KR102405097B1 - 근거리 무선 통신 패키지 및 이를 포함하는 휴대 기기 - Google Patents

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송일종
이병훈
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Abstract

휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지는, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치, 및 보안 저장 장치로부터 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 수신된 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 수신된 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함한다. 이에 따라, NFC 패키지는 NFC 통신뿐만 아니라 MST 통신을 수행할 수 있고, NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다.

Description

근거리 무선 통신 패키지 및 이를 포함하는 휴대 기기{NEAR FIELD COMMUNICATION PACKAGE AND PORTABLE DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전자 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지 및 상기 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기에 관한 것이다.
스마트 폰과 같은 휴대 기기는 높은 휴대성에 기인하여 널리 사용되고 있다. 최근, 이러한 휴대 기기에서 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지를 내장한 휴대 기기가 개발되고 있다. 예를 들어, NFC 패키지를 내장한 휴대 기기는 상기 NFC 패키지를 이용한 NFC 통신을 통하여 카드 결제를 제공하는 NFC 결제 서비스를 제공할 수 있다. 그러나, 다수의 국가들에서 NFC 통신을 지원하는 결제 단말기들이 널리 보급되지 않아, 이러한 NFC 결제 서비스의 효용성이 크지 않은 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 목적은 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 통신뿐만 아니라 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 통신을 수행할 수 있는 NFC 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 NFC 통신뿐만 아니라 MST 통신을 수행할 수 있는 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지는, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치, 및 상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 수신된 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 수신된 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보안 저장 장치는 조작 방지(Tamper-Resistant) 기능을 가지는 보안 소자(Secure Element)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 컨트롤러는, NFC 안테나 및 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 송신 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 송신 블록은, 상기 제1 송신 단자에 제1 전기 신호를 출력하는 제1 드라이버, 상기 제2 송신 단자에 제2 전기 신호를 출력하는 제2 드라이버, 및 상기 제1 드라이버 및 상기 제2 드라이버를 제어하는 게이트 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 NFC 모드에서 상기 제1 및 제2 드라이버들을 제1 구동 주파수로 동작시키고, 상기 MST 모드에서 상기 제1 및 제2 드라이버들을 상기 제1 구동 주파수보다 낮은 제2 구동 주파수로 동작시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 제1 드라이버에서 출력되는 상기 제1 전기 신호와 상기 제2 드라이버에서 출력되는 상기 제2 전기 신호가 반대되는 위상들을 가지도록 상기 제1 드라이버 및 상기 제2 드라이버를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 제1 드라이버에서 출력되는 상기 제1 전기 신호와 상기 제2 드라이버에서 출력되는 상기 제2 전기 신호가 동일한 위상을 가지도록 상기 제1 드라이버 및 상기 제2 드라이버를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 제1 드라이버 또는 상기 제2 드라이버 중 하나를 활성화하고, 상기 제1 드라이버 또는 상기 제2 드라이버 중 다른 하나를 비활성화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는 제1 스위칭 신호, 제2 스위칭 신호, 제3 스위칭 신호 및 제4 스위칭 신호를 생성하고, 상기 제1 드라이버는, 상기 제1 스위칭 신호에 응답하여 제1 전원 전압과 상기 제1 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제1 PMOS 트랜지스터, 및 상기 제2 스위칭 신호에 응답하여 제2 전원 전압과 상기 제1 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제1 NMOS 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 드라이버는, 상기 제3 스위칭 신호에 응답하여 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제2 PMOS 트랜지스터; 및 상기 제4 스위칭 신호에 응답하여 상기 제2 전원 전압과 상기 제2 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제2 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 스위칭 신호의 로우 구간과 상기 제2 스위칭 신호의 하이 구간이 중첩되지 않도록 상기 제1 및 제2 스위칭 신호들을 생성하고, 상기 제3 스위칭 신호의 로우 구간과 상기 제4 스위칭 신호의 하이 구간이 중첩되지 않도록 상기 제3 및 제4 스위칭 신호들을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 직접 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 매칭 회로는, 상기 제1 루프 코일의 제1 단과 상기 제1 루프 코일의 제2 단 사이에 연결된 제1 커패시터, 상기 제1 루프 코일의 상기 제1 단과 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자 사이에 연결된 제2 커패시터, 및 상기 제1 루프 코일의 상기 제2 단과 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자 사이에 연결된 제3 커패시터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 매칭 회로는, 제1 전극이 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자와 상기 제2 커패시터 사이의 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자와 상기 제3 커패시터 사이의 제2 노드에 연결된 제4 커패시터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 매칭 회로는, 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자와 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 인덕터, 및 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자와 상기 제2 노드 사이에 연결된 제2 인덕터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 루프 코일 및 상기 제2 루프 코일은 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 루프 코일 및 상기 제2 루프 코일은, 상기 제1 및 제2 루프 코일들 중 하나가 상기 제1 및 제2 루프 코일들 중 다른 하나를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 루프 코일들의 하부에는 자성 시트가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 루프 코일은, 반시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제1 루프, 및 상기 제1 루프에 인접하여 시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제2 루프를 포함하는 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 루프 코일의 하부에는 제1 자성 시트가 배치되고, 상기 제2 루프 코일의 상기 제1 및 제2 루프들이 서로 인접한 영역의 상부에는 제2 자성 시트가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 직접 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 일 단이 접지된 제2 루프 코일 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일을 포함하며, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 직접 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제3 루프 코일에 직접 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일 및 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 MST 모드에서, 상기 제1 드라이버에서 출력되는 상기 제1 전기 신호와 상기 제2 드라이버에서 출력되는 상기 제2 전기 신호가 동일한 위상을 가지도록 상기 제1 드라이버 및 상기 제2 드라이버를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 루프 코일은 반시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제1 루프의 형상을 가지고, 상기 제3 루프 코일은 상기 제1 루프에 인접하여 시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제2 루프의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 및 제3 루프 코일들의 하부에는 제1 자성 시트가 배치되고, 상기 제2 및 제3 루프 코일들의 상기 제1 및 제2 루프들이 서로 인접한 영역의 상부에는 제2 자성 시트가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 매칭 회로는, 상기 제2 루프 코일의 제1 단과 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자 사이에 연결된 제1 커패시터, 및 상기 제2 루프 코일의 제2 단과 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 매칭 회로는, 상기 제2 루프 코일의 제1 단과 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자 사이에 연결된 제1 스위치, 및 상기 제2 루프 코일의 제2 단과 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자 사이에 연결된 제2 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 일 단이 접지된 제2 루프 코일 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일을 포함하며, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제3 루프 코일에 제3 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일 및 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 컨트롤러는, NFC 안테나에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하는 NFC 송신 블록, 및 MST 안테나에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들을 가지고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 MST 송신 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며, 상기 NFC 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 NFC 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 송신 블록은 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 NFC 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 송신 블록은 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 일 단이 접지된 제2 루프 코일 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일을 포함하며, 상기 NFC 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제3 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제4 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제3 루프 코일에 제3 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 NFC 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 송신 블록은 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일 및 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 컨트롤러는, 제1 NFC 안테나 및 제1 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 제1 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 제1 MST 안테나를 구동하는 제1 송신 블록, 및 제2 NFC 안테나 및 제2 MST 안테나 모두에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 제2 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 제2 MST 안테나를 구동하는 제2 송신 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 제1 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며, 상기 제2 NFC 안테나는 제3 루프 코일을 포함하고, 상기 제2 MST 안테나는 제4 루프 코일을 포함하며, 상기 제1 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 제1 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 제1 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 제2 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 상기 제2 NFC 안테나의 상기 제3 루프 코일에 제3 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 제2 MST 안테나의 상기 제4 루프 코일에 제4 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 제1 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하며, 상기 제2 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제4 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 제1 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 제1 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 제2 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 제2 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제3 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 제2 공유 코일의 제3 및 제4 단들에 제4 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 제1 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 NFC 안테나로서 상기 제1 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제1 MST 안테나로서 상기 제1 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하며, 상기 제2 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제2 NFC 안테나로서 상기 제2 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 MST 안테나로서 상기 제2 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지는, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치, 상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 보안 저장 장치로부터 수신된 상기 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 보안 저장 장치로부터 수신된 상기 데이터를 MST 칩에 전송하는 NFC 컨트롤러, 및 상기 NFC 컨트롤러에 연결되고, 상기 MST 모드에서 상기 NFC 컨트롤러로부터 수신된 상기 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 상기 MST 칩을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보안 저장 장치, 상기 NFC 컨트롤러 및 상기 MST 칩은 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 방식으로 하나의 패키지로 패키징될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 컨트롤러는, NFC 안테나에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하는 NFC 송신 블록을 포함하고, 상기 MST 칩은, MST 안테나에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들을 가지고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 MST 송신 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며, 상기 NFC 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 NFC 컨트롤러의 상기 NFC 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 칩의 상기 MST 송신 블록은 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 NFC 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 송신 블록의 상기 제3 및 제4 송신 단자들은 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며, 상기 NFC 컨트롤러의 상기 NFC 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 칩의 상기 MST 송신 블록은 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기는, 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 안테나, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 안테나, 및 상기 NFC 안테나 및 상기 MST 안테나에 연결되고, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치를 포함하며, NFC 모드에서 상기 NFC 안테나를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, MST 모드에서 상기 MST 안테나를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 패키지를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지, 및 상기 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기는, NFC 통신뿐만 아니라 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지 및 상기 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기는, NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에 포함된 보안 저장 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에 포함된 NFC 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 차동 동작(differential operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 더블 동작(double operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8a는 싱글 동작(single operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8b는 싱글 동작을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 다른 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예들에 따른 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 또 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 12a는 NFC 안테나에 포함된 제1 루프 코일과 MST 안테나에 포함된 제2 루프 코일의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12b는 NFC 안테나에 포함된 제1 루프 코일과 MST 안테나에 포함된 제2 루프 코일의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 자성 시트를 포함하는 NFC 및 MST 안테나들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14a는 MST 안테나(또는 NFC 안테나)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14b는 도 14a의 I-I' 선을 따라 절단된 MST 안테나(또는 NFC 안테나)의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 16은 NFC 패키지와 공유 안테나의 공유 코일의 연결 관계의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 18a는 도 17의 MST 안테나의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18b는 도 18a의 II-II' 선을 따라 절단된 도 17의 MST 안테나의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 20a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 MST 안테나 사이에 연결된 제2 매칭 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 20b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 MST 안테나 사이에 연결된 제2 매칭 회로의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 30a 및 도 30b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 예들을 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기를 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기(100)는 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 기능을 가지는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지(150)를 내장할 수 있고, 휴대 기기(100)에 내장된 NFC 패키지(150)는 제1 외부 단말(예를 들어, NFC 리더 또는 NFC 태그)(170)과 NFC 통신을 수행할 수 있고, 제2 외부 단말(예를 들어, 자기 띠(Magnetic Stripe; MS) 리더)(170)과 MST 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기(100)는, 예를 들어, 휴대폰(Cellular Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 노트북(Laptop Computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(Navigation) 등과 같은 임의의 휴대 기기일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기(100)는, 예를 들어, 스마트 워치(Smart Watch), 손목 밴드(Wrist Band) 전자 기기, 목걸이형(Necklace Type) 전자 기기, 안경형(Glasses Type) 전자 기기 등과 같은 임의의 웨어러블 전자 기기일 수 있다.
