KR20070055415A

KR20070055415A - 반도체 집적회로 및 무선통신장치

Info

Publication number: KR20070055415A
Application number: KR1020067008499A
Authority: KR
Inventors: 요이치 미야가와; 마모루 스즈키; 카즈요시 에노모토; 유코 요시다
Original assignee: 훼리카네트워크스 카부시키가이샤
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-05-30
Also published as: EP1786116B1; EP1786116A1; KR101172465B1; CN1898883A; US20080280648A1; CN1898883B; JP2006074423A; DE602005024017D1; EP1786116A4; JP4618672B2; US7822383B2; WO2006025229A1

Abstract

본 발명은 수신 감도나 송신 효율을 줄이지 않고, 보다 소형화할 수 있도록 하는 반도체 집적회로 및 무선통신장치에 관한 것이다. 외부 리더 라이터 및 외부 비접촉 IC카드와의 통신은, 공통의 안테나(211)를 통해서 행해진다. 안테나(211)를 통해 외부 리더 라이터 또는 외부 비접촉 IC카드로부터 수신한 신호는, ASK복조 회로(149)에 공급되고, 복조된다. 외부 리더 라이터로부터 수신한 신호는 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되는 전파 정류 평활회로에 의해 전파 정류 평활화되고, 전파 정류 평활화된 신호로부터 얻은 전력이 반도체 집적회로장치(101)의 각부에 공급된다. 본 발명은, 휴대전화기에 적용할 수 있다.

안테나, 외부 리더 라이터, 복조, 다이오드, 콘덴서

Description

반도체 집적회로 및 무선통신장치{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은, 반도체 집적회로 및 무선통신장치에 관한 것으로, 비접촉 IC카드와 비접촉 IC카드용의 리더 라이터의 기능을 가지는 반도체 집적회로 및 무선통신장치에 관한 것이다.

최근, 비접촉 IC카드를 이용한 정기권 정보나 전자 머니 정보의 관리시스템이 보급되고 있고, 유저는, 예를 들면 개찰구에 있어서, 정기권 정보가 유지된 비접촉 IC카드를 개찰기에 근접시키는 것만으로 개찰구를 통과할 수 있거나, 또는, 전자 머니 정보가 유지된 비접촉 IC카드를 무선 리더 라이터에 근접시키는 것만으로 상품의 대금을 전자 머니로 지불할 수 있다.

그런데, 유저가 항상 가지고 다니는 것의 하나로서 휴대전화기가 있으며, 최근, 전술한 비접촉 IC카드 기능을 탑재한 휴대전화기가 시판되고 있다. 유저는, 그 휴대전화기를 이용하여, 통화나 전자우편 등의 각종의 통신을 행할 뿐만아니라, 개찰구를 통과할 수 있고, 또한, 상품 대금을 지불할 수 있어, 대단히 편리하다.

또한 휴대전화기 등의 단말에, 비접촉 IC카드 기능 뿐만아니라, 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터(이하, 간단히 리더 라이터라고 칭한다) 기능을 탑재하는 것도 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1참조). 이에 따라 유저는, 휴대전화기로부터 외부의 리더 라이터로 소정의 데이터를 읽어내게 할 뿐만아니라, 외부의 비접촉 IC카드에 기억되어 있는 정보의 고쳐 쓰기 등을, 휴대전화기에 탑재되어 있는 리더 라이터를 이용함으로써 행할 수 있다.

휴대전화기 등의 단말에, 비접촉 IC카드 기능과 리더 라이터의 양쪽의 기능을 실장할 경우, 비접촉 IC카드용의 LSI(Large Scale Integration)와 리더 라이터용의 LSI를 각각의 칩으로 실현하거나, 양쪽의 기능을 가지는 1칩의 LSI로서 실현하는 것을 생각할 수 있다.

도 1은, 비접촉 IC카드와 리더 라이터의 양쪽의 기능을 가지는 1칩의 LSI인 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)의 구성예를 도시하고 있다. 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)는, 반도체 집적회로(11) 및, 2개의 안테나(12,13)에 의해 구성된다. 반도체 집적회로(11)는, 비접촉 IC카드 회로(21), 리더 라이터 송신 회로(22) 및 리더 라이터 수신 회로(23)를 가지고 있다. 안테나(12)는, 루프 코일(31)과 콘덴서(32)로 구성되는 공진회로를 가지고 있다.

도 2는, 도 1의 비접촉 IC카드 회로(21)의 아날로그 회로의 프론트엔드(이하, 아날로그 프론트엔드라고 칭한다)의 구성예를 도시하고 있다.

도시하지 않은 외부의 무선 리더 라이터(이하, 외부 리더 라이터라고 칭한다)와 송신된 전자파는, 안테나(12)에 의해 수신되고, 전기신호(이하, 외부 리더 라이터 송신 신호라고 칭한다)로 변환된다. 외부 리더 라이터 송신 신호는, 다이오드(41) 및 콘덴서(42)에 의해 구성되는 반파 정류 평활회로에 의해, 반파 정류 평활화된다. 반파 정류 평활화된 외부 리더 라이터 송신 신호에 의거하여 외부 리더 라이터로부터 송신된 데이터가 취득되는 동시에, 클램프회로(43) 및 전압 레귤레이터(Reg)(45)에 의해, 반파 정류 평활화된 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 얻어지는 전력이 소정의 직류전압으로 안정화되고, 반도체 집적회로(11)의 각부에 전력원으로서 공급된다.

또한 외부 리더 라이터 송신 신호는, 캐리어 검출 회로(46) 및 클록 추출 회로(47)에 공급된다. 캐리어 검출 회로(46)는, 안테나(12)로부터의 외부 리더 라이터 송신 신호의 공급 유무에 의거하여 외부 리더 라이터로부터의 전자파(반송파)의 복사의 유무, 즉, 외부 리더 라이터가 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)에 근접되어 있는 지 여부를 검출하여, 검출 결과를 도시하는 신호를 반도체 집적회로(11)의 각부에 공급한다. 클록 추출 회로(47)는, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 클록 성분을 추출하고, 추출한 클록 성분을 클록 신호로서, 반도체 집적회로(11)의 각부에 공급한다.

또한, 비접촉 IC카드 회로(21)는, 로드 스위치(43)의 내부에 설치되는 스위치를 온 또는 오프 함에 의해, 안테나(12)를 통해 전자결합되어 있는 외부 리더 라이터의 안테나의 부하를 변화시킴으로써, 외부 리더 라이터에 데이터를 송신한다.

이와 같이, 비접촉 IC카드 회로(21)의 아날로그 프론트엔드는, 안테나(12)에 대하여 비대칭형의 회로를 구성하고 있다.

도 1로 되돌아와, 리더 라이터 송신 회로(22)는, 도시하지 않는 외부의 비접촉 IC카드(이하, 외부 비접촉 IC카드라고 칭한다)에 송신하는 데이터에 따라, 소정의 주파수의 송신 캐리어 신호를 변조하고, 변조한 신호를 안테나(13)를 통해, 외부 비접촉 IC카드에 송신한다.

리더 라이터 송신 회로(22)는, 적은 전력으로 효율적으로 외부 비접촉 IC카드에 신호를 송신하기 위해, 안테나(13)의 양단에서 차동으로 구동한다. 구체적으로는, 리더 라이터 송신 회로(22)는, 송신 캐리어 신호와 송신 데이터를 중첩한 신호를 출력 단자 ＴＰ로부터 출력하는 동시에, 출력 단자 ＴＰ으로부터 출력하는 신호의 극성을 반전시킨 역 위상의 신호를 출력 단자 ＴＭ로부터 출력한다.

리더 라이터 수신 회로(23)는, 외부 비접촉 IC카드로부터 송신된 응답 신호를 수신하고, 그 데이터를 복조해서 수신 데이터를 취득한다. 리더 라이터 수신 회로(23)는, 외부 비접촉 IC카드의 부하 변조에 의한 미약한 자계 변동을 취할 필요가 있기 때문에, 안테나(13)의 양단 간의 차동 전압에 의해 응답 신호를 취득한다.

