TWI433560B - 用於小型ｒｆｉｄ卡的功率協商 - Google Patents

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Description

用於小型RFID卡的功率協商
本發明通常係有關於無接觸之通訊裝置，而更具體而言之，是指小型無線射頻識別(RFID)卡。
RFID「標籤」(tags)可被分成兩個寬廣的範疇：主動標籤以及被動標籤。主動標籤之特徵為一區域電力來源，像是電池。主動標籤通常藉由在RF載波頻率之選擇上進行廣播之方式來傳輸資訊，其中RF載波頻率之選擇係使用一區域產生之RF載波。主動標籤一般是用來在長距離上傳輸，通常被稱為「遠場通訊」(far field communications,FFC)。採用主動RFID標籤之天線有做的較大的傾向，以允許在長距離上之通訊。
被動標籤則未被供電。被動標籤能從一訊問(interrogating)RF場中取得供給該標籤所需之能源，並藉由調變該阻抗(其為天線呈現給該訊問場之阻抗)之方式使用那能源來傳輸回應碼，藉此調變該反射回到讀取天線之訊號。被動標籤一般用來在短距離上傳輸，通常被稱為「近場通訊」(near field communications,NFC)。例如，運作在13.56MHz的被動標籤一般被設計成能在距若干公分遠的距離與RFID讀取器通訊。
被動標籤一般係連接到「迴路天線」(loop antennas)。 迴路天線之範例係如於2003年5月27日授與Carpier以及其他人之美國專利號：6,568,600中所示。在美國6,568,600號專利中所描述之裝置可被認為是「信用卡尺寸」的被動式RFID卡(更具體而言，一種能符合ISO 7816尺寸需求的卡)。該迴路天線有必要是大的，因為被動標籤係使用由該天線所接收的能源來供電，該能源係來自由RFID讀取器處所傳輸之訊號。
第12圖顯示隨著時間所發展之電力供應電壓，其係藉由在一訊問RF場之存在下而整流在迴路天線中所感應之電壓。一旦該電力供應電壓達到一臨界值，則該標籤被啟動且可操作。隨著天線尺寸減小，電力供應電壓需要較長的時間以達到該臨界值，則該標籤作業可不符合回應時間之規格。低於此一天線尺寸，該電力供應電壓會永遠無法達到該臨界值，而該標籤則永遠無法啟動。
針對RFID應用之天線設計係在Microchip Technology,Inc之Youbok Lee博士在2003年所發表(月份未記載)之應用筆記中所敘述，標題為“Antenna Circuit Design for RFID Applications”。Lee博士的應用筆記詳細描述了如何針對一運作在13.56MHz之被動式RFID標籤天線來決定其尺寸需求。在該應用筆記之第5頁，Lee博士展示了迴路天線線圈(coil)之最佳半徑是等於所需讀取距離的1.414倍。此分析確認了對於大約若干公分之讀取距離而言，一信用卡尺寸的迴圈天線可幾乎達到最佳化。
在許多應用中，可看到被動標籤正被廣泛使用著。例如，行動裝置製造商將被動式RFID標籤嵌入到用於NFC應用之行動 裝置中。示範性行動應用包括，但不限於，票卷販賣以及行動式付款。於2008年2月19日授與Leizerovich及其他人的美國專利號：7,333,062顯示一用於NFC裝置之具有整合式迴圈天線之行動電話。如美國專利7,333,062號所示，行動電話提供了實作一13.56MHz之迴路天線所必要的真實狀況(real estate)。
在較小的行動裝置中實作被動標籤之方式已嘗試過多次。這些嘗試未能達成有限的成功，部分是由於該迴路天線尺寸之故。例如，第13圖顯示一在一安全數位(SD)記憶卡中之RFID標籤實作，該安全數位(SD)記憶卡係由Wireless Dynamics,Inc.of Calgary,Alberta Canada所製造。卡1300包括一天線，但是因此SD卡明顯地太大。同樣地舉例而言，美國公開號：2006/0124755A1顯示一具有被動標籤之記憶卡，但是該卡必須被插入到一插槽中以存取在不同裝置上之迴路天線。按此實作方式，行動裝置之真實狀況是仍依賴迴路天線之實作。因此，可預見的是，天線的尺寸會被當作為要進一步微型化被動式RFID標籤的障礙。
對於能不用依賴外部裝置來收納天線之小型足跡(footprint)RFID標籤的需求是存在著。對於能相容於在行動裝置上之標準記憶卡插槽的記憶卡相容RFID標籤的需求，亦是存在著的。
本發明之一態樣係揭示一種對一記憶卡相容之附加插槽維持未受干擾之電力的方法，該方法包含週期性地對 該記憶卡相容附加插槽發送記憶卡寫入命令。
本發明之另一態樣係揭示一種修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的方法，該方法包含以下步驟：將一隱藏命令嵌入到一記憶卡寫入命令內，該隱藏命令係對一在一記憶卡相容無線射頻識別(RFID)卡上之雙介面智慧卡控制器，指定進行電力傳遞之修改；以及將該記憶卡寫入命令發送到該記憶卡相容RFID卡。