휴대 기기(100)에 내장된 NFC 패키지(150)는 NFC 모드에서 제1 외부 단말(170)과 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 NFC 모드는 NFC 리더 모드, P2P(Peer-to-Peer) 통신 모드 및/또는 NFC 카드 모드를 포함할 수 있다. 상기 NFC 리더 모드에서, NFC 패키지(150)는 NFC 태그(또는 NFC 카드)인 제1 외부 단말(170)과 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, NFC 패키지(150)는 상기 NFC 리더 모드에서 상기 NFC 태그로부터 데이터를 독출하거나, 상기 NFC 태그에 데이터를 기입할 수 있다. 상기 P2P 통신 모드에서, NFC 패키지(150)는 다른 휴대 기기인 제1 외부 단말(170)과 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, NFC 패키지(150)는 상기 P2P 통신 모드에서 상기 다른 휴대 기기와 데이터 교환을 수행할 수 있다. 상기 NFC 카드 모드에서, NFC 패키지(150)는 NFC 리더인 제1 외부 단말(170)과 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, NFC 패키지(150)는 상기 NFC 카드 모드에서 상기 NFC 리더에 결제 데이터(예를 들어, 신용 카드 데이터)를 제공함으로써 결제를 수행할 수 있다.
또한, 휴대 기기(100)에 내장된 NFC 패키지(150)는 MST 모드에서 제2 외부 단말(190)과 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 외부 단말(190)은 리더 헤드를 지나도록(across) 자기 띠 카드가 긁혔을(swiped) 때 생성되는 자기장에 응답하여 상기 자기 띠 카드와 관련된 신용 카드 데이터를 수신하고, 상기 신용 카드 데이터에 기초하여 결제를 수행하는 자기 띠 리더일 수 있다. 한편, NFC 패키지(150)는 결제 데이터(예를 들어, 신용 카드 데이터)를 저장할 수 있고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 통하여 상기 결제 데이터를 상기 자기 띠 리더에 제공할 수 있다. 예를 들어, NFC 패키지(150)는 상기 결제 데이터를 가지는 상기 자기 띠 카드가 긁혔을 때 생성되는 상기 자기장과 동일한 자기장을 생성함으로써 상기 자기 띠 리더에 상기 결제 데이터를 제공할 수 있다. 이에 따라, 휴대 기기(100)의 사용자는, 실제 자기 띠 카드(신용 카드)를 소지하고 있지 않더라도, NFC 패키지(150)를 내장하는 휴대 기기(100)를 이용하여 외부 결제 단말(170, 190)과의 결제를 수행할 수 있다. 특히, NFC 패키지(150)를 내장하는 휴대 기기(100)는 NFC 통신을 지원하는 제1 외부 단말(170)과 상기 NFC 통신을 통하여 결제를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 자기 띠 카드로부터 결제 데이터를 수신하는 제2 외부 단말(190)과 상기 MST 통신을 통하여 결제를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(150)를 포함하는 휴대 기기(100)는 상기 NFC 통신뿐만 아니라 상기 MST 통신을 수행할 수 있고, 이에 따라, 상기 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 상기 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다. 또한, NFC 패키지(150)가 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에 포함된 보안 저장 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기에 내장되는 NFC 패키지(200)는 보안 저장 장치(220) 및 NFC 컨트롤러(240)를 포함한다. 일 실시예에서, 보안 저장 장치(220) 및 NFC 컨트롤러(240)는 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 방식을 이용하여 하나의 NFC 패키지(200)로 패키징될 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 저장 장치(220) 및 NFC 컨트롤러(240)는 다양한 형태들의 패키지로 패키징될 수 있고, 예를 들어, PoP(Package on Package), BGAs(Ball grid arrays), CSPs(Chip scale packages), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), PDIP(Plastic Dual In-Line Package), DWP(Die in Waffle Pack), DWF(Die in Wafer Form), COB(Chip On Board), CERDIP(Ceramic Dual In-Line Package), MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SOIC(Small Outline Integrated Circuit), SSOP(Shrink Small Outline Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), MCP(Multi Chip Package), WFP(Wafer-level Fabricated Package), WSP(Wafer-Level Processed Stack Package) 등과 같은 패키지들로 패키징될 수 있다.
보안 저장 장치(220)는 데이터(230)를 저장할 수 있다. 보안 저장 장치(220)에 저장되는 데이터(230)는 보안이 요구되는 사적(private) 데이터, 비밀(confidential) 데이터 또는 주요(sensitive) 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 저장 장치(220)에 저장되는 데이터(230)는 신용 카드 데이터, 직불(debit) 카드 데이터와 같은 결제 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 보안 저장 장치(220)는 이러한 데이터(230)를 안전하게 저장하기 위한 조작 방지(Tamper-Resistant) 기능을 가지는 보안 소자(Secure Element; SE)일 수 있다. 예를 들어, 보안 소자(220)는 마이크로프로빙(Microprobing), 소프트웨어 공격(Software Attack), 도청(Eavesdropping), 오류 생성(Fault Generation) 등과 같은 부정 조작(Tampering) 공격으로부터 보호되도록 부정 조작 방지(Tamper-Resistant) 기능을 가질 수 있다. 이를 위하여, 보안 소자(220)는 오류 검출기(Fault Detector), 파워 글리치 검출기(Power Glitch Detector), 레이저 검출기(Laser Detector), 비정상 조건 검출기(Abnormal Condition Detector), 리셋 검출기(Reset Detector), 메탈 쉴드(Metal Shield), 데이터 경로 암호화(Data Path Encryption), 실난수 발생 장치(True Random Number Generator), 또는 이와 유사한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 보안 소자(300)는 기판(310) 및 적어도 하나의 금속 배선 층(350)을 포함할 수 있다. 보안 소자(300)는 적어도 하나의 금속 배선 층(350)에 포함된 임의의 두 개의 금속 라인들(360, 370) 사이의 커패시턴스 변화를 감지하여, 외부로부터의 부정 조작(Tampering) 공격을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 보안 저장 장치(220)는 내장형 보안 소자(embedded Secure Element; eSE)일 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 저장 장치(220)는 범용 집적 회로 카드(Universal Integrated Circuit Card; UICC), 마이크로에스디(microSD) 또는 이와 유사한 보안 소자일 수 있다.
NFC 컨트롤러(240)는 보안 저장 장치(220)에 연결되고, 보안 저장 장치(220)로부터 데이터(230)를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 보안 저장 장치(220)와 NFC 컨트롤러(240)는 단일 배선 프로토콜(Single Wire Protocol; SWP)을 이용하여 인터페이싱될 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 저장 장치(220)와 NFC 컨트롤러(240)는 신호인/신호아웃 연결(SignalIn/SignalOut Connection; S2C)을 이용하여 인터페이싱될 수 있다.
또한, NFC 컨트롤러(240)는 NFC 안테나(260) 및 MST 안테나(280)에 더욱 연결될 수 있다. 실시예에 따라, NFC 안테나(260) 및 MST 안테나(280)는 물리적으로 분리된 안테나들이거나, 하나의 공유 안테나가 NFC 안테나(260) 또는 MST 안테나(280)로 선택적으로 사용될 수 있다. NFC 모드에서, NFC 컨트롤러(240)는 NFC 안테나(260)를 이용하여 NFC 통신을 수행함으로써, 보안 저장 장치(220)로부터 수신된 데이터(230)를 제1 외부 단말(예를 들어, 외부 휴대 기기, NFC 리더 또는 NFC 태그)에 제공할 수 있다. 예를 들어, NFC 컨트롤러(240)는 상기 제1 외부 단말과 데이터 교환을 수행하거나, 상기 제1 외부 단말에 결제 데이터를 제공하여 NFC 통신을 통한 결제를 수행할 수 있다. 또한, MST 모드에서, NFC 컨트롤러(240)는 MST 안테나(280)를 이용하여 MST 통신을 수행함으로써, 보안 저장 장치(220)로부터 수신된 데이터(230)를 제2 외부 단말(예를 들어, 자기 띠 리더)에 제공할 수 있다. 예를 들어, NFC 컨트롤러(240)는 MST 안테나(280)를 이용하여 자기 띠 카드가 긁혔을 때 생성되는 자기장과 동일한 자기장을 생성함으로써 상기 자기 띠 리더에 결제 데이터를 제공할 수 있고, 상기 자기 띠 리더는 상기 MST 통신을 통하여 NFC 패키지(200)로부터 수신된 상기 결제 데이터에 기초하여 결제를 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(200)는 상기 NFC 통신뿐만 아니라 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, NFC 패키지(200)를 포함하는 휴대 기기는 상기 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 상기 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다. 또한, NFC 패키지(200)가 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에 포함된 NFC 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에 포함된 NFC 컨트롤러(400)는 프로세서(410), 메모리(420), 보안 저장 장치 인터페이스(430), 호스트 인터페이스(440), 클록 생성기(450) 및 비접촉(contactless) 인터페이스(460)를 포함할 수 있다.
