JP2011070703A

JP2011070703A - スマートカードの操作システム及び方法

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Publication number: JP2011070703A
Application number: JP2010287740A
Authority: JP
Inventors: ▲陳▼大才; Dacai Chen; Daxing Xu; 徐▲達▼▲興▼; ▲齊▼同心; Tongxin Qi
Original assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Current assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-04-07
Also published as: SG138587A1; JP2008009979A; RU2357286C2; KR20080001640A; CN101097606A; MX2007007784A; US20080000989A1; RU2007123915A; KR100991873B1; CN100504921C; EP1873689A1

Abstract

【課題】接触式通信と非接触式通信とを同時にサポートすることができ、スマートカードの使用における柔軟性を大幅に高めることができるスマートカードの操作システム及び方法を提供する。
【解決手段】スマートカード操作システムに電源を印加する際に、動作モード選択モジュール１０４がスマートカード操作システムの電源供給方式を判断し、非接触式電源により電源供給を行う場合は、非接触式動作モードを選択し、接触式電源により電源供給を行う場合は、混合動作モードを選択し、非接触式動作モードにおいて、コマンド処理モジュール１０８は、非接触式通信モジュール１０７が受信した非接触式コマンドを単独で処理し、混合動作モードにおいて、コマンド処理モジュール１０８は、接触式通信モジュール１０６が受信した接触式コマンドと、非接触式通信モジュール１０７が受信した非接触式コマンドとを並行で処理する。
【選択図】図１

Description

本発明はスマートカードに関するものであり、特に、スマートカードの操作システム及び方法に関するものである。

スマートカードの技術の発展に伴い、スマートカードにさらに豊富で柔軟性のある機能を持たせることが望まれている。例えば、ＳＩＭカードに、伝統的なＳＩＭカードの機能以外の支払カード、入門カード、タイムカードなどの機能をさらに持たせることにより、カードの多機能性を実現することができる。しかしながら、伝統的なスマートカード操作システムは、単独接触式通信方式のみ、または単独非接触式通信方式のみサポート可能であるため、スマートカードの使用における柔軟性が大幅に低下する。

現在、デュアルインターフェース（接触式及び非接触式の通信）をサポートするスマートカード操作システムが知られているが、このスマートカード操作システムは、その電源供給方式により、それに対応する一種類の通信方式しかサポートできないと言う問題点を抱えている。すなわち、スマートカード操作システムが非接触式の端末装置の非接触フィールド中に置かれ、スマートカード操作システムのアンテナカップリングが電圧を発生し、非接触式の端末装置でスマートカード操作システムに単独で電源を供給する場合、スマートカード操作システムは単独非接触式動作モードを採用するので、非接触式通信のみしか行うことができない。一方、接触式電源によりスマートカード操作システムの電源を供給する場合、即ちスマートカード操作システムと接触式端末装置が提供する電源とが機械的に接続される場合、スマートカード操作システムは単独接触式動作モードを採用するので、接触式通信のみしか行うことができない。