따라서, 리더 라이터 송신 회로(22) 및 리더 라이터 수신 회로(23)의 도시하지 않은 아날로그 프론트엔드는, 안테나(13)에 대하여 대칭형의 회로 구성이 된다.

또한 특허문헌 1에 기재된 발명에 있어서도, 도 1 및 도 2에 도시되는 회로 와 마찬가지로, 비접촉 IC카드부의 아날로그 프론트엔드는, 반파 정류 회로에 의해 구성되고, 안테나에 대하여 비대칭형의 회로가 되며, 리더 라이터부의 아날로그 프론트엔드는, 차동 신호에 의해 동작하고, 안테나에 대하여 대칭형의 회로가 되고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개 2004-151750호

[발명의 개시]

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

비접촉 IC카드 리더 라이터(1)와 같이 비접촉 IC카드 기능과 리더 라이터 기능의 양쪽의 기능을 가지는 칩(LSI)은, 상기한 바와 같이, 휴대전화기 등의 단말에 탑재하기 위해서, 보다 소형화하는 것이 과제가 되고 있다.

그러나, 도 1의 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)는, 비접촉 IC카드 기능을 실현하는 회로 및 안테나와, 리더 라이터를 실현하는 회로 및 안테나가 완전히 독립하여 설치되므로, 칩이 대형화하게 된다는 과제가 있었다.

또한 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 비접촉 IC카드부와 리더 라이터부의 안테나가 공통화되고 있지만, 비접촉 IC카드부의 회로와 리더 라이터부의 회로가 독립하여 설치되고 있기 때문에, 칩이 대형화된다는 과제가 있었다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 안테나에 대하여 대칭형의 리더 라이터부의 아날로그 프론트엔드와, 안테나에 대하여 비대칭형의 비접촉 IC카드부의 아날로그 프론트엔드의 2개의 서로 상성이 좋지 않은 회로를 하나의 안테나에 접속하여 사용함으로써, 리더 라이터부의 수신 감도가 저하하거나, 리더 라이터부의 송신 효율이 저하하게 된다는 과제가 있었다.

본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 수신 감도나 송신 효율을 저하시키지 않고, 비접촉 IC카드 기능과 리더 라이터 기능을 가지는 칩을 보다 소형화할 수 있도록 하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 반도체 집적회로는, 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지고, 근접된 비접촉 IC카드 또는 근접된 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 제1 안테나가 접속되는 반도체 집적회로로서, 제1 안테나를 통해 수신한 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호를 복조하는 복조 수단과, 제1 수신 신호를 전파 정류 평활화하는 전파 정류 평활화 수단과, 제1 안테나를 통해, 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 수단과, 제1 안테나를 통해, 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호를 송신하는 제2 송신 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

전파 정류 평활화 수단에 의해 전파 정류 평활화된 제1 수신 신호로부터 얻어지는 전력을 안정화하는 안정화 수단을 더 설치하도록 할 수 있다.

제1 송신 수단은, 전파 정류 평활화 수단의 후단에 접속되는 동시에, 제1 안테나와 전자결합되어 있는 무선 리더 라이터가 갖는 제2 안테나의 부하를 변화시킴으로써 제1 송신 신호를 송신하도록 할 수 있다.

제2 송신 수단의 일단은 제1 안테나의 일단에 접속되고, 제2 송신 수단의 다른 일단은 제1 안테나가 갖는 중간 탭에 접속되도록 할 수 있다.

제2 송신 수단은, 소정의 주파수의 송신 캐리어 신호와 비접촉 IC카드에 송신하는 데이터에 의거하여 생성한 차동 신호인 제2 송신 신호를 송신하도록 할 수 있다.

복조 수단은, 차동 신호인 제1 수신 신호 또는 차동 신호인 제2 수신 신호를 복조하도록 할 수 있다.

본 발명의 무선통신장치는 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지고, 근접된 비접촉 IC카드 또는 근접된 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터와 통신을 행하는 무선통신장치이며, 비접촉 IC카드 또는 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 안테나와, 안테나를 통해 수신한 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호를 복조하는 복조 수단과, 제1 수신 신호를 전파 정류 평활화하는 전파 정류 평활화 수단과, 안테나를 통해, 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 수단과, 안테나를 통해, 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호를 송신하는 제2 송신 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체 집적회로 및 무선통신장치에 있어서는, 비접촉 IC카드 또는 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 안테나를 통해 수신한 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호가 복조되고, 제1 수신 신호가 전파 정류 평활화되어, 안테나를 통해, 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호가 송신되어, 안테나를 통해, 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호가 송신된다.

[발명의 효과]

본 발명의 발명에 의하면, 외부의 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 및 외부의 비접촉 IC카드와 통신할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 수신 감도나 송신 효율을 저하시키지 않고, 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지는 반도체 집적회로 및 무선통신 단말을 보다 소형화할 수 있다.

도 1은 종래의 비접촉 IC카드 리더 라이터의 구성의 예를 도시하는 블럭도.

도 2는 도 1의 비접촉 IC카드 회로의 아날로그 프론트엔드의 구성의 예를 도시하는 블럭도.

도 3은 본 발명을 적용한 반도체 집적회로의 일 실시예를 도시하는 블럭도.

도 4는 본 발명을 적용한 비접촉 IC카드 리더 라이터의 일 실시예를 도시한 도면.

도 5는 도 4의 로드 스위치의 상세를 도시한 도면.

도 6은 도 4의 리더 라이터 송신 회로의 상세를 도시한 도면.

도 7은 본 발명을 적용한 비접촉 IC카드 리더 라이터의 다른 실시예를 도시한 도면.

도 8은 본 발명을 적용한 비접촉 IC카드 리더 라이터의 또 다른 실시예를 도시한 도면.

도 9는 본 발명을 적용한 비접촉 IC카드 리더 라이터의 또 다른 실시예를 도시한 도면.

도 10은 본 발명을 적용한 휴대전화기의 일 실시예를 도시하는 블럭도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

101 : 반도체 집적회로 111 : 아날로그 프론트엔드부

112 : SPU 113 : CPU

117 : 비휘발성 메모리 141 : 전압 안정화부

142 : 로드 스위치 143 : 캐리어 검출 회로

144 : 전원검지 회로 145 : 전원 컨트롤 회로

147 : 클록 추출 회로 148 : 클록 셀렉터

149 : ASK복조 회로 150 : 디지털 신호변환부

151 : 리더 라이터 송신 회로 201 : 비접촉 IC카드 리더 라이터

211 : 안테나 231,232 : 다이오드

233 : 콘덴서 234 : 클램프회로

235 : 전압 레귤레이터 251 : 송신 데이터 공급부

252 : FET 253 : 저항

271 : 송신 캐리어 공급부 272 : 송신 데이터 공급부

273 내지 277 : 인버터 301 : 비접촉 IC카드 리더 라이터

311 : 반도체 집적회로 312,313 : 다이오드

411 : 아날로그 프론트엔드부 401 : 비접촉 IC카드 리더 라이터

411 : 안테나 412,413 : 다이오드

501 : 비접촉 IC카드 리더 라이터 601 : 휴대전화기

618 : CPU

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

도 3은, 본 발명을 적용한 반도체 집적회로(101)의 일 실시예를 도시하는 블럭도이다. 반도체 집적회로(101)는, 아날로그 프론트엔드부(111), SPU(Signal Processing Unit)(112), CPU(Central Processing Unit)(113), 암호회로(114), RAM(Random Access Memory)(115), ROM(Read Only Memory)(116), 비휘발성 메모리 (117) 및 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)(118)에 의해 구성된다. 아날로그 프론트엔드부(111)는 SPU(112)와 접속되고, SPU(112), CPU(113), 암호회로(114), RAM(115), ROM(116), 비휘발성 메모리(117) 및 UART(118)는, 버스 (119)를 통해서 서로 접속되어 있다. 또한 반도체 집적회로(101)에는, 외부단자 RC, XIN, XOUT, RP, RM, TP, TM, VDD, TXD 및 RXD 및 접지 단자 GND가 설치된다. UART(118)는, 외부단자 TXD, RXD에 접속되어 있다.