本發明之又一態樣係揭示一種修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的方法，該方法包含以下步驟：在一記憶卡控制器處接收一命令，其中該命令包括一指令，以用來修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞，該雙介面智慧卡控制器係與該記憶卡控制器共同放置在一記憶卡上；以及修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞。
本發明之又另一態樣係揭示一種用指令所編碼而成之電腦可讀取媒體，其中當由一記憶卡控制器存取時該等指令會造成該記憶卡控制器能執行以下動作：在該記憶卡控制器處接收一命令，其中該命令包括一指令，以用來修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞，該雙介面智慧卡控制器係與該記憶卡控制器共同放置在一記憶卡上；以及修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞。
在以下詳細敘述中可參考隨附圖式，該等圖式僅作為 說明用途而顯示本發明之各具體實施例。該等具體實施例係充分描述以讓該領域中熟悉技術人士能實現本發明。應了解到本發明之各具體實施例雖然不同，但並非互斥。例如，關連於一具體實施例之特定特徵、架構或特性可被實作在其他具體實施例中，而無需悖離本發明之精神及範圍。此外，應了解到在所揭示具體實施例內之個別元件之位置或配置，可在不悖離本發明之精神及範圍下進行修改。因此，以下詳細敘述將不會被認為是限制，而本發明之範圍則只由所附的申請專利範圍所定義，並連同由申請專利範圍所主張的均等物之完整範圍一併加以適當地解釋。在圖式中，相似的標號會遍佈於各自的示圖中而涉及到相同或相似的功能。
第1圖顯示一行動計算裝置以及一相容於記憶卡插槽之小型RFID卡。行動計算裝置110在第1圖中係顯示成一行動電話，但是這並非當成本發明之限制。例如，行動計算裝置110可為個人數位助理(PDA)、智慧型手機、行動電話、手持式電腦、桌上型電腦、或任何其他能夠如此處所述般運作的裝置。
行動計算裝置110包括記憶卡插槽112。記憶卡插槽112是能夠接受RFID卡120的插槽。例如，記憶卡插槽112可具有相容於RFID卡120之實體維度，並可具有使用相容於RFID卡120之協定來運作的通訊介面。如此所使用般，該用語「記憶卡插槽」可為任何能夠接受一具有記憶體之卡的外加(add-on)插槽，並可由一像是如第 1圖所示之行動計算裝置所存取。例如，一記憶卡插槽可相容於一工業標準之通訊協定，或可相容於被廣泛接受之通訊協定，此通訊協定不一定要被正式規範納入為工業標準。範例包括了能相容於多媒體記憶卡(MMC)協定之插槽、記憶棒DUO(Memory Stick DUO)協定之插槽、安全數位(SD)協定之插槽、以及智慧型媒體(Smart Media)協定之插槽。上述清單僅作為範例性質，而非徹底詳述。除了以上明確所列之協定外，記憶卡插槽112還可相容於許多記憶卡插槽協定而不會悖離本發明之範圍。
RFID卡120包括電子接觸122，其係能與記憶卡插槽112通訊之主機端介面的一部分。例如，電子接觸122可提供適用於記憶卡之通訊協定的連接性。RFID卡120包括RFID功能性，且亦可包括可由行動計算裝置110所存取之記憶體。例如，在某些具體實施例中，RFID卡120包括一智慧卡控制器以及一能與NFC讀取器(例如ISO 14443適用介面)互動的感應元件。在其他具體實施例中，RFID卡120不包括由行動計算裝置110所存取的記憶體。RFID卡120可包括記憶體及RFID之外的功能。
在本發明之各具體實施例中，在RFID卡中的RFID功能性係由行動計算裝置110使用記憶卡存取命令所存取，該等記憶卡存取命令已被定義以用於記憶卡插槽112。據此，本發明之各具體實施例能讓RFID功能在無需定義新命令的前提下實作出記憶體存取之外的功能。 在某些具體實施例中，用於RFID之新命令被嵌入到資料位元之內，該等新命令係接續在記憶卡讀取/寫入命令之後。然後RFID卡120決定新進入之資料位元是否為用於正規讀取/寫入記憶卡功能或用於RFID功能。換言之，除了標準記憶卡功能之外的功能可透過在資料串流中之「隱藏」命令來存取，該「隱藏」命令可使用現存記憶卡存取命令及功能來交換。根據本發明之各具體實施例，現存記憶卡功能及RFID功能兩者可在無需對如何建立主機端協定的方式進行改變的前提下實作。
行動計算裝置110及RFID卡120的結合可被用於任何目的。例如，在某些具體實施例中，RFID卡120可與銷售時點情報系統(point-for-sale)付費裝置進行互動，以達到行動付款的效果。同樣作為範例，在某些具體實施例中，RFID卡120可被用於大眾運輸環境中採感應即付款(wave and pay)方式的票卷銷售上，像是MIFARE。
第2圖顯示一行動計算裝置之方塊圖。行動計算裝置110包括天線240、射頻電路230、處理器210、記憶體220以及記憶卡插槽112。在某些具體實施例，行動計算裝置110是行動電話，或包括行動電話功能。例如，天線240以及射頻電路230可運用於與一蜂巢式電話網路進行通訊。更甚者，在某些具體實施例中，行動計算裝置110是無線區域網路(WLAN)或無線廣域網路(WWAN)裝置。例如，天線240以及射頻電路230可運用於與一無線存取點進行通訊。在某些具體實施例中，天線240 及無線電路230被忽略，而行動計算裝置110無法運用無線連接。
