Kontakt-Betriebsmodus) als auch ohne direkten physischen Kontakt (durch Betreiben in einem kontaktlosen Betriebsmodus) kommunizieren kann. Diese Karten werden als Dual-Schnittstellen-Karten benannt, weil sie eine physische Kontaktschnittstelle (z. B. in Form eines Kontaktelements) und eine kontaktlose Schnittstelle (z. B. in Form einer kontaktlosen Stirnseite) haben. Die Karten könnten dazu konfiguriert sein, mit den Terminal nach jedem geeigneten Funkkommunikationsstandard zu kommunizieren, wenn sie im kontaktlosen Modus betrieben werden, beispielsweise Near Field Communication (NFC). In jedem Beispiel umfasst die Karte einen eingebetteten Chip, um eine erste, der Karte zugeordnete Funktion durchzuführen, und ein separates Modul, das betrieben wird, um Verarbeitungen als Teil einer zweiten, der Karte zugeordneten Funktion durchzuführen. Die zweite Funktion könnte gänzlich durch das Modul durchgeführt werden, oder beide, der Chip und das Modul könnten Teile der Verarbeitung durchführen, um die zweite Funktion auszuführen, d. h. die Verarbeitung zur Ausführung der zweiten Funktion könnte auf beide, den Chip und das Modul verteilt sein.
Die dargestellten Architekturen in diesen Figuren können in Karten implementiert sein, die eine Vielzahl von verschiedenen Funktionen beinhalten. Beispielsweise könnte die primäre, durch den Chip implementierte Funktion eine Banking-Funktionalität sein, wie beispielsweise Durchführung einer Finanztransaktion, z. B. Tätigung eines Kaufs. Alternativ kann der Chip arbeiten, um irgendeine andere, der Karte zugeordnete Funktion bereitzustellen, die Kommunikation mit einem Terminal erfordert, zum Beispiel: Bereitstellen eines physischen Zugangs des Kartennutzers in einen Bereich einer Umgebung (z. B. Gebäudezugang); Identifizieren oder Authentifizieren eines Nutzers; Abfrage von persönlichen Nutzerinformationen (z. B. medizinische Informationen und Aufzeichnungen), etc. Der Chip könnte konfiguriert sein, um mit dem Kartenleser in Übereinstimmung mit dem ISO14443-Standard (wenn im kontaktlosen Modus betrieben) und dem SO7816-Standard, sowie dem EMVCo®-Standard zu kommunizieren.
Die zweite Funktion könnte aus Verarbeitungsschritten bestehen, die für ihre Durchführung keine Kommunikation mit einem Terminal erfordern. Jedoch könnte die Durchführung der zweiten Funktion von dem Terminal angefragt werden. Die zweite Funktion könnte beispielsweise eine Art von biometrischer Authentifizierung sein. Die biometrischer Authentifizierung könnte einen Nutzer der Vorrichtung authentifizieren, um die Vollendung der ersten Funktion zu ermöglichen (z. B. Ausführen einer finanziellen Transaktion). In anderen Beispielen könnte die zweite Funktion eine Bilderfassung eines Teils eines Nutzers sein (z. B. zum Zwecke der biometrischen Authentifizierung); oder könnte eine Art einer biometrischen Anmeldung sein. Andere beispielhafte Implementierungen werden unten stehend detaillierter beschrieben.
1 zeigt eine Beispiel-Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 kann mit einem Terminal 102 über eine Kontakt- oder kontaktlose Schnittstelle kommunizieren. Die Vorrichtung umfasst eine Antenne 104, einen Chip 106, ein Modul 108 und ein Kontaktelement 118. Der Chip 106 ist in der Vorrichtung eingebettet und kann beispielsweise ein Secure Element sein. Das Modul 108 könnte ebenso in die Vorrichtung eingebettet sein. In diesem Beispiel ist das Modul eine physisch verschiedene Komponente von dem Chip 106; jedes von dem Chip 106 und dem Modul 108 könnte beispielsweise auf entsprechend integrierte, in der Vorrichtung eingebettete Schaltungs-Chips implementiert sein. In anderen Beispielen könnten das Modul 108 und der Chip 106 physisch verbunden sein, aber logisch getrennte Einheiten sein. Das Modul 108 und der Chip 106 sind über einen oder mehrere Kommunikations-Links (Kommunikations-Verbindungen) verbunden, wie bei 110 im Allgemeinen gezeigt. Die Links könnten physische Links sein. Jeder der Links kann beispielsweise ein Bus sein.
Die Vorrichtung 100 kommuniziert mit dem Terminal 102 (z. B. sendet Nachrichten an und/oder empfängt Nachrichten von dem Terminal) über die Antenne 104 beim Betrieb im kontaktlosen Modus, und über das Kontaktelement 118 beim Betrieb in einem Kontaktmodus. Im Allgemeinen könnte die Vorrichtung 100 ein oder mehrere Kontaktelemente umfassen; ein Kontaktelement 118 ist hier zum Zwecke der Klarheit gezeigt.
Das Kontaktelement 118 ist mit dem Chip 106 verbunden. Der Chip könnte über ein leitfähige Verbindung mit dem Kontaktelement verbunden sein. Das Kontaktelement befähigt die Vorrichtung, mit dem Terminal durch direkten physischen Kontakt zu kommunizieren, wenn die Vorrichtung im Kontakt-Betriebsmodus arbeitet. Das Kontaktelement stellt auch eine elektrische Verbindung mit dem Terminal bereit, wenn die Vorrichtung und das Terminal in einen geeigneten physischen Kontakt gebracht werden. Wenn die Vorrichtung im Kontaktmodus arbeitet, erhält der Chip somit Leistung vom Terminal über die Kontaktelemente. Die Vorrichtung kann mit dem Terminal in Übereinstimmung mit dem ISO7916-Standard kommunizieren, wenn sie im Kontaktmodus arbeitet.
In einigen Ausführungsformen könnte das Kontaktelement nur mit dem Chip verbunden sein. In diesen Anordnungen empfängt der Chip Leistung (power) von dem Terminal durch die Kontaktelemente. Der Chip könnte dann die empfangene Leistung verwalten, um seine internen Komponenten zu versorgen und dem Modul Leistung zu liefern, um dessen interne Komponenten zu versorgen. In dieser Anordnung wie gezeigt in 1 sind die Kontaktelemente mit beiden, dem Chip 106 und dem Modul 108 verbunden. Somit können sowohl der Chip als auch das Modul Leistung von dem Terminal durch die Kontaktelemente empfangen, wenn die Vorrichtung im Kontaktmodus ist.
Die Antenne 104 ist mit sowohl dem Chip 106 als auch dem Modul 108 verbunden, beispielsweise über physische Verbindungen als leitendes Element. In anderen Anordnungen könnte nur der Chip mit der Antenne verbunden sein.
Daten werden zwischen dem Chip 106 und dem Terminal 102 über die Antenne 104 ausgetauscht, wenn die Vorrichtung 100 im kontaktlosen Modul arbeitet. Beim Betrieb im kontaktlosen Modus kommuniziert der Chip mit dem Terminal 102 in Übereinstimmung mit einem Sendeprotokoll, wobei eine Nachricht, oder ein Befehl, die/der durch den Terminal an den Chip 106 gesendet wird, eine anfängliche spezifizierte Wartezeit für eine Antwort setzt. Kommunikation mit dem Terminal 102 innerhalb der Wartezeit kann erforderlich sein, um eine Verbindung zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 aufrechtzuerhalten. Das Ausbleiben einer Antwort an den Terminal 102 innerhalb der spezifizierten Wartezeit könnte dazu führen, dass die Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem Terminal verloren geht oder zurückgesetzt wird. Die Wartezeit muss nicht explizit durch das Protokoll eingestellt werden, aber könnte zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 in Übereinstimmung mit einer durch das Protokoll spezifizierten Formel, ausgehandelt werden. Das Sendeprotokoll könnte beispielsweise durch den ISO14443- und/oder EMVCo®-Standard geregelt werden.
Der Chip 106 umfasst eine power harvesting unit 112, ein Transceiver-Modem 114, eine Power Management Unit (Leistungsverwaltungseinheit) 118 und ein Kontaktmodem 120. Diese Komponenten können über einen Bus miteinander verbunden sein.
Die power harvesting unit 112 sammelt Energie aus dem drahtlosen Signal, das von dem Terminal ausgesendet und von der Antenne 104 empfangen wird, wenn die Karte im kontaktlosen Modus arbeitet. Die power harvesting unit 112 könnte beispielsweise eine Spannung aus dem empfangenen, vom Terminal 102 ausgesendeten Signal induzieren. Diese induzierte Spannung kann an andere Komponenten des Chips 106, und an das Modul bereitgestellt werden. Das drahtlose, vom Terminal gesendete Signal könnte ein Funkfrequenzsignal sein, das durch einen Funkkommunikationsstandard geregelt ist. In einem Beispiel ist das drahtlose Signal ein NFC-Signal.
Das Transceiver-Modem 114 steuert die Sendung von Nachrichten an das und den Empfang von Nachrichten von dem Terminal 102 im kontaktlosen Modus. Das Transceiver-Modem 114 könnte betrieben werden, um den Empfang und die Sendung von diesen Nachrichten zu steuern, um den Standards zu entsprechen, die die Kommunikation mit dem Terminal regeln. Das Modem 114 könnte auch betrieben werden, um Daten aus einem empfangenen drahtlosen Signal zu extrahieren. Das Terminal 102 überträgt Daten an die Vorrichtung 100 durch Modulieren des von ihm erzeugten Signals. Das Terminal könnte das erzeugte Signal durch Amplitudenmodulation modulieren. Das Modem 114 könnte dann Daten aus dem empfangenen drahtlosen Signal durch Demodulieren von Amplitudenvariationen der in der Antenne 104 erzeugten Spannung extrahieren. Diese Amplitudenvariationen wurden durch die Amplitudenmodulation an dem Terminal 102 verursacht.
Das Modem könnte Nachrichten an das Terminal übertragen, indem es in dem Chip 106 erzeugte Daten auf das drahtlose, vom Terminal 102 gesendete Signal moduliert. Um dies auszuführen, legt das Modem 114 eine modulierte Last an die Antenne 104 an. Das Modulieren der Antennenlast an der Vorrichtung 100 variiert den aus dem empfangenen Signal gezogenen Leistung gemäß der Modulation. Die Variationen in der gezogenen Leistung können durch das Terminal 102 detektiert und als Daten interpretiert werden.
Die Power Management Unit (PMU) 118 arbeitet, um die Verwendung von Leistung (entweder durch die power harvesting unit 112 im kontaktlosen Modus gesammelt oder durch das Kontaktelement im Kontaktmodus geliefert) durch die Komponenten des Chips zu verwalten, oder zu steuern. Die PMU 118 könnte die Leistung steuern, die von anderen Komponenten des Chips verbraucht wird, um deren Aufgaben zu durchzuführen. In Anordnungen, in denen das Modul nicht mit der Antenne 104 oder den Kontaktelementen 120 verbunden ist, könnte die PMU auch die Bereitstellung der gesammelten Energie von dem Chip 106 an das Modul 108 steuern.