프로세서(410)는 NFC 컨트롤러(400)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 메모리(420)는 NFC 컨트롤러(400)의 동작에 필요한 데이터를 저장하거나, 보안 저장 장치, 호스트(예를 들어, 어플리케이션 프로세서) 또는 외부 단말(예를 들어, NFC 단말 또는 자기 띠 리더)로부터(from)/에(to) 전송되는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(420)는 SRAM(Static Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리일 수 있다. 보안 저장 장치 인터페이스(430)는 상기 NFC 패키지에 포함된 보안 저장 장치(예를 들어, 보안 소자(Secure Element))와의 통신에 이용될 수 있고, 호스트 인터페이스(440)는 호스트, 예를 들어 어플리케이션 프로세서 또는 모바일 시스템-온-칩(System-on-Chip; SoC)과의 통신에 이용될 수 있다. 클록 생성기(450)는 NFC 컨트롤러(400)의 동작에 필요한 클록 신호를 생성할 수 있다. 또한, 클록 생성기(450)는 비접촉 인터페이스(460)에 클록 신호를 제공할 수 있다.
비접촉 인터페이스(460)는 NFC 안테나 및 MST 안테나에 연결될 수 있다. 비접촉 인터페이스(460)는 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나를 이용하여 NFC 통신을 수행할 수 있고, MST 모드에서 상기 MST 안테나를 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 비접촉 인터페이스(460)는 리더 회로(470) 및 카드 회로(490)를 포함할 수 있다. 리더 회로(470)는 NFC 리더 모드(또는 P2P 통신 모드)에서 상기 NFC 통신을 통한 수신 동작 및 송신 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 리더 회로(470)는 상기 NFC 리더 모드에서 수신 동작을 수행하는 수신 블록(480) 및 상기 NFC 리더 모드에서 송신 동작을 수행하는 송신 블록(485)을 포함할 수 있다. 카드 회로(490)는 NFC 카드 모드에서 상기 NFC 통신을 통한 수신 동작 및 송신 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 동작을 수행하도록, 카드 회로(490)는 외부 NFC 단말로부터 제공된 자기장에 기초하여 상기 NFC 안테나에서 생성되는 전기 신호를 정류하는 레귤레이터, 및 상기 정류된 전기 신호를 복조하는 복조기(demodulator)를 포함할 수 있다. 또한, 카드 회로(490)는 상기 송신 동작을 수행하도록 부하 변조(load modulation)을 수행하는 부하 변조 회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, NFC 컨트롤러(400)는 상기 NFC 카드 모드에서 액티브 부하 변조(active load modulation)를 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 NFC 카드 모드의 상기 송신 동작을 수행하도록 리더 회로(470)의 송신 블록(485)이 상기 NFC 카드 모드에서 활성화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에서, 리더 회로(470)의 송신 블록(485)은 상기 NFC 리더 모드 및/또는 상기 NFC 카드 모드에서 상기 NFC 안테나를 이용하여 상기 NFC 통신을 수행할 뿐만 아니라, MST 모드에서 상기 MST 안테나를 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다. 이하, 송신 블록(485)의 예시적인 구성 및 동작은 도 5 내지 도 9를 참조하여 후술된다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 6은 차동 동작(differential operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이며, 도 7은 더블 동작(double operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이고, 도 8a는 싱글 동작(single operation)을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 일 예를 나타내는 타이밍도이며, 도 8b는 싱글 동작을 수행하는 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들의 다른 예를 나타내는 타이밍도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예들에 따른 도 5의 송신 블록의 스위칭 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록(500)은 NFC 안테나 및 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가질 수 있다. 송신 블록(500)은 NFC 모드에서 NFC 통신을 수행하도록 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하고, MST 모드에서 MST 통신을 수행하도록 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 상기 MST 안테나를 구동할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 송신 블록(500)은 제1 송신 단자(TX1)에 제1 전기 신호를 출력하는 제1 드라이버(540), 제2 송신 단자(TX2)에 제2 전기 신호를 출력하는 제2 드라이버(560), 및 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어하는 게이트 컨트롤러(520)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 컨트롤러(520)는 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어하도록 제1 스위칭 신호(SWSP1), 제2 스위칭 신호(SWSN1), 제3 스위칭 신호(SWSP2) 및 제4 스위칭 신호(SWSN2)를 생성할 수 있다. 제1 드라이버(540)는 제1 스위칭 신호(SWSP1)에 응답하여 제1 전원 전압(VDD)과 제1 송신 단자(TX1)를 선택적으로 연결하는 제1 PMOS 트랜지스터(P1), 및 제2 스위칭 신호(SWSN1)에 응답하여 제2 전원 전압(VSS)과 제1 송신 단자(TX1)를 선택적으로 연결하는 제1 NMOS 트랜지스터(N1)를 포함할 수 있다. 제2 드라이버(560)는 제3 스위칭 신호(SWSP2)에 응답하여 제1 전원 전압(VDD)과 제2 송신 단자(TX2)를 선택적으로 연결하는 제2 PMOS 트랜지스터(P2), 및 제4 스위칭 신호(SWS4)에 응답하여 제2 전원 전압(VSS)과 제2 송신 단자(TX2)를 선택적으로 연결하는 제2 NMOS 트랜지스터(N2)를 포함할 수 있다.
한편, 게이트 컨트롤러(520)는 상기 NFC 모드에서 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제1 구동 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)로 동작시키고, 상기 MST 모드에서 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 상기 제1 구동 주파수보다 낮은 제2 구동 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 게이트 컨트롤러(520)는, 상기 NFC 모드에서, 제1 PMOS 트랜지스터(P1) 또는 제1 NMOS 트랜지스터(N1)가 상기 제1 구동 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)로 선택적으로 턴-온되도록 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 생성하고, 제2 PMOS 트랜지스터(P2) 또는 제2 NMOS 트랜지스터(N2)가 상기 제1 구동 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)로 선택적으로 턴-온되도록 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 생성할 수 있다. 또한, 게이트 컨트롤러(520)는, 상기 MST 모드에서, 제1 PMOS 트랜지스터(P1) 또는 제1 NMOS 트랜지스터(N1)가 상기 제2 구동 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)로 선택적으로 턴-온되도록 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 생성하고, 제2 PMOS 트랜지스터(P2) 또는 제2 NMOS 트랜지스터(N2)가 상기 제2 구동 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)로 선택적으로 턴-온되도록 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는 상기 NFC 모드 및/또는 상기 MST 모드에서 차동 동작(differential operation)을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다. 즉, 게이트 컨트롤러(520)는 제1 드라이버(540)에 의해 제1 송신 단자(TX1)에서 출력되는 상기 제1 전기 신호와 제2 드라이버(560)에 의해 제2 송신 단자(TX2)에서 출력되는 상기 제2 전기 신호가 반대되는 위상들을 가지도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 컨트롤러(520)는 하이 레벨을 가지는 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 제1 드라이버(540)에 인가할 때 로우 레벨을 가지는 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 제2 드라이버(560)에 인가하고, 로우 레벨을 가지는 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 제1 드라이버(540)에 인가할 때 하이 레벨을 가지는 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 제2 드라이버(560)에 인가할 수 있다. 한편, 이러한 제1 내지 제4 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1, SWSP2, SWSN2) 각각은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 구동 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)로 토글링할 수 있고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 구동 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)로 토글링할 수 있다. 한편, 일 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는, 이에 한정되지 않으나, 상기 NFC 모드에서 상기 차동 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어하고, 상기 MST 모드에서 상기 차동 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는 상기 NFC 모드 및/또는 상기 MST 모드에서 더블 동작(double operation)을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다. 즉, 게이트 컨트롤러(520)는 제1 드라이버(540)에 의해 제1 송신 단자(TX1)에서 출력되는 상기 제1 전기 신호와 제2 드라이버(560)에 의해 제2 송신 단자(TX2)에서 출력되는 상기 제2 전기 신호가 동일한 위상을 가지도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 게이트 컨트롤러(520)는 동일한 하이 또는 로우 레벨을 가지는 제1 내지 제4 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1, SWSP2, SWSN2)을 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)에 인가할 수 있다. 한편, 일 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는, 이에 한정되지 않으나, 상기 NFC 모드에서 상기 차동 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어하고, 상기 MST 모드에서 상기 더블 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는 상기 NFC 모드 및/또는 상기 MST 모드에서 싱글 동작(single operation)을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다. 즉, 게이트 컨트롤러(520)는 제1 및 제2 드라이버들(540, 560) 중 하나를 활성화하고, 제1 및 제2 드라이버들(540, 560) 중 다른 하나를 비활성화할 수 있다. 일 예에서, 도 8a에 도시된 바와 같이, 게이트 컨트롤러(520)는 하이 레벨 또는 로우 레벨로 토글링하는 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 제1 드라이버(540)에 인가하여 제1 드라이버(540)를 활성화하고, 하이 레벨을 가지는 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 제2 드라이버(560)에 인가하여 제2 송신 단자(TX2)가 접지되도록 할 수 있다. 