處理器210代表一能夠與其他在行動計算裝置110中所示方塊通訊的處理器。例如，處理器210可為微處理器、數位訊號處理器(DSP)、微控制器等等。進一步而言，可依據狀態機或其他序列邏輯來構成處理器210。在運作中，處理器210可讀取來自記憶體220的指令並因應於該等指令而執行動作。例如，處理器210可執行能影響在行動計算裝置110以及耦接到記憶卡插槽112之裝置間之通訊的程式指令。
記憶卡插槽112係連同第1圖作為參考並如上所述。記憶卡插槽112包括相容於RFID卡120的電路。行動計算裝置110可藉由使用記憶卡存取命令之標準集合，而與RFID卡120通訊。例如，處理器210可使用記憶卡寫入命令，以寫入到在RFID卡120內之記憶體，並可使用記憶卡讀取命令來從在RFID卡120內之記憶體處讀取資料。
行動計算裝置110可使用嵌入於記憶卡存取命令內之「隱藏」命令，而存取在RFID卡120內之RFID功能。例如，一記憶卡寫入命令可包括一唯一資料串，以將該記憶卡寫入命令識別成一被轉移成除了記憶體寫入外之目的之命令。此外，供給記憶卡寫入命令之該區段位址，可被設定成一特定位址值，以進一步將記憶卡寫入命令識別成一被轉換之命令。除了指定位址/資料值能將該記 憶卡存取命令識別成一被轉換除了記憶體存取外之目的之命令，該記憶存取命令可包括資料位元，以進一步指定隱藏命令的類型及功能。隱藏命令的範例格式係進一步如下所述。在某些具體實施例中，一讀取命令在一寫入命令後立即發佈，以啟動從非記憶卡功能到主機端之間的資料流，其中該寫入命令的資料曾有隱藏命令。記憶卡寫入命令以及記憶卡讀取命令的結合可按此方式來使用，以形成一隱藏讀取命令。
在某些具體實施例中，記憶卡插槽112係在不作用(inactivity)之週期之後關閉電源，以節省電力。例如，可於處理器210發佈一記憶卡寫入或讀取命令時而對記憶卡插槽112啟動電源，但是可於之後關閉電源以節省電力。當記憶卡插槽112被關閉電源時，任何耦接到記憶卡插槽之裝置亦被關閉電源。例如，若RFID卡120(第1圖)被耦接到記憶卡插槽，則當記憶卡插槽112被關閉電源時RFID卡120亦會關閉電源。
在本發明之各具體實施例中，處理器210執行駐存在記憶體220中之軟體，以維持對記憶卡插槽112(以及對RFID卡120)的電力。例如，週期性隱藏命令可為了讓電力持續供應之目的而被發送到RFID卡120，同時RFID卡120被期望能提供RFID的功能。同樣作為範例，一隱藏命令可為了將電力循環到一駐存在卡上之智慧卡控制器之目的，而被發送到RFID卡120。這些隱藏命令會在以下連同後面的圖式而加以詳細描述。
第3A圖顯示一具有整合感應元件並相容於記憶卡之RFID卡。RFID卡300代表RFID卡120(第1圖)之可能具體實施例。RFID卡300包括主機端介面310、記憶卡控制器340、記憶體360、智慧卡控制器330、程式記憶體332、以及小型感應元件350。RFID卡能夠與一在行動計算裝置內之記憶卡插槽進行通訊。進一步而言，RFID卡300不需要記憶卡插槽來實作出延伸的輸入/輸出功能。例如，且非為限制，在SD的具體實施例中，RFID卡300能運作在任何SD記憶卡插槽中，且不需要安全數位輸入輸出(SDIO)的記憶卡插槽。
主機端介面310包括電子接觸，以與記憶卡插槽交互聯繫。例如，主機端介面310包括了像是接觸122(第1圖)般的接觸。同樣作為範例，在某些具體實施例中，主機端介面310包括了隱蔽的電子接觸。主機端介面310亦可包括像是驅動器、接收器、終端等等的電路。
在由第3A圖所表示之具體實施例中，記憶卡控制器340使用記憶卡存取命令來與行動裝置通訊。記憶卡控制器亦可與記憶體360通訊。記憶卡控制器判斷是否各命令應形成與記憶體360之記憶體運作、是否一隱藏命令應被轉換成智慧卡控制器330、或是否記憶卡控制器340應該因應於隱藏命令而採取行動。在某些具體實施例中，記憶卡控制器340執行儲存在一內部記憶體內或是儲存在記憶體360內之指令。在某些具體實施例中，記憶卡控制器340包括特殊目的硬體，其在判斷一命令 是否應被轉換上很有用。在其他具體實施例中，記憶卡控制器340可為一在各方面都等同於在記憶卡中所找到之控制器的微控制器，除了其執行之程式之外。
記憶體360可為任何類型的揮發性或非揮發性記憶體。例如，記憶體360可為揮發性記憶體，像是靜態隨機存取記憶體(SRAM)或是動態隨機存取記憶體(DRAM)。同樣作為範例，記憶體360可為非揮發性記憶體，像是NOR快閃記憶體或NAND快閃記憶體。在本發明之各具體實施例中，記憶體360代表能使用記憶卡存取命令而由行動計算裝置所存取之記憶體，該等記憶卡存取命令係為此目的所定義。
當RFID卡300正與在一行動計算裝置內之記憶卡插槽進行通訊時，該行動計算裝置可發送一記憶卡存取命令，以便存取記憶體360。同樣作為範例，該行動計算裝置可發送一含有隱藏命令之記憶卡存取命令。記憶卡控制器340偵測該隱藏命令之存在，並使用通訊匯流排342來轉移所有或部分的記憶體存取命令到智慧卡控制器330。通訊匯流排342可具有任何數目的導線(conductors)並可採用任何形式。例如，通訊匯流排342可為序列埠、並列埠、或可包括多個資料導線、多個位址導線及/或能載送控制訊號之導線，像是時脈訊號。在某些具體實施例中，記憶卡控制器340因應一隱藏命令而採取一或更多動作。例如，記憶卡控制器340可因應於一隱藏命令而修改時脈訊號。