Der Chip umfasst weiterhin ein Kontaktmodem 120, das die Sendung von Nachrichten an das und den Empfang von Nachrichten von dem Terminal steuert, wenn es im Kontaktmodus arbeitet. Das Kontaktmodem 120 könnte auch sicherstellen, dass die Kommunikationen zwischen dem Chip und dem Terminal jegliche relevante Standards erfüllen (z. B. den ISO7816-Standard), wenn die Vorrichtung im Kontaktmodus arbeitet.
Das Modul 108 umfasst seine eigene power harvesting unit 116. Die power harvesting unit 116 könnte betrieben werden, um Energie von dem Signal, das durch die Antenne 104 im kontaktlosen Modus empfangen wird, zu sammeln. Von der Einheit 116 gesammelte Energie könnte an andere Komponenten des Moduls zugeführt werden, um diese Komponenten zu versorgen. Durch die Implementierung dieser Architektur kann das Modul 108 Energie von dem empfangenen Signal unabhängig vom Chip 106 sammeln, z. B. unabhängig vom Betrieb des Chips. Das Modul 108 könnte ebenso seine eigene Power Management Unit (PMU) 122 beinhalten, um den Energieverbrauch (entweder gesammelt durch die power harvesting unit 116 im kontaktlosen Modul oder durch das Kontaktelement im Kontaktmodus geliefert) durch die Komponenten des Moduls zu verwalten, oder zu steuern. Die PMU 122 des Moduls könnte die Leistung, der von den anderen Komponenten des Moduls 108 während ihres Betriebs verbraucht wird, um ihre Aufgaben auszuführen, steuern. In Implementierungen, in denen nur der Chip mit der Antenne verbunden ist, muss das Modul keine power harvesting unit und/oder Power Management Unit beinhalten.
Das Modul 108 ist konfiguriert, um einen oder mehrere Verarbeitungsschritte als Teil der Implementierung einer zweiten, der Vorrichtung 100 zugeordneten Funktion durchzuführen, und es muss nicht zwingend dem Terminal 102 innerhalb einer festgelegten Wartezeit antworten. Die zweite Funktion könnte keine Kommunikation mit dem Terminal 102 erfordern, somit könnte das Modul 108 in einigen Beispielen überhaupt nicht direkt mit dem Terminal kommunizieren - das heißt, nur der Chip kommuniziert mit dem Terminal. In diesem Beispiel ist das Modul ein biometrisches Sensormodul, das einen oder mehrere biometrische Sensoren beinhaltet. Das biometrische Sensormodul arbeitet, um biometrische Erkennung oder Authentifizierung von einem oder mehreren biometrischen Parametern durchzuführen, einschließlich beispielsweise: Fingerabdruckerkennung, Iriserkennung, Adernerkennung, Netzhauterkennung, Stimmenerkennung, Verhaltenserkennung, Gesichtserkennung, etc. Es könnte ebenso eine biometrische Anmeldung durchführen.
Eine beispielhafte Implementierung des Moduls 108 als biometrisches Sensormodul ist in 2 gezeigt. Das biometrische Sensormodul arbeitet, um zumindest einen Teil der zweiten Funktion der Karte 100 auszuführen, was in diesem Beispiel biometrische Identifizierung oder Authentifizierung eines Nutzers der Karte 100 ist. Das biometrische Sensormodul 108 umfasst eine Power Management Unit 210, eine Master Controller Unit (MCU) (Hauptsteuerungseinheit) 212, eine application-specific integrated circuit (ASIC) (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) 214, und einen biometrischen Sensor 218. In diesem Beispiel umfasst das Sensormodul 108 weiterhin eine power harvesting unit 216. Die Komponenten des Sensormoduls 108 könnten durch einen Bus miteinander verbunden sein. Obwohl MCU 212 und ASIC 214 als separate physische Komponenten gezeigt sind, könnten sie in alternativen Anordnungen in einer einzigen Einheit kombiniert werden. Ebenso in 2 gezeigt sind zwei Kommunikations-Links 220 und 222, die das Modul 108 und den Chip 106 miteinander verbinden. Die Links 220 und 222 könnten physisch und/oder logisch separate Links sein. Der Link 220 und/oder Link 222 könnte ein physischer Link sein.
Der Link 220 und/oder Link 222 könnte ein I²C-Bus oder ein Serial-Peripheral-Interface- (SPI) (serielle periphäre Schnittstelle) -Bus sein.
Die Power Management Unit 210 verwaltet, oder steuert, die Leistung (z. B. Spannung), der an die Komponenten des biometrischen Sensormoduls 108 bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann die Power Management Unit 210 die Leistung, die von den anderen Komponenten des Sensormoduls verbraucht wird, steuern. Die Power Management Unit 210 könnte physisch zu jedem von MCU 212, Sensor 218 und ASIC 214 verbunden sein. Dies ermöglicht der Power Management Unit, den an jede dieser Komponenten bereitgestellten Leistung separat zu steuern. Die Einbindung der Power Management Unit 210 innerhalb des Sensormoduls 108 befähigt das Sensormodul auch, den Leistungsverbrauch von jeder dieser internen Komponenten unabhängig vom Chip 106 zu steuern.
Der Sensor 218 ist ein biometrischer Sensor zum Erfassen von einem oder mehreren biometrischen Parametern des Nutzers. In einigen Beispielen könnte der Sensor biometrische Parameter durch Erfassen von Bildern aus einer biometrischen Quelle erfassen. Der Sensor 218 könnte beispielsweise ein Fingerabdrucksensor (ein ein- oder zweiseitiger Sensor) zum Erfassen von Fingerabdruckbildern, ein Netzhautsensor zum Erfassen von Netzhautbildern, ein Irissensor zum Erfassen von Irisbildern, ein Adermustersensor zum Erfassen von Bildern von Adermustern, ein Gesichtssensor zum Erfassen von Gesichtsbildern, etc. sein.
Das ASIC 214 steuert den Betrieb des Sensors 218. Das ASIC könnte beispielsweise den Sensor anweisen, in einen Erfassungsmodus zu gehen, in dem der Sensor Daten für einen biometrischen Parameter erfasst (z. B. ein Fingerabdruckmuster, Netzhautmuster, Irismuster, etc.). Das ASIC könnte auch vom Sensor 218 (z. B. während des Erfassungsmodus) erfasste Daten (z. B. Bilddaten) empfangen. Das ASIC könnte die erfassten biometrischen Daten an die MCU 212 kommunizieren. Das ASIC könnte auch den Betriebszustand des Sensors steuern, beispielsweise durch Steuern, wenn der Sensor zwischen einem Standby-Modus mit niedriger Leistung und einem Erfassungsmodus mit höherer Leistung übergeht.
Die MCU 212 könnte einen biometrischen Abgleich durchführen, um vom Sensor 218 erfasste Daten für einen biometrischen Parameter mit gespeicherten Template-Daten (Vorlagen) zu vergleichen. Wenn beispielsweise die vom Sensor erfassten Daten ein Bild sind, kann die MCU Bildverarbeitung durchführen, um zu bestimmen, ob das vom Sensor 218 erfasste Bild mit einem gespeicherten Template-Bild übereinstimmt. Ein Template-Bild ist ein vertrauenswürdiges Bild. Ein Bild kann vertrauenswürdig in dem Sinne sein, dass es von einer biometrischen Quelle stammt, die zum Nutzer der Karte 100 gehört. Um die Bildverarbeitung durchzuführen, kann die MCU eine Merkmalsextraktion aus dem erfassten Bild durchführen, um einen Satz von einen oder mehreren extrahierten Merkmalen zu identifizieren. Die extrahierten Merkmale werden sodann mit den Merkmalen des Template-Bildes verglichen, um zu bestimmen, ob das erfasste Bild mit dem Template-Bild übereinstimmt. Die MCU kann beispielsweise die Merkmale der Bilder vergleichen, um eine Übereinstimmungsbewertung für das erfasste Bild zu bestimmen. Das erfasste Bild kann als übereinstimmend mit dem Template-Bild gelten, wenn die Übereinstimmungsbewertung über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Die MCU kann eine Anzeige an den Chip 106 kommunizieren, dass die erfassten biometrischen Parameterdaten mit den Template-Daten übereinstimmen. Der Chip 106 kann sodann die Information zurück an den Kartenleser 102 kommunizieren, dass der Kartennutzer authentifiziert wurde. Die Authentifizierung des Kartennutzers könnte ermöglichen, dass eine primäre, der Karte 100 zugeordnete Funktion vollendet wird. Alternativ könnte die MCU an das Secure Element 106 kommunizieren, dass die erfassten biometrischen Parameterdaten nicht mit den Template-Daten übereinstimmen, in welchem Falle der Kartennutzer nicht authentifiziert wurde und die primäre, der Karte 100 zugeordnete Funktion nicht fortgeführt werden könnte, oder als Folge des Nichtvorhandenseins einer Übereinstimmung in einer anderen Weise fortgeführt werden könnte. Dies ist ein Beispiel einer Implementierung, in der jeder Schritt, oder jeder Prozess der biometrischen Authentifizierung vom Modul 108 durchgeführt wird.
In einer alternativen Implementierung könnte der Prozess der Durchführung des Bildabgleichs vom Chip 106 anstatt vom Modul 108 durchgeführt werden. Dies ist ein Beispiel einer Implementierung, in welcher die Prozesse der biometrischen Authentifizierung durch beide, den Chip 106 und das Modul 108 durchgeführt werden; d. h. die biometrische Authentifizierung wird nicht alleinig vom Modul 108 durchgeführt.
Die MCU 212 könnte auch konfiguriert sein, um den Betriebszustand des ASIC 214 zu steuern. Beispielsweise könnte die MCU den Übergang des ASIC zwischen einem Standby-Modus mit niedriger Leistungsaufnahme und einem aktiven Modus mit hoher Leistungsaufnahme steuern.
Das Modul 108 hat eine digitale und analoge aufteilung der Architektur. Das heißt, das Modul 108 beinhaltet eine Schaltungsanordnung (z. B. Komponenten), die in der analogen Domäne arbeitet, und eine Schaltungsanordnung (z. B. Komponenten), die in der digitalen Domäne arbeitet. Das heißt, das Modul 108 könnte eine analoge Region (gebildet von der Schaltungsanordnung, die in der analogen Domäne arbeitet) und eine digitale Region (gebildet von der Schaltungsanordnung, die in der digitalen Domäne arbeitet) beinhalten. Beispielsweise könnte der Sensor 218 in der analogen Domäne arbeiten, weil die durch den Sensor erfassten Daten des biometrischen Parameters analoge Daten sein können. Komponenten das ASIC 214 können ebenso in der analogen Domäne arbeiten. Zum Beispiel könnte das ASIC 214 eine Analogue Front-End (AFE) (analoges Eingangsteil) beinhalten, das arbeitet, um die erfassten Daten vom Sensor 218 zu empfangen und die Verarbeitung dieser Daten durchführen, um verarbeitete Daten zu erzeugen, die an andere Komponenten des Moduls bereitgestellt werden, beispielsweise an die MCU 212. In anderen Worten, arbeitet die AFE, um eine Schnittstelle des Sensors 218 mit anderen Komponenten des Moduls 108 zu bilden. Die von der AFE durchgeführte Verarbeitung könnte analoge Signalkonditionierung beinhalten. Die AFE könnte ein konditioniertes analoges Signal an einen Analogue-to-Digital Converter (ADC) (Analog/Digital-Wandler) innerhalb das ASIC 214 ausgeben, oder alternativ könnte der ADC einen Teil des AFE bilden, in welchem Falle das AFE arbeitet, um ein digitales Signal auszugeben, das die vom Sensor 218 empfangenen Sensordaten anzeigt.