반도체 집적회로(101)는, 비접촉 IC카드 및 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라 이터(이하, 간단히 리더 라이터라고 칭한다)의 기능을 가진다. 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 아날로그 프론트엔드부(111)(외부단자 RC, XIN, XOUT, RP, RM, TP,및 TM)에 안테나가 접속되고, 반도체 집적회로(101)는, 비접촉 IC카드로서 동작할 경우, 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나를 통해 외부의 무선 리더 라이터(이하, 외부 리더 라이터라고 칭한다)와 통신을 행하고, 리더 라이터로서 동작할 경우, 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나를 통해, 외부의 비접촉 IC카드(이하, 외부 비접촉 IC카드라고 칭한다)와 통신을 행한다.

또한, 이하, 외부 리더 라이터로부터 반도체 집적회로(101)에 송신되는 신호를, 외부 리더 라이터 송신 신호라 칭하고, 외부 비접촉 IC카드로부터 반도체 집적회로(101)에 송신되는 신호를 외부 IC카드 송신 신호라고 칭한다. 또한 반도체 집적회로(101)가 리더 라이터로서 동작할 경우, 반도체 집적회로(101)가 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나를 통해 외부 비접촉 IC카드에 송신하는 신호를 내장 리더 라이터 송신 신호라 칭하고, 반도체 집적회로(101)가 비접촉 IC카드로서 동작할 경우, 반도체 집적회로(101)가 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나를 통해, 외부 리더 라이터에 송신하는 신호를 내장 IC카드 송신 신호라 칭한다. 또한, 외부 리더 라이터 송신 신호에 의해 송신되는 데이터를 외부 리더 라이터 송신 데이터라 칭하고, 외부 IC카드 송신 신호에 의해 송신되는 데이터를 외부 IC카드 송신 데이터라 칭하고, 내장 리더 라이터 송신 신호에 의해 송신되는 데이터를 내장 리더 라이터 송신 데이터라 칭하고, 내장 IC카드 송신 신호에 의해 송신되는 데이터를 내장 IC카드 송신 데이터라고 칭한다.

아날로그 프론트엔드부(111)는, 전압 안정화부(141), 로드 스위치(SW)(142), 캐리어 검출 회로(143), 전원검지 회로(144), 전원 컨트롤 회로(145), 오실레이터(146), 클록 추출 회로(147), 클록 셀렉터(148), ASK복조 회로(149), 디지털 신호 변환부(150) 및 리더 라이터(R/W)송신 회로(151)에 의해 구성된다. 전압 안정화부(141) 및 로드 스위치(142)는 외부단자 RC에 접속되고, 오실레이터(146)는 외부단자 XIN, XOUT에 접속되고, 캐리어 검출 회로(143), 클록 추출 회로(147) 및 ASK복조 회로(149)는 외부단자 RP, RM에 접속되고, 리더 라이터 송신 회로(151)는 외부단자 TP, TM에 접속되고, 전원검지 회로(144) 및 전원 컨트롤 회로(145)는 외부단자 VDD에 접속되어 있다.

전압 안정화부(141)는, 예를 들면 클램프회로 및 전압 레귤레이터에 의해 구성되고, 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 외부단자 RC를 거쳐서 외부 리더 라이터로부터 수신한 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 얻어지는 전력을 소정의 직류전압으로 안정화시켜서, 그 전력(이하, 외부 리더 라이터 전력이라고 칭한다)을 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다.

로드 스위치(142)는, 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이, 반도체 집적회로(101)가 비접촉 IC카드로서 동작할 경우, SPU(112)로부터 공급되는 내장 IC카드 송신 데이터에 의거하여 내부에 설치되는 스위치를 온 또는 오프 함으로써, 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속되어 있는 안테나에 전자결합되어 있는, 외부 리더 라이터의 안테나의 부하를 변화시킴으로써, 외부 리더 라이터에 내장 IC카드 송신 신호를 송신한다.

캐리어 검출 회로(143)는, 외부단자 RP, RM를 통해 외부 리더 라이터 송신 신호를 수신함으로써, 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나에 외부 리더 라이터가 근접되어, 외부 리더 라이터로부터 복사된 전자파(반송파)가 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나에 의해 수신되어 있는지 여부를 검출한다. 캐리어 검출 회로(143)는, 외부 리더 라이터 송신 신호의 수신을 검출했을 경우, 그 검출 결과를 도시하는 신호(이하, 외부 리더 라이터 송신신호 검출신호라고 칭한다)를 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다.

전원검지 회로(144)는, 외부단자 VDD에 접속되어 있는 외부전원으로부터 공급되는 전력(이하, 외부전원전력이라고 칭한다)의 공급의 유무를 검지하고, 외부전원전력의 공급을 검지했을 경우, 그 검지 결과를 도시하는 신호(이하, 외부전원 검지신호라 칭한다)를 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다.

전원 컨트롤 회로(145)는, 전압 안정화부(141)로부터 공급되는 외부 리더 라이터 전력, 또는, 외부전원으로부터 공급되는 외부전원전력 중 한쪽을 선택하고, 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다. 예를 들면 전원 컨트롤 회로(145)는, 전원검지 회로(144)로부터 외부전원 검지신호가 공급되어 있을 경우, 외부전원전력을 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급하고, 전원검지 회로(144)로부터 외부전원 검지신호가 공급되지 않고 있을 경우, 외부 리더 라이터 전력을 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다.

예를 들면 반도체 집적회로(101)가 휴대전화기에 설치될 경우, 반도체 집적회로(101)에 접속되는 안테나의 크기가 제한되거나, 휴대전화기의 기판 등에 의해 외부 리더 라이터로부터 공급되는 전자파가 차단됨으로써, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 충분한 전력을 얻을 수 없을 때가 있다. 이 경우, 휴대전화기의 배터리를 외부전원으로서 외부단자 VDD에 접속하고, 그 전력을 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급함으로써, 반도체 집적회로(101)를 확실하게 동작시킬 수 있다. 또한 휴대전화기의 배터리가 없어지고, 외부단자 VDD로부터 전력이 공급되지 않게 된 경우에도, 외부 리더 라이터 전력을 반도체회로(101)의 각부에 공급하도록 변환하는 것으로, 반도체 집적회로(101)를 계속해서 동작시킬 수 있다.

또한 전원 컨트롤 회로(145)는, 외부 리더 라이터 송신신호 검출신호를 수신하고 있을 때, 또는, 반도체 집적회로(101)가 리더 라이터로서 동작하고 있을 때에만, 반도체 집적회로(101)의 각부에 전력을 공급하도록 전력의 공급을 제어한다. 이에 따라 반도체 집적회로(101)가 동작할 때에만 반도체 집적회로(101)의 각부에 전력이 공급되게 되고, 외부단자 VDD에 접속되는 외부전원의 소비 전력을 억제할 수 있다.

또한, 전원 컨트롤 회로(145)는, 전압 안정화부(141)로부터 외부 리더 라이터 전력이 공급되어 있는 것을 도시하는 신호(이하, 외부 리더 라이터 전력공급 신호라고 칭한다)를 클록 셀렉터(148)에 공급한다.

오실레이터(146)는, 외부단자 XIN, XOUT에 접속되는 수정 발진자, 세라믹 발진자 등의 발진자와 함께 클록 회로를 구성하고, 소정의 주파수(예를 들면 13.56MHz)의 클록 신호 (이하, 외부발진 클록 신호라고 칭한다)를 생성하고, 생성한 외부발진 클록 신호를 클록 셀렉터(148)에 공급한다.