記憶卡控制器340可用許多方式來偵測隱藏命令。例如，在某些具體實施例中，該記憶卡存取命令可包括一特定位址值或特定資料值。記憶卡控制器340偵測到包括了特定位址值或特定資料值其中之一或兩者的命令，並將該命令適當地繞送。用於此目的之該特定位址值及特定資料值在此能被視為隱藏命令位址值及隱藏命令資料值。
在某些具體實施例中，記憶卡控制器340能只基於隱藏命令位址值而偵測到隱藏命令之存在。在此些具體實施例中，記憶卡控制器340檢查含括在一記憶卡存取命令中的位址值，且若是該命令與該隱藏命令位址值相符，則將其轉換(或採取某些動作)。在某些具體實施例中，記憶卡控制器340只基於隱藏命令資料值而偵測到隱藏命令的存在。在此些具體實施例中，記憶卡控制器340檢查一含括在記憶卡存取命令中的資料值，且若是該命令與該隱藏命令資料值相符，則將其轉換。在其他進一步之具體實施例中，記憶卡控制器340能基於隱藏命令位址值及隱藏命令資料值兩者而偵測到隱藏命令的存在。在這些具體實施例中，只在記憶卡存取位址及資料兩者與隱藏命令位址值及隱藏命令資料值分別相符時，記憶卡控制器340才會轉換命令。
隱藏命令位址值及隱藏命令資料值可按許多方式來指定。例如，所有RFID卡可用固定值來發佈。在這些具體實施例中，每次存取RFID功能時，相同的隱藏命令 位址及/或資料值被含括在記憶卡存取命令中。同樣作為範例，不同的RFID卡可用獨一(unique)值來發佈。在此些具體實施例中，當需要時，各RFID卡可提供這些值給一行動計算裝置。同樣作為範例，隱藏命令位址及/或資料值可由該行動計算裝置來指定。在其他進一步具體實施例中，隱藏命令位址及資料值可為動態。隱藏命令位址及資料值可在每當施加電力時或是按一週期性基礎而改變。
智慧卡控制器330接收由記憶卡控制器340所轉換之隱藏命令。智慧卡控制器330進一步轉譯該等隱藏命令並因應於此而執行動作。智慧卡控制器330執行儲存在程式記憶體332中之指令。在某些具體實施例中，程式記憶體332被嵌入到智慧卡控制器330內，而在其他具體實施例中，程式記憶體332是記憶體360的一部分。
智慧卡控制器330是具有含括了RFID功能之多個介面中之一者的雙介面智慧卡控制器。在某些具體實施例中，智慧卡是相容於在NFC應用內之被動RFID標籤讀取器。例如，智慧卡控制器330可為一能夠實現所有或部分用於無接觸NFC裝置之ISO 14443標準的裝置。同樣作為範例，智慧卡控制器330可為能夠實現用於接觸/無接觸需求之ISO 7816及ISO 14443兩者的雙介面智慧卡控制器。來自Netherlands之NXP的可用控制器的“SmartMX”家族，為適合之雙介面智慧卡控制器的範例。這些控制器提供了在13.56MHz上之RFID功能。本 發明之各種具體實施例能運作在13.56MHz，但是並未限制其只能在此頻率上運作。在某些具體實施例中，智慧卡控制器與用於票卷應用之MIFARE系統交互運作。
智慧卡控制器330從該主機端介面接收電力。藉由不從該訊問RF場接收電力的方式，能否定掉用於電力產生之一迴路天線的必要性。智慧卡控制器330包括天線埠334。天線埠334係耦接到小型感應元件350。
小型感應元件350包括一環繞著一磁核纏繞的線圈。對於從該訊問RF場汲取電力而言該線圈太小了，但是由於智慧卡控制器330係由該主機端裝置通過主機端介面310來供電，所以這方式並非很必要。小型感應元件350係與在RFID讀取器內之天線互動，其互動方式近似於主要及次要線圈在變壓器內之互動。該RFID讀取器具有在13.56MHz共鳴的線圈，其扮演著如變壓器之主要線般的功能。小型感應元件350扮演著如變壓器之次要線般的功能。據此，該傳輸器能「看見」次要線圈(小型感應元件350)的阻抗。智慧卡控制器334能夠使用電路來調變經反射之訊號，以修改在天線埠334處之阻抗。
小型感應元件350可被做的非常小。例如，在某些具體實施例中，RFID卡120為一miniSD卡，而小型感應元件350小到足以被完整地含在該miniSD的外觀尺寸內。在記憶卡外觀尺寸內之小型感應元件之指定具體實施例係如下般參考第4圖所述。
在本發明之各具體實施例中，記憶卡控制器340以及 智慧卡控制器330係按許多不同的方式所實作。例如，在某些具體實施例中，各種組件被實作成硬體。在這些具體實施例中，各種組件可被實作成個別之積體電路，或是實作成一組合式積體電路。同樣作為範例，在某些具體實施例中，各種組件可被實作成軟體，或是硬體與軟體的組合。在某些具體實施例中，RFID卡300可包括一微處理器，而該等組件可被實作成運行於該微處理器上之軟體模組。在其他具體實施例中，RFID卡300可包括多個處理器，而該等組件可被實作成跨越該等多個處理器所散布的軟體模組。
第3B圖顯示一具有整合感應元件之記憶卡相容RFID卡的方塊圖。RFID卡302代表RFID卡120(第1圖)之可能具體實施例。RFID卡302包括主機端介面310、記憶卡控制器340、記憶體360、智慧卡控制器340、程式記憶體332以及小型感應元件350，所有這些元件皆如上參考第3A圖般所描述。RFID卡302能夠與一在行動計算裝置內之記憶卡插槽進行通訊。更進一步，RFID卡302不需要記憶卡插槽來實作延伸的輸入/輸出功能。例如，且非為限制，在SD具體實施例中，RFID卡302能夠運作在任何的SD記憶卡插槽中，且不需一安全數位輸入輸出(SDIO)記憶卡插槽。