Das ASIC 214 könnte ebenso Komponenten beinhalten, die in der digitalen Domäne arbeiten. Das ASIC 214 könnte beispielsweise Komponenten beinhalten, die arbeiten, um die digitalisierten biometrischen Daten vom Sensor 218 an andere Komponenten des Moduls zu kommunizieren, zum Beispiel an die MCU 212 zum Bildabgleich. Weitere Komponenten des Moduls, die in der digitalen Domäne arbeiten, beinhalten die MCU 212. Das heißt, die von der MCU 212 durchgeführte Bildverarbeitung könnte in der digitalen Domäne, beispielsweise unter Verwendung einer digitalen logischen Schaltungsanordnung, durchgeführt werden.
Zusammenfassend beinhaltet somit das Modul 108 Komponenten, die in der analogen Domäne arbeiten und Komponenten, die in der digitalen Domäne arbeiten. Sowohl die analogen als auch die digitalen Komponenten könnten verwendet werden, um die Verarbeitungsschritte durchzuführen, die vom Modul ausgeführt werden, um zumindest einen Teil der zweiten, der Vorrichtung 100 zugeordneten Funktion auszuführen.
Das Modul 108 umfasst weiterhin eine Spannungsreglerschaltung, die konfiguriert ist, um geregelte Versorgungsspannungen für die Komponenten des Moduls aus der durch die power harvesting unit gesammelten Energie zu erzeugen. Eine geregelte Spannung ist eine solche, die im Falle von Variationen in der primären Eingangsspannung und im Laststrom auf einem ungefähr gleichbleibendem Level aufrechterhalten wird.
Ein Beispiel einer Spannungsreglerschaltung 300 ist in 3 gezeigt. Die Schaltungsanordnung 300 umfasst mit der Antenne der Vorrichtung 104 verbundene Eingänge 302 und 304, die eine durch die Antenne induzierte Spannung an eine Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 bereitstellen. Die Eingänge 302 und 304 könnten einen Teil der power harvesting unit 216 bilden. Die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 ist konfiguriert, um die durch die Antenne induzierte Spannung gleichzurichten. Die Einheit 306 könnte weiterhin konfiguriert sein, um die Spannung zu begrenzen (d. h. so dass die Spannung unter einem festgelegten Schwellenwert der Einheit 306 liegt). Somit ist die Einheit 306 konfiguriert, um eine gleichgerichtete und begrenzte Spannung aus der durch die Antenne 104 induzierten Spannung zu erzeugen und auszugeben. Diese Spannung wird als Vsense bezeichnet.
Die Schaltungsanordnung 300 umfasst weiterhin zwei Spannungsregler 308 und 310. Diese Regler sind parallel angeordnet, d. h. beide Regler 308 und 310 haben Eingänge, die zu einem gemeinsamen Knoten 322 verbunden werden können. Der erste Regler 308 ist auch an analoge Komponenten des Moduls 108 (angegeben bei 312) verbunden und der zweite Regler 310 ist an digitale Komponenten des Moduls 108 verbunden (angegeben bei 314). Die analogen Modulkomponenten 312 arbeiten in der analogen Domäne und die digitalen Modulkomponenten 314 arbeiten in der digitalen Domäne. Die analogen Komponenten 312 können beispielsweise den Sensor 218 und/oder einen Anteil das in der analogen Domäne arbeitenden ASIC 214 (z. B. seine Analogue Front End (analoge Stirnseite)) beinhalten. Die digitalen Komponenten 314 können die Steuereinheit 212 und/oder einen Anteil das in der digitalen Domäne arbeitenden ASIC beinhalten.
Anders ausgedrückt, umfasst die Schaltungsanordnung 300 einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig, von denen jeder an einen gemeinsamen Knoten 322 verbindbar ist, der mit der Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 verbunden ist. Der erste Zweig ist mit dem ersten Spannungsregler 308 verbunden, der mit den analogen Komponenten des Moduls verbunden ist, und der zweite Zweig ist mit dem zweiten Spannungsregler 310 verbunden, der mit den digitalen Komponenten des Moduls verbunden ist.
Der Regler 308 ist angeordnet, um eine erste geregelte Spannung an die analogen Komponenten 312 auszugeben und der Regler 310 ist konfiguriert, um eine zweite geregelte Spannung an die digitalen Komponenten 314 auszugeben. Die zweite geregelte Spannung ist niedriger als die erste geregelte Spannung. Dies basiert auf der Erkenntnis der Erfinder, dass analoge und digitale Komponenten mit verschiedenen Spannungsversorgungen arbeiten können, wobei analoge Komponenten im Allgemeinen eine höhere Spannungsversorgung erfordern als digitale Komponenten. Die analoge Spannungsversorgung könnte sich auf ein Spannungslevel beziehen, das an die analogen Komponenten bereitgestellt werden soll, um diese Komponenten zum Betrieb in normaler Funktionsfähigkeit zu befähigen. Die analoge Spannungsversorgung könnte daher irgendein Schwellenwert sein, der hierin als der analoge Versorgungsschwellenwert bezeichnet wird. Die digitale Spannungsversorgung könnte sich auf ein Spannungslevel beziehen, das an die digitalen Komponenten bereitgestellt werden soll, um diese Komponenten zum Betrieb in normaler Funktionsfähigkeit zu befähigen. Die digitale Spannungsversorgung könnte daher ebenfalls irgendein Schwellenwert sein, der hierin als der digitale Versorgungsschwellenwert bezeichnet wird. Die Werte der ersten und zweiten geregelten Spannungen könnten je nach Implementierung variieren.
Die ersten und zweiten Zweige der Schaltungsanordnung 300 können weiterhin jeweils Spannungsabfalldetektionseinheiten 318 und 320 umfassen. Die Einheit 318 arbeitet, um einen Spannungsabfall der vom Regler 308 gelieferten Spannung zu detektieren, und die Einheit 320 arbeitet, um einen Spannungsabfall der vom Regler 310 gelieferten Spannung zu detektieren. Im gezeigten Beispiel ist die Einheit 318 zwischen dem Ausgang des Reglers 308 und den analogen Komponenten 312 angeordnet, und die Einheit 320 ist zwischen dem Regler 310 und den digitalen Komponenten 314 angeordnet. In anderen Beispielen können die Spannungsabfalldetektionseinheiten woanders auf den ersten und zweiten Zweigen platziert sein. Beispielsweise kann die Detektionseinheit 318 am Eingang des Reglers 308 platziert, oder angeordnet sein, und die Detektionseinheit 320 kann am Eingang des Reglers 310 platziert, oder angeordnet sein.
Die Schaltungsanordnung 300 umfasst weiterhin eine Schaltungsanordnung in Form eines Schaltelements 316. Das Schaltelement kann betrieben werden, um wahlweise den ersten Regler 308 mit der Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 (und somit auch mit der Antenne 104) zu verbinden. Das Schaltelement 316 ist beweglich zwischen einer ersten Konfiguration (z. B. geschlossenen Position), in welcher der Eingang des Reglers 308 elektrisch mit der Antenne verbunden ist (z. B. über die power harvesting unit 216), und einer zweiten Konfiguration (z. B. offenen Position), in der der Eingang des Reglers 308 elektrisch von der Antenne 104 und der power harvesting unit 216 getrennt ist. In diesem Beispiel ist der Eingang des Reglers 310 elektrisch mit der Antenne 104 über die power harvesting unit 216 verbunden, unabhängig von der Konfiguration des Schaltelements 316. Anders ausgedrückt, sind beide Eingänge des Reglers 308 und 310 mit dem gemeinsamen Knoten 322 verbunden, wenn der Schalter in seiner ersten Konfiguration ist, und nur der Eingang des Reglers 310 ist mit dem gemeinsamen Knoten 322 verbunden, wenn das Schaltelement 316 in seiner zweiten Konfiguration ist. Daraus folgt, dass die analogen Komponenten 312 elektrisch von der power harvesting unit 216 und der Antenne 104 getrennt sind (d. h. deaktiviert sind), wenn das Schaltelement in der zweiten Konfiguration ist, und elektrisch mit der power harvesting unit 216 und der Antenne 104 verbunden sind, wenn das Schaltelement 316 in der ersten Konfiguration ist.
Die Schaltungsanordnung 300 könnte innerhalb des Moduls 108 auf verschiedene Weisen implementiert sein. Zum Beispiel können die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306, das Schaltelement 316 und die Regler 308 und 310 einen Teil der Power Management Unit 210 bilden. Auf diese Weise könnte die Power Management Unit 210 arbeiten, um erste und/oder zweite geregelte Spannungen auszugeben, abhängig von der Konfiguration des Schaltelementes 316. In einer alternativen Anordnung können das Schaltelement 316 und die Regler 308 und 310 einen Teil der Power Management Unit 210 bilden und die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 könnte einen Teil der power harvesting unit 216 bilden. In einer weiteren alternativen Anordnung können sowohl die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 als auch das Schaltelement 316 einen Teil der power harvesting unit 216 bilden, und die Regler 308 und 310 können einen Teil der Power Management Unit 210 bilden.
Die Spannungsreglerschaltung 300 ermöglicht zwei Betriebsmodi des Moduls 108: ein erster Modus, in dem das Schaltelement 316 in seiner ersten Konfiguration ist, und ein zweiter Modus, in dem das Schaltelement 316 in seiner zweiten Konfiguration ist. Das Modul 108 arbeitet im ersten Modus, wenn die analogen Komponenten 312 aktiv sind (z. B. wenn das Modul 108 analoge Verarbeitung oder eine Kombination aus analoger und digitaler Verarbeitung durchführt) und arbeitet im zweiten Modus, wenn nur die digitalen Komponenten 314 aktiv sind (z. B. wenn das Modul 108 nur digitale Verarbeitung durchführt). Der Betriebsmodus des Moduls 108 könnte durch eine Komponente des Moduls 108 gesteuert werden, wie beispielsweise die Steuereinheit 212 oder die Power Management Unit 210. Diese Komponente könnte den Betriebsmodus des Moduls 108 in Abhängigkeit von der durch das Modul durchgeführten Verarbeitung steuern. Das heißt, die Komponente könnte den Betriebsmodus des Moduls 108 basierend auf der vom Modul durchgeführten Verarbeitung einstellen.