다른 예에서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 게이트 컨트롤러(520)는 하이 레벨 또는 로우 레벨로 토글링하는 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 제1 드라이버(540)에 인가하여 제1 드라이버(540)를 활성화하고, 하이 레벨을 가지는 제3 스위칭 신호(SWSP2) 및 로우 레벨을 가지는 제4 스위칭 신호(SWSN2)를 제2 드라이버(560)에 인가하여 제2 송신 단자(TX2)가 플로팅되도록 할 수 있다. 한편, 일 실시예에서, 게이트 컨트롤러(520)는, 이에 한정되지 않으나, 상기 NFC 모드에서 상기 차동 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어하고, 상기 MST 모드에서 상기 더블 동작을 수행하도록 제1 및 제2 드라이버들(540, 560)을 제어할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 게이트 드라이버(520)는 제1 PMOS 트랜지스터(P1) 및 제1 NMOS 트랜지스터(N1)가 동시에 턴-온되지 않도록 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 생성하고, 제2 PMOS 트랜지스터(P2) 및 제2 NMOS 트랜지스터(N2)가 동시에 턴-온되지 않도록 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 생성할 수 있다. 이를 위하여, 게이트 드라이버(520)는 제1 스위칭 신호(SWSP1)의 로우 구간과 제2 스위칭 신호(SWSN1)의 하이 구간이 중첩되지 않도록 제1 및 제2 스위칭 신호들(SWSP1, SWSN1)을 생성하고, 제3 스위칭 신호(SWSP2)의 로우 구간과 제4 스위칭 신호(SWSN2)의 하이 구간이 중첩되지 않도록 제3 및 제4 스위칭 신호들(SWSP2, SWSN2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 스위칭 신호(SWSP1)(또는 제3 스위칭 신호(SWSP2))의 로우 구간의 종료 시점으로부터 제1 소정의 시간(T1)이 지난 후 제2 스위칭 신호(SWSN1)(또는 제4 스위칭 신호(SWSN2))의 하이 구간이 시작될 수 있고, 제2 스위칭 신호(SWSN1)(또는 제4 스위칭 신호(SWSN2))의 하이 구간의 종료 시점으로부터 제2 소정의 시간(T2)이 지난 후 제1 스위칭 신호(SWSP1)(또는 제3 스위칭 신호(SWSP2))의 로우 구간이 시작될 수 있다. 이에 따라, 제1 PMOS 트랜지스터(P1) 및 제1 NMOS 트랜지스터(N1)가 동시에 턴-온되는 것, 및 제2 PMOS 트랜지스터(P2) 및 제2 NMOS 트랜지스터(N2)가 동시에 턴-온되는 것이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지에서, 송신 블록(500)은 상기 NFC 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하여 상기 NFC 통신을 수행할 뿐만 아니라, 상기 MST 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 또한, 송신 블록(500)이 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이고, 도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 일 예를 나타내는 회로도이며, 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 다른 예를 나타내는 회로도이고, 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 NFC 안테나 사이에 연결된 제1 매칭 회로의 또 다른 예를 나타내는 회로도이며, 도 12a는 NFC 안테나에 포함된 제1 루프 코일과 MST 안테나에 포함된 제2 루프 코일의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 12b는 NFC 안테나에 포함된 제1 루프 코일과 MST 안테나에 포함된 제2 루프 코일의 다른 예를 나타내는 도면이며, 도 13은 자성 시트를 포함하는 NFC 및 MST 안테나들의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 14a는 MST 안테나(또는 NFC 안테나)의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 14b는 도 14a의 I-I' 선을 따라 절단된 MST 안테나(또는 NFC 안테나)의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지(1000)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(1010), 및 보안 저장 장치(1010)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(1020)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(1020)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(1030)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(1040) 및 MST 안테나(1050) 모두에 연결되고, 송신 블록(1030)은 NFC 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 NFC 안테나(1040)를 구동하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 MST 안테나(1050)를 구동하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, NFC 안테나(1040)는 제1 루프 코일(1045)을 포함하고, MST 안테나(1050)는 제2 루프 코일(1055)을 포함할 수 있다. 송신 블록(1030)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045)에 제1 매칭 회로(1060)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결되고, MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)에 직접 연결될 수 있다.
제1 매칭 회로(1060)는 송신 블록(1030)과 NFC 안테나(1040) 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 매칭 회로(1100a)는 제1 루프 코일(1045)의 제1 단과 제1 루프 코일(1045)의 제2 단 사이에 연결된 제1 커패시터(C1), 제1 루프 코일(1045)의 상기 제1 단과 송신 블록(1030)의 제1 송신 단자(TX1) 사이에 연결된 제2 커패시터(C2), 및 제1 루프 코일(1045)의 상기 제2 단과 송신 블록(1030)의 제2 송신 단자(TX2) 사이에 연결된 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 제1 커패시터(C1)는 제1 루프 코일(1045)이 소정의 공진 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)를 가지도록 적당한 커패시턴스를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제1 매칭 회로(1100b)는, 도 11a의 제1 매칭 회로(1100a)에 비하여, 제1 전극이 송신 블록(1030)의 제1 송신 단자(TX1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 제1 노드에 연결되고, 제2 전극이 송신 블록(1030)의 제2 송신 단자(TX2)와 제3 커패시터(C3) 사이의 제2 노드에 연결된 제4 커패시터(C4)를 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 11c에 도시된 바와 같이, 제1 매칭 회로(1100c)는, 도 11b의 제1 매칭 회로(1100b)에 비하여, 송신 블록(1030)의 제1 송신 단자(TX1)와 상기 제1 노드 사이에 연결된 제1 인덕터(L1), 및 송신 블록(1030)의 제2 송신 단자(TX2)와 상기 제2 노드 사이에 연결된 제2 인덕터(L2)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 11b에 도시된 제4 커패시터(C4), 또는 도 11c에 도시된 제1 인덕터(L1), 제2 인덕터(L2) 및 제4 커패시터(C4)는 EMC(Electro-Magnetic Compatibility) 필터의 역할을 할 수 있다. 한편, 도 11a 내지 도 11c에는 송신 블록(1030)과 NFC 안테나(1040) 사이의 제1 매칭 회로(1100a, 1100b, 1100c)의 예들이 도시되어 있으나, 제1 매칭 회로(1060)는 이러한 예들에 한정되지 않고 다양한 구성으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045) 및 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)은 다양한 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1050)은 도 12a에 도시된 바와 같이 원형 형상을 가지거나, 도 12b에 도시된 바와 같이 사각형 형상을 가지거나, 또는 임의의 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1050)은 동일한 형상을 가지거나, 서로 다른 형상을 가질 수 있다.
한편, 일 실시예에서, NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045) 및 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)은 동일한 층에 배치될 수 있다. 이 경우, 일 예에서, 제1 루프 코일(1045) 및 제2 루프 코일(1055)은, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 하나가 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 다른 하나를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055)은 원형 형상을 가질 수 있고, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 하나(1240a)가 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 다른 하나(1220a)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 예에서, 안쪽 코일(1220a)이 NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045)이고, NFC 패키지(1000)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 제1 매칭 회로(1060)를 통하여 안쪽 코일(1220a)의 제1 및 제2 단들(E1, E2)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 바깥쪽 코일(1240a)이 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)이고, NFC 패키지(1000)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 바깥쪽 코일(1240a)의 제3 및 제4 단들(E3, E4)에 각각 직접 연결될 수 있다. 다른 예에서, 안쪽 코일(1220a)이 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)이고, 바깥쪽 코일(1240a)이 NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045)이며, NFC 패키지(1000)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 안쪽 코일(1220a)의 제1 및 제2 단들(E1, E2)에 각각 직접 연결되고, 바깥쪽 코일(1240a)의 제3 및 제4 단들(E3, E4)에 제1 매칭 회로(1060)를 통하여 각각 연결될 수 있다.
또한, 예를 들어, 도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055)은 사각형 형상을 가질 수 있고, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 하나(1240b)가 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055) 중 다른 하나(1220b)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서, NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045) 및 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)은 서로 다른 층들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055)은 동일한 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)(또는 필름)의 서로 다른 면에 형성되거나, 서로 다른 연성 인쇄 회로 기판들(또는 필름들) 상에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 루프 코일들(1045, 1055)의 하부에는 자성 시트가 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 루프 코일들(1320)의 하부(즉, NFC 통신 또는 MST 통신을 수행하는 방향의 반대 방향)에 자성 시트(1340)가 배치될 수 있다. 자성 시트(1340)는 제1 및 제2 루프 코일들(1320)의 하부에서 와전류(eddy current)가 발생되어 상기 NFC 통신 또는 상기 MST 통신을 위한 자기장이 감쇄되는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따라, 자성 시트(1340)는 페라이트(ferrite) 시트 또는 유전 자성체(Magneto-Dielectric Material; MDM) 시트일 수 있다.