在由第3B圖所代表之具體實施例中，智慧卡控制器330從記憶卡控制器340處接收電力。在這些具體實施例中，記憶控制器340能通過對智慧卡控制器330提供 之電力而直接進行控制。記憶控制器340可因應於通過主機端介面所接收之命令，而施加及/或移除來自智慧卡控制器330之電力。例如，記憶控制器340可接收一隱藏命令，以藉由透過電力循環來重新啟動之方式來重置智慧卡控制器330。
第4圖顯示一具有整合感應元件之記憶卡相容RFID卡的照片圖。RFID卡120係按一SD卡之外觀尺寸顯示，然此並非為本發明之限制。RFID卡120包括電子接觸122、記憶卡控制器340、智慧卡控制器330、記憶體360、磁核450、線圈452，以上全部皆被固定至電路板402。
磁核450以及線圈452能實作小型感應元件350(第3圖)。如照片中可見，該小型感應元件能整個裝配到記憶卡外觀尺寸內。該小型感應元件不對智慧卡控制器330提供電力之產生，故因此不須為了此目的而將尺寸做得比較大。
第5圖，顯示一記憶卡寫入命令之資料部分。含括在內的有隱藏命令資料值510、狀態欄520、密碼欄530、裝置ID532、命令索引540以及隱藏命令相關資料550。在第5圖之範例中，資料部分之長度為512位元組，然此並非作為本發明之限制。任何數量之數目可被含括在寫入命令中，而第5圖中之各欄位可為任何長度。
在第5圖之範例中，隱藏命令資料值為256位元的長度，然此處可使用任何長度而不會悖離本發明之範圍。在某些具體實施例中，隱藏命令資料值510被用來將一 記憶體寫入命令識別成一隱藏命令。當一寫入命令接收了一在前256位元處擁有之資料(其與隱藏命令資料值相符)時，該命令被識別為一正被待轉換到智慧卡控制器之命令。如上所述，一隱藏命令位址值可被用來與一隱藏命令資料值相關連或是相反地不相關連，以將該記憶體寫入命令識別成一隱藏命令。
當記憶體寫入為一隱藏命令時，剩餘的欄位更顯其重要性。例如，若前256個位元與隱藏命令資料值不相符時(或若該寫入位址與該隱藏命令位址值不相符時，或是兩者皆是)，則在資料欄中之剩餘位元會被當成在一般記憶體寫入命令內之資料看待。相反地，當記憶體寫入是一隱藏命令時，則剩餘欄位被用來進一步轉譯該隱藏命令。
記憶卡控制器340(第3、4圖)檢驗該隱藏命令資料值510、狀態欄520，而可能的話還檢驗密碼欄530及裝置ID532。在某些具體實施例中，若命令被識別成一隱藏命令，記憶卡控制器340會將密碼530、命令索引540及相關資料550前傳到智慧卡控制器330。在其他具體實施例中，記憶卡控制器340可基於隱藏命令而直接地採取動作。
狀態欄520可包括任何相關於隱藏命令狀態之資訊。例如，狀態欄520可包括一或更多的位元以對記憶卡控制器340表示該主機端(行動計算裝置)是否期望該智慧卡能因應於該隱藏命令而回傳資料。例如，當狀態欄 520表示出一寫入之意思時，記憶卡控制器340會在未期望回傳任何資料到主機端之情況下將密碼、裝置ID、命令索引、及相關資料前傳。同樣作為範例，當狀態欄520表示一讀取之意思時，記憶卡控制器340會在期望該智慧卡330將提供資料以因應於一記憶卡讀取命令而將資料發送到主機端之情況下，將密碼、裝置ID、命令索引、及相關資料前傳。在其後有一記憶卡讀取命令短暫尾隨著的記憶卡寫入命令之結合，可被用來提供「讀取」功能給智慧卡控制器。來自智慧卡控制器之讀取作業係進一步如下參考第8圖所述。
密碼欄530包括一密碼，以允許智慧卡控制器330用該主機端對該符記(token)鑑別。在某些具體實施例中，每個隱藏命令包括一密碼。每次密碼、裝置ID、命令索引、及相關資料被轉換到智慧卡控制器時，即檢查密碼以用該主機端對該符記鑑別。
裝置ID532獨一地識別該主機端(行動計算裝置)。該裝置ID可由該智慧卡控制器來檢查以確保該符記被插入到其所被鑑別之主機端。本發明之某些具體實施例會使用裝置ID來加強獨一主機端/卡組對，而其他具體實施例允許智慧卡控制器之功能能由任何主機端來存取。
命令索引540識別隱藏命令之類型。可能的隱藏命令之數目是只有受限於配置於其上之位元數目。任何數目的位元可被配置到命令索引540，而不會背離本發明之範圍。隱藏命令相關資料550可針對隱藏命令之各類型 而不同地使用。任何數目的位元可被用於隱藏命令相關資料550。
在第5圖中所示之資料係當做一範例來提供，而記憶卡存取命令之資料欄位可包括相較在第5圖中所示資料欄位下更多或更少的資料欄位。本發明未受限於在記憶卡存取命令內之欄位內容或數目。
第6圖根據本發明之各種具體實施例而顯示一流程圖。在某些具體實施例中，方法600可由一行動計算裝置所使用，以與在記憶卡插槽內之RFID卡進行通訊。在某些具體實施例中，方法600，或是其部分，係由一具有記憶卡插槽之行動計算裝置所執行，而在其他具體實施例中，方法600，或是其部分，係由軟體所執行。在方法600內之各式動作可按所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些具體實施例中，列於第6圖內之某些動作會從方法600中忽略。