本発明は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、スマートカード操作システムが接触式通信と非接触式通信とを同時にサポート可能なスマートカードの操作システム及び方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、接触式通信モジュールと、非接触式通信モジュールと、コマンド処理モジュールとを備えるスマートカード操作システムであって、前記コマンド処理モジュールに接続される動作モード選択モジュール及び前記コマンド処理モジュールに接続されるクロック制御モジュールをさらに備え、前記動作モード選択モジュールは、前記スマートカード操作システムに対する電源供給が、非接触式端末装置が提供する非接触式電源により行われる場合、単独非接触式動作モードを特定し、電源供給が接触式端末装置を介して接触式電源によりスマートカード操作システムの電源供給が行われる場合、混合動作モードを特定して、前記コマンド処理モジュールに通知し、前記コマンド処理モジュールは、前記単独非接触式動作モードで、前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを単独で処理し、または、前記混合動作モードで、前記接触式通信モジュールが受信した接触式コマンドと前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを並行で処理し、前記クロック制御モジュールは、クロックソースを検出し、予め設定されたクロックソースの優先順位に基づき、使用可能のクロックソースを選択して、前記コマンド処理モジュールにクロックを提供することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記スマートカード操作システムは、前記動作モード選択モジュールと接続される電源制御モジュールをさらに備え、前記電源制御モジュールは、使用可能の電源を検出して、優先的に接触式電源を選択してスマートカード操作システムへの電源供給を行うとともに、特定された電源供給方式を前記動作モード選択モジュールに通知することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記スマートカード操作システムは、初期化モジュールをさらに備え、前記初期化モジュールは、前記スマートカード操作システムの共用レジスタ及び全体のパラメータの初期化を行うための通用初期化モジュールと、前記単独非接触式動作モードで、非接触式通信モジュールとコマンド処理モジュールとの初期化を行うための単独非接触式動作モード初期化モジュールと、前記混合モードで、非接触式通信モジュールと、接触式通信モジュールと、コマンド処理モジュールとの初期化を行うための混合動作モード初期化モジュールを備えたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記コマンド処理モジュールは、コンテキスト切替サブモジュールと第１の記憶サブモジュールとを備え、前記第１記憶サブモジュールは、接触式チャンネルコンテキストと非接触式チャンネルコンテキストのそれぞれを記憶するためのものであり、前記コンテキスト切替サブモジュールは、処理待ちのコマンドのチャンネルに基づき、前記第１の記憶サブモジュール中に記憶される対応するチャンネルコンテキストを選択するためのものであることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記コマンド処理モジュールは、前記接触式通信モジュールが接触式コマンドを受信したかどうかと、非接触式通信モジュールが非接触式コマンドを受信したかどうかとを並行で検索するための検索サブモジュールを備えたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記接触式通信モジュールは、接触式通信受信サブモジュールと、接触式通信送信サブモジュールと、接触式通信記憶サブモジュールとを備え、前記接触式通信記憶サブモジュールは、接触式コマンド受信フラグを記憶するためのものであり、前記接触式通信受信サブモジュールは、接触式コマンドを受信するとともに、前記接触式コマンド受信フラグを設定するためのものであり、前記接触式通信送信サブモジュールは、接触式コマンドの応答を送信するとともに、前記接触式コマンド受信フラグをクリアするためのものであることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記非接触式通信モジュールは、非接触式通信受信サブモジュールと、非接触式通信送信サブモジュールと、非接触式通信記憶サブモジュールとを備え、前記非接触式通信記憶サブモジュールは、非接触式コマンド受信フラグを記憶するためのものであり、前記非接触式通信受信サブモジュールは、非接触式コマンドを受信するとともに、前記非接触式コマンド受信フラグを設定するためのものであり、前記非接触式通信送信サブモジュールは、非接触式コマンドの応答を送信するとともに、前記非接触式コマンド受信フラグをクリアするためのものであることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスマートカード操作システムにおいて、前記コマンド処理モジュールは休眠制御モジュールを備え、前記休眠制御モジュールは、待機状態の、または待機状態が所定の時間続いたスマートカード操作システムを、休眠状態に移行するように制御し、接触式通信モジュールまたは非接触式通信モジュールがコマンド受信後に発生する割り込みにより前記スマートカード操作システムを復帰させるためのものであることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、スマートカード操作方法であって、スマートカード操作システムに電源が印加されるとき、スマートカード操作システムの電源供給方式を判断し、前記スマートカード操作システムに対する電源供給が、非接触式端末装置が提供する非接触式電源により行われる場合、単独非接触式動作モードを特定し、電源供給が接触式端末装置を介して接触式電源によりスマートカード操作システムの電源供給が行われる場合、混合動作モードを選択し、前記単独非接触式動作モードでは、受信した非接触式コマンドを単独で処理し、前記混合動作モードでは、受信した接触式コマンドと前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを並行で処理し、クロックソースの優先順位を予め設定し、スマートカード操作システムに電源を印加する場合、または、電源は印加されているのに、現在動作クロックが消えた場合、前記優先順位に基づき、使用可能のクロックソースを選択して、スマートカード操作システムにクロックを提供することを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載のスマートカード操作方法において、非接触式電源と接触式電源とが同時に存在する場合、優先的に接触式電源を選択して、スマートカード操作システムの電源供給を行うことを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項８又は請求項９に記載のスマートカード操作方法において、前記混合動作モードにおいて、接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理する前に、まず、現在のチャンネルコンテキストがサポートするチャンネルと、処理待ちのコマンドのチャンネルとが一致するかどうかを判断し、一致しない場合は、チャンネルコンテキストを切替えてから、前記コマンドの再処理を行い、そうでない場合は、直接前記コマンドの処理を行うことを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法において、前記混合動作モードにおいて、接触式コマンドと非接触式コマンドとを受信したかどうかを並行で検索し、検索された接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理することを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法において、前記混合動作モードにおいて、接触式コマンドまたは非接触式コマンドを受信すると、接触式コマンドフラグまたは非接触式コマンドフラグを設定し、前記接触式コマンドまたは非接触式コマンドの応答を送信する際に、前記接触式コマンドフラグまたは非接触式コマンドフラグをクリアし、前記接触式コマンドフラグ及び非接触式コマンドフラグを並行で検索することにより、接触式コマンド及び非接触式コマンドを受信したかどうかの旨を取得し、検索された接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理するとともに、それに対応する応答を送信することを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法において、スマートカード操作システムが待機状態に置かれる場合、または待機状態が所定の時間続いた後、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させ、スマートカード操作システムがコマンドを受信後、スマートカード操作システムを復帰させることを特徴とする。

本発明によれば、スマートカード操作システムは、その電源供給方式に基づき、単独非接触式動作モードまたは混合動作モードを選択し、単独非接触式動作モードにおいては、受信した非接触式コマンドを単独で処理し、混合動作モードにおいては、接触式通信方式と非接触式通信方式とが同時に動作するようにサポートすることができるので、２種類の通信方式が互いに影響せず正確に動作でき、スマートカードの使用における柔軟性を大幅に高めることができる。

以下に、本発明の一実施形態に係るスマートカードの操作システム及び方法について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

本実施形態に係るスマートカード操作システムは、単独非接触式動作モードと、接触式及び非接触式の混合動作モード（以下、単に混合動作モードという）の２種類の動作モードについて規定している。このスマートカード操作システムに対する電源供給が、非接触式端末装置が提供する非接触式電源により行われる場合、スマートカード操作システムは、単独非接触式動作モードを採用するので、非接触式通信を行う。一方、接触式端末装置を介して接触式電源によりスマートカード操作システムの電源供給が行われる場合、スマートカード操作システムは、混合動作モードを採用するので、接触式通信と非接触式通信とを同時にサポートすることができる。

図１に示すように、スマートカード操作システムは、電源制御モジュール１０２と、クロック制御モジュール１０３と、内部クロックモジュール１０５と、接触式通信モジュール１０６と、非接触式通信モジュール１０７と、制御モジュール１０９とを備え、さらに、制御モジュール１０９は、初期化モジュール１０１と、動作モード選択モジュール１０４と、コマンド処理モジュール１０８とを備えている。初期化モジュール１０１は、図２に示すように、通用初期化サブモジュール１０１１と、混合動作モード初期化サブモジュール１０１２と、単独非接触式動作モード初期化サブモジュール１０１３とを備えている。また、コマンド処理モジュール１０８は、図３示すように、検索サブモジュール１０８１と、コンテキスト切替サブモジュール１０８２と、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３と、接触式コマンド処理サブモジュール１０８４と、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５と、休眠制御サブモジュール１０８６とを備えている。