클록 추출 회로(147)는, 외부단자 RP, RM를 통해 외부 리더 라이터로부터 수신한 외부 리더 라이터 송신 신호의 클록 성분을 추출하고, 추출한 클록 성분을 클록 신호(이하, 외부 리더 라이터 클록 신호라고 칭한다)로서 클록 셀렉터(148)에 공급한다.

클록 셀렉터(148)는, 전원 컨트롤 회로(145)로부터 공급되는 외부 리더 라이터 전력공급 신호에 의거하여 오실레이터(146)로부터 공급되는 외부발진 클록 신호, 또는 클록 추출 회로(147)로부터 공급되는 외부 리더 라이터 클록신호 중 한쪽을 선택하고, 선택한 클록 신호를 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다. 예를 들면 클록 셀렉터(148)는, 외부 리더 라이터 전력공급 신호가 공급되어 있을 경우, 즉, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 외부 리더 라이터 전력을 얻을 수 있을 경우, 외부 리더 라이터 클록신호를 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급하고, 외부 리더 라이터 전력공급 신호가 공급되지 않고 있을 경우, 즉, 반도체 집적회로(101)가 리더 라이터로서 동작할 경우 또는 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 외부 리더 라이터 전력을 얻을 수 없을 경우, 외부발진 클록 신호를 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다.

ASK복조 회로(149)는, 외부 리더 라이터로부터 송신되는 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 비접촉 IC카드로부터 송신되는 외부 IC카드 송신 신호를 외부단자 RP, RM를 통해 수신한다. ASK복조 회로(149)는, ASK변조되어 있는 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 IC카드 송신 신호를 ASK복조하고, 복조한 신호를 디지털 신호 변환부(150)에 공급한다. 즉, 반도체 집적회로(101)에서는, 외부 리더 라 이터 송신 신호 및 외부 IC카드 송신 신호를 복조하는 회로가 공통화되어 있다.

또한, 캐리어 검출 회로(143), 클록 추출 회로(147) 및 ASK복조 회로(149)는, 외부단자 RP, RM에 입력되는 신호의 차동 전압, 즉, 차동 신호로서 입력되는 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 차동 신호로서 입력되는 외부 IC카드 송신 신호에 의해 동작한다. 따라서, 캐리어 검출 회로(143), 클록 추출 회로(147) 및 ASK복조 회로(149)의 도시하지 않은 입력부는, 외부단자 RP, RM에 대하여 대칭형의 회로를 구성한다.

디지털 신호 변환부(150)는, ASK복조 회로(149)로부터 공급되는 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 IC카드 송신 신호를 증폭하고, 증폭한 신호를 A/D(Analog/digital)변환한다. 디지털 신호 변환부(150)는, A/D변환한 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 IC카드 송신 신호를 SPU(112)에 공급한다.

리더 라이터 송신 회로(151)는, 클록 셀렉터(148)로부터 공급되는 클록 신호에 의거하여 소정의 주파수(예를 들면 13.56MHz)의 송신 캐리어 신호를 생성한다. 리더 라이터 송신 회로(151)는, 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이, SPU(112)로부터 공급되는 내장 리더 라이터 송신 데이터에 의거하여 송신 캐리어 신호를 변조하고, 변조한 신호(내장 리더 라이터 송신 신호)를, 아날로그 프론트엔드부(111)에 접속된 안테나를 통해, 외부 비접촉 IC카드에 송신한다.

SPU(112)는, 아날로그 프론트엔드부(111)로부터 취득한 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 IC카드 송신 신호에 소정의 처리(예를 들면터 맨체스터 부호화되어 있는 신호의 NRZ(Non Return to Zero)방식의 신호로의 변환, 수신한 신호에 포함되는 패킷의 정합성의 확인 등)를 실시하고, 처리한 신호를 CPU(113)에 공급한다. 또한 SPU(112)는, CPU(113)로부터, 외부 리더 라이터에 송신하는 내장 IC카드 송신 데이터 또는, 외부 비접촉 IC카드에 송신하는 내장 리더 라이터 송신 데이터를 취득하고, 취득한 데이터에 소정의 처리(예를 들면 송신 데이터의 패킷화, NRZ방식의 송신 데이터의 터 맨체스터 부호화 등)를 실시한다. SPU(112)는, 소정의 처리를 실시한 내장 IC카드 송신 데이터를 로드 스위치(142)에 공급하고, 소정의 처리를 실시한 내장 리더 라이터 송신 데이터를 리더 라이터 송신 회로(151)에 공급한다.

CPU(113)는, 반도체 집적회로(101)의 각부의 처리를 제어한다. 또한 CPU(113)는, 반도체 집적회로(101)가 비접촉 IC카드로서 동작할 경우, 외부 리더 라이터로부터 데이터의 쓰기가 지시되었을 때, 외부 리더 라이터 송신 신호에 의거하여 지시된 데이터를 비휘발성 메모리(117)에 기억시킨다. 또한, CPU(113)는, 반도체 집적회로(101)가 비접촉 IC카드로서 동작할 경우, 외부 리더 라이터로부터 데이터의 판독이 지시되었을 때, 외부 리더 라이터 송신 신호에 의거하여 지시된 데이터를 비휘발성 메모리(117)로부터 판독하고, 판독한 데이터를 송신하기 위한 내장 IC카드 송신 데이터를 생성하고, 생성한 내장 IC카드 송신 데이터를 SPU(112)에 공급한다.

또한 CPU(113)는, 반도체 집적회로(101)가 리더 라이터로서 동작할 경우, 외부 비접촉 IC카드로부터 데이터를 판독할 때, 읽기 시작을 지시하기 위한 내장 리더 라이터 송신 데이터를 생성하고, 생성한 내장 리더 라이터 송신 데이터를 SPU(112)에 공급한다.또한, CPU(113)는, 반도체 집적회로(101)가 리더 라이터로서 동작할 경우, 외부 비접촉 IC카드에 데이터를 기록할 때, 써넣기를 지시하기 위한 내장 리더 라이터 송신 데이터를 생성하고, 생성한 내장 리더 라이터 송신 데이터를 SPU(112)에 공급한다.

또한 CPU(113)는, 아날로그 프론트엔드부(111)로부터 취득한 외부 리더 라이터 송신 신호 또는 외부 IC카드 송신 신호를, 필요에 따라, 암호회로(114)에 공급하고, 암호화되어 있는 신호를 복호화시킨다. 또한, CPU(113)는, 외부 리더 라이터에 송신하는 내장 IC카드 송신 데이터 또는 외부 비접촉 IC카드에 송신하는 내장 리더 라이터 송신 데이터를, 필요에 따라, 암호회로(114)에 공급하고, 공급한 데이터를 암호화시킨다.

또한 CPU(113)는, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 얻은 외부 리더 라이터 송신 데이터 또는 외부 IC카드 송신 신호로부터 얻은 외부 IC카드 송신 데이터를, 필요에 따라, RAM(115) 또는 비휘발성 메모리(117)에 기억시키거나, UART(118)를 통해, 단자 TXD, RXD에 접속되어 있는 외부의 정보처리장치에 송신하거나 한다. 또한, CPU(113)는, UART(118)를 통해, 단자 TXD, RXD에 접속되어 있는 외부의 정보처리장치로부터 입력되는 데이터나 제어신호 등을 취득한다.

암호회로(114)는, CPU(113)의 제어를 기초로, 데이터를 암호화하거나, 암호화된 데이터를 복호화하거나 한다.

ＲＡＭ(115)은, SPU(112) 또는 CPU(113)의 처리의 실행에 있어서 사용하는 프로그램이나, 그 실행에 있어서 적절하게 변화하는 파라미터나 데이터를 격납한 다.

ＲＯＭ(116)는, ＣＰＵ(113)가 사용하는 프로그램이나 연산용의 파라미터 중 기본적으로 고정의 데이터를 격납한다.