方法600開始於610，其中一資料圖樣(pattern)以及一位址值係從一在記憶卡插槽內之RFID卡處接收。資料圖樣對應到隱藏命令資料值，而位址值對應到隱藏命令位址值。在某些具體實施例中，行動裝置只接收資料值，而在其他具體實施例中，行動裝置只接收位址值。在某些具體實施例中，當RFID卡首次插入到記憶卡插槽時，610之動作會發生一次。每當行動裝置建立了一隱藏命令時，該行動計算裝置則可使用位址及資料值。在其他具體實施例中，每次RFID卡被插入到記憶卡插槽時， 則會發生610之動作。在更進一步之具體實施例中，610之動作會週期性地發生。每當動作610發生時，資料圖樣可為相同或不同，而位址值可為相同或不同。
在620處，記憶卡存取命令之資料欄位會被資料圖樣所填滿(populated)，使得命令被轉換到在RFID卡上之智慧卡。例如，資料圖樣可被當成隱藏命令資料值510而寫入到資料欄位(第5圖)。
在630處，該記憶卡存取命令之一位址欄位會被位址值填滿，以進一步使得命令被轉換到智慧卡控制器。在某些具體實施例中，只有620或630其中之一被使用。在這些具體實施例中，隱藏命令的存在係單獨由資料圖樣或是單獨由位址值所表示。
在640處，記憶卡存取命令之資料欄位係用一命令字串所填滿，以指定除了記憶卡存取之外的目的。例如，命令字串可被寫入到資料欄以當成用於該智慧卡控制器之命令索引540。此命令可被用於任何目的上。例如，一或更多之隱藏命令可有一維持對記憶卡插槽提供電力之唯一目的，使得該RFID卡持續接收電力。
在650處，記憶卡存取命令之資料欄位係用一密碼所填滿，以鑑別耦接到記憶卡插槽之RFID卡之存取。在某些具體實施例中，一密碼被含括在每個隱藏命令之資料欄位中。在其他具體實施例中，一密碼只被含括在一交換之開始處。
在660處，記憶卡存取命令被發送到耦接至記憶卡插 槽之RFID卡。例如，一行動計算裝置(110，第1、2圖)可發送記憶卡存取命令到一在記憶卡插槽(112，第1、2圖)內之RFID卡(120，第1、3、4圖)。RFID卡包括記憶卡控制器(340、第3圖)以基於在方法600內所填之資料欄位來轉換命令。
第7圖根據本發明之各具體實施例來顯示一流程圖。在某些具體實施例中，方法700可由一在記憶卡插槽內之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法700，或是其部分，係由在記憶卡相容RFID卡內之記憶卡控制器所執行，而在其他具體實施例中，方法700，或是其部分，係由軟體所執行。在方法700中之各種動作可按所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些具體實施例中，列於第7圖內之某些動作會從方法700中忽略。
方法700開始於710處，其中一記憶卡存取命令係從一行動計算裝置經由一主機端介面所接收。710之動作係對應到在行動計算裝置之記憶卡插槽內之RFID卡，其接收一記憶卡存取命令。
在720處，記憶卡控制器檢查在記憶卡存取命令中之準則，以判斷該記憶卡存取命令是否應該被轉換成駐存在RFID卡上之智慧卡控制器。該準則可為一隱藏命令資料值或一隱藏命令位址值其中之一或兩者。若在730處有一準則相符，則呈現一隱藏命令，且該記憶卡存取命令之至少一部分會在740處被轉換。若沒有準則是相 符的，則沒有隱藏命令會被呈現，並在750處執行記憶體存取。
第8圖顯示根據本發明之各具體實施例來顯示一流程圖。在某些具體實施例中，方法800可由一在記憶卡插槽內之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法800，或是其部分，係由在RFID卡內之記憶卡控制器所執行，而在其他具體實施例中，方法800，或是其部分，係由軟體所執行。在方法800中之各種動作可按所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些具體實施例中，列於第8圖內之某些動作會從方法800中忽略。
方法800開始於810處，其中一記憶卡存取命令係從一行動計算裝置經由一主機端介面所接收。若記憶卡寫入命令被判斷為是一隱藏命令，則處理程序持續到840；否則則在830處執行記憶體寫入。
在840處，隱藏命令被轉換到智慧卡控制器。若在850處隱藏命令被判斷成是「讀取」，則處理程序在860處持續；否則，即視為完成隱藏命令處理程序。在860處，記憶卡控制器會從智慧卡控制器處擷取非記憶體資料，而在870處，會從行動計算裝置處接收記憶卡讀取命令。在880處，非記憶體資料會被回傳到行動計算裝置。
方法800展示了一行動計算裝置如何可從一在記憶卡相容RFID卡內之智慧卡控制器處執行讀取的方式。行動計算裝置發佈了一具有隱藏命令之記憶卡寫入命令， 該隱藏命令具有一表示讀取之狀態欄位，而然後該行動計算裝置會發佈一記憶卡讀取命令。在卡片中之處理程序接收該隱藏命令，將其識別為讀取，而然後因應於隨後之記憶卡讀取命令而將資料回傳到行動計算裝置。
第9圖顯示根據本發明之各具體實施例來顯示一流程圖。在某些具體實施例中，方法900可由一在記憶卡插槽內之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法900，或是其部分，係由在RFID卡內之智慧卡控制器所執行，而在其他具體實施例中，方法900，或是其部分，係由軟體所執行。在方法900中之各種動作可按所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些具體實施例中，列於第9圖內之某些動作會從方法900中忽略。