本実施形態において、非接触式通信モジュール１０７は、ＩＳＯ１４４４３−３／４の規格に準拠し、タイプＡとタイプＢのプロトコルとをサポートする。また、接触式通信モジュール１０６は、ＩＳＯ７８１６−３/４の規格に準拠し、Ｔ＝０／Ｔ＝１のプロトコルをサポートする。

本実施形態において、接触式通信と非接触式通信は、それぞれ独立したチャンネルを用いる。接触式通信と非接触式通信において、接触式データと非接触式データとが同時に到達することがあるので、接触式通信と非接触式通信とがそれぞれ独立したチャンネルを用いた場合、いずれのデータでも正確に受信することが確保できる。接触式データチャンネルは、ＩＳＯ７８１６規格において定義されたピンＣ７を用い、非接触データチャンネルは、ＩＳＯ７８１６規格において保留して使用しないピンＣ４及びＣ８を用いるようにしている。このような設計によれば、従来の規格と一致させることができる。

このスマートカード操作システムに電源が印加されると、通用初期化サブモジュール１０１１は、スマートカード操作システムの共用レジスタ及び全体のパラメータに対して初期化を行う。通用初期化は、スマートカード操作システムが正常に動作するために必須とする一般的な操作であるので、ここでは、その具他的な説明を省略する。本実施形態において、通用初期化を行う際に、特に、電源制御モジュール１０２に対して初期化を行い、その優先電源を接触式電源に設定する。同時に、クロック制御モジュール１０３に対して初期化を行い、クロックソースの優先順位を、接触式外部クロックソース、非接触式外部クロックソース及び内部クロックソースの順に設定する。また、動作モード選択モジュール１０４に対して初期化を行い、コマンド処理モジュール１０８における接触式チャンネルコンテキストに対して初期化を行うとともに、コマンド処理モジュール１０８における非接触式チャンネルコンテキストに対して初期化を行い、コマンド処理モジュール１０８における現在チャンネルコンテキストを接触式チャンネルコンテキストに設定し、コマンド処理モジュール１０８中の現在使われているチャンネルを表すためのチャンネルフラグを接触式チャンネルに設定し、接触式通信モジュール１０６中の接触式コマンドを受信したかどうかを表すための接触式コマンドフラグを、接触式コマンドを受信してないことを表す０に設定し、非接触式通信モジュール１０７中の非接触式コマンドを受信したかどうかを表すための非接触式コマンドフラグを、非接触式コマンドを受信してないことを表す０に設定する。

このスマートカード操作システムは、通用初期化が終了後、下記の動作を行う。

（Ａ１）
クロック制御モジュール１０３は、クロックソースの所定の優先順位の関係に基づき、使用可能なクロックソースを検出して選択的に出力することにより、制御モジュールにクロックを提供する。

クロックソースは、その入力方式により、外部クロックソースと、内部クロックソースに分けられる。さらに、外部クロックソースは、接触式外部クロックソースと非接触式外部クロックソースに分けられるが、これらはそれぞれ接触式端末装置と非接触式端末装置により提供される。なお、内部クロックソースは、スマートカード操作システム中の内部クロックモジュール１０５により提供される。外部クロックソースが存在しない場合もあるが、スマートカード操作システムが休眠状態ではない限り、内部クロックソースは常時に存在する。

クロック制御モジュール１０３の機能は、外部クロックソース（接触式外部クロックのみ又は非接触式外部クロックのみ存在する場合があり、両方の外部クロックが同時に存在する場合もある）と内部クロックソースの中から、クロックソースの所定の優先順位の関係に基づき、現在存在するクロックソース選択して、制御モジュール１０９に動作クロックを提供する。

スマートカード操作システムに電源を印加する場合、又は、電源は印加されているけれども制御モジュール１０９の現在動作クロック突然消えた場合、クロック制御モジュール１０３は、クロックソースを検出して、クロックソースの所定の優先順位の関係に基づき、使用可能のクロックソースを選択して、制御モジュール１０９に動作クロックを提供する。

上記の所定の優先順位の関係は、実際の需要に合わせて調整を行うことができる。本実施形態における所定の優先順位の関係は、接触式外部クロックソースが一番安定しているため、接触式外部クロックソースが存在するときは、それをスマートカード操作システムの動作クロックソースとして選択することが好ましい。内部クロックソースは、スマートカード操作システムが休眠状態でない限り常時存在するので、ある程度便利であるものの、大きい電力消費が生ずるため、スマートカード操作システムの動作に不利であることから、その優先順位を一番低く設定するようにする。

（Ａ２）
電源制御モジュール１０２は、スマートカード操作システムの電源供給方式を検出して、スマートカード操作システムに、単独の非接触式電源供給（非接触式電源による単独の電源供給）のみ、又は単独の接触式電源供給のみが存在する場合、電源供給方式を直接動作モード選択モジュール１０４に通知する。非接触式電源と接触式電源とが同時に存在する場合、スマートカード操作システムは、予め設定された電源の優先順位の関係に基づき一つの電源を選択して、スマートカード操作システムに対して電源供給を行うとともに、選択された電源供給方式を動作モード選択モジュール１０４に通知する。

非接触式電源と接触式電源とが同時に存在する場合、電源制御モジュール１０２は、一つの電源を選択してスマートカード操作システムに対し電源供給を行うことにより、二つの電源がスマートカード操作システムに対して同時に電源供給を行うことによるチップの動作異常の発生（例えば、チップのダブルリセットの発生）を回避することができる。