비휘발성 메모리(117)는, 예를 들면 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory, 자기저항 메모리), FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory, 강유전체 메모리), OUM(Ovonic Unified Memory)등의 고쳐 쓰기가 가능한 비휘발성의 메모리에 의해 구성된다. 비휘발성 메모리(117)는, 예를 들면 외부 리더 라이터로부터 쓰기가 지시된 각종의 데이터를 기억하고, 비휘발성 메모리(117)로의 전력 공급이 정지된 후도, 그 데이터를 계속해서 기억한다.

UART(118)는, 외부단자 TXD, RXD를 통해, 외부의 정보처리장치와 접속되어, 외부의 정보처리장치와의 통신을 제어한다.

도 4는, 도 3의 반도체 집적회로(101)를 사용한 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)의 일 실시예를 도시한 도면이다. 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)는, 반도체 집적회로(101), 안테나(211), 콘덴서(212,213) 및 발진자(214)에 의해 구성되고, 예를 들면 하나의 모듈이 된다. 또한, 도 4에서는, 반도체 집적회로(101)에 대해서, 아날로그 프론트엔드부(111)만을 도시하고, 다른 부분의 도시는 생략하고 있다. 또한 도 4에 있어서, 도 3과 비교하여, 아날로그 프론트엔드부(111)를 더 상세하게 도시하고 있다. 또한, 도면 중, 도 3과 대응하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있으며, 그 설명은 반복이 되므로 적절히 생략한다.

도 4에서는, 도 3과 비교하여, 아날로그 프론트엔드부(111)에 있어서, 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)를 추가하여 도시하고, 도 3의 전압 안정화부(141)를, 클램프회로(234) 및 전압 레귤레이터(Reg)(235)로 나누어 도시하고 있다. 또한 도 4에서는, 도 3과 비교하여, 도 3의 외부단자 RP, RM를, 외부단자 RP1 내지 RP3 및 외부단자 RM1 내지 RM3의 3개의 외부단자로 나누어 도시함과 동시에, 외부단자 RP1내지 RP3가 반도체 집적회로(101)의 외부에서 접속되고, 외부단자 RM1 내지 RM3이 반도체 집적회로(101)의 외부에서 접속되도록 변경하여 도시하고 있다.

안테나(211)는, 루프 코일(221)과 콘덴서(222)로 구성되는 공진회로를 가지고 있다. 안테나(211)의 일단은, 반도체 집적회로(101)의 외부단자 RP1 내지 RP3 및 콘덴서(212)의 일단에 접속되어 있다. 안테나(211)의 다른 일단은, 반도체 집적회로(101)의 외부단자 RM1 내지 RM3 및 콘덴서(213)의 일단에 접속되어 있다. 또한 안테나(211)의 루프 코일(221)의 중앙으로부터 중간 탭이 인출되고 있고, 안테나(211)의 중간 탭은, 반도체 집적회로(101)의 외부단자 RC에 접속되어 있다. 후술하는 바와 같이, 외부 리더 라이터와의 통신과 외부 비접촉 IC카드와의 통신이, 공통의 안테나(211)를 통해서 행해진다.

콘덴서(212)의 일단이며, 안테나(211)의 일단과 접속되어 있는 일단과는 다른 일단은, 외부단자 TP에 접속되어 있다. 콘덴서(213)의 일단에 있어서, 안테나(211)의 일단과 접속되어 있는 일단과는 다른 일단은, 외부단자 TM에 접속되어 있다. 또한, 콘덴서(212,213)를 반도체 집적회로(101)의 내부에 설치하도록 해도 좋다.

예를 들면 수정 발진자, 세라믹 발진자 등에 의해 구성되는 발진자(214)는, 반도체 집적회로(101)의 외부단자 XIN, XOUT에 접속되어 있다. 외부단자 VDD에는, 예를 들면 배터리 등의 외부전원이 접속된다.

아날로그 프론트엔드부(111)의 다이오드(231)의 캐소드는 외부단자 RP1에 접속되고, 다이오드(231)의 애노드는 접지되어 있다. 다이오드(232)의 캐소드는 외부단자 RM1에 접속되고, 다이오드(232)의 애노드는 접지되어 있다. 콘덴서(233)의 일단은 외부단자 RC에 접속되고, 콘덴서(233)의 다른 일단은 접지되어 있다. 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해, 안테나(211)에 대하여 대칭형의 회로인, 센터 탭형의 전파 정류 평활회로가 구성된다.

클램프회로(234)의 일단은 외부단자 RC에 접속되고, 클램프회로(234)의 다른 일단은 접지되어 있다. 전압 레귤레이터(235)의 일단은 외부단자 RC에 접속되고, 전압 레귤레이터(235)의 다른 일단은 전원 컨트롤 회로(145)에 접속되어 있다. 외부단자 RP1,RM1에는 ASK복조 회로(149)가 접속되고, 외부단자 RP2, RM2에는 캐리어 검출 회로(143)이 접속되어, 외부단자 RP3,RM3에는 클록 추출 회로(147)이 접속되어 있다.

다음에 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)의 아날로그 프론트엔드부(111)의 처리에 관하여 설명한다.

우선, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)가 비접촉 IC카드로서 동작하고, 외부 리더 라이터로부터 외부 리더 라이터 송신 신호를 수신할 경우의 아날로그 프론트엔드부(111)의 처리에 관하여 설명한다.

외부 리더 라이터가 안테나(211)에 근접되었을 경우, 외부 리더 라이터로부터 안테나(211)에 전자파가 복사된다. 안테나(211)는, 수신한 전자파를, 전기신호(외부 리더 라이터 송신 신호)로 변환한다. 외부 리더 라이터 송신 신호는, 소정의 주파수(예를 들면 13.56MHz)의 반송파를 ASK변조한 신호이며, 이 신호에 의해 데이터의 써넣기나 판독을 지시하는 외부 리더 라이터 송신 데이터가 송신된다.

외부단자 RC로부터 입력된 외부 리더 라이터 송신 신호는, 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되는 전파 정류 평활회로에 의해 전파 정류 평활화된다.

클램프회로(234) 및 전압 레귤레이터(235)는, 전파 정류 평활화된 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 얻은 전력(외부 리더 라이터 전력)을, 소정의 직류전압으로 안정화시켜서, 전력원으로서 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다.

또한 캐소드가 외부단자 RP1 내지 RP3에 접속되어 있는 다이오드(231) 및 캐소드가 외부단자 RM1 내지 RM3에 접속되어 있는 다이오드(232)의 애노드가 함께 접지되어 있으므로, 외부 리더 라이터 송신 신호는 차동 신호로서, 단자 RP2,RM2를 통해, 안테나(211)로부터 캐리어 검출 회로(143)에 공급되고, 단자 RP3,RM3를 통해, 안테나(211)로부터 클록 추출 회로(147)에 공급되고, 단자 RP1,RM1를 통해, ASK복조 회로(149)에 공급된다.

캐리어 검출 회로(143)는, 외부 리더 라이터 송신 신호의 수신에 따라, 외부 리더 라이터 송신신호 검출신호를 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다. 전원검지 회로(144)는, 외부단자 VDD에 접속되어 있는 외부전원으로부터 외부전원전력이 공 급되어 있을 경우, 외부전원 검지신호를 전원 컨트롤 회로(145)에 공급한다. 전원 컨트롤 회로(145)는, 전원검지 회로(144)로부터 외부전원 검지신호가 공급되고 있을 경우, 외부전원전력을 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급하고, 전원검지 회로(144)로부터 외부전원 검지신호가 공급되지 않고 있을 경우, 외부 리더 라이터 전력을 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다.

이와 같이, 반도체 집적회로(101)에서는, 전파 정류 평활화한 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급하는 전력을 얻으므로, 도 2의 비접촉 IC카드 회로(21)와 같이 , 반파 정류 평활화한 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 전력을 얻는 경우에 비교하여, 정류효율이 향상하고, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 보다 많은 전력을 얻을 수 있다.