Beispielsweise veranlasst die Komponente während Perioden, in denen analoge Verarbeitung durchgeführt werden soll, das Modul 108, im ersten Betriebsmodus zu arbeiten, indem das Schaltelement 316 veranlasst wird, seine erste Konfiguration einzunehmen. Während Perioden, in denen nur digitale Verarbeitung durch das Modul durchgeführt werden soll, veranlasst die Komponente das Modul 108, im zweiten Betriebszustand zu arbeiten, indem das Schaltelement 316 veranlasst wird, seine zweite Konfiguration einzunehmen. Weitere Beispiele hierzu werden unten stehend erläutert.
Die Bereitstellung der parallelen Regler 310 und 312 und des Schaltelements 316 ermöglicht daher, dass die höhere analoge Versorgungsdomäne während Perioden, in denen die vom Modul 108 durchgeführte Verarbeitung nur innerhalb der digitalen Domäne ist (d. h. während Perioden, in denen nur digitale Komponenten aktiv sind), abgeschaltet wird. Dies ermöglicht, dass die Versorgungsspannung an die Regler, Vsense, während Perioden reduziert wird, in denen nur digitale Verarbeitung ausgeführt wird. Beispielsweise ist während Perioden, in denen die analogen Komponenten aktiv sind (z. B. wenn analoge Verarbeitung durch das Modul 108 ausgeführt wird), Vsense vorzugsweise gleich zu oder über einem ersten Spannungsschwellenwert, die gleich der analogen Versorgungsspannung plus dem Spannungsabfall über Regler 308 ist. Dieser erste Spannungsschwellenwert könnte je nach Implementierung variieren, aber könnte in einigen Beispielen beispielsweise 2,2V sein. Jedoch könnte Vsense während Perioden, in denen die analogen Komponenten inaktiv sind und nur digitale Verarbeitung durch das Modul durchgeführt wird (d. h. nur die digitalen Komponenten 314 sind aktiv), reduziert werden, so dass es gleich ist zu oder über einem zweiten Spannungsschwellenwert, der gleich der digitalen Versorgungsspannung (welche typischerweise weniger als die analoge Versorgungsspannung ist) plus dem Spannungsabfall über Regler 310 ist. Der Wert dieses zweiten Spannungsschwellenwertes könnte ebenso je nach Implementierung variieren, aber er könnte in einigen Beispielen gleich 1,2 V sein. In einem power harvesting System wie dem in 1 und 2 gezeigten, könnte die maximale, von der Antenne 104 gezogene Strom von dem minimalen zulässigen Wert von Vsense und der Impedanz der Antenne geschätzt werden. Somit ermöglicht die Reduzierung des Wertes Vsense in günstiger Weise, den von der Antenne 104 gezogenen Strom zu erhöhen, wenn das Modul 108 in dem zweiten Betriebsmodus arbeitet.
Der Wert von Vsense könnte durch dasselbe Element des Moduls 108 gesteuert werden, das die Konfiguration des Schaltelements 316 steuert (z. B. die MCU 212 oder die Power Management Unit 210). Somit könnte das Element konfiguriert sein, das Modul 108 zum Betrieb in seinem ersten Betriebsmodus zu veranlassen, durch: (i) Ausgeben eines Signals an die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306, um die Einheit zu veranlassen, eine geregelte Spannung auszugeben, die gleich zu oder über dem ersten Spannungsschwellenwert ist; und (ii) Ausgeben eines Signals an das Schaltelement 316, um das Schaltelement zu veranlassen, seine erste Konfiguration einzunehmen; und das Modul zum Betrieb in seinem zweiten Modus zu veranlassen, durch: (i) Ausgeben eines Signals an die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306, um die Einheit zu veranlassen, eine geregelte Spannung gleich zu oder über dem zweiten Spannungsschwellenwert auszugeben; und (ii) Ausgeben eines Signals an das Schaltelement 316, um das Schaltelement dazu zu veranlassen, seine zweite Konfiguration einzunehmen.
Die in 3 gezeigte Schaltungsanordnung ermöglicht auch, dass eine Spannungsabfalldetektion nur in aktive Domänen implementiert wird. Somit kann die Spannungsabfalldetektion für nicht-aktive Domänen deaktiviert werden. Mit anderen Worten, kann die Spannungsabfalldektionseinheit 318 deaktiviert (d. h. abgeschaltet) werden, wenn das Schaltelement 316 in seiner zweiten Konfiguration ist. Auf diese Weise arbeitet die Spannungsabfalldetektionseinheit 318, um die Spannungsabfalldetektion nur durchzuführen, wenn das Schaltelement 316 in seiner ersten Konfiguration ist. Das bedeutet, dass die Spannungsabfalldetektion für analoge Komponenten 312 abgeschaltet werden kann, wenn die analogen Komponenten von der Antenne 104 elektrisch getrennt sind. Die Spannungsabfalldetektion nur auf aktive Komponenten des Moduls zu begrenzen, reduziert in günstiger Weise die Menge an aktiver Schaltungsanordnung innerhalb des Moduls, wenn analoge Verarbeitung nicht durchgeführt wird, was den Leistungsverbrauch des Moduls reduzieren kann.
Die ausgeführten Schritte, wenn die Vorrichtung 100 mit dem Terminal 102 kommuniziert, werden nun beschrieben.
Als eine übergeordnete Zusammenfassung könnten die Schritte, die daran beteiligt sind, dass die Vorrichtung 100 auf eine Authentifizierungsanfrage vom Terminal 102 antwortet, die folgenden sein:

1. Ein Nutzer versucht, die erste, der Vorrichtung zugeordnete Funktion zu implementieren, beispielsweise eine Transaktion mit einer bestimmten Identität zu unternehmen, oder Zugang zu einer Region einer Umgebung zu erhalten.
2. Die Vorrichtung 100 ist in Reichweite des Terminals 102 platziert. Typischerweise wird die Betriebsreichweite 10 cm oder weniger sein, und oftmals 4 cm oder weniger. Die Vorrichtung 100 könnte während der darauffolgenden Schritte innerhalb der Reichweite des Terminals 102 gehalten werden.
3. Der Terminal 102 sendet ein drahtloses Signal, aufweisend eine Authentifizierungsanfrage. Das Authentifizierungsanfragesignal könnte Daten beinhalten, die die angebliche Identität des Nutzers anzeigen, und/oder andere Daten, wie eine vom Nutzer eingegebene PIN. Das Signal könnte in Übereinstimmung mit dem ISO/IEC 14443 Protokoll sein.
4. Das gesendete Signal wird von der Vorrichtung 100 empfangen. Der Chip 106 sammelt Energie von dem Signal und bootet hoch. Der Chip liest die Authentifizierungsanfrage, und identifiziert, dass biometrische Authentifizierung zur Beantwortung nötig ist. Die Authentifizierungsanfrage könnte in Übereinstimmung mit dem EMVCo®-Protokoll geschehen.
5. Der Chip 106 signalisiert dem Modul 108, es zu aktivieren.
6. Das Modul 108 beginnt, über die power harvesting unit 116 Energie von dem durch das Kartenterminal gesendeten Signal zu gewinnen, und fährt damit fort, während es die biometrische Authentifizierung durchführt. Das Modul 108 bootet hoch.
7. Der Sensor 218 erlangt biometrische Daten, z. B. Fingerabdruckdaten.
8. Die erlangten biometrischen Daten werden an eine Komponente der Vorrichtung 100, wie das ASIC 214 und/oder MCU 212 übertragen, so dass sie verarbeitet werden.
9. Die Vorrichtungskomponente (z. B. die MCU 212) analysiert die erlangten biometrischen Daten, um sie in einer Form zu charakterisieren, die zum Vergleich mit gespeicherten Referenzdaten geeignet ist. Das könnte eine VorVerarbeitung der biometrischen Daten und Merkmalsextraktion aus den biometrischen Daten beinhalten. Alternativ könnte die Merkmalsextraktion anderswo durchgeführt werden: zum Beispiel auf das ASIC 214 oder dem Chip 106.
10. Die charakterisierten erlangten biometrischen Daten werden mit gespeicherten Referenzdaten verglichen. Der Vergleich kann in dem Modul 108 (z. B. in der MCU 212) oder auf dem Chip 106 durchgeführt werden. Die gespeicherten Referenzdaten könnten als ein Template bekannt sein. Praktischerweise ist das Template in oder örtlich bei der Einheit gespeichert, die den Vergleich durchführt. Die gespeicherten Referenzdaten stellen die passenden biometrischen Daten des echten Kartennutzers dar. Dieser Vergleich erzeugt ein Ergebnis, welches eine erfolgreiche Übereinstimmung oder eine Nichtübereinstimmung sein könnte.
11. Wenn sie die erhaltenen biometrischen Daten analysiert hat, gibt die Vorrichtungskomponente (z. B. die MCU 212) das Ergebnis an den Chip 106 zurück. Das Ergebnis wird als eine verschlüsselte Nachricht über den Daten-Link 220 kommuniziert.
12. Der Chip 106 erzeugt eine Antwort auf die Authentifizierungsanfrage und veranlasst, dass eine Antwort über die Antenne der Vorrichtung 104 gesendet wird. Die Antwort gibt an, ob die biometrische Authentifizierung erfolgreich war. Die Antwort könnte in Übereinstimmung mit dem EMVCo®-Protokoll sein.
13. Das Terminal 102 empfängt die Antwort und gewährt oder verweigert die vom Nutzer angefragte Transaktion, abhängig davon, ob die Antwort anzeigt, dass die Authentifizierung erfolgreich war.

Zusätzlich zur biometrischen Authentifizierung, könnte der Chip 106 Authentifizierungsschritte durchführen, zum Beispiel durch Verifizieren einer PIN oder Beantworten einer durch das Terminal gesendeten Aufforderung.
In einer Variation der obigen Zusammenfassung, beginnt das Modul 108, Energie zu sammeln sobald die Vorrichtung 100 im Kommunikationsbereich des Terminals 102 platziert wird. Das heißt, das Modul 108 beginnt automatisch Energie zu sammeln, wenn die Vorrichtung innerhalb des kontaktlosen Feldes des Terminals 102 ist, ohne dass ein Aktivierungssignal vom Chip 106 erforderlich ist. Somit wird in dieser Variante der Schritt 5 weggelassen.
In der obigen Zusammenfassung ist jeder der Schritte 7 bis 11 ein Beispiel eines Verarbeitungsschrittes, der von dem Modul 108 ausgeführt wird, um die von der Vorrichtung 100 ausgeführte Funktion der biometrischen Authentifizierung zu implementieren.
4 ist ein schematisches Zeitdiagramm, das den Betrieb des Moduls 108 und des Chips 106 während der Durchführung der Schritte 1 bis 13 darstellt.