接触式電源のエネルギーが比較的十分且つ安定であり、スマートカード操作システムが接触式電源供給を採用する場合、混合動作モードを選択採用することにより、スマートカード操作システムが接触式コマンドと非接触式コマンドとを並行的に処理できるようにするため、動作モード選択モジュール１０４は、接触式電源を選択することが好ましい。スマートカード操作システムが単独非接触式動作モードに置かれた場合、電源制御モジュール１０２は、スマートカード操作システムに対し電源供給を行える接触式電源が存在することが検出されると、その接触式電源を選択してスマートカード操作システムに対し電源供給を行うとともに、動作モード選択モジュール１０４に通知する。

動作モード選択モジュール１０４は、電源制御モジュール１０２から通知された電源供給方式に基づき、スマートカード操作システムの動作モードを選択する。電源制御モジュール１０２から通知された電源供給方式が非接触式電源による電源供給である場合、動作モード選択モジュール１０４は、スマートカード操作システムに対し単独非接触式動作モードを選択する。一方、電源制御モジュール１０２から通知された電源供給方式が接触式電源による電源供給である場合、動作モード選択モジュール１０４は、スマートカード操作システムに対し混合動作モードを選択する。以下、選択された動作モードについて、それぞれ具体的に説明する。

（１）単独非接触式動作モード
動作モード選択モジュール１０４が、スマートカード操作システムに対し単独非接触式動作モードを選択してから、単独非接触式動作モード初期化コマンドを単独非接触式動作モード初期化サブモジュール１０１３に送信すると、単独非接触式動作モード初期化サブモジュール１０１３は、非接触式通信モジュール１０７とコマンド処理モジュール１０８に対して単独非接触式動作モード初期化を行う。すなわち、単独非接触式動作モード初期化サブモジュール１０１３は、それぞれ下記の動作を行う。

（Ｂ１）
非接触式通信モジュール１０７において、非接触式通信を行う際に必要とするレジスタを設けることにより、接触式通信モジュール１０７の送受信に割り込み方式を用いるとともに、非接触式通信モジュール１０７が非接触式コマンドを受信してから割り込みを発生してコマンド処理モジュール１０８に通知するようにする。

（Ｂ２）
コマンド処理モジュール１０８における現在チャンネルコンテキストを非接触式チャンネルコンテキストに設定し、チャンネルフラグを非接触式チャンネルに設定するとともに、コマンド処理モジュール１０８に単独非接触式動作モードを採用するように通知する。

コマンド処理モジュール１０８は、単独非接触式動作モードを採用する。すなわち、単独非接触式動作モード初期化サブモジュール１０１３が非接触式通信モジュール１０７とコマンド処理モジュール１０８に対する単独非接触式動作モード初期化を終了すると、休眠制御サブモジュール１０８６は、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させ、非接触式通信モジュール１０７に割り込みが発生するまで待機し、非接触式通信モジュール１０７に割り込みが発生後スマートカード操作システムを復帰させ、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５に接触式コマンドを処理するように通知する。非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、非接触式コマンドに対する処理が終了後、非接触式コマンドの応答を非接触式通信モジュール１０７に送信し、その応答の送信終了後所定時間待機する。所定時間内に、非接触式通信モジュール１０７に再度割り込みが発生された場合、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、割り込みにより非接触式コマンドを処理し、そうでない場合は、休眠制御サブモジュール１０８６に通知する。休眠制御サブモジュール１０８６は、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させ、非接触式通信モジュール１０７に次の割り込みが発生するまで待機する（非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、応答の送信が終了後、直ちに、休眠制御サブモジュール１０８６にスマートカード操作システムを休眠状態に移行させるよう通知してから、非接触式通信モジュール１０７に次の割り込みが発生するまで待機する）。

上記のように、スマートカード操作システムが単独非接触式動作モードにおいて動作する場合、図４示すように、以下のステップを含む。

休眠制御サブモジュール１０８６は、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させてから、非接触式通信モジュール１０７に割り込みが発生するまで待機する（ステップ３０１）。

非接触式通信モジュール１０７は、非接触式コマンドを受信して割り込みを発生し、休眠制御サブモジュール１０８６に通知する（ステップ３０２）。

休眠制御サブモジュール１０８６は、スマートカード操作システムを復帰させて、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５にその非接触式コマンドを処理するように通知する（ステップ３０３）。

非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、クロック制御モジュール１０３が提供したクロックに基づき、非接触式コマンドを読出して処理する（ステップ３０４）。

非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、非接触式通信モジュール１０７にその非接触式コマンドの応答を送信する（ステップ３０５）。

非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、所定時間を待機する。所定時間内に、非接触式通信モジュール１０７に再度割り込みが発生した場合、ステップ３０４に戻り、そうでない場合、休眠制御サブモジュール１０８６に通知してから、ステップ３０１に戻る（ステップ３０６）。

（２）混合動作モード
動作モード選択モジュール１０４がスマートカード操作システムに対し混合動作モードを選択してから、混合動作モード初期化コマンドを混合動作モード初期化サブモジュール１０１２に送信すると、混合動作モード初期化サブモジュール１０１２は、接触式通信モジュール１０６と、非接触式通信モジュール１０７と、コマンド処理モジュール１０８に対し混合動作モード初期化を行う。すなわち、混合動作モード初期化サブモジュール１０１２は、それぞれ下記のような動作を行う。

（Ｃ１）
接触式通信モジュール１０６において、接触式通信を行う際に必要とするレジスタを設けることにより、接触式通信モジュール１０６の受信には割り込み方式を用い、送信にはポーリング方式を用いて、接触式通信モジュール１０６を混合動作モードで動作させるとともに、接触式リセット応答を、スマートカード操作システムに対し電源供給を行う接触式端末装置に送信するようにする。