또한, 일 실시예에서, MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)은, 반시계 방향(또는 시계 방향)의 전류 경로를 형성하는 제1 루프, 및 상기 제1 루프에 인접하여 시계 방향(또는 반시계 방향)의 전류 경로를 형성하는 제2 루프를 포함하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, MST 안테나(1400)는 제1 자성 시트(1460), 및 제1 자성 시트(1460) 상에 배치되는 제2 루프 코일(1420)을 포함할 수 있다. 제2 루프 코일(1420)은 반시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제1 루프(1430), 및 제1 루프(1430)에 인접하여 시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제2 루프(1440)를 포함하는 형상(예를 들어, 8자 형상)을 가질 수 있다. NFC 패키지(1000)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 제2 루프 코일(1420)의 제1 및 제2 단들(E1, E2)에 각각 직접 연결될 수 있다. 또한, MST 안테나(1400)는 제2 루프 코일(1420)의 제1 및 제2 루프들(1430, 1440)이 서로 인접한 영역의 상부에 배치되는 제2 자성 시트(1480)를 더 포함할 수 있다. 한편, 제2 자성 시트(1480)가 없는 경우, 제1 루프(1430)의 중간선(1435) 부근, 및 제2 루프(1440)의 중간선(1445) 부근에서는 자기장이 상쇄(canceled out)되는 영역이 발생할 수 있다. 그러나, 제2 자성 시트(1480)가 제1 및 제2 루프들(1430, 1440)이 서로 인접한 영역의 상부에 배치됨으로써, 이와 같이 자기장이 상쇄되는 영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 한편, NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045) 또한 도 14a 및 도 14b에 도시된 제2 루프 코일(1420)과 동일한 형상을 가지거나, 다른 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지(1000)는, NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045)에 제1 매칭 회로(1060)를 통하여 연결되고, MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)에 직접 연결된 송신 블록(1030)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 NFC 패키지(1000)에서, 송신 블록(1030)은 상기 NFC 모드에서 NFC 안테나(1040)의 제1 루프 코일(1045)을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, NFC 패키지(1000)의 송신 블록(1030)이 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이고, 도 16은 NFC 패키지와 공유 안테나의 공유 코일의 연결 관계의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(1500)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(1510), 및 보안 저장 장치(1510)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(1520)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(1520)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(1530)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 안테나(1540)에 연결되고, 송신 블록(1530)은 NFC 모드에서 공유 안테나(1540)의 적어도 일부 영역을 구동하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 공유 안테나(1540)를 구동하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 공유 안테나(1540)는 공유 코일(1550)을 포함하고, 송신 블록(1530)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 코일(1550)의 제1 및 제2 단들에 각각 직접 연결되고, 공유 코일(1550)의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로(1560)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, NFC 패키지(1500)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 코일(1550)의 제1 및 제2 단들(E1, E2)에 직접 연결될 수 있다. 송신 블록(1530)은 상기 MST 모드에서 MST 안테나로서 공유 코일(1550)의 전체 경로를 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 또한, NFC 패키지(1500)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 코일(1550)의 제1 및 제2 단들(E1, E2) 사이의 전체 경로 중 적합한 두 개의 점들(P1, P2)에 제1 매칭 회로(1560)를 통하여 연결될 수 있다. 송신 블록(1530)은 상기 NFC 모드에서 NFC 안테나로서 공유 코일(1550)의 일부 영역, 즉 공유 코일(1550)의 두 개의 점들(P1, P2) 사이의 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 한편, MST 안테나로서 공유 코일(1550)의 전체 경로가 이용되므로, MST 통신을 위한 MST 안테나가 충분한 인덕턴스를 가질 수 있고, MST 안테나에 의해 방사되는 자기장이 충분한 세기를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 MST 안테나로서 공유 코일(1550)의 전체 경로를 이용하여 상기 MST 통신을 수행하도록 공유 코일(1550)의 양 단들에 직접 연결되고, 또한 NFC 안테나로서 공유 코일(1550)의 전체 경로를 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하도록 공유 코일(1550)의 양 단들에 제1 매칭 회로(1560)를 통하여 연결될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이고, 도 18a는 도 17의 MST 안테나의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 18b는 도 18a의 II-II' 선을 따라 절단된 도 17의 MST 안테나의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(1700)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(1710), 및 보안 저장 장치(1710)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(1720)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(1720)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(1730)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(1740) 및 MST 안테나(1750)에 연결되고, 송신 블록(1530)은 NFC 모드에서 NFC 안테나(1740)를 구동하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 MST 안테나(1750)를 구동하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
NFC 안테나(1740)는 제1 루프 코일(1745)을 포함하고, 송신 블록(1730)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(1740)의 제1 루프 코일(1745)의 양 단에 제1 매칭 회로(1770)를 통하여 연결될 수 있다. 송신 블록(1730)은 상기 NFC 모드에서 제1 루프 코일(1745)을 이용하여 NFC 통신을 수행할 수 있다.
MST 안테나(1750)는 일 단이 접지된 제2 루프 코일(1760) 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일(1765)을 포함하고, 송신 블록(1730)의 제1 송신 단자(TX1)는 MST 안테나(1750)의 제2 루프 코일(1760)에 직접 연결되고, 송신 블록(1730)의 제2 송신 단자(TX2)는 MST 안테나(1750)의 제3 루프 코일(1765)에 직접 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 송신 블록(1730)은 MST 모드에서 도 7에 도시된 바와 같은 더블 동작을 수행할 수 있고, MST 안테나(1750)은 상기 더블 동작에 적합하도록 도 18a 및 도 18b에 도시된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, MST 안테나(1800)는 제1 자성 시트(1860), 및 제1 자성 시트(1860) 상에 배치되는 제2 및 제3 루프 코일들(1820, 1840)을 포함할 수 있다. 제2 루프 코일(1820)은 반시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제1 루프의 형상을 가지고, 제3 루프 코일(1840)은 상기 제1 루프에 인접하여 시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제2 루프의 형상을 가질 수 있다. NFC 패키지(1700)의 제1 송신 단자(TX1)는 제2 루프 코일(1820)의 제1 단(E1)에 직접 연결되고, 제2 루프 코일(1820)의 제2 단(E2)은 접지될 수 있다. 또한, NFC 패키지(1700)의 제2 송신 단자(TX2)는 제3 루프 코일(1840)의 제3 단(E3)에 직접 연결되고, 제3 루프 코일(1840)의 제4 단(E4)은 접지될 수 있다. 또한, MST 안테나(1800)는 제2 및 제3 루프 코일들(1820, 1840)의 상기 제1 및 제2 루프들이 서로 인접한 영역의 상부에 배치되는 제2 자성 시트(1880)를 더 포함할 수 있다. 한편, 제2 자성 시트(1880)가 없는 경우, 제2 루프 코일(1820)의 상기 제1 루프의 중간선(1825) 부근, 및 제3 루프 코일(1840)의 상기 제2 루프의 중간선(1845) 부근에서는 자기장이 상쇄(canceled out)되는 영역이 발생할 수 있다. 그러나, 제2 자성 시트(1880)가 제2 및 제3 루프 코일들(1820, 1840)의 상기 제1 및 제2 루프들이 서로 인접한 영역의 상부에 배치됨으로써, 이와 같이 자기장이 상쇄되는 영역이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 송신 블록(1730)은 상기 MST 모드에서 제2 루프 코일(1760) 및 제3 루프 코일(1765)을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 송신 블록(1730)은 MST 모드에서 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같은 싱글 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 송신 블록(1730)은 제2 및 제3 루프 코일들(1820, 1840) 중 하나를 활성화하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이고, 도 20a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 MST 안테나 사이에 연결된 제2 매칭 회로의 일 예를 나타내는 회로도이며, 도 20b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 NFC 컨트롤러에 포함된 송신 블록과 MST 안테나 사이에 연결된 제2 매칭 회로의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(1900)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(1910), 및 보안 저장 장치(1910)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(1920)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(1920)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(1930)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(1940) 및 MST 안테나(1950)에 연결되고, 송신 블록(1930)은 NFC 모드에서 NFC 안테나(1940)를 구동하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 MST 안테나(1950)를 구동하여 MST 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 블록(1930)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 제1 매칭 회로(1960)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 NFC 안테나(1940)의 제1 루프 코일(1945)에 연결되고, 제2 매칭 회로(1970)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 MST 안테나(1950)의 제2 루프 코일(1955)에 연결될 수 있다. 송신 단자들(TX1, TX2)이 MST 안테나(1050)의 제2 루프 코일(1055)에 직접 연결되는 도 10의 송신 블록(1030)과는 달리, 도 19의 송신 블록(1930)은 제2 매칭 회로(1970)를 통하여 MST 안테나(1950)의 제2 루프 코일(1955)에 연결될 수 있다.