또한 전원 컨트롤 회로(145)는, 외부 리더 라이터 전력공급 신호를 클록 셀렉터(148)에 공급한다.

오실레이터(146)는, 소정의 주파수(예를 들면 13.56MHz)의 외부발진 클록 신호를 클록 셀렉터(148)에 공급한다. 클록 추출 회로(147)는, 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 클록 성분을 추출하고, 추출한 클록 성분을 외부 리더 라이터 클록신호로서 클록 셀렉터(148)에 공급한다. 지금의 경우, 외부 리더 라이터 전력공급 신호가 공급되어 있으므로, 클록 셀렉터(148)는, 클록 추출 회로(147)로부터 공급되는 외부 리더 라이터 클록신호를 반도체 집적회로(101)의 각부에 공급한다.

ASK복조 회로(149)는, ASK변조되어 있는 외부 리더 라이터 송신 신호를 복조하고, 복조한 외부 리더 라이터 송신 신호를 디지털 신호 변환부(150)에 공급한다. 디지털 신호 변환부(150)는, 외부 리더 라이터 송신 신호를 증폭하고, 증폭한 신호를 A/D변환하고, A/D변환한 디지털 신호를 SPU(112)에 공급한다.

ASK복조 회로(149)는, 차동 신호로 외부 리더 라이터 송신 신호를 처리하기 위해, 도 2의 비접촉 IC카드 회로(21)와 같이, 외부 리더 라이터 송신 신호를 반파 정류 평활화하고나서 처리하는 경우에 비해, 외부 리더 라이터 송신 신호의 수신 감도가 향상한다. 또한 캐리어 검출 회로(143) 및 클록 추출 회로(147)도, 차동 신호로 외부 리더 라이터 송신 신호를 처리하므로, 도 2의 비접촉 IC카드 회로(21)와 같이, 싱글엔드 신호로 외부 리더 라이터 송신 신호를 처리하는 경우에 비해, 외부 리더 라이터 송신 신호의 검출 정밀도 또는 외부 리더 라이터 송신 신호의 클록 성분의 추출 정밀도가 향상한다.

다음에 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)가 비접촉 IC카드로서 동작하고, 외부 리더 라이터에 내장 IC카드 송신 신호를 송신할 경우의 아날로그 프론트엔드부(111)의 처리에 관하여 설명한다.

도 5는, 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되는 전파 정류 평활회로의 후단에 접속되는 로드 스위치(142)의 상세를 도시한 도면이다.

로드 스위치(142)는, 송신 데이터 공급부(251), FET(Field Effect Transistor)(252) 및 저항(253)에 의해 구성된다. 저항(253)의 일단은 외부단자 RC에 접속되고, 저항(253)의 다른 일단은 FET(252)의 드레인과 접속되어 있다. FET(252)의 소스는 접지되고, FET(252)의 게이트는 송신 데이터 공급부(251)에 접속되어 있다.

SPU(112)는, CPU(113)의 제어를 기초로, 외부 리더 라이터에 송신하는 내장 IC카드 송신 데이터를 송신 데이터 공급부(251)에 공급한다. 또한, 내장 IC카드 송신 데이터는, High 또는 Low중 어느 하나의 값을 취한다. 내장 IC카드 송신 데이터의 값에 의거하여 FET(252)의 온 또는 오프를 전환할 수 있음에 따라, 내장 IC카드 송신 데이터의 값에 따라, 저항(253)이 안테나(211)에 대하여 병렬로 접속되어 있는 상태와 접속되지 않고 있는 상태를 전환할 수 있다. 이에 따라 안테나(211)를 통해 전자결합되어 있는 회로의 임피던스(외부 리더 라이터에 설치되는 안테나의 부하)가 변화되고, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)로부터 외부 리더 라이터에 대하여, 내장 IC카드 송신 데이터에 근거하는 내장 IC카드 송신 신호가 송신된다.

다음에 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)가 리더 라이터로서 동작하고, 외부 비접촉 IC카드에 내장 리더 라이터 송신 신호를 송신할 경우의 아날로그 프론트엔드부(111)의 처리에 관하여 설명한다.

도 6은, 리더 라이터 송신 회로(151)의 상세를 도시한 도면이다.

리더 라이터 송신 회로(151)는, 송신 캐리어 공급부(271), 송신 데이터 공급부(272) 및 인버터(273) 내지 277에 의해 구성된다.

송신 캐리어 공급부(271)는, 클록 셀렉터(148)로부터 공급되는 클록 신호에 의거하여 소정의 주파수(예를 들면 13.56MHz)의 송신 캐리어 신호를 생성하고, 생성한 송신 캐리어 신호를 인버터(273), 276 및 277에 공급한다.

SPU(112)는, CPU(113)의 제어를 기초로, 외부 비접촉 IC카드에 송신하는 내 장 리더 라이터 송신 데이터를 송신 데이터 공급부(272)에 공급한다. 송신 데이터 공급부(272)는, 내장 리더 라이터 송신 데이터를 인버터(275) 및 277에 공급한다. 또한, 내장 리더 라이터 송신 데이터는, High 또는 Low중 어느 값을 취한다.

인버터(273)는, 송신 캐리어 신호의 극성을 반전한 역 위상의 신호(이하, 역 위상 캐리어 신호라고 칭한다)를 인버터(274) 및 275에 공급한다. 인버터(274)는, 역 위상 캐리어 신호의 극성을 반전한 신호, 즉, 원래의 송신 캐리어 신호를 출력한다. 인버터(275)는, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 High인 경우, 신호의 출력을 정지하고, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 Low인 경우, 역 위상 캐리어 신호의 극성을 반전한 신호, 즉, 원래의 송신 캐리어 신호를 출력한다. 인버터274 및 275로부터 출력된 신호는 중첩되고(ASK변조되고), 중첩된 신호가 단자 TP 를 통해, 콘덴서(212)에 출력된다. 즉, 단자 TP로부터는, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 High인 경우, 인버터(274)만을 구동하고, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 Low인 경우, 인버터(274)와 인버터(275)의 양쪽을 구동함으로써, ASK변조된 송신 캐리어 신호가 출력된다.

인버터(276)는, 송신 캐리어 신호의 극성을 반전한 역 위상 캐리어 신호를 출력한다. 인버터(277)는, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 High인 경우, 신호의 출력을 정지하고, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 Low인 경우, 역 위상 캐리어 신호를 출력한다. 인버터 276 및 277로부터 출력된 신호는 중첩되고(ASK변조되고), 중첩된 신호가, 단자 TM를 통해 콘덴서(213)에 출력된다. 즉, 단자 TM로부터는, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 High인 경우, 인버터(276)만을 구동 하고, 내장 리더 라이터 송신 데이터의 값이 Low인 경우, 인버터(276)와 인버터(277)의 양쪽을 구동함으로써, ASK변조된 역 위상의 송신 캐리어 신호가 출력된다.

단자 TP로부터 출력된 신호는, 콘덴서(212)에 의해 그 직류성분이 제거되고나서 안테나(211)에 공급되고, 단자 TM으로부터 출력된 신호는, 콘덴서(213)에 의해 그 직류성분이 제거되고나서 안테나(211)에 공급된다. 안테나(211)로부터는, 콘덴서 212 및 213를 통과한 신호에 대응하는 전자파가 복사되고, 외부 비접촉 IC카드는, 그 전자파를 수신한다. 즉, 안테나(211)는, 리더 라이터 송신 회로(151)로부터 출력되는 차동 신호인 내장 리더 라이터 송신 신호에 의해 구동된다.

다음에 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)가 리더 라이터로서 동작하여, 외부 비접촉 IC카드로부터 외부 IC카드 송신 신호를 수신할 경우의 아날로그 프론트엔드부(111)의 처리에 관하여 설명한다.