本実施形態において、混合動作モード初期化を行うとき、接触式通信モジュール１０６の受信には割り込み方式を用い、送信にはポーリング方式を用いたが、本発明を具体的に実施する際、接触式データの受信及び送信に用いる動作方式は、それらに限定されるものではなく、接触式通信モジュール１０６の受信及び送信は、それぞれ割り込み方式及びポーリング方式を用いてもよい。図５示すように、さらに、接触式通信モジュール１０６は、接触式通信受信サブモジュール１０６１と、接触式通信記憶サブモジュール１０６４と、接触式通信送信サブモジュール１０６５とを備えている。

さらに、接触式通信受信サブモジュール１０６１は、接触式通信受信ポート１０６２と接触式通信受信制御ユニット１０６３とを備えている。接触式通信受信サブモジュール１０６１の二種類の動作方式は下記の通りである。

ポーリング方式
接触式通信受信制御ユニット１０６３は、常に、接触式通信受信ポート１０６２にデータが到達したかどうかを検出し、データの到達が検出されると、接触式通信記憶サブモジュール１０６４中の指定のアドレスに、そのデータを記憶させる。

割り込み方式
接触式通信受信ポート１０６２が、データ受信後割り込みを発生して接触式通信受信制御ユニット１０６３に通知すると、接触式通信受信制御ユニット１０６３は、データを接触式通信記憶サブモジュール１０６４中の指定のアドレスに記憶させる。

接触式通信受信ポート１０６２は、一つの接触式コマンドのバイト数より少ない限られたバイト数しか受信できない場合、例えば、一つの接触式コマンドが５バイトを含んでいるのに、一回に１バイトしか受信できない場合がある。そのため、接触式通信受信ポート１０６２は、ポーリング方式を用いてデータを受信すると、１バイトが到達後直ちに読み取れないことがあるため、その後に到達したデータにより前の読み取れなかったデータが消されるおそれがある。しかし、割り込み方式を利用すると、スマートカード操作システムがどのような状態に置かれたとしても、正確に接触式コマンドを受信することができる。そこで、本実施形態に係る接触式通信受信サブモジュール１０６１では割り込み方式を用いているが、本発明を具体的に実施する際、接触式データの受信に用いる動作方式は、それに限定されるものではない。

接触式通信モジュール１０６が混合動作モードで動作する際に、接触式通信受信制御ユニット１０６３は、接触式コマンドを受信後、割り込みを発生してコマンド処理モジュール１０８に通知することにより、接触式通信記憶サブモジュール１０６４中の接触式コマンドフラグを１に設定して、接触式コマンドを受信したことを表すようにする。なお、割り込みを発生してコマンド処理モジュール１０８に通知する目的は、このとき、スマートカード操作システムが休眠状態に置かれた場合、コマンド処理モジュール１０８がこの割り込みによりスマートカード操作システムを復帰させるためであるが、混合動作モードで動作を行っている場合、コマンド処理モジュール１０８は、割り込みが発生したとしても、受信した接触式コマンドの処理を開始することはない。

さらに、接触式通信送信サブモジュール１０６５は、接触式通信送信ポート１０６６と接触式通信送信制御ユニット１０６７とを備えている。接触式通信送信サブモジュール１０６５の二種類の動作方式は下記の通りである。

ポーリング方式
接触式通信送信制御ユニット１０６７は、送信待ちの接触式データを接触式通信送信ポート１０６６に送信してから、接触式通信送信ポート１０６６がデータの送信を終了したかどうかを、送信終了するまで常に検出する。

割り込み方式
接触式通信送信制御ユニット１０６７は、送信待ちの接触式データを接触式通信送信ポート１０６６に送信し、接触式通信送信ポート１０６６は、データの送信を終了後、割り込みを発生して接触式通信送信制御ユニット１０６７に通知するようにする。

本実施形態において、接触式通信送信サブモジュール１０６５がポーリング方式を用いたが、本発明を具体的に実施する際、接触式データの送信に用いる動作方式は、それに限定されるものではない。

接触式通信モジュール１０６が混合動作モードで動作する際に、接触式通信送信制御ユニット１０６７は、接触式コマンドの応答の送信終了後、接触式通信記憶サブモジュール１０６４中の接触式コマンド及び接触式コマンドフラグをクリアするようにする。

（Ｃ２）
非接触式通信モジュール１０７において、非接触式通信を行う際に必要とするレジスタを設けることにより、非接触式通信モジュール１０７の受信及び送信に割り込み方式を用いて、非接触式通信モジュール１０７を混合動作モードで動作させるようにする。

本実施形態において、混合動作モード初期化を行うとき、非接触式通信モジュール１０７の受信及び送信に割り込み方式を用いたが、本発明を具体的に実施する際、非接触式データの受信及び送信に用いる動作方式は、それに限定されるものではなく、非接触式通信モジュール１０７の受信及び送信に、それぞれ割り込み方式及びポーリング方式を用いてもよい。図６示すように、さらに、非接触式通信モジュール１０７は、非接触式通信受信サブモジュール１０７１と、非接触式通信記憶サブモジュール１０７４と、非接触式通信送信サブモジュール１０７５とを備えている。

さらに、非接触式通信受信サブモジュール１０７１は、非接触式通信受信ポート１０７２と非接触式通信受信制御ユニット１０７３とを備えている。非接触式通信受信サブモジュール１０７１の二種類の動作方式は下記の通りである。

ポーリング方式
非接触式通信受信制御ユニット１０７３は、常に、非接触式通信受信ポート１０７２にデータが到達したかどうかを検出し、データの到達が検出されると、非接触式通信記憶サブモジュール１０７４中の指定のアドレスに、そのデータを記憶させる。

割り込み方式
非接触式通信受信ポート１０７２が、データが到達した場合、割り込みを発生して非接触式通信受信制御ユニット１０７３に通知すると、非接触式通信受信制御ユニット１０７３は、データを非接触式通信記憶サブモジュール１０７４中の指定のアドレスに記憶させる。