제2 매칭 회로(1970)는 송신 블록(1930)과 MST 안테나(1950) 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 도 20a에 도시된 바와 같이, 제2 매칭 회로(2000a)는 제2 루프 코일(1955)의 제1 단과 송신 블록(1930)의 제1 송신 단자(TX1) 사이에 연결된 제1 커패시터(C5) 및 제2 루프 코일(1955)의 제2 단과 송신 블록(1930)의 제2 송신 단자(TX2) 사이에 연결된 제2 커패시터(C6)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 커패시터들(C5, C6)은 MST 통신을 위한 동작 주파수보다 높은 주파수, 예를 들어 NFC 통신을 위한 동작 주파수를 가지는 전기 신호를 차단할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 20b에 도시된 바와 같이, 제2 매칭 회로(2000b)는 제2 루프 코일(1955)의 제1 단과 송신 블록(1930)의 제1 송신 단자(TX1) 사이에 연결된 제1 스위치(SW1) 및 제2 루프 코일(1955)의 제2 단과 송신 블록(1930)의 제2 송신 단자(TX2) 사이에 연결된 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)은 NFC 모드에서 열림(open)으로써 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)과 MST 안테나(1950)의 연결을 차단하고, MST 모드에서 닫힘(closed)으로써 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)과 MST 안테나(1950)를 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 송신 블록(1930)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에서 바라볼 때, NFC 안테나(1940)에 연결된 제1 매칭 회로(1960)의 임피던스(Z1)의 절대값 및 MST 안테나(1950)에 연결된 제2 매칭 회로(1970)의 임피던스(Z2)의 절대값은 각각의 상응하는 동작 주파수들에서 낮을 수 있다. 즉, NFC 안테나(1940)에 연결된 제1 매칭 회로(1960)의 임피던스(Z1)의 절대값은 NFC 통신을 위한 동작 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)에서 상대적으로 낮고, MST 통신을 위한 동작 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)에서 상대적으로 높을 수 있다. 또한, MST 안테나(1950)에 연결된 제2 매칭 회로(1970)의 임피던스(Z2)의 절대값은 MST 통신을 위한 동작 주파수(예를 들어, 약 15 kHz보다 낮은 주파수)에서 상대적으로 낮고, NFC 통신을 위한 동작 주파수(예를 들어, 약 13.56 MHz)에서 상대적으로 높을 수 있다. 예를 들어, NFC 안테나(1940)에 연결된 제1 매칭 회로(1960)의 임피던스(Z1)의 절대값은 약 13.56 MHz의 동작 주파수에서 약 50 ohm보다 낮을 수 있고, 약 15 kHz보다 낮은 동작 주파수에서 약 1 Mohm보다 높을 수 있다. 또한, MST 안테나(1950)에 연결된 제2 매칭 회로(1970)의 임피던스(Z2)의 절대값은 약 15 kHz보다 낮은 동작 주파수에서 약 50 ohm보다 낮을 수 있고, 약 13.56 MHz의 동작 주파수에서 약 500 ohm보다 높을 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 매칭 회로들(1960, 1970)이 각각의 상응하는 동작 주파수들에서 낮은 임피던스 절대값들을 가지고, 이외의 동작 주파수들에서 높은 임피던스 절대값들을 가지므로, 송신 블록(1930)과 NFC 및 MST 안테나들(1940, 1950) 사이에 NFC 모드와 MST 모드 사이의 모드 스위칭을 위한 전용 스위치들이 필요하지 않을 수 있다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2100)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2110), 및 보안 저장 장치(2110)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2120)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2120)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(2130)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 안테나(2140)의 공유 코일(2150)에 연결되고, 송신 블록(2130)은 NFC 모드에서 NFC 안테나로서 공유 코일(2150)의 적어도 일부 영역을 이용하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 MST 안테나로서 공유 코일(2150)을 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 블록(2130)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 코일(2150)의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로(2160)를 통하여 연결되고, 공유 코일(2150)의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로(2170)를 통하여 연결될 수 있다. 송신 단자들(TX1, TX2)이 공유 코일(1550)의 양 단들에 직접 연결되는 도 15의 송신 블록(1530)과는 달리, 도 21의 송신 블록(2130)은 제2 매칭 회로(2170)를 통하여 공유 코일(2150)의 양 단들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 매칭 회로(2170)는 커패시터들 및/또는 스위치들을 포함할 수 있다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 22를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2200)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2210), 및 보안 저장 장치(2210)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2220)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2220)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 가지는 송신 블록(2230)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(2240)의 제1 루프 코일(2245)에 제1 매칭 회로(2270)를 통하여 연결되고, 제1 송신 단자(TX1)는 일 단이 접지된 MST 안테나(2250)의 제2 루프 코일(2260)에 제2 매칭 회로(2280)를 통하여 연결되며, 제2 송신 단자(TX2)는 일 단이 접지된 MST 안테나(2250)의 제3 루프 코일(2265)에 제3 매칭 회로(2290)를 통하여 연결될 수 있다. 송신 블록(2230)은 NFC 모드에서 제1 루프 코일(2245)을 이용하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 제2 루프 코일(2260) 및/또는 제3 루프 코일(2265)을 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다. 송신 단자들(TX1, TX2)이 MST 안테나(1750)의 루프 코일들(1760, 1765)들에 직접 연결되는 도 17의 송신 블록(1730)과는 달리, 도 22의 송신 블록(2230)은 제2 및 제3 매칭 회로들(2280, 2290)을 통하여 MST 안테나(2250)의 루프 코일들(2260, 2265)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 매칭 회로들(2280, 2290) 각각은 적어도 하나의 커패시터 및/또는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2300)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2310), 및 보안 저장 장치(2310)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2320)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2320)는 NFC 안테나(2350)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지는 NFC 송신 블록(2330), 및 MST 안테나(2360)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지는 MST 송신 블록(2340)을 포함할 수 있다.
NFC 송신 블록(2330)은 NFC 모드에서 NFC 통신을 수행하도록 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 NFC 안테나(2350)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서, NFC 안테나(2350)는 제1 루프 코일(2355)을 포함하고, NFC 송신 블록(2330)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(2350)의 제1 루프 코일(2355)에 제1 매칭 회로(2370)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. NFC 송신 블록(2330)은 상기 NFC 모드에서 제1 루프 코일(2355)을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다.
MST 송신 블록(2340)은 MST 모드에서 MST 통신을 수행하도록 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)에 연결된 MST 안테나(2360)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서, MST 안테나(2360)는 제2 루프 코일(2365)을 포함하고, MST 송신 블록(2340)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 MST 안테나(2360)의 제2 루프 코일(2365)에 제2 매칭 회로(2380)를 통하여 연결될 수 있다. MST 송신 블록(2340)은 상기 MST 모드에서 제2 루프 코일(2365)을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2300)의 NFC 컨트롤러(2320)는 NFC 통신을 위한 NFC 송신 블록(2330) 및 MST 통신을 위한 MST 송신 블록(2340)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2300)는 NFC 통신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, MST 통신을 수행할 수 있고, 상기 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 상기 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다. 또한, NFC 패키지(2300)가 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2400)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2410), 및 보안 저장 장치(2410)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2420)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2420)는 공유 안테나(2450)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지는 NFC 송신 블록(2430), 및 공유 안테나(2450)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지는 MST 송신 블록(2440)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, NFC 송신 블록(2430)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 안테나(2450)의 공유 코일(2460)의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로(2470)를 통하여 연결되고, MST 송신 블록(2440)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 공유 안테나(2450)의 공유 코일(2460)의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로(2480)를 통하여 연결될 수 있다. NFC 송신 블록(2430)은 NFC 모드에서 NFC 안테나로서 공유 코일(2460)의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 NFC 통신을 수행하고, MST 송신 블록(2440)은 MST 모드에서 MST 안테나로서 공유 코일(2460)을 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2500)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2510), 및 보안 저장 장치(2510)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2520)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2520)는 NFC 안테나(2550)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지는 NFC 송신 블록(2530), 및 MST 안테나(2560)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지는 MST 송신 블록(2540)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, NFC 안테나(2550)는 제1 루프 코일(2555)을 포함하고, NFC 송신 블록(2530)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(2550)의 제1 루프 코일(2555)에 제1 매칭 회로(2580)를 통하여 연결될 수 있다. 또한, MST 안테나(2560)는 일 단이 접지된 제2 루프 코일(2570) 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일(2575)을 포함하고, MST 송신 블록(2540)의 제3 송신 단자(TX3)는 MST 안테나(2560)의 제2 루프 코일(2570)에 제2 매칭 회로(2590)를 통하여 연결되고, MST 송신 블록(2540)의 제4 송신 단자(TX4)는 MST 안테나(2560)의 제3 루프 코일(2575)에 제3 매칭 회로(2595)를 통하여 연결될 수 있다. NFC 송신 블록(2530)은 NFC 모드에서 제1 루프 코일(2555)을 이용하여 NFC 통신을 수행하고, MST 송신 블록(2540)은 MST 모드에서 제2 루프 코일(2570) 및/또는 제3 루프 코일(2575)을 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 26을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2600)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2610), 및 보안 저장 장치(2610)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2620)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2620)는 제1 NFC 안테나(2650) 및 제1 MST 안테나(2670) 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지는 제1 송신 블록(2630), 및 제2 NFC 안테나(2680) 및 제2 MST 안테나(2690) 모두에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지는 제2 송신 블록(2640)을 포함할 수 있다.
제1 송신 블록(2630)은 NFC 통신 또는 MST 통신을 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 블록(2630)은 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 제1 NFC 안테나(2650)를 구동하고, MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 제1 MST 안테나(2670)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 NFC 안테나(2650)는 제1 루프 코일을 포함하고, 제1 MST 안테나(2670)는 제2 루프 코일을 포함하며, 제1 송신 블록(2630)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 제1 NFC 안테나(2650)의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로(2655)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결되고, 제1 MST 안테나(2670)의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로(2675)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. 제1 송신 블록(2630)은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
제2 송신 블록(2640) 또한 NFC 통신 또는 MST 통신을 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 송신 블록(2640)은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)에 연결된 제2 NFC 안테나(2680)를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)에 연결된 제2 MST 안테나(2690)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 NFC 안테나(2680)는 제3 루프 코일을 포함하고, 제2 MST 안테나(2690)는 제4 루프 코일을 포함하며, 제2 송신 블록(2640)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 제2 NFC 안테나(2680)의 상기 제3 루프 코일에 제3 매칭 회로(2685)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결되고, 제2 MST 안테나(2690)의 상기 제4 루프 코일에 제4 매칭 회로(2695)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. 제2 송신 블록(2640)은 상기 NFC 모드에서 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제4 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2600)의 NFC 컨트롤러(2620)는 각각이 NFC 통신 또는 MST 통신을 선택적으로 수행할 수 있는 복수의 송신 블록들(2630, 2640)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2600)는 NFC 통신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, MST 통신을 수행할 수 있고, 상기 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 상기 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다. 또한, NFC 패키지(2600)가 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, NFC 모드에서 복수의 송신 블록들(2630, 2640)이 모두 NFC 통신을 수행하거나, MST 모드에서 복수의 송신 블록들(2630, 2640)이 모두 MST 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, NFC 통신 및/또는 MST 통신의 통신 범위가 증가될 수 있다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지(2700)는, 결제 데이터와 같은 데이터를 저장하는 보안 저장 장치(2710), 및 보안 저장 장치(2710)로부터 상기 데이터를 수신하는 NFC 컨트롤러(2720)를 포함할 수 있다. NFC 컨트롤러(2720)는 제1 공유 안테나(2750)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지는 제1 송신 블록(2630), 및 제2 공유 안테나(2770)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지는 제2 송신 블록(2740)을 포함할 수 있다.
제1 송신 블록(2630)은 NFC 통신 또는 MST 통신을 선택적으로 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 송신 블록(2630)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 제1 공유 안테나(2750)의 제1 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로(2760)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결되고, 제1 공유 안테나(2750)의 상기 제1 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로(2765)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. 제1 송신 블록(2630)은 NFC 모드에서 제1 NFC 안테나로서 상기 제1 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 NFC 통신을 수행하고, MST 모드에서 제1 MST 안테나로서 상기 제1 공유 코일을 이용하여 MST 통신을 수행할 수 있다.