Wenn die Vorrichtung 100 im kontaktlosen Betriebsmodus arbeitet, kommuniziert der Chip 106 mit dem Terminal 102 in Übereinstimmung mit den IS014443- und EMVCo®-Standards. Diese Standards legen fest, dass der Terminal 102, wenn er den Befehl (z. B. die Authentifizierungsanfrage) an den Chip 106 gesendet hat, eine anfängliche Wartezeit (bekannt als Frame Waiting Time (FWT)) für eine Antwort vom Chip setzt. Die FWT ist der maximale Zeitbetrag, der dem Chip zugestanden wird, um das Zurücksenden einer Antwort an das Terminal zu veranlassen. Wenn der Chip verfehlt, eine Antwort innerhalb der FWT an das Terminal zu senden, könnte dies darin resultieren, dass die Kommunikationsverbindung zwischen dem Chip und dem Terminal verloren geht, beispielsweise abläuft. Der Betrag der FWT könnte zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 ausgehandelt werden. Der Chip 106 könnte eine Wartezeitverlängerungsanfrage an das Terminal 102 kommunizieren. Die Wartezeitverlängerungsanfrage könnte als S(WTX) bezeichnet werden. Als Antwort auf den Empfang einer Wartezeitverlängerungsanfrage verlängert das Terminal die Wartezeit für eine Antwort vom Chip. Die Vorrichtung könnte die Wartezeit um die Frame Waiting Time FWT verlängern (d. h. sie könnte die Wartezeit um einen Betrag gleich der anfänglichen Wartezeit verlängern). Eine Wartezeitverlängerungsanfrage könnte zu jeder Zeit vor dem Ablauf der laufenden Wartezeit getätigt werden.
Die durch die ISO14443- und EMVCo®-Standards auferlegten Zeitplanungsbeschränkungen sind schematisch in 4 dargestellt. Block 402 bezeichnet das Hochbooten des Chips 106 und des Moduls 108 und die Kommunikation mit dem Terminal in Übereinstimmung mit dem EMVCo®-Standard (Schritte 4 bis 6). Die Reihe von Wartezeitverlängerungsanfragen, die vom Chip an das Terminal 102 kommuniziert werden, sind mit 404_1-6 bezeichnet. Die Zeitperiode, in welcher das Terminal eine Antwort vom Chip 106 erwartet, kann als Wartezeitintervall bezeichnet werden. Das Wartezeitintervall ist die Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Kommunikationen zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102, unter Auflage der Zeitplanungsbeschränkungen des Standards, der diese Kommunikationen regelt. Das Wartezeitintervall ist eine Zeitperiode, in welcher eine Kommunikation (z. B. eine Antwort auf den durch das Terminal 102 ausgegebenen Befehl, oder eine Wartezeitverlängerungsanfrage) vom Chip an das Terminal 102 gesendet werden soll, um die Kommunikationsverbindung aufrecht zu erhalten. Das Wartezeitintervall könnte daher die Zeitperiode sein zwischen der Zeit, zu der der Befehl vom Terminal empfangen wurde und der anfänglich festgelegten Wartezeit, oder die Zeitperiode zwischen dem Stellen einer Wartezeitverlängerungsanfrage und der neuen verlängerten, aus dieser Anfrage resultierenden Wartezeit. Das heißt, das Wartezeitintervall könnte als die Zeitperiode zwischen zwei planmäßigen Kommunikationen zwischen dem Chip und dem Terminal betrachtet werden. In diesem Beispiel ist das Wartezeitintervall gleich der Frame Waiting Time FWT. Ein beispielhaftes Wartezeitintervall ist bei 408 gezeigt.
Ein Satz von Verarbeitungsschritten (z. B. Schritte 7 bis 11), die von dem Modul 108 ausgeführt werden sollen, ist in 4 als Block 406 dargestellt. Wie gezeigt, könnte die vom Modul benötigte Zeit, um die Verarbeitungsschritte auszuführen, das Wartezeitintervall überschreiten. In einigen Fällen ist es möglich, dass die Dauer der Verarbeitungsschritte mehrere Wartezeitintervalle überspannt.
Es ist wünschenswert, dass das Modul 108 seine Verarbeitung nicht während der Zeitperioden durchführt, in denen der Chip mit dem Terminal 102 kommuniziert. Dies hat zwei Hauptgründe. Erstens, wenn die Vorrichtung in einem kontaktlosen Betriebsmodus arbeitet, könnte die Leistung, der von dem empfangenen, vom Terminal gesendeten Signal gesammelt wird, begrenzt sein. Die Leistung, die gesammelt werden kann, ist priorisiert, um die planmäßigen Kommunikationen mit dem Terminal 102 zu unterstützen, die laut den Standards benötigt werden, nach deren Maßgabe die Vorrichtung arbeitet. Zweitens, beeinflusst die Leistung, die durch das Modul 108 während der Perioden gezogen wird, in denen der Chip mit dem Terminal kommuniziert, die Lastmodulation des vom Terminal gesendeten Signals, was am Terminal als Extra-Rauschen erscheinen könnte. Mit anderen Worten, kann die durch das Modul gezogene Leistung eine Interferenz in den Kommunikationen zwischen Chip und Terminal verursachen.
Um diese Probleme zu verhindern, sind die vom Modul 108 ausgeführten Verarbeitungsschritte 406 weiter in eine Vielzahl von separaten Vorgängen oder Aufgaben zerteilt. Jede Aufgabe könnte einen reduzierten Zeitbetrag in Anspruch nehmen, um dann den Verarbeitungsschritt zu vollenden, von dem es einen Teil bildet. Die vom Modul 108 ausgeführte Verarbeitung könnte in den Grenzbereichen zwischen separaten Vorgängen gestartet oder pausiert werden. In anderen Worten, könnte die vom Modul ausgeführte Verarbeitung bei der Vollendung einer separaten Aufgabe pausieren und durch Verarbeiten einer darauffolgenden separaten Aufgabe wieder aufgenommen werden. Es ist möglich, dass die vom Modul ausgeführten Verarbeitungsschritte 306 in separate Aufgaben mit variierenden Graden von Granularität zerteilt werden. Beispielsweise könnte ein separater Vorgang sich auf einen der oben beschriebenen Arbeitsschritte beziehen (z. B. Bilderfassung). Alternativ könnte ein separater Vorgang eine Kombination von Verarbeitungsschritten sein, oder Teil eines Verarbeitungsschrittes (z. B. könnte jeder Verarbeitungsschritt aus einer Vielzahl von separaten Vorgängen gebildet werden).
Die Vorrichtung 100 könnte dann arbeiten, um die Verarbeitung von diesen separaten Aufgaben mit den planmäßigen Kommunikationen zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 (welche in diesem Beispiel die Wartezeitverlängerungsanfragen S(WTX) sind) zu synchronisieren. Die Vorrichtung führt diese Synchronisation aus, so dass die separaten Aufgaben innerhalb der Wartezeitintervalle ausgeführt werden und nicht während der Perioden ausgeführt werden, in denen die Vorrichtung 100 mit dem Terminal 102 kommuniziert. Das heißt, die separaten Aufgaben werden in den Zeitintervallen zwischen den planmäßigen Kommunikationen zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 ausgeführt.
5 zeigt, wie das Modul 108 arbeiten könnte, um seine Verarbeitung als Teil der Ausführung der zweiten Funktion der Vorrichtung 100 durchzuführen, welche in diesem Beispiel biometrische Authentifizierung ist. Das Modul 108 arbeitet, um mit einem Protokoll kompatibel zu sein, in dem eine Sitzung nach einer vordefinierten Periode (das „Wartezeitintervall“) beendet werden kann, aber diese Periode kann durch Übertragung einer Verlängerungsnachricht verlängert werden. Bei Schritt 501 wird das Modul 108 hochgebootet, beispielsweise als Antwort auf eine Anfrage von Chip 106. Dies entspricht Schritt 6 des oben beschriebenen Prozesses. Das Modul 108 könnte dann überprüfen, ob der Leistungsverwaltungs-zustand des Moduls so ist, dass seine biometrische Verarbeitung weitergeführt werden könnte. Dies beinhaltet die Überprüfung, dass ausreichend Leistung verfügbar ist, um einen Satz von einer oder mehreren separaten Aufgaben zu vollenden. Die separaten Aufgaben können ein Satz von einer oder mehreren zur Verarbeitung geplanten Aufgaben sein. Dies könnte durch Schritt 503 implementiert werden, oder zumindest ein Teil davon, der unmittelbar nach dem Booten implementiert wird. Wenn die Vorrichtung 100 in kontaktloser Weise mit Enegie versorgt wird, wird die verfügbare Leistungmenge davon abhängen, wie viel Energie von der Antenne 104 gesammelt wird. Wenn dies erfolgreich überprüft wurde, oder wenn in diesem Stadium keine Überprüfung getätigt wurde, könnte der Prozess zu Schritt 505 fortfahren, wo (eine) separate Aufgabe(n) ausgeführt wird/werden. Das Modul 108 könnte wahlweise einen Check vor Schritt 505 durchführen, ob ein Objekt am Sensor 218 physisch vorhanden ist. Dies vermeidet den Verbrauch von Leistung für den Versuch, eine biometrische Quelle (z. B. Fingerabdruck) zu detektieren, wenn sie nicht am Sensor vorhanden ist. In Schritt 507 dann legt das Modul nach dem Vollenden seiner separaten Aufgabe(n) fest, ob die biometrische Verarbeitung vollendet ist. Wenn nicht, fährt der Algorithmus mit Schritt 503 fort. Beim Schritt 503, (i) verifiziert das Modul, dass ein S(WTX)-Befehl durch die Antenne 104 an das Terminal 102 gesendet wurde, und (ii) verifiziert das Modul, dass ausreichend Leistung verfügbar ist, um eine oder mehrere separate Verarbeitungsaufgaben zu vollenden. Wenn in Schritt 503 festgestellt wird, dass nicht ausreichend Leistungvorhanden ist, um eine oder mehrere separate Aufgaben auszuführen, dann treten die Modulkomponenten (z. B. das ASIC 214 und/oder MCU 212) in einen Niedrigleistungszustand ein. Wenn bei Schritt 507 festgestellt wird, dass die Verarbeitung abgeschlossen ist, dann wird in Schritt 509 das Ergebnis dieser Verarbeitung (z. B. ob der Nutzer biometrisch authentifiziert ist oder nicht) an den Chip zurückgesendet.
Wie oben erwähnt, arbeitet die Vorrichtung 100, um die Verarbeitung der separaten Aufgaben bei (Schritt 505) mit den Kommunikationen mit dem Terminal 102 zu synchronisieren, so dass die Verarbeitung der Aufgaben in der Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Kommunikationen mit dem Terminal 102 (z. B. innerhalb des Zeitintervalls 408 wie in 4 gezeigt) stattfindet. Jede separate Aufgabe mit Ausnahme der letzten könnte daher so definiert werden, dass sie in der Erzeugung eines Zwischenergebnisses oder Komponentenstatus endet. Dieser Status könnte gespeichert werden, z. B. in einem Speicher innerhalb des Moduls 108 oder anderer, für das Modul zugänglicher Speicherung. Dann könnte die Verarbeitung durch das Modul angehalten werden und, wahlweise können die Modulkomponenten in einen Niedrigleistungsmodus gesetzt werden. Da das Zwischenergebnis oder -status gespeichert wurde, könnte die Verarbeitung zu einem späteren Zeitpunkt durch Re-Konfigurieren des Moduls 108 mit dem gespeicherten Ergebnis oder Status wieder aufgenommen werden.