本実施形態において、非接触式通信受信サブモジュール１０７１が割り込み方式を用いたが、本発明を具体的に実施する際、非接触式データの受信に用いる動作方式は、それに限定されるものではない。

非接触式通信モジュール１０７が混合動作モードで動作する際に、非接触式通信受信制御ユニット１０７３は、非接触式コマンドを受信後、割り込みを発生してコマンド処理モジュール１０８に通知することにより、非接触式コマンドフラグを１に設定して、非接触式コマンドを受信したことを表すようにする。なお、割り込みを発生してコマンド処理モジュール１０８に通知する目的は、このとき、スマートカード操作システムが休眠状態に置かれた場合、コマンド処理モジュール１０８がこの割り込みによりスマートカード操作システムを復帰させるためであるが、混合動作モードで動作を行っている場合、コマンド処理モジュール１０８は、割り込みが発生したとしても、受信した非接触式コマンドの処理を開始することはない。

さらに、非接触式通信送信サブモジュール１０７５は、非接触式通信送信ポート１０７６と非接触式通信送信制御ユニット１０７７とを備えている。非接触式通信送信サブモジュール１０７５の二種類の動作方式は下記の通りである。

ポーリング方式
非接触式通信送信制御ユニット１０７７は、送信待ちの非接触式データを非接触式通信送信ポート１０７６に送信してから、データの送信を終了したかどうかを、送信終了するまで常に検出する。

割り込み方式
非接触式通信送信制御ユニット１０７７は、送信待ちの非接触式データを非接触式通信送信ポート１０７６に送信し、非接触式通信送信ポート１０７６は、データの送信を終了後、割り込みを発生して非接触式通信送信制御ユニット１０７７に通知するようにする。

本実施形態において、非接触式通信送信サブモジュール１０７５が割り込み方式を用いたが、本発明を具体的に実施する際、非接触式データの送信に用いる動作方式は、それに限定されるものではない。

非接触式通信モジュール１０７が混合動作モードで動作する際に、非接触式通信送信制御ユニット１０７７が非接触式コマンドの応答の送信終了後、非接触式通信記憶サブモジュール１０７４中の非接触式コマンド及び非接触式コマンドフラグをクリアするようにする。

（Ｃ３）
コマンド処理モジュール１０８に混合動作モードを採用するように通知すると、コマンド処理モジュール１０８は混合動作モードを採用する。

コマンド処理モジュール１０８が混合動作モードを採用する旨を取得した後の処理は、図７示すように、以下のステップを含む。

検索サブモジュール１０８１は、接触式通信記憶サブモジュール１０６４中に記憶された接触式コマンド受信フラグが０であるかどうかを検索し、ＹＥＳである場合、ステップＳ４０５に進み、ＮＯである場合、ステップＳ４０２に進む（ステップＳ４０１）。

検索サブモジュール１０８１が、コンテキスト切替サブモジュール１０８２に、接触式通信モジュール１０６が接触式コマンドを受信したことを通知すると、コンテキスト切替サブモジュール１０８２は、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３中に記憶されたチャンネルフラグが接触式チャンネルであるかどうかを判断し、ＹＥＳである場合、ステップＳ４０４に進み、ＮＯである場合、チャンネルフラグが非接触式チャンネルであるので、ステップＳ４０３に進む（ステップＳ４０２）。

コンテキスト切替サブモジュール１０８２は、チャンネルフラグを接触式チャンネルに設定し、チャンネルコンテキストを接触式チャンネルコンテキストに切替える（ステップＳ４０３）。「チャンネルコンテキストを接触式チャンネルコンテキストに切替える」とは、現在のチャンネルコンテキスト、即ち非接触式チャンネルコンテキストをコマンド処理記憶サブモジュール１０８３に記憶させるとともに、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３中に記憶された接触式チャンネルコンテキストを用いて、現在のチャンネルコンテキストを更新することを言う。

コンテキスト切替サブモジュール１０８２は、接触式コマンド処理サブモジュール１０８４に、接触式通信モジュール１０６が接触式コマンドを受信したことを通知する。接触式コマンド処理サブモジュール１０８４は、接触式通信記憶サブモジュール１０６４から接触式コマンドを読出して処理を行い、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３中のチャンネルフラグに基づき、その接触式コマンドの応答を接触式通信モジュール１０６に送信してから、ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４０４）。

検索サブモジュール１０８１は、非接触式通信記憶サブモジュール１０７４中に記憶された非接触式コマンド受信フラグが０であるかどうかを検索し、ＹＥＳである場合、ステップＳ４０９に進み、ＮＯである場合、ステップＳ４０６に進む（ステップＳ４０５）。

検索サブモジュール１０８１が、コンテキスト切替サブモジュール１０８２に、非接触式通信モジュール１０７が非接触式コマンドを受信したことを通知すると、コンテキスト切替サブモジュール１０８２は、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３中に記憶されたチャンネルフラグが非接触式チャンネルであるかどうかを判断し、ＹＥＳである場合、ステップＳ４０８に進み、ＮＯである場合、チャンネルフラグが接触式チャンネルであるので、ステップＳ４０７に進む（ステップＳ４０６）。

コンテキスト切替サブモジュール１０８２は、チャンネルフラグを非接触式チャンネルに設定し、チャンネルコンテキストを非接触式チャンネルコンテキストに切替える（ステップＳ４０７）。「チャンネルコンテキストを非接触式チャンネルコンテキストに切替える」とは、現在のチャンネルコンテキスト、即ち接触式チャンネルコンテキストをコマンド処理記憶サブモジュール１０８３に記憶させるとともに、コマンド処理記憶サブモジュール１０８３中に記憶された非接触式チャンネルコンテキストを用いて、現在のチャンネルコンテキストを更新することを言う。