제2 송신 블록(2740) 또한 NFC 통신 또는 MST 통신을 선택적으로 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 송신 블록(2740)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 제2 공유 안테나(2770)의 제2 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제3 매칭 회로(2780)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결되고, 제2 공유 안테나(2770)의 상기 제2 공유 코일의 제3 및 제4 단들에 제4 매칭 회로(2785)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. 제2 송신 블록(2740)은 상기 NFC 모드에서 제2 NFC 안테나로서 상기 제2 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 제2 MST 안테나로서 상기 제2 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 NFC 및 MST 안테나들과의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 28을 참조하면, 휴대 기기에 내장되는 NFC 패키지(2800)는, 결제 데이터와 같은 데이터(2815)를 저장하는 보안 저장 장치(2810), 보안 저장 장치(2810)로부터 데이터(DATA)를 수신하는 NFC 컨트롤러(2820), 및 NFC 컨트롤러(2820)에 연결된 MST 칩(2840)을 포함할 수 있다. 보안 저장 장치(2810), NFC 컨트롤러(2820) 및 MST 칩(2840)은 각각의 칩들 또는 다이(die)들로 구현될 수 있고, 이러한 칩들은 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 방식으로 하나의 패키지(2800)로 패키징될 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 저장 장치(2810), NFC 컨트롤러(2820) 및 MST 칩(2840)은 다양한 형태들의 패키지로 패키징될 수 있고, 예를 들어, PoP, BGAs, CSPs, PLCC, PDIP, DWP, DWF, COB, CERDIP, MQFP, TQFP, SOIC, SSOP, TSOP, TQFP, MCP, WFP, WSP 등과 같은 패키지들로 패키징될 수 있다.
NFC 컨트롤러(2820)는 NFC 모드에서 보안 저장 장치(2810)로부터 수신된 데이터(DATA)를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말(예를 들어, NFC 리더 또는 NFC 태그)에 제공할 수 있다. 상기 NFC 통신을 수행하도록, NFC 컨트롤러(2820)는, NFC 안테나(2860)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지고, 상기 NFC 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 NFC 안테나(2860)를 구동하는 NFC 송신 블록(2830)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, NFC 안테나(2860)는 제1 루프 코일을 포함하고, NFC 송신 블록(2830)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 NFC 안테나(2860)의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로(2880)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. NFC 컨트롤러(2820)의 NFC 송신 블록(2830)은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 한편, NFC 컨트롤러(2820)는 MST 모드에서 보안 저장 장치(2810)로부터 수신된 데이터(DATA)를 MST 칩(2840)에 전송할 수 있다.
MST 칩(2840)은 상기 MST 모드에서 NFC 컨트롤러(2820)로부터 수신된 데이터(DATA)를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말(예를 들어, 자기 띠 리더)에 제공할 수 있다. 상기 MST 통신을 수행하도록, MST 칩(2840)은, MST 안테나(2870)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지고, 상기 MST 모드에서 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)에 연결된 MST 안테나(2870)를 구동하는 MST 송신 블록(2850)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, MST 안테나(2870)는 제2 루프 코일을 포함하고, MST 송신 블록(2850)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 MST 안테나(2870)의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로(2890)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. MST 칩(2840)의 MST 송신 블록(2850)은 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2800)는 NFC 통신을 위한 NFC 컨트롤러(2820)뿐만 아니라 MST 통신을 위한 MST 칩(2840)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지(2800)는 NFC 통신을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, MST 통신을 수행할 수 있고, 상기 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 상기 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다. 또한, NFC 패키지(2800)가 MST 통신을 수행하므로, MST 통신을 위한 별도의 전용 칩이 불필요하고, 이에 따라 비용 및 면적이 감소될 수 있다. 또한, MST 칩(2840)을 통하여 외부 단말에 제공되는 데이터(예를 들어, 신용 카드 데이터 또는 직불 카드 데이터)가 보안 저장 장치(2810)에 저장되므로, MST 통신에 이용되는 상기 데이터에 대한 보안이 강화될 수 있다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지, 및 이의 공유 안테나와의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 29를 참조하면, NFC 패키지(2900)는, 결제 데이터와 같은 데이터(2915)를 저장하는 보안 저장 장치(2910), 보안 저장 장치(2910)로부터 데이터(DATA)를 수신하는 NFC 컨트롤러(2920), 및 NFC 컨트롤러(2920)에 연결된 MST 칩(2930)을 포함할 수 있다. 보안 저장 장치(2910), NFC 컨트롤러(2920) 및 MST 칩(2930)은 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 방식으로 하나의 패키지(2900)로 패키징될 수 있다.
NFC 컨트롤러(2920)는 NFC 모드에서 보안 저장 장치(2910)로부터 수신된 데이터(DATA)를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말(예를 들어, NFC 리더 또는 NFC 태그)에 제공할 수 있다. 상기 NFC 통신을 수행하도록, NFC 컨트롤러(2920)는, 공유 안테나(2960)에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)을 가지고, 상기 NFC 모드에서 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)에 연결된 공유 안테나(2960)를 구동하는 NFC 송신 블록(2925)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, NFC 송신 블록(2925)의 제1 및 제2 송신 단자들(TX1, TX2)은 공유 안테나(2960)의 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로(2980)(예를 들어, NFC 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. NFC 컨트롤러(2920)의 NFC 송신 블록(2925)은 상기 NFC 모드에서 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행할 수 있다. 한편, NFC 컨트롤러(2920)는 MST 모드에서 보안 저장 장치(2910)로부터 수신된 데이터(DATA)를 MST 칩(2930)에 전송할 수 있다.
MST 칩(2935)은 상기 MST 모드에서 NFC 컨트롤러(2920)로부터 수신된 데이터(DATA)를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말(예를 들어, 자기 띠 리더)에 제공할 수 있다. 상기 MST 통신을 수행하도록, MST 칩(2930)은, 공유 안테나(2960)에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)을 가지고, 상기 MST 모드에서 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)에 연결된 공유 안테나(2960)를 구동하는 MST 송신 블록(2935)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, MST 송신 블록(2935)의 제3 및 제4 송신 단자들(TX3, TX4)은 공유 안테나(2960)의 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로(2990)(예를 들어, MST 매칭 회로)를 통하여 연결될 수 있다. MST 칩(2935)의 MST 송신 블록(2935)은 상기 MST 모드에서 MST 안테나로서 공유 안테나(2960)의 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행할 수 있다.
도 30a 및 도 30b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 NFC 패키지의 예들을 나타내는 도면이다.
도 28 및 도 29에 도시된 보안 저장 장치(2810, 2910), NFC 컨트롤러(2820, 2920) 및 MST 칩(2840, 2930)은 도 30a 및 도 30b에 도시된 바와 같이 하나의 NFC 패키지(3000a, 3000b)로 패키징될 수 있다. 예를 들어, 도 30a에 도시된 바와 같이, NFC 패키지(3000a)는 SiP 기판(3010a), 및 SiP 기판(3010a) 상에 배치된 보안 저장 장치(3030a)(예를 들어, 내장형 보안 소자(embedded Secure Element; eSE)), NFC 컨트롤러(3050a) 및 MST 칩(3070a)을 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예에서, 보안 저장 장치(3030a), NFC 컨트롤러(3050a) 및 MST 칩(3070a)은 와이어 본딩을 통하여 서로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 보안 저장 장치(3030a), NFC 컨트롤러(3050a) 및 MST 칩(3070a)은 플립 칩 기술을 통하여 서로 연결될 수 있다. 다른 예에서, 도 30b에 도시된 바와 같이, NFC 패키지(3000b)는 SiP 기판(3010b), 및 SiP 기판(3010a) 상에 적층된 MST 칩(3070b), 보안 저장 장치(3030b) 및 NFC 컨트롤러(3050b)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 칩들(3030b, 3050b, 3070b)이 도 30b에 도시된 바와 같이 MST 칩(3070b), 보안 저장 장치(3030b) 및 NFC 컨트롤러(3050b)의 순서로 적층될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 실시예에 따라, 보안 저장 장치(3030b), NFC 컨트롤러(3050b) 및 MST 칩(3070b)은 와이어 본딩, 플립 칩 기술, TSV(Through-Silicon-Via) 등 다양한 기술들을 활용하여 서로 연결될 수 있다.
도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 패키지를 포함하는 휴대 기기를 나타내는 블록도이다.
도 31을 참조하면, 휴대 기기(3100)는 어플리케이션 프로세서(3110), 메모리 장치(3120), 사용자 인터페이스(3130), 파워 서플라이(3140), NFC 패키지(3150), NFC 안테나(3160) 및 MST 안테나(3170)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기(3100)는, 예를 들어, 휴대폰(Cellular Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 노트북(Laptop Computer), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(portable game console), 네비게이션(Navigation) 등과 같은 임의의 휴대 기기일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 휴대 기기(3100)는, 예를 들어, 스마트 워치(Smart Watch), 손목 밴드(Wrist Band) 전자 기기, 목걸이형(Necklace Type) 전자 기기, 안경형(Glasses Type) 전자 기기 등과 같은 임의의 웨어러블 전자 기기일 수 있다.
어플리케이션 프로세서(3110)는 휴대 기기(3100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 어플리케이션 프로세서(3110)는 인터넷 브라우저, 게임, 동영상 등을 제공하는 어플리케이션들을 실행할 수 있다. 실시예에 따라, 어플리케이션 프로세서(3110)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(Multi-Core)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(3110)는 듀얼 코어(Dual-Core), 쿼드 코어(Quad-Core), 헥사 코어(Hexa-Core) 등의 멀티 코어(Multi-Core)를 포함할 수 있다.