Der Satz von einer oder mehreren separaten Aufgaben, die in Schritt 503 zur Verarbeitung in Schritt 505 identifiziert wurden, könnten günstig ausgewählt werden, so dass sie das Modul 108 weniger als das Zeitablaufintervall des Kommunikationsprotokolls mit dem Terminal beanspruchen, um abgeschlossen zu werden. Dann kann das Modul 108 sicher in einen Standby-Status fortfahren, wenn der Satz von Aufgaben abgeschlossen ist, ohne vom Chip 106 unterbrochen zu werden, der eine S(WTX)-Nachricht senden muss. Die separaten Aufgaben starten/fahren fort, wenn das Modul feststellt, dass ausreichend Leistung vorhanden ist, um sie auszuführen und dass ausreichend Zeit für jede Aufgabe in einem planmäßigen Satz vorhanden ist, um diese ohne Unterbrechung der planmäßigen Sendungen zwischen der Vorrichtung 100 und dem Terminal 102 zu vollenden, die durch das zwischen ihnen verwendete Kommunikationsprotokoll bestimmt werden (Schritt 503). Alternativ kann das Modul 108 einen Satz von einer oder mehreren separaten Aufgaben in Schritt 503 auswählen und in Schritt 505 diese separaten Aufgaben ausführen, bis ein Unterbrechungssignal vom Chip 106 empfangen wird. Der Chip 106 kann das Unterbrechungssignal an das Modul 108 zu einem eingestellten Zeitintervall vor dem Ende des Zeitablaufintervalls kommunizieren. Als Antwort auf den Empfang des Unterbrechungssignals schließt das Modul 108 die Verarbeitung der separaten, in Verarbeitung befindlichen Aufgabe und bestimmt, ob die biometrische Verarbeitung abgeschlossen ist (Schritt 507). Wenn die Verarbeitung nicht abgeschlossen ist (d. h. eine oder mehrere separate Aufgaben sind noch zu verarbeiten), dann kehrt der Algorithmus zu Schritt 503 zurück.
Die Zeitplanung von separaten Aufgaben, die innerhalb eines Wartezeitintervalls in Schritt 503 zu verarbeiten sind, können durch die MCU 212 oder die power management unit 210 durchgeführt werden. Der Satz von einer oder mehreren separaten Aufgaben, die innerhalb eines Wartezeitintervalls durchgeführt werden sollen, kann in Abhängigkeit der verfügbaren Leistung ausgewählt werden. Beispiele hierfür werden nunmehr beschrieben.
Jede separate Aufgabe beinhaltet die Verwendung von einer oder mehreren Komponenten des Moduls 108. Die Leistungmenge, die für jede dieser Komponenten erforderlich ist, um diese Aufgabe zu erfüllen, kann im Vorhinein bestimmt und gespeichert werden, z. B. in der MCU 212 oder in der power management unit 210. Die Leistungerfordernisse sollten in einer Look-up-Tabelle gespeichert sein. Um zu bestimmen, ob ausreichend Leistung vorhanden ist, um jegliche separate Aufgabe auszuführen, werden die Leistungerfordernisse für die Elemente, die in die Implementierung dieser Aufgabe involviert werden müssen, aufsummiert. Die gesamte Leistunganforderung für diese Aufgabe kann dann mit der verfügbaren Leistungverglichen werden. Wenn die verfügbare Leistungnicht ausreichend ist, um die Vollendung der Aufgabe zu ermöglichen, dann kann das Modul 108 in den Niedrigleistungsstatus 511 eintreten und warten, bis ausreichend Leistungverfügbar ist. Es kann fortfahren, die verfügbare Leistung zu prüfen, während es zur Verarbeitung befähigt ist, oder es kann warten, bis es das nächste Mal zur Verarbeitung befähigt ist, nachdem eine S(WTX)-Nachricht zunächst gesendet wurde. Andernfalls kann es mit der Durchführung der Aufgabe(n) beginnen.
In der Praxis, kann es eine breite Reichweite von Leistunganforderungen unter den verschiedenen Aufgaben geben. Beispielsweise erfordern Aufgaben betreffend Bilderfassung, Bildverarbeitung und Bildabgleich typischerweise bedeutend mehr Leistung als das Kommunizieren eines Signals zwischen Chip 106 und dem Modul 108, oder das Senden einer S(WTX)-Nachricht. Abhängig von der gewählten funktionalen Architektur können manche Aufgabe die Aktivierung eines ASIC und einer biometrischen MCU erfordern, während andere nur erfordern, dass eine biometrische MCU aktiv ist, und wiederum andere können erfordern, dass nur der Chip 106 aktiv ist. Daher ist es möglich, dass manche Vorgänge ausgeführt werden können, wenn das Niveau der verfügbaren Leistung niedrig ist, aber andere Vorgänge können dies nicht.
In einem Ansatz wird die verfügbare Leistunggemessen und mit dem entsprechenden Leistungsbudget für den Satz von einer oder mehreren zu erfüllenden Aufgaben verglichen und eine binäre Entscheidung wird getroffen, ob die Leistung ausreichend zur Ausführung der Aufgaben ist, wie oben mit Bezug auf Schritt 503 beschrieben.
In einem anderen Ansatz sind Leistungschwellenwerte definiert, um Leistunglevels zu unterscheiden, bei denen verschiedene Aufgaben möglich sind. Es können beispielsweise zwei Schwellenwerte ausgewählt werden, aber ein einzelner Schwellenwert oder mehr als zwei Schwellenwerte können definiert werden. Wenn in dem Fall von zwei Schwellenwerten die verfügbare Leistung unter einem Schwellenwert 1 ist, wird angenommen dass unzureichend Leistung vorhanden ist, um Verarbeitungsaufgaben auszuführen. Dann können alle Verarbeitungskomponenten des Moduls 108 (z. B. ein ASIC und eine MCU) in einem Niedrigleistungsmodus aufrechterhalten werden, um den Verbrauch zu reduzieren. Wenn die verfügbare Leistungüber dem Schwellenwert 1, aber unter dem Schwellenwert 2 ist, kann genug Leistungvorhanden sein, um eine oder mehrere Komponenten des biometrischen Elements zu betreiben (z. B. die MCU), aber nicht eine oder mehrere andere (z. B. das ASIC). Dann kann das System nur mit Aufgaben fortfahren, die Komponenten erfordern, die weniger Leistungals durch Schwellenwert 2 definiert benötigen. Falls die verfügbare Leistungüber Schwellenwert 2 ist, dann ist genug Leistung vorhanden, um alle Komponenten des Moduls (z. B. sowohl das ASIC als auch die MCU) zu betreiben. Wenn die verfügbare Leistung über Schwellenwert 2 ist, kann mit jeder Aufgabe, die eines oder beide dieser Elemente benötigt, fortgefahren werden.
Es können Aufgaben priorisiert werden, die am besten zu dem verfügbaren Leistungslevel passen. Wenn beispielsweise die Leistungals auf einem ersten Level befindlich gemessen wird und es Aufgaben gibt, die ausgeführt werden müssen und die mehr als dieses Leistungslevel benötigen, und es Aufgaben gibt, die ausgeführt werden müssen und weniger als dieses Leistungslevel benötigen, dann kann das Modul die Aufgaben mit niedrigem Leistungbedarf zur Ausführung auswählen. Um dies zuzulassen, kann der Satz von Aufgaben, die zur biometrischen Authentifizierung ausgeführt werden müssen, so angeordnet werden, dass sie in irgendeiner Reihenfolge ausgeführt werden können, vorausgesetzt das/die von einer Aufgabe benötigten Ergebnis(se) ist/sind bereits verfügbar. In manchen Architekturen, wenn beispielsweise ein Fingerabdruck von einem Fingerabdrucksensor gelesen wird, können die Daten von dem Sensor gelesen und in einen Speicher gespeichert werden, was ein relativ geringes Leistungslevel erfordern kann, und diese Daten können dann von einem ASIC verarbeitet werden, was ein relativ hohes Leistungslevel erfordern kann. Wenn ausreichend Leistungverfügbar ist, um das ASIC zu betreiben, und unverarbeitete Daten in dem Speicher verfügbar sind, dann kann das ASIC betrieben werden. Wenn nicht ausreichend Leistungvorhanden ist, um das ASIC zu betreiben, aber ausreichend Leistung, um Daten vom Sensor zu lesen und sie in einem Speicher zu speichern, dann können Daten vom Sensor gelesen werden. Auf diese Weise werden die Aufgaben geplant, um den verfügbaren Leistungeffizient zu nutzen.
Eine Prüfung der verfügbaren Leistung kann auf periodischer Basis geschehen, oder zwischen separaten Aufgaben oder Sätzen von separaten Aufgaben. Ein Beispiel wäre zu prüfen, dass bei Beendigung einer Bilderfassungsaufgabe genügend Leistungverbleibt, um eine Bildübertragungsaufgabe zu starten. Wenn die Leistunges zulässt, fährt die Verarbeitung wie ursprünglich geplant fort, aber wenn die Leistung unter den notwendigen Schwellenwert fällt, können die geplanten Aufgaben angehalten werden und entweder das biometrische Element kann in einen Haltezustand eintreten oder andere Vorgänge können geplant werden.
Eine weitere Eingabe in die Entscheidung, ob die Leistung ausreichend ist, um einen Satz von einer oder mehreren separaten Aufgaben innerhalb eines Wartezeitintervalls durchzuführen, können vorab gespeicherte Informationen hinsichtlich der entsprechenden Leistungsanforderungen der digitalen und analogen Komponenten des Moduls 108 sein. Diese Informationen können in einem Speicher innerhalb des Moduls 108 gespeichert werden, oder können dem Modul 108 anderweitig zugänglich sein. Die verfügbare, durch die power harvesting unit 216 gesammelte Leistung kann mit den gespeicherten Leistungsanforderungen der digitalen und analogen Komponenten des Moduls 108 verglichen werden. Verarbeitungsaufgaben können zur Verarbeitung in Abhängigkeit von diesem Vergleich ausgewählt werden.
Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass die verfügbare Leistungüber den Leistungsanforderungen von einer oder mehreren digitalen Komponenten des Moduls 108, aber unter den Leistungsanforderungen der analogen Komponenten ist, können eine oder mehrere Verarbeitungsaufgaben, die durch digitale Modulkomponenten durchgeführt werden, zur Verarbeitung ausgewählt werden. Wenn ein Satz von einer oder mehreren digitalen Verarbeitungsaufgaben zur Verarbeitung innerhalb eines Wartezeitintervalls ausgewählt werden, kann das Schaltelement 316 der Schaltungsanordnung 300 gesteuert werden, um seine zweite Konfiguration wie oben beschrieben anzunehmen, um die Deaktivierung der analogen Komponenten 312 des Moduls zu veranlassen. Ein Signal kann ebenso an die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 kommuniziert werden, um die Verringerung der Voersorgungsspannung Vsense auf einen Wert zu veranlassen, der gleich der digitalen Versorgungsspannung plus dem Abfall über Regler 310 ist. Dies ermöglicht, dass der von der Antenne 104 gezogene Strom wie oben beschrieben erhöht wird. Die Signale zur Steuerung der Einheit 306 und des Schaltelements 316 können vom selben Element ausgegeben werden, das den Vergleich von verfügbarer Leistung mit den Leistungsanforderungen der digitalen und analogen Komponenten der Schaltungsanordnung durchführt (z. B. die MCU 212 oder die Power Management Unit 210).