コンテキスト切替サブモジュール１０８２が、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５に、非接触式通信モジュール１０７が非接触式コマンドを受信したことを通知すると、非接触式コマンド処理サブモジュール１０８５は、非接触式通信記憶サブモジュール１０７４から非接触式コマンドを読出して処理を行い、チャンネルフラグに基づき、非接触式コマンドの応答を非接触式通信モジュール１０７に送信してから、ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４０８）。

検索サブモジュール１０８１が、休眠制御サブモジュール１０８６に、現在処理待ちのコマンドが存在しないことを通知すると、休眠制御サブモジュール１０８６は、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させ、接触式通信モジュール１０６または非接触式通信モジュール１０７に割り込みが発生するまで待機し、且つこの割り込みによりスマートカード操作システムを復帰させ、スマートカード操作システムを復帰させてから、ステップＳ４０１に戻る（ステップＳ４０９）。

上述の各ステップにおいて、その具体的な操作は実際の必要に応じて決めればよい。例えば、検索サブモジュール１０８１が、まず、非接触式コマンド受信フラグが０であるかどうかを検索し、非接触式コマンド受信フラグが０である場合、接触式コマンド受信フラグが０であるかどうかを再検索してもよい。

本発明を具体的に実施する際、接触式通信モジュール１０６と非接触式通信モジュール１０７は、接触式コマンド受信フラグと非接触式コマンド受信フラグとを設定しなくてもよい。このとき、検索サブモジュール１０８１が、接触式通信記憶サブモジュール１０６４と非接触式通信記憶サブモジュール１０７４中の指定の、接触式コマンド及び非接触式コマンドを記憶するアドレスに、接触式コマンド及び非接触式コマンドが記憶されているかどうかを直接検索し、コマンドを検索した後、接触式コマンド処理サブモジュール１０８４に、検索されたコマンドを読出して処理するように通知すればよい。そうすることによっても、接触式コマンド及び非接触式コマンドに対して個別の処理を行うことができる。

本実施形態において、コマンド処理モジュール１０８は、接触式コマンド受信フラグと非接触式コマンド受信フラグとが検索されない場合、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させるようにしたが、これは省エネの観点から出発したことであり、本発明を具体的に実施する際に、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させず、引き続き接触式コマンド受信フラグ及び非接触式コマンド受信フラグを検索するようにしてもよい。

当然のことながら、当業者が、本発明の精神と範囲を逸脱しない範囲内で、本発明に対し様々な変更及び変形を行ってもよい。これらの本発明に対する変更及び変形が、本願の特許請求の範囲及びそれに同等の技術的範囲内に含まれる場合、本発明は、これらの変更及び変形も含むことを意図している。

本発明の一実施形態に係るスマートカード操作システムのブロック図。本発明の一実施形態に係る初期化モジュールのブロック図。本発明の一実施形態に係るコマンド処理モジュールのブロック図。本発明の一実施形態に係る単独非接触式動作モードのフローチャート。本発明の一実施形態に係る接触式通信モジュールのブロック図。本発明の一実施形態に係る非接触式通信モジュールのブロック図。本発明の一実施形態に係る混合動作モードにおいて、コマンド処理モジュールがコマンドの処理を行うフローチャート。

１０１初期化モジュール
１０２電源制御モジュール
１０３クロック制御モジュール
１０４動作モード選択モジュール
１０５内部クロックモジュール
１０６接触式通信モジュール
１０７非接触式通信モジュール
１０８コマンド処理モジュール
１０１１通用初期化サブモジュール
１０１２混合動作モード初期化サブモジュール
１０１３単独非接触式動作モード初期化サブモジュール
１０６１接触式通信受信サブモジュール
１０６２接触式通信受信ポート
１０６３接触式通信受信制御ユニット
１０６４接触式通信記憶サブモジュール
１０６５接触式通信送信サブモジュール
１０６６接触式通信送信ポート
１０６７接触式通信送信制御ユニット
１０７１非接触式通信受信サブモジュール
１０７２非接触式通信受信ポート
１０７３非接触式通信受信制御ユニット
１０７４非接触式通信記憶サブモジュール
１０７５非接触式通信送信サブモジュール
１０７６非接触式通信送信ポート
１０７７非接触式通信送信制御ユニット
１０８１検索サブモジュール
１０８２コンテキスト切替サブモジュール
１０８３コマンド処理記憶サブモジュール
１０８４接触式コマンド処理サブモジュール
１０８５非接触式コマンド処理サブモジュール
１０８６休眠制御サブモジュール