메모리 장치(3120)는 휴대 기기(3100)의 동작에 필요한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리 장치(3120)는 휴대 기기(3100)을 부팅하기 위한 부트 이미지를 저장할 수 있고, 외부 장치에 송수신되는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(3120)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 모바일 DRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, GDDR SDRAM, RDRAM 등과 같은 휘발성 메모리로 구현되거나, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 등과 같은 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다.
사용자 인터페이스(3130)는 키패드, 터치 스크린과 같은 하나 이상의 입력 장치 및/또는 스피커, 디스플레이 장치와 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 파워 서플라이(3140)는 휴대 기기(3100)의 동작 전압을 공급할 수 있다.
NFC 패키지(3150)는 NFC 안테나(3160) 및 MST 안테나(3170)에 연결되고, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치를 포함할 수 있다. NFC 패키지(3150)는 NFC 모드에서 NFC 안테나(3160)를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말(예를 들어, NFC 리더 또는 NFC 태그)에 제공하고, MST 모드에서 MST 안테나(3170)를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터(예를 들어, 신용 카드 데이터 또는 직불 카드 데이터와 같은 결제 데이터)를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말(예를 들어, 자기 띠 리더)에 제공할 수 있다. 이와 같이, NFC 패키지(3150)가 MST 기능을 가짐으로써, NFC 통신뿐만 아니라 MST 통신을 수행할 수 있고, 이에 따라, NFC 패키지(3150) 및 이를 포함하는 휴대 기기(3100)는 NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 휴대 기기(3100)는 이미지 프로세서를 더 포함할 수 있고, 메모리 카드(Memory Card), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등과 같은 저장 장치를 더 포함할 수 있다.
휴대 기기(3100)의 구성 요소들은 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있는데, 예를 들어, PoP(Package on Package), BGAs(Ball grid arrays), CSPs(Chip scale packages), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), PDIP(Plastic Dual In-Line Package), DWP(Die in Waffle Pack), DWF(Die in Wafer Form), COB(Chip On Board), CERDIP(Ceramic Dual In-Line Package), MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SOIC(Small Outline Integrated Circuit), SSOP(Shrink Small Outline Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SIP(System In Package), MCP(Multi Chip Package), WFP(Wafer-level Fabricated Package), WSP(Wafer-Level Processed Stack Package) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명이 실시예들에 따른 NFC 패키지(3150) 및 휴대 기기(3100)는, NFC 통신뿐만 아니라 MST 통신을 수행할 수 있고, 이에 따라, NFC 통신을 통한 NFC 결제 서비스뿐만 아니라 MST 통신을 통한 MST 결제 서비스를 지원할 수 있다.
본 발명은 스마트 폰, 태블릿 PC와 같은 임의의 휴대 기기에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 스마트 워치(Smart Watch), 손목 밴드(Wrist Band) 전자 기기, 목걸이형 전자 기기, 안경형 전자 기기 등과 같은 임의의 웨어러블 전자 기기에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100: 휴대 기기
150, 200: NFC 패키지
220: 보안 저장 장치
240: NFC 컨트롤러

Claims (20)

  1. 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지에 있어서,
    데이터를 저장하는 보안 저장 장치; 및
    상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 수신된 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 수신된 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함하고,
    상기 NFC 컨트롤러는,
    NFC 안테나 및 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 송신 블록을 포함하는 NFC 패키지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 보안 저장 장치는 조작 방지(Tamper-Resistant) 기능을 가지는 보안 소자(Secure Element)인 NFC 패키지.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 송신 블록은,
    상기 제1 송신 단자에 제1 전기 신호를 출력하는 제1 드라이버;
    상기 제2 송신 단자에 제2 전기 신호를 출력하는 제2 드라이버; 및
    상기 제1 드라이버 및 상기 제2 드라이버를 제어하는 게이트 컨트롤러를 포함하는 NFC 패키지.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 NFC 모드에서 상기 제1 및 제2 드라이버들을 제1 구동 주파수로 동작시키고, 상기 MST 모드에서 상기 제1 및 제2 드라이버들을 상기 제1 구동 주파수보다 낮은 제2 구동 주파수로 동작시키는 NFC 패키지.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 게이트 컨트롤러는 제1 스위칭 신호, 제2 스위칭 신호, 제3 스위칭 신호 및 제4 스위칭 신호를 생성하고,
    상기 제1 드라이버는,
    상기 제1 스위칭 신호에 응답하여 제1 전원 전압과 상기 제1 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제1 PMOS 트랜지스터; 및
    상기 제2 스위칭 신호에 응답하여 제2 전원 전압과 상기 제1 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제1 NMOS 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 드라이버는,
    상기 제3 스위칭 신호에 응답하여 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제2 PMOS 트랜지스터; 및
    상기 제4 스위칭 신호에 응답하여 상기 제2 전원 전압과 상기 제2 송신 단자를 선택적으로 연결하는 제2 NMOS 트랜지스터를 포함하는 NFC 패키지.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 게이트 컨트롤러는, 상기 제1 스위칭 신호의 로우 구간과 상기 제2 스위칭 신호의 하이 구간이 중첩되지 않도록 상기 제1 및 제2 스위칭 신호들을 생성하고, 상기 제3 스위칭 신호의 로우 구간과 상기 제4 스위칭 신호의 하이 구간이 중첩되지 않도록 상기 제3 및 제4 스위칭 신호들을 생성하는 NFC 패키지.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며,
    상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 직접 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제2 루프 코일은, 반시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제1 루프, 및 상기 제1 루프에 인접하여 시계 방향의 전류 경로를 형성하는 제2 루프를 포함하는 형상을 가지는 NFC 패키지.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제2 루프 코일의 하부에는 제1 자성 시트가 배치되고, 상기 제2 루프 코일의 상기 제1 및 제2 루프들이 서로 인접한 영역의 상부에는 제2 자성 시트가 배치되는 NFC 패키지.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 직접 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 일 단이 접지된 제2 루프 코일 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일을 포함하며,
    상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고,
    상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 직접 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제3 루프 코일에 직접 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일 및 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 제2 루프 코일을 포함하며,
    상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 공유 코일의 적어도 일부 영역에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 공유 코일의 제1 및 제2 단들에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나로서 상기 공유 코일의 상기 적어도 일부 영역을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 안테나로서 상기 공유 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 안테나는 제1 루프 코일을 포함하고, 상기 MST 안테나는 일 단이 접지된 제2 루프 코일 및 일 단이 접지된 제3 루프 코일을 포함하며,
    상기 송신 블록의 상기 제1 및 제2 송신 단자들은 상기 NFC 안테나의 상기 제1 루프 코일에 제1 매칭 회로를 통하여 연결되고,
    상기 송신 블록의 상기 제1 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제2 루프 코일에 제2 매칭 회로를 통하여 연결되고, 상기 송신 블록의 상기 제2 송신 단자는 상기 MST 안테나의 상기 제3 루프 코일에 제3 매칭 회로를 통하여 연결되며,
    상기 송신 블록은 상기 NFC 모드에서 상기 제1 루프 코일을 이용하여 상기 NFC 통신을 수행하고, 상기 MST 모드에서 상기 제2 루프 코일 및 상기 제3 루프 코일을 이용하여 상기 MST 통신을 수행하는 NFC 패키지.
  16. 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지에 있어서,
    데이터를 저장하는 보안 저장 장치; 및
    상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 수신된 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 수신된 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함하고,
    상기 NFC 컨트롤러는,
    NFC 안테나에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하는 NFC 송신 블록; 및
    MST 안테나에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들을 가지고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 MST 송신 블록을 포함하는 NFC 패키지.
  17. 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지에 있어서,
    데이터를 저장하는 보안 저장 장치; 및
    상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 수신된 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 수신된 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함하고,
    상기 NFC 컨트롤러는,
    제1 NFC 안테나 및 제1 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 제1 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 제1 MST 안테나를 구동하는 제1 송신 블록; 및
    제2 NFC 안테나 및 제2 MST 안테나 모두에 연결된 제3 및 제4 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 제2 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제3 및 제4 송신 단자들에 연결된 상기 제2 MST 안테나를 구동하는 제2 송신 블록을 포함하는 NFC 패키지.
  18. 휴대 기기에 내장되는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 패키지에 있어서,
    데이터를 저장하는 보안 저장 장치;
    상기 보안 저장 장치로부터 상기 데이터를 수신하고, NFC 모드에서 상기 보안 저장 장치로부터 수신된 상기 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, 자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 모드에서 상기 보안 저장 장치로부터 수신된 상기 데이터를 MST 칩에 전송하는 NFC 컨트롤러; 및
    상기 NFC 컨트롤러에 연결되고, 상기 MST 모드에서 상기 NFC 컨트롤러로부터 수신된 상기 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 상기 MST 칩을 포함하고,
    상기 보안 저장 장치, 상기 NFC 컨트롤러 및 상기 MST 칩은 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 방식으로 하나의 패키지로 패키징되는 NFC 패키지.
  19. 삭제
  20. 휴대 기기에 있어서,
    근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 안테나;
    자기 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 안테나; 및
    상기 NFC 안테나 및 상기 MST 안테나에 연결되고, 데이터를 저장하는 보안 저장 장치, 및 NFC 모드에서 상기 NFC 안테나를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터를 NFC 통신을 통하여 제1 외부 단말에 제공하고, MST 모드에서 상기 MST 안테나를 이용하여 상기 보안 저장 장치에 저장된 상기 데이터를 MST 통신을 통하여 제2 외부 단말에 제공하는 NFC 컨트롤러를 포함하는 NFC 패키지를 포함하고,
    상기 NFC 컨트롤러는,
    NFC 안테나 및 MST 안테나 모두에 연결된 제1 및 제2 송신 단자들을 가지고, 상기 NFC 모드에서 상기 NFC 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 NFC 안테나를 구동하고, 상기 MST 모드에서 상기 MST 통신을 수행하도록 상기 제1 및 제2 송신 단자들에 연결된 상기 MST 안테나를 구동하는 송신 블록을 포함하는 휴대 기기.
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