외부 비접촉 IC카드는, 외부 IC카드 송신 신호를 송신할 경우, 전술한 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)가 외부 리더 라이터에 내장 IC카드 송신 신호를 송신하는 경우와 동일한 처리에 의해, 외부 비접촉 IC카드의 안테나와 전자결합되어 있는 안테나(211)의 부하를 변화시킴으로써, ASK변조된 외부 IC카드 송신 신호를 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)에 송신한다.

외부 IC카드 송신 신호는, 외부 리더 라이터 송신 신호와 마찬가지로, 차동 신호로서, 단자 RP1,RM1를 통해 ASK복조 회로(149)에 공급된다. ASK복조 회로(149)는, ASK변조되어 있는 외부 IC카드 송신 신호를 복조하고, 복조한 외부 IC 카드 송신 신호를 디지털 신호 변환부(150)에 공급한다. 디지털 신호 변환부(150)는, 외부 IC카드 송신 신호를 증폭하고, 또한, 디지털 신호로 A/D변환하여, 변환한 디지털 신호를 SPU(112)에 공급한다.

또한, ASK복조 회로(149)는, 도 1의 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)의 리더 라이터 수신 회로(23)와 마찬가지로, 차동 신호로 외부 IC카드 송신 신호를 수신하고, 복조하므로, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)의 외부 IC카드 송신 신호의 수신 감도는, 도 1의 비접촉 IC카드 리더 라이터(1)의 수신 감도와 거의 변하지 않는다.

이상과 같이, 비접촉 IC카드용의 안테나와 리더 라이터용의 안테나를 하나로 공통화하고, 비접촉 IC카드용의 ASK복조 회로와 리더 라이터용의 ASK복조 회로를 하나로 공통화함으로써, 비접촉 IC카드 기능과 리더 라이터 기능을 가지는 비접촉 IC카드 리더 라이터의 칩이 보다 소형화된다. 또한 차동 신호로 외부 리더 라이터 송신 신호를 처리함으로써, 외부 리더 라이터 송신 신호(비접촉 IC카드 기능)의 수신 감도가 향상한다. 또한, 전파 정류 평활화한 외부 리더 라이터 송신 신호로부터 외부 리더 라이터 전력을 얻는 것에 의해, 전력변환 효율이 향상한다.

또한 상기한 바와 같이, 비접촉 IC카드 기능을 실현하는 회로의 안테나(211)에 대한 프론트엔드(다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되는 전파 정류 평활회로 및 차동 신호를 수신하는 캐리어 검출 회로(143), 클록 추출 회로(147) 및 ASK복조 회로(149)의 입력부)를 안테나(211)에 대하여 대칭형으로 함으로써, 마찬가지로 안테나(211)에 대하여 대칭형인, 리더 라이터 기능을 실현하는 회로의 프론트엔드(ASK복조 회로(149)의 입력부 및 리더 라이터 송신 회로(151))와의 어울림 이 좋아지므로, 안테나를 공통화해도, 리더 라이터 기능의 송신 효율은 저하하지 않는다.

도 7은, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 다른 그 외 실시예인 비접촉 IC카드 리더 라이터(301)의 구성의 예를 도시하는 도면이다. 도면 중, 도 4와 대응하는 부분에 대해서는, 동일 부호를 부착하고 있어, 그 설명은 반복이 되므로 적절하게 생략한다.

비접촉 IC카드 리더 라이터(301)는, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 비교하여, 반도체 집적회로(101)가 반도체 집적회로(311)로 치환되고, 다이오드(312) 및 313가 추가되며, 안테나(211)의 중간 탭이 접지되어 있는 점이 다르다. 반도체 집적회로(311)는, 도 4의 반도체 집적회로(101)과 비교하여, 아날로그 프론트엔드부(111)가 아날로그 프론트엔드부(321)로 치환되고 있는 점이 다르다. 또한, 도 4와 마찬가지로, 반도체 집적회로(311)에 대해서, 아날로그 프론트엔드부(321)만 도시하고, 다른 부분의 도시는 생략하고 있지만, 도시를 생략한 부분에 대해서는, 도 3에 도시되는 반도체 집적회로(101)와 동일한 구성이 된다. 아날로그 프론트엔드부(321)는, 도 4의 아날로그 프론트엔드부(111)와 비교하여, 다이오드(231,232)가 설치되지 않은 점이 다르다.

다이오드(312)의 애노드는 외부단자 RP1에 접속되고, 다이오드(312)의 캐소드는 외부단자 RC에 접속되어 있다. 다이오드(313)의 애노드는 외부단자 RM1에 접속되고, 다이오드(313)의 캐소드는 외부단자 RC에 접속되어 있다. 이에 따라 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)에 있어서, 아날로그 프론트엔드부(111)의 다이 오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되고 있었던 전파 정류 평활회로 대신에, 비접촉 IC카드 리더 라이터(301)에 있어서, 반도체 집적회로(311)의 외부에 외장형으로 되어 있는 다이오드(312,313) 및 반도체 집적회로(311)의 콘덴서(233)에 의해 전파 정류 평활회로가 구성된다. 다이오드(312,313)를 외장형으로 함에 따라, 도 4의 반도체 집적회로(101)와 비교하여, 반도체 집적회로(311)는, 그 설계가 용이해지는 동시에 소형화할 수 있다.

도 8은, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 또 다른 그 외 실시예인 비접촉 IC카드 리더 라이터(401)의 구성의 예를 도시하는 도면이다. 도면 중, 도 4와 대응하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부착하고 있어, 그 설명은 반복이 되므로 적절하게 생략한다.

비접촉 IC카드 리더 라이터(401)는, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 비교하여, 안테나(211)는, 루프 코일(421)과 콘덴서(422)로 구성되는 공진회로를 가지는 안테나(411)로 치환되고, 다이오드 412 및 413이 추가되어 있는 점이 다르다.

다이오드(412)의 애노드는 외부단자 RP1에 접속되고, 다이오드(412)의 캐소드는 외부단자 RC에 접속되어 있다. 다이오드(413)의 애노드는 외부단자 RM1에 접속되고, 다이오드(413)의 캐소드는 외부단자 RC에 접속되어 있다. 이에 따라 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)에 있어서, 아날로그 프론트엔드부(111)의 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233)에 의해 구성되어 있었던 센터 탭형의 전파 정류 평활회로 대신에, 비접촉 IC카드 리더 라이터(401)에 있어서, 아날로그 프론트엔드 부(111)의 다이오드(231,232) 및 콘덴서(233) 및, 반도체 집적회로(101)의 외부에 외장형으로 되어 있는 다이오드(412,413)에 의해 브리지형의 전파 정류회로가 구성된다.

이에 따라 비접촉 IC카드 리더 라이터(401)에 있어서, 안테나(411)와 같이, 도 4의 안테나(211)에 설치된 중간 탭을 설치할 필요가 없게 되어, 안테나(211)와 비교하여, 안테나(411)는, 그 설계 자유도가 높아짐과 동시에, 루프 코일(421)의 권수 등의 세세한 조정이 가능해 진다.

도 9는, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 또 다른 그 외의 실시예인 비접촉 IC카드 리더 라이터(501)의 구성의 예를 도시하는 도면이다. 도면 중, 도 4와 대응하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부착하고 있어, 그 설명은 반복이 되므로 적절하게 생략한다.

비접촉 IC카드 리더 라이터(501)는, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 비교하여, 콘덴서(213)의 일단에 있어서, 외부단자 TM와 접속되어 있는 일단과는 다른 일단이, 안테나(211)의 중간 탭에 접속되어 있는 점이 다르다.

이에 따라 도 9의 리더 라이터 송신 회로(151)가 안테나(211)를 구동할 때, 안테나(211)의 루프 코일(221)의 절반의 코일에만 전류가 흐르게 되므로, 도 4에 있어서의 리더 라이터 송신 회로(151)와 같은 전류를 흘려보내고, 안테나(211)를 구동할 경우, 리더 라이터 송신 회로(151)의 구동능력을 절반으로 억제할 수 있다. 또한 안테나(211)의 루프 코일(221)의 나머지 절반의 코일에도 전자유도에 의해 전류가 흘러, 이 2차 방사에 의해 리더 라이터 기능의 송신 효율을 상승시킬 수 있 다.