Wenn andererseits festgestellt wird, dass die verfügbare Leistung über den Leistungsanforderungen der einen oder mehreren digitalen Komponenten und einen oder mehreren analogen Komponenten des Moduls liegt, können Verarbeitungsaufgaben, die von digitalen und/oder analogen Komponenten durchgeführt werden, zur Verarbeitung ausgewählt werden. In diesem Fall wird das Schaltelement 306 gesteuert, um seine erste Konfiguration einzunehmen, um die Aktivierung sowohl die analogen als auch die digitalen Komponenten des Moduls zu veranlassen. Ebenso kann ein Signal an die Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 kommuniziert werden, um die Aufrechterhaltung der Versorgungsspannung Vsense über einem Wert gleich der analogen Versorgungsspannung plus dem Abfall über Regler 308 zu veranlassen.
Es wurde hierin eine Schaltungsanordnung beschrieben zum Ausgeben von verschiedenen geregelten Spannungen, die aus einer induzierten Spannung an der Antenne an digitale und analoge Komponenten des Vorrichtungsmoduls erzeugt wurden. Die Schaltung ermöglicht, dass die analogen Modulkomponenten von der Antenne und der power harvesting unit für Perioden getrennt werden, in welchen nur digitale Verarbeitung von dem Modul durchgeführt werden soll, und mit der power harvesting unit und der Antenne für Perioden verbunden werden, in welchen analoge Verarbeitung durchgeführt werden soll. Solch eine Periode kann ein spezifizierter Zeitblock sein, in welchem festgelegt wird, dass nur digitale Verarbeitung durchgeführt werden soll/dass analoge Verarbeitung durchgeführt wird, beispielsweise ein Wartezeitintervall (oder Zeitablaufintervall) zwischen aufeinanderfolgenden Kommunikationen zwischen der Vorrichtung und dem Terminal. Durch Trennen der analogen Komponenten von dem Modul, wenn keine analoge Verarbeitung durchgeführt werden soll, kann die Eingangsversorgungsspannung günstigerweise reduziert werden, im Vergleich dazu, wenn analoge Verarbeitung durchgeführt werden soll, was ermöglicht, dass ein höherer Strom von der Antenne der Vorrichtung gezogen und an die aktiven digitalen Komponenten bereitgestellt werden kann. Dies kann vorteilhaft sein, weil erkannt wurde, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit von digitalen Komponenten (z. B. die MCU 212) eine Funktion des bereitgestellten Stroms ist. Somit kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit dieser Komponenten durch Erhöhung des an die digitalen Komponenten zugeführten Stroms erhöht werden. Alternativ kann in Zeiten, in denen die analogen Komponenten von der Antenne und der power harvesting unit getrennt sind, die reduzierte Eingangsversorgungsspannung verwendet werden, um die Taktgeschwindigkeit während der digitalen Verarbeitung zu reduzieren, um sich der verfügbaren Leistung anzupassen. Das heißt, in Zeiten, in denen die analogen Komponenten des Moduls abgeschaltet sind, kann das Modul 108 die Taktgeschwindigkeit der digitalen Komponenten verringern, wenn die verfügbare Leistung relativ niedrig ist, und kann die Taktgeschwindigkeit der digitalen Komponenten erhöhen, wenn die verfügbare Leistung relativ hoch ist. Das Modul 108 kann damit die Taktgeschwindigkeit der digitalen Komponenten während der digitalen Verarbeitung als eine Funktion der verfügbaren Leistung steuern. Die Taktgeschwindigkeit kann durch die Power Management Unit 210 oder die MCU 212 gesteuert werden.
In den oben beschriebenen Beispielen beinhaltet die Spannungsreglerschaltung 300 ein Schaltelement 316, um wahlweise die analogen Komponenten 312 mit der Antenne 104 und der power harvesting unit 216 zu verbinden. In einer alternativen Anordnung kann die Funktionalität des Schaltelements 316 erreicht werden, indem eine Shut-down-Schaltung beim Regler lokalisiert verwendet wird, der die Spannung an die analogen Komponenten liefert. Diese alternative Spannungsreglerschaltungsanordnung ist in 6 gezeigt.
Eine Spannungsreglerschaltung 600 teilt ähnliche Komponenten mit der Schaltungsanordnung 300, und vergleichbare Komponenten sind mit den vergleichbaren Bezugszeichen versehen. Die Schaltung beinhaltet Regler 608 und 610. Die Regler sind parallel angeordnet, d. h. beiden Regler 608 und 610 haben Eingänge, die an einen gemeinsamen Knoten 322 verbindbar sind. Der erste Regler 608 ist auch mit analogen Komponenten des Moduls 108 verbunden (gekennzeichnet bei 312) und der zweite Regler 310 ist mit den digitalen Komponenten des Moduls 108 verbunden (gekennzeichnet bei 314).
Anders ausgedrückt, umfasst die Schaltungsanordnung 600 einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig, von denen jeder mit dem gemeinsamen Knoten 322 verbindbar ist, der mit der Gleichrichter- und Begrenzereinheit 306 verbunden ist. Der erste Zweig ist mit dem ersten Spannungsregler 608 verbunden, der mit den analogen Modulkomponenten verbunden ist, und der zweite Zweig ist mit dem zweiten Spannungsregler 610 verbunden, der mit den digitalen Modulkomponenten verbunden ist.
Der Regler 608 ist angeordnet, um eine erste geregelte Spannung an die analogen Komponenten 312 auszugeben und der Regler 610 ist konfiguriert, um eine zweite geregelte Spannung an die digitalen Komponenten 314 auszugeben. Die zweite geregelte Spannung ist niedriger als die erste geregelte Spannung. Die Werte der ersten und zweiten geregelten Spannungen kann je nach Implementierung variieren.
Wie mit Bezug auf 3 beschrieben, können Spannungsabfalldetektionseinheiten 318 und 320 anderswo auf den ersten und zweiten Zweigen platziert sein. Beispielsweise kann die Detektionseinheit 318 am Eingang des Reglers 608 platziert oder lokalisiert sein, und die Detektionseinheit 320 kann am Eingang des Reglers 610 platziert oder lokalisiert sein.
Im Gegensatz zur Schaltungsanordnung 300 beinhaltet die Schaltungsanordnung 600 kein Schaltelement zum wahlweisen Verbinden der Schaltungszweige mit der Antenne. Stattdessen beinhaltet die Schaltungsanordnung 600 Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 zum Steuern des Betriebs der Regler 608 bzw. 610. In diesem Beispiel ist die Shut-down-Schaltungsanordnung an jedem Regler 608, 610 lokalisiert. Noch spezifischer, bildet die Shut-down-Schaltungsanordnung 612 einen Teil des Reglers 608 und die Shut-down-Schaltungsanordnung 614 bildet einen Teil des Reglers 610. In anderen Beispielen kann die Shut-down-Schaltungsanordnung eine separate Komponente vom Regler sein.
Die Bereitstellung der Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 ermöglicht, dass der Betrieb jedes Reglers unabhängig voneinander gesteuert werden kann. Die Schaltungsanordnung 612 arbeitet, um zu bewirken, dass der Regler 608 in einen Nicht-Betriebszustand - d. h. inaktiven Zustand - eintritt, in welche er keine geregelte Spannung ausgibt. Ebenso arbeitet die Schaltungsanordnung 614, um zu bewirken, dass der Regler 610 in einen Nicht-Betriebszustand eintritt, in dem er keine geregelte Spannung ausgibt. Der Nicht-Betriebszustand kann ein Zustand mit niedriger Leistung, oder ein Shut-down-Zustand (heruntergefahrener Zustand) sein. Wenn der Regler 608 im Nicht-Betriebszustand ist, sind die analogen Komponenten 312 des Moduls elektrisch von der Antenne 104 und der power harvesting unit 216 getrennt; wenn der Regler 610 im Nicht-Betriebszustand ist, sind die digitalen Komponenten des Moduls elektrisch von der Antenne 104 und der power harvesting unit 216 getrennt. Somit können die Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 verwendet werden, um die analogen und digitalen Komponenten des Moduls 108 elektrisch von der Antenne und der power harvesting unit 216 zu trennen.
Die Schaltungsanordnungen 612 und 614 vereinfachen daher verschiedene Betriebsmodi des Moduls 108 in einer ähnlichen Weise wie das oben mit Bezug zu 3 beschriebene Schaltelement 316. Mögliche Betriebsmodi des Moduls 108 sind: ein erstes Modus, in dem die Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 inaktiv sind, und somit beide Regler 608 und 610 geregelte Spannungen ausgeben; ein zweiter Modus, in dem die Shut-down-Schaltun Schaltungsanordnung 612 aktiv ist, um zu bewirken, dass der Regler 608 in seinem Nicht-Betriebszustand ist, und Shut-down-Schaltung 614 inaktiv ist und somit der Regler 614 im Betriebszustand ist, um eine geregelte Spannung auszugeben; ein dritter Betriebszustand, in dem die Shut-down-Schaltungsanordnung 612 inaktiv ist und die Shut-down-Schaltungsanordnung 614 aktiv ist; und ein vierter Betriebsmodus, in dem beide Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 aktiv sind und somit beide Regler 608 und 610 in ihrem Nicht-Betriebszustand sind. Das Modul 108 arbeitet im ersten Modus, wenn das Modul analoge Verarbeitung oder eine Kombination aus analoger und digitaler Verarbeitung ausführt; im zweiten Modus, wenn das Modul nur digitale Verarbeitung ausführt; kann im dritten Modus arbeiten, wenn das Modul nur analoge Verarbeitung ausführt; und kann im vierten Modus arbeiten, wenn das Modul in einem Standby-/Niedrigleistungs-Modus ist.
Der Betriebsmodus des Moduls 108 kann von einer Modulkomponente, wie der Steuereinheit 212 oder Power Management Unit 210, gesteuert werden, basierend auf der durch das Modul ausgeführten Verarbeitung. Beispielsweise kann die Komponente während Perioden, in denen eine Kombination aus analoger und digitaler Verarbeitung durchgeführt werden soll, das Modul 108 dazu veranlassen, im erste Betriebsmodus zu arbeiten, indem sie ein Signal zur Deaktivierung der Shut-down-Schaltungsanordnungen 612 und 614 sendet; während Perioden, in denen nur digitale Verarbeitung durchgeführt werden soll, kann die Komponente das Modul dazu veranlassen, in seinem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten, indem sie Signale zur Aktivierung der Shut-down-Schaltungsanordnung 612 und Deaktivierung der Shut-down-Schaltungsanordnung 614 sendet; und während Perioden, in denen nur analoge Verarbeitung ausgeführt werden soll, kann die Komponente das Modul dazu veranlassen, in seinem dritten Betriebsmodus zu arbeiten, indem sie Signale zur Deaktivierung der Schaltungsanordnung 612 und Aktivierung der Schaltungsanordnung 614 sendet.