方法900開始於910處，其中一智慧卡存取命令從該記憶卡控制器接收一命令。此命令對應到一由記憶卡控制器所接收之隱藏命令。在950處，該智慧卡控制器判斷該命令是否為「虛擬」(dummy)命令，其主要用於維持對該記憶卡插槽之電力的目的。若否，則在命令中所指定之智慧卡功能會在930處執行。若是，則在960處忽視該命令。
方法900能在當在主機裝置內之記憶卡插槽將會移除電力以節省能源時之週期期間，允許一在記憶卡插槽內之記憶卡相容RFID卡能仍然保持著供電的狀態。此為在記憶卡存取命令內之軟體建構隱藏命令、將隱藏命令 轉換到智慧卡控制器之記憶卡控制器、以及忽略該命令之智慧卡控制器之間的合作努力。根據由第3A圖所代表的具體實施例，提供電力給RFID之方式亦提供電力給智慧卡控制器，借此允許小型感應裝置的使用，像是如第3及4圖所示般。
第10圖根據本發明之各具體實施例來顯示一流程圖。在某些具體實施例中，方法1000可由一在記憶卡插槽內之RFID卡所使用。在某些具體實施例中，方法900，或是其部分，係由在RFID卡內之記憶卡控制器所執行，而在其他具體實施例中，方法900，或是其部分，係由軟體所執行。在方法900中之各種動作可按所呈現之順序、按不同順序、或是同時地執行。更進一步，在某些具體實施例中，列於第10圖內之某些動作會從方法1000中忽略。
方法1000開始於1010處，其中一記憶卡控制器從一行動計算裝置處接收一隱藏命令。若在1020處，該記憶卡控制器判斷該隱藏命令正待被轉換到智慧卡控制器，則該命令在1030處被轉換。若該命令未準備被轉換，則該記憶卡控制器不會轉換該命令；然而，在1040處該記憶卡控制器可基於該隱藏命令而採取其他動作。例如，該記憶卡控制器可修改一提供給智慧卡控制器之時脈訊號。同樣作為範例，記憶卡控制器可判定(assert)一重置信號給該智慧卡控制器。仍然作為範例，該記憶卡控制器可修改對該智慧卡控制器之電力傳遞。在由第3B圖所 表示之具體實施例中，該記憶卡控制器能夠修改對該智慧卡控制器的電力傳遞。電力傳遞可藉由移除電力、施用電力、循環電力等方式來修改。
修改對該智慧卡控制器的電力傳遞之步驟可為在主機端計算裝置及RFID卡內之記憶卡控制器之間的合作努力。例如，供應至該記憶卡插槽之電力可藉由將虛擬隱藏命令供給至RFID卡之方式來維持，可參考第9圖如上般所述。當電力被持續供應至記憶卡插槽時，可使用隱藏命令，以使得記憶卡控制器能將電力修改、施用或循環到智慧卡控制器。
電力傳遞之修改可允許額外的安全特徵。例如，關閉對該智慧卡控制器之電力，會顯示該智慧卡為非運作狀態，而因此可讓劣質的讀取器避免掉會對卡片進行不必要的讀取。由於天線以要對智慧卡控制器提供足夠電力而言太小，為了能適當地運作卡片的讀取功能，則需要從記憶卡控制器或是從主機端介面處得到電力。
第11圖顯示一種讓一行動計算裝置對在一記憶卡相容RFID卡內之一或更多功能鑑別之方法。方法1100開始於方塊1110，其中一啟動碼係在RFID卡處從行動計算裝置所接收。在1120，已接收之啟動碼係與儲存在RFID卡內之編碼相比較。若啟動碼相符，則在1140處RFID卡從行動計算裝置接收一密碼，並在1150處將密碼儲存在RFID卡內以於之後使用。若啟動碼不相符，則在1160處RFID卡判斷可允許嘗試之數目是否已經超 過。若可允許嘗試之數目已經超過，則在1170處接觸RFID卡發佈者，而若可允許嘗試之數目尚未超過，則該方法會重複嘗試直到不是該啟動碼相符就是可允許嘗試之數目已經超過為止。
當一RFID卡被發佈給一使用者時，可執行方法1100。例如，RFID卡可為一行動式支付卡(payment card)，其由一金融機構所發佈。可提供使用者一啟動碼，以「啟動」該RFID卡。當使用者成功地輸入該啟動碼時，會提供使用者一組密碼，而該密碼會被儲存以待在未來隱藏命令上之使用。
在某些具體實施例中，在RFID卡內之多個非記憶體功能係使用方法1100來鑑別。例如，多個非記憶體功能各者可具有已儲存之啟動碼，而各功能已分別被啟動。而各個分別啟動之功能可具有不同的密碼，或者該等多個功能可共享一密碼。
雖然本發明已經連同若干具體實施例加以描述，吾人應了解到可在不背離本發明之精神與範圍的情形下，如該領域中熟悉記憶人士所能輕易理解般地加以修改及變化。此類修改及變化被認為是落在本發明及隨附申請專利範圍之範疇內。
110‧‧‧行動計算裝置
112‧‧‧記憶卡插槽
120‧‧‧RFID卡
122‧‧‧電子接觸
210‧‧‧處理器
220‧‧‧記憶體
230‧‧‧無線射頻電路
240‧‧‧天線
310‧‧‧主機端介面
330‧‧‧智慧卡控制器
332‧‧‧程式記憶體
334‧‧‧天線埠
340‧‧‧記憶卡控制器
342‧‧‧通訊匯流排
350‧‧‧小型感應元件
360‧‧‧記憶體
402‧‧‧電路板
450‧‧‧磁核
452‧‧‧核線圈