도 10은, 도 4의 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)를 사용한 휴대전화기(601)의 구성의 예를 도시하는 블럭도이다.

CPU(618)는, ROM(Read Only Memory)(619)에 격납되어 있는 제어프로그램을 RAM(Random Access Memory)(620)에 전개하여, 제어프로그램에 따라 휴대전화기(601)의 전체의 동작을 제어한다. 예를 들면 CPU(618)는, 유저로부터의 지시에 의거하여 DSP(Digital Signal Processor)(614)를 제어하여, 기지국과의 사이에서 음성정보 등의 각종 정보를 송수신한다.

또한 CPU(618)는, 단자 TXD, RXD(도 3)를 통해, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)와 접속되어 있다. CPU(618)는, 유저로부터의 지시에 의거하여 외부 리더 라이터 대신에, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)에 기억되어 있는 데이터를 고쳐 쓰거나, 기록하거나 할 수 있다. 또한, CPU(618)는, 유저의 지시에 의거하여 비접촉 IC카드 리더 라이터(201)를 리더 라이터로서 동작시킴으로써, 근접된 비접촉 IC카드와의 사이에서, 전자유도를 이용한 근거리 무선통신을 행하게 한다.

송신부(612) 및 수신부(613)에 있어서는, 예를 들면 PDC(Personal Digital Cellular)방식 또는 W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)방식에 준거한 통신이 행해진다.

송신부(612)는, DSP(614)로부터 음성정보가 공급되어 왔을 때, 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환처리 등의 소정의 처리를 실시하여, 얻어진 음성신호를 기지국에 의해 선택된 소정의 송신 캐리어 주파수의 무선 채널에 의해 안테 나(611)로부터 송신한다.

수신부(613)는, 예를 들면 음성통화 모드 시에 있어서, 안테나(611)로 수신된 RF신호를 증폭하여 주파수 변환처리 및 아날로그 디지털 변환 처리 등의 소정의 처리를 실시하여, 얻어진 음성정보를 DSP(614)에 출력한다.

DSP(614)는, 수신부(613)로부터 공급되어 온 음성정보에 대하여, 예를 들면 스펙트럼 역확산 처리를 실시하고, 얻어진 데이터를 음성처리부(615)에 출력한다. 또한 DSP(614)는, 음성처리부(615)로부터 공급되어 온 음성정보에 대하여 스펙트럼 확산 처리를 실시하고, 얻어진 데이터를 송신부(612)에 출력한다.

음성처리부(615)는, 마이크로폰(617)에 의해 집음된 유저의 음성을 음성정보로 변환하고, 그것을 DSP(614)에 출력한다. 또한 음성처리부(615)는, DSP(614)로부터 공급되어 온 음성정보를 아날로그 음성신호로 변환하여, 대응하는 음성신호를 스피커(616)로부터 출력한다.

표시부(621)는, LCD(Liquid Crystal Display)등에 의해 구성되고, CPU(618)로부터 공급되어 온 정보에 의거하여 대응하는 화면을 표시한다. 입력부(622)는, 휴대전화기의 케이싱 표면에 설치되는 텐 키, 통화 버튼 및 전원 버튼 등의 각종의 버튼에 대한 유저의 입력을 검출하여, 대응하는 신호를 CPU(618)에 출력한다.

또한, 휴대전화기(601)에 있어서, 비접촉 IC카드 리더 라이터(201) 대신에, 비접촉 IC카드 리더 라이터 301, 401 또는 501를 사용할 수 있다.

또한 이상의 설명에서는, 휴대전화기를 예로 사용했지만, 본 발명은, 유선으로 접속되는 고정 전화, 소형의 정보기기인 휴대 정보단말(Personal Digital Assistants), 시계, 컴퓨터 등, 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드 무선 리더 라이터의 기능을 탑재가능한 그 외 기기에, 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드 무선 리더 라이터의 기능을 탑재하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 그것들의 기기에는, 비접촉 IC카드 및 리더 라이터의 통신기능 이외의, 유선 또는 무선의 통신기능을 설치하도록 해도 좋다.

또한 비접촉 IC카드/리더 라이터용의 IC 또는 비접촉 IC카드/리더 라이터용의 IC와 안테나 등을 조합한 모듈을 그것들의 기기에 착탈할 수 있도록 해도 좋고, 내장하도록 해도 좋다. 또한, 비접촉 IC카드/리더 라이터용의 IC 또는 비접촉 IC카드/리더 라이터용의 IC와 안테나 등을 조합한 모듈을 내장한 IC카드 또는 메모리 카드 등의 외부기억매체 등을 그것들의 기기에 장착 분리할 수 있도록 해도 좋다.

이상과 같이, 비접촉 IC카드 또는 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 안테나를 통해 수신한 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호를 복조하고, 제1 수신 신호를 전파 정류 평활화하고, 안테나를 통해, 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호를 송신하고, 안테나를 통해, 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호를 송신하도록 했을 경우에는, 외부의 비접촉 ID카드용의 무선 리더 라이터 및 외부의 비접촉 IC카드와 통신할 수 있다. 또한 수신 감도나 송신 효율을 저하시키지 않고, 비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지는 반도체 집적회로 및 무선통신 단말을 보다 소형화 할 수 있다.

Claims

비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지고, 근접된 비접촉 IC카드 또는 근접된 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 제1 안테나가 접속되는 반도체 집적회로로서,

상기 제1 안테나를 통해 수신한 상기 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는, 상기 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호를 복조하는 복조 수단과,

상기 제1 수신 신호를 전파 정류 평활화하는 전파 정류 평활화 수단과,

상기 제1 안테나를 통해, 상기 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 수단과,

상기 제1 안테나를 통해, 상기 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호를 송신하는 제2 송신 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 전파 정류 평활화 수단에 의해 전파 정류 평활화된 상기 제1 수신 신호로부터 얻어지는 전력을 안정화하는 안정화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 제1 송신 수단은, 상기 전파 정류 평활화 수단의 후단에 접속되는 동시에, 상기 제1 안테나와 전자결합되어 있는 상기 무선 리더 라이터가 갖는 제2 안테나의 부하를 변화시킴으로써 상기 제1 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 제2 송신 수단의 일단은 상기 제1 안테나의 일단에 접속되고, 상기 제2 송신 수단의 다른 일단은 상기 제1 안테나가 갖는 중간 탭에 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 제2 송신 수단은, 소정의 주파수의 송신 캐리어 신호와 상기 비접촉 IC카드에 송신하는 데이터에 의거하여 생성한 차동 신호인 상기 제2 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
제 1항에 있어서,

상기 복조 수단은, 차동 신호인 상기 제1 수신 신호 또는 차동 신호인 상기 제2 수신 신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.
비접촉 IC카드 기능과 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터 기능을 가지고, 근접된 비접촉 IC카드 또는 근접된 비접촉 IC카드용의 무선 리더 라이터와 통신을 행하는 무선통신장치로서,

상기 비접촉 IC카드 또는 상기 무선 리더 라이터와 통신을 행하기 위한 안테나와,

상기 안테나를 통해 수신한 상기 무선 리더 라이터로부터 송신되어 온 제1 수신 신호 또는 상기 비접촉 IC카드로부터 송신되어 온 제2 수신 신호를 복조하는 복조 수단과,

상기 제1 수신 신호를 전파 정류 평활화하는 전파 정류 평활화 수단과,

상기 안테나를 통해, 상기 무선 리더 라이터에 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 수단과,

상기 안테나를 통해, 상기 비접촉 IC카드에 제2 송신 신호를 송신하는 제2 송신 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.