Es wurden hierin Beispiele beschrieben, in denen die Vorrichtung eine Smart Card ist. Es wird verständlich sein, dass der Begriff „Karte“ keinerlei Beschränkungen im Hinblick auf ihre Größe, Form, Dicke oder Funktion impliziert. Die hierin beschriebenen Karten könnten beispielsweise eine Plastikkarte, wie eine Bankkarte, eine ID-Karte, ein Ausweis etc. sein. Es wird ebenso verständlich sein, dass jedes hierin beschriebene Beispiel auch innerhalb einer Vorrichtung implementiert werden kann, die einen anderen Formfaktor als eine Karte annimmt, zum Beispiel ein Schlüsselanhänger, ein Dongle, oder ein Sicherheits-Token (z. B. USB-Token). Alternativ können die hierin beschriebenen Vorrichtungen in eine Kommunikationsvorrichtung, wie ein Mobiltelefon oder Smartphone; eine tragbare Vorrichtung, wie ein Armband, eine Uhr, ein Handschuh/Paar Handschuhe, eine Nadel (z. B. eine Brosche), eine Plakette, oder irgendeine andere kontaktlose tragbare Vorrichtung, integriert sein. Es wurde hierin auch auf ein Terminal Bezug genommen. Das Terminal aus irgendeinem der beschriebenen Beispiele könnte jede geeignete Form annehmen, abhängig von der Implementierung, zum Beispiel ein Kartenleser, wie ein Point-of-Sale-(POS)-Terminal (Verkaufsort-Terminal), eine Registrierkasse, ein Geldautomat, ein Computer, ein Smartphone etc.
Einige hierin beschriebene Karten wurden als kontaktlose Karten bezeichnet. Es wird verständlich sein, dass eine kontaktlose Karte, wie hierin beschrieben, sich auf eine Karte bezieht, die mit einem Lesegerät über eine kontaktlose Schnittstelle kommunizieren kann. Jedoch kann jede Karte, die als eine kontaktlose Karte beschrieben wird, auch zu einer Kommunikation mit einem Lesegerät über direkten physischen Kontakt fähig sein. Somit wurde der Begriff „kontaktlos“ hierin nicht verwendet, um die Möglichkeit der Kontaktfunktionalität auszuschließen.
Der Anmelder offenbart hiermit isoliert jedes individuelle hierin beschriebene Merkmal und jede Kombination von zwei oder mehreren Merkmalen, in dem Maße dass solche Merkmale oder Kombinationen fähig sind, basierend auf der vorliegenden Beschreibung als Ganzes im Lichte des allgemeinen Fachwissen eines Fachmanns ausgeführt zu werden, ohne Rücksicht darauf, ob solche Merkmale oder Merkmalskombinationen irgendwelche hierin offenbarten Probleme lösen, und ohne Beschränkung auf den Schutzumfang der Ansprüche. Der Anmelder zeigt an, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung aus jedem beliebigen solchen individuellen Merkmal oder Merkmalskombinationen bestehen können. Im Hinblick auf die vorangegangene Beschreibung wird es für einen Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung gemacht werden können.

Claims

Ein biometrisches Modul, welches auf einen einzelnen integrierten Schaltungs-Chip implementiert ist, wobei das Modul konfiguriert ist, um eine Verarbeitung als Teil einer Funktion auszuführen, welche einer Vorrichtung zugeordnet ist, welche konfiguriert ist, um kontaktlose Kommunikation mit einem Terminal auszuführen, wobei das Modul konfiguriert ist, um die Verarbeitung in der analogen und digitalen Domäne auszuführen, und umfassend: eine power harvesting unit, welche konfiguriert ist, um eine Spannung aus einem drahtlos Signal zu induzieren, empfangen von einer Antenne der Vorrichtung , um die Verarbeitung des Moduls zu versorgen; eine oder mehrere Komponenten, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der digitalen Domäne auszuführen; eine oder mehrere Komponenten, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen; und erste und zweite Spannungsregler, die parallel angeordnet sind und jeweils Eingänge haben, um eine Eingangsspannung zu empfangen, die aus einer von der power harvesting unit induzierten Spannung erzeugt wird, wobei der erste Spannungsregler konfiguriert ist, um eine erste geregelte Spannung auszugeben an die Modulkomponenten, die konfiguriert sind, um die Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, und der zweite Spannungsregler konfiguriert ist, um eine zweite geregelte Spannung, die niedriger ist als die erste geregelte Spannung, auszugeben an die Modulkomponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der digitalen Domäne auszuführen.
Ein biometrisches Modul gemäß Anspruch 1, wobei das Modul weiterhin eine Schaltungsanordnung umfasst, die betrieben werden kann, um selektiv die eine oder mehrere Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, von der power harvesting unit zu trennen.
Ein biometrisches Modul gemäß Anspruch 2, wobei die Schaltungsanordnung ein Schaltelement umfasst, das steuerbar zwischen einer offenen Position, in welcher der Eingang des ersten Spannungsreglers von der power harvesting unit getrennt ist, und einer geschlossenen Position, in welcher der Eingang des ersten Spannungsreglers elektrisch mit der power harvesting unit verbunden ist, steuerbar ist.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 2, wobei die Schaltungsanordnung eine Shut-down-Schaltungsanordnung umfasst, die betrieben werden kann, um zu bewirken, dass der erste Spannungsregler in einen Nicht-operativen Betriebszustand eintritt.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Modul weiterhin eine Steuereinheit umfasst, die konfiguriert ist, um die Schaltung in Abhängigkeit von der vom Modul ausgeführten Verarbeitung zu steuern.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 5 wenn abhängig von Anspruch 3, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die Position des Schaltelements die geschlossene Position einnimmt, in Antwort auf die Feststellung, dass ein Block von anstehender Verarbeitung zumindest teilweise durch in der analogen Domäne arbeitende Komponenten ausgeführt werden soll, und um zu bewirken, dass die Position des Schaltelements die offene Position einnimmt, in Antwort auf die Feststellung, dass ein Block von anstehender Verarbeitung nur durch in der digitalen Domäne arbeitende Komponenten ausgeführt werden soll.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 5 wenn abhängig von Anspruch 4, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Shut-down-Schaltung zu aktivieren, um dadurch zu bewirken, dass der erste Spannungsregler in seinen Nicht-Betriebszustand eintritt, in Antwort auf die Feststellung, dass ein Block von anstehender Verarbeitung nur durch in der digitalen Domäne arbeitende Komponenten ausgeführt werden soll.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die Eingangsspannung gleich oder größer ist als ein erstes Spannungslevel, wenn die eine oder die mehreren Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, mit der power harvesting unit verbunden sind, und gleich oder größer ist als ein zweites Spannungslevel, das niedriger ist als das erste Spannungslevel, wenn die eine oder die mehreren Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, von der power harvesting unit getrennt sind.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei die mit der Vorrichtung verbundene Funktion eine biometrische Authentifizierung eines Nutzers ist.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 9, wobei das Modul weiterhin eine Sensoreinheit zum Erfassen von biometrischen Daten des Nutzers umfasst.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 10 wenn abhängig von Anspruch 5, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Schaltungsanordnung so zu steuern, dass sie die eine oder die mehreren Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, mit der power harvesting unit elektrisch verbindet, wenn die Sensoreinheit arbeitet, um biometrische Daten des Nutzers zu erfassen.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11 wenn abhängig von Anspruch 5, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Schaltungsanordnung so zu steuern, dass sie die eine oder die mehreren Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, von der power harvesting unit zu trennen, wenn das Modul arbeitet, um die erfassten biometrischen Parameterdaten zu verarbeiten.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Modul weiterhin eine integrierte Schaltung umfasst, die konfiguriert ist, um den Betrieb der Sensoreinheit zu steuern, wobei die integrierte Schaltung ein analogue front end (AFE) umfasst, um eine Schnittstelle mit der Sensoreinheit zu bilden, die konfiguriert ist, um die erste geregelte Spannung zu empfangen.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 2 oder irgendeinem der Ansprüche 3 bis 13, wenn abhängig von Anspruch 2, wobei das Modul weiterhin einen Spannungsabfalldetektor umfasst, der konfiguriert ist, um einen Spannungsabfall für die vom ersten Spannungsregler gelieferte Spannung zu detektieren, wobei der Spannungsabfalldetektor so positioniert ist, dass er von der power harvesting unit getrennt wird, wenn die eine oder die mehreren Komponenten, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, von der power harvesting unit getrennt sind.
Biometrisches Modul gemäß Anspruch 2 oder irgendeinem der Ansprüche 3 bis 13, wenn abhängig von Anspruch 2, wobei das Modul weiterhin einen zweiten Spannungsabfalldetektor umfasst, der konfiguriert ist, um einen Spannungsabfall für die vom zweiten Spannungsregler gelieferte Spannung zu detektieren, wobei der zweite Spannungsabfalldetektor so positioniert ist, dass er mit der power harvesting unit unabhängig vom Betrieb der Schaltungsanordnung verbunden wird.
Biometrisches Modul gemäß irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei das Modul weiterhin einen Spannungsgleichrichter umfasst, der konfiguriert ist, um die von der power harvesting unit zugeführte, induzierte Spannung zu empfangen, und eine gleichgerichtete Spannung als die Eingangsspannung an die ersten und zweiten Spannungsregler auszugeben.
Eine Vorrichtung zur kontaktlosen Kommunikation mit einem Terminal, umfassend: eine Antenne zum Empfangen eines vom Terminal ausgesendeten drahtlosen Signals; ein Modul, das konfiguriert ist, um eine Verarbeitung als Teil einer der Vorrichtung zugeordneten Funktion auszuführen, wobei das Modul konfiguriert ist, um die Verarbeitung in der analogen und digitalen Domäne auszuführen, und umfassend: eine power harvesting unit, um eine Spannung aus einem drahtlosen, von der Antenne empfangenen Signal zu induzieren, um die Verarbeitung des Moduls zu versorgen; und erste und zweite Spannungsregler, die parallel angeordnet sind und jeweils Eingänge haben, um eine Eingangsspannung zu empfangen, die aus einer von der power harvesting unit induzierten Spannung erzeugt wird, wobei der erste Spannungsregler konfiguriert ist, um eine erste geregelte Spannung an die Modulkomponenten auszugeben, die konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der analogen Domäne auszuführen, und der zweite Spannungsregler konfiguriert ist, um eine zweite geregelte Spannung, die niedriger ist als die erste geregelte Spannung, an die Modulkomponenten auszugeben, welche konfiguriert sind, um eine Verarbeitung in der digitalen Domäne auszuführen.