第1圖顯示一行動計算裝置以及一與記憶卡插槽相容 之小型RFID卡；第2圖顯示一行動計算裝置之方塊圖；第3A-3B圖顯示具有整合感應元件之記憶卡相容RFID卡的方塊圖；第4圖顯示具有一整合感應元件之記憶卡相容RFID卡的照片；第5圖顯示一記憶體寫入命令之資料部分；第6-11圖顯示根據本發明之各具體實施例之方法的流程圖；第12圖顯示在存在著一訊問RF場的情況下，藉由整流在一迴路天線內所感應之電壓而隨著時間所發展的電源供應電壓；以及第13圖顯示在一安全數位(SD)記憶卡中之一先前技術之RFID標籤實作。

Claims (13)

  1. 一種由具有一記憶卡相容之附加插槽之裝置所執行的方法，該記憶卡相容之附加插槽係在不作用(inactivity)之週期之後關閉電源，以節省電力，該方法包含：週期性地對該記憶卡相容之附加插槽發送一記憶卡寫入命令，目的為對該記憶卡相容之附加插槽維持未受干擾之電力；其中該記憶卡寫入命令包括在一資料欄內的一隱藏命令，使得該隱藏命令週期性地發送至耦接到該記憶卡相容之附加插槽的一無線射頻識別(RFID)卡，以維持提供RFID功能之電力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該記憶卡寫入命令包括一獨一性資料字串，以將該記憶卡寫入命令識別成具有該隱藏命令。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中週期性地發送該記憶卡寫入命令之步驟包括將在該記憶卡相容之附加插槽內被該RFID卡所忽略的該隱藏命令，集結成該記憶卡寫入命令。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中週期性地發送該記憶卡寫入命令到該記憶卡相容之附加插槽之步驟 包括，發送該記憶卡寫入命令到下列其中一者：一SD插槽、一迷你SD插槽、或一微SD插槽。
  5. 一種修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的方法，該雙介面智慧卡控制器位於一記憶卡相容無線射頻識別(RFID)卡上，該方法由具有一記憶卡插槽之一裝置所執行，該方法包含以下步驟：將一隱藏命令嵌入到一記憶卡寫入命令內，該隱藏命令係對在該記憶卡相容無線射頻識別(RFID)卡上之該雙介面智慧卡控制器，指定進行電力傳遞之修改；以及將該記憶卡寫入命令發送到該記憶卡相容RFID卡，該記憶卡寫入命令包括該隱藏命令，使得當該隱藏命令被判定為不轉換到該雙介面智慧卡控制器時，對該雙介面智慧卡控制器進行電力傳遞之修改；其中將一隱藏命令嵌入到一記憶卡寫入命令內之步驟包括，將一資料字串含括到該記憶卡寫入命令之一資料欄內，以將該記憶卡寫入命令識別成具有該隱藏命令，且將一命令索引含括到該記憶卡寫入命令之該資料欄內，以識別該隱藏命令之類型。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中發送該記憶卡寫入命令到該記憶卡相容RFID卡之步驟包括，將該記憶卡命令發送到該記憶卡插槽。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中發送該記憶卡寫入命令到該記憶卡插槽之步驟包括，發送該記憶卡寫入命令到下列其中一者：一SD插槽、一迷你SD插槽、或一微SD插槽。
  8. 一種修改對一雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的方法，該雙介面智慧卡控制器位於一記憶卡相容無線射頻識別(RFID)卡上，該方法由插入一裝置之一記憶卡插槽內的該記憶卡相容RFID卡所執行，該方法包含以下步驟：在一記憶卡控制器處，從該裝置之該記憶卡插槽接收一記憶卡寫入命令，該記憶卡寫入命令包括一資料字串於該記憶卡寫入命令之一資料欄內，以將該記憶卡寫入命令識別成包括一隱藏命令，其中該記憶卡寫入命令包括一命令索引於該記憶卡寫入命令之該資料欄內，以識別該隱藏命令之類型；以及當該隱藏命令被判定為不轉換到該雙介面智慧卡控制器時，修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞，該雙介面智慧卡控制器係與該記憶卡控制器共同放置在該記憶卡相容RFID卡上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的步驟包括，將電力從該雙介面智慧卡控制器移除。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的步驟包括，將電力施用到該雙介面智慧卡控制器。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包含在該記憶卡控制器處接收一第二記憶卡寫入命令，其中該第二記憶卡寫入命令包括具有一指令之一隱藏命令，以重置該雙介面智慧卡控制器。
  12. 一種用指令所編碼而成之電腦可讀取媒體，其中當由位於一記憶卡相容無線射頻識別(RFID)卡上之一記憶卡控制器存取時，該等指令會造成執行如申請專利範圍第8項所述之步驟。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電腦可讀取媒體，其中修改對該雙介面智慧卡控制器之電力傳遞的步驟包括將電力循環到該雙介面智慧卡控制器。
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