Claims

接触式通信モジュールと、非接触式通信モジュールと、コマンド処理モジュールとを備えるスマートカード操作システムであって、
前記コマンド処理モジュールに接続される動作モード選択モジュール及び前記コマンド処理モジュールに接続されるクロック制御モジュールをさらに備え、
前記動作モード選択モジュールは、前記スマートカード操作システムに対する電源供給が、非接触式端末装置が提供する非接触式電源により行われる場合、単独非接触式動作モードを特定し、電源供給が接触式端末装置を介して接触式電源によりスマートカード操作システムの電源供給が行われる場合、混合動作モードを特定して、前記コマンド処理モジュールに通知し、
前記コマンド処理モジュールは、前記単独非接触式動作モードで、前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを単独で処理し、または、前記混合動作モードで、前記接触式通信モジュールが受信した接触式コマンドと前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを並行で処理し、
前記クロック制御モジュールは、クロックソースを検出し、予め設定されたクロックソースの優先順位に基づき、使用可能のクロックソースを選択して、前記コマンド処理モジュールにクロックを提供することを特徴とするスマートカード操作システム。
前記スマートカード操作システムは、前記動作モード選択モジュールと接続される電源制御モジュールをさらに備え、
前記電源制御モジュールは、使用可能の電源を検出して、優先的に接触式電源を選択してスマートカード操作システムへの電源供給を行うとともに、特定された電源供給方式を前記動作モード選択モジュールに通知することを特徴とする請求項１に記載のスマートカード操作システム。
前記スマートカード操作システムは、初期化モジュールをさらに備え、
前記初期化モジュールは、
前記スマートカード操作システムの共用レジスタ及び全体のパラメータの初期化を行うための通用初期化モジュールと、
前記単独非接触式動作モードで、非接触式通信モジュールとコマンド処理モジュールとの初期化を行うための単独非接触式動作モード初期化モジュールと、
前記混合モードで、非接触式通信モジュールと、接触式通信モジュールと、コマンド処理モジュールとの初期化を行うための混合動作モード初期化モジュールを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスマートカード操作システム。
前記コマンド処理モジュールは、コンテキスト切替サブモジュールと第１の記憶サブモジュールとを備え、
前記第１記憶サブモジュールは、接触式チャンネルコンテキストと非接触式チャンネルコンテキストのそれぞれを記憶するためのものであり、
前記コンテキスト切替サブモジュールは、処理待ちのコマンドのチャンネルに基づき、前記第１の記憶サブモジュール中に記憶される対応するチャンネルコンテキストを選択するためのものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスマートカード操作システム。
前記コマンド処理モジュールは、前記接触式通信モジュールが接触式コマンドを受信したかどうかと、非接触式通信モジュールが非接触式コマンドを受信したかどうかとを並行で検索するための検索サブモジュールを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスマートカード操作システム。
前記接触式通信モジュールは、接触式通信受信サブモジュールと、接触式通信送信サブモジュールと、接触式通信記憶サブモジュールとを備え、
前記接触式通信記憶サブモジュールは、接触式コマンド受信フラグを記憶するためのものであり、
前記接触式通信受信サブモジュールは、接触式コマンドを受信するとともに、前記接触式コマンド受信フラグを設定するためのものであり、
前記接触式通信送信サブモジュールは、接触式コマンドの応答を送信するとともに、前記接触式コマンド受信フラグをクリアするためのものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のスマートカード操作システム。
前記非接触式通信モジュールは、非接触式通信受信サブモジュールと、非接触式通信送信サブモジュールと、非接触式通信記憶サブモジュールとを備え、
前記非接触式通信記憶サブモジュールは、非接触式コマンド受信フラグを記憶するためのものであり、
前記非接触式通信受信サブモジュールは、非接触式コマンドを受信するとともに、前記非接触式コマンド受信フラグを設定するためのものであり、
前記非接触式通信送信サブモジュールは、非接触式コマンドの応答を送信するとともに、前記非接触式コマンド受信フラグをクリアするためのものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスマートカード操作システム。
前記コマンド処理モジュールは休眠制御モジュールを備え、
前記休眠制御モジュールは、待機状態の、または待機状態が所定の時間続いたスマートカード操作システムを、休眠状態に移行するように制御し、接触式通信モジュールまたは非接触式通信モジュールがコマンド受信後に発生する割り込みにより前記スマートカード操作システムを復帰させるためのものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスマートカード操作システム。
スマートカード操作システムに電源が印加されるとき、スマートカード操作システムの電源供給方式を判断し、前記スマートカード操作システムに対する電源供給が、非接触式端末装置が提供する非接触式電源により行われる場合、単独非接触式動作モードを特定し、電源供給が接触式端末装置を介して接触式電源によりスマートカード操作システムの電源供給が行われる場合、混合動作モードを選択し、
前記単独非接触式動作モードでは、受信した非接触式コマンドを単独で処理し、前記混合動作モードでは、受信した接触式コマンドと前記非接触式通信モジュールが受信した非接触式コマンドを並行で処理し、
クロックソースの優先順位を予め設定し、スマートカード操作システムに電源を印加する場合、または、電源は印加されているのに、現在動作クロックが消えた場合、前記優先順位に基づき、使用可能のクロックソースを選択して、スマートカード操作システムにクロックを提供することを特徴とするスマートカード操作方法。
非接触式電源と接触式電源とが同時に存在する場合、優先的に接触式電源を選択して、スマートカード操作システムの電源供給を行うことを特徴とする請求項９に記載のスマートカード操作方法。
前記混合動作モードにおいて、接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理する前に、まず、現在のチャンネルコンテキストがサポートするチャンネルと、処理待ちのコマンドのチャンネルとが一致するかどうかを判断し、一致しない場合は、チャンネルコンテキストを切替えてから、前記コマンドの再処理を行い、そうでない場合は、直接前記コマンドの処理を行うことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のスマートカード操作方法。
前記混合動作モードにおいて、接触式コマンドと非接触式コマンドとを受信したかどうかを並行で検索し、検索された接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法。
前記混合動作モードにおいて、
接触式コマンドまたは非接触式コマンドを受信すると、接触式コマンドフラグまたは非接触式コマンドフラグを設定し、
前記接触式コマンドまたは非接触式コマンドの応答を送信する際に、前記接触式コマンドフラグまたは非接触式コマンドフラグをクリアし、
前記接触式コマンドフラグ及び非接触式コマンドフラグを並行で検索することにより、接触式コマンド及び非接触式コマンドを受信したかどうかの旨を取得し、検索された接触式コマンドまたは非接触式コマンドを処理するとともに、それに対応する応答を送信することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法。
スマートカード操作システムが待機状態に置かれる場合、または待機状態が所定の時間続いた後、スマートカード操作システムを休眠状態に移行させ、スマートカード操作システムがコマンドを受信後、スマートカード操作システムを復帰させることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載のスマートカード操作方法。