TWI493908B - 近場通訊裝置及其連線方法 - Google Patents

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TWI493908B
TWI493908B TW101142270A TW101142270A TWI493908B TW I493908 B TWI493908 B TW I493908B TW 101142270 A TW101142270 A TW 101142270A TW 101142270 A TW101142270 A TW 101142270A TW I493908 B TWI493908 B TW I493908B
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Chih Chan Cheng
Chung Cheng Ho
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Description

近場通訊裝置及其連線方法
本發明是有關於一種近場通訊裝置,且特別是有關於一種自動切換安全元件的近場通訊裝置。
隨著近場通訊(Near Field Communication,底下簡稱NFC)的發展,許多非接觸式(Connactless)感應技術已廣泛應用於生活中,例如電子錢包及捷運悠遊卡等等。除此之外,將具有近場通訊(NFC)的應用整合到可攜式電子裝置也是一種趨勢,例如目前有許多的手機都已經加入了此類的服務與應用。為了提供多元的服務,必須在手機上裝設兩個或兩個以上的安全元件(Security Element,SE),其中,上述之安全元件可分別配置於用戶識別元件(Subscriber Identity Module,SIM)卡、安全數位記憶(Secure Digital memory,SD)卡或嵌入於手機的積體電路(Integrated Circuit,IC)中。舉例而言,在一手機中可同時支援兩張SIM卡,以便除了提供通訊系統業者的服務之外,還可增加付款或儲值的服務。如果使用者要使用其付款或儲值的服務,只需要選擇對應於近場通訊(NFC)讀取裝置之正確SE,就能達到正確交易的服務。
然而,目前雖然可以透過手機內的軟體設定來切換SE,但由於使用付款或儲值服務時,必須將手機靠近NFC讀取裝置。除非使用者事先已選擇到正確的SE,否則,當 NFC讀取裝置無法讀取目前設定的SE時,會認定連接讀取失敗。此時,NFC讀取裝置不會再重新讀取手機上的資料。使用者必須移動手機到遠離NFC讀取裝置可讀取的範圍後,重新選擇對應的SE並再次移動手機到NFC讀取裝置可讀取的範圍後重新讀取,這將導致使用者在使用上相當的不便利。
本發明提供一種近場通訊裝置,具有自動切換安全元件之功能,以提升使用上的便利性。
本發明提供一種近場通訊裝置,包括多個安全元件、一積體電路元件、一天線元件、一處理器以及一切換單元。積體電路元件用以處理來自安全元件其中之一的一識別資料。天線元件用以輸出識別資料至一讀取裝置。處理器耦接至積體電路元件。切換單元耦接於積體電路元件與天線元件之間一傳輸路徑上,其中當近場通訊裝置進入讀取裝置之一讀取範圍內,若於預設時間內未接收到由讀取裝置發出之一回覆訊號後,積體電路元件輸出通知訊號至處理器用以產生一控制訊號,切換單元依據控制訊號切換導通狀態,據以由積體電路元件切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
本發明提供一種近場通訊裝置的連線方法,包括在一近場通訊的讀取範圍內,輸出多個安全元件其中之一的一識別資料至一讀取裝置;在等待一預設時間後,判斷是否接收來自於讀取裝置之一回覆訊號;以及切換一切換單元 的導通狀態,並切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
在本發明之一實施例中,上述之積體電路元件包括一計數器、一判斷電路。計數器具有一預設時間,並隨著時間進行計數。判斷電路用以接收回覆訊號,並判斷是否超過預設時間,並據以輸出控制訊號。
在本發明之另一實施例中,上述之積體電路元件更包括一選擇開關,選擇開關依據控制訊號依序耦接至安全元件的其中之一。
在本發明之一實施例中,上述之判斷電路於預設時間內未接收到回覆訊號,則判斷電路輸出控制訊號。
在本發明之一實施例中,上述之判斷電路於預設時間內收到回覆訊號,則積體電路元件重新輸出識別資料。
在本發明之另一實施例中,上述之超過預設時間時,判斷電路會更進一步判斷安全元件是否為一最後安全元件。
在本發明之另一實施例中,上述之安全元件不為最後安全元件,則輸出控制訊號。
在本發明之另一實施例中,上述之安全元件不為最後安全元件,則停止輸出控制訊號。
在本發明之一實施例中,上述之近場通訊裝置更包括一元件選擇開關,用以依據控制訊號依序耦接至安全元件的其中之一。
基於上述,本發明實施例利用具有自動切換安全元件功能之近場通訊裝置,以利於使用者無需移開近場通訊裝 置及手動切換安全元件,因此更大大提高使用的便利性。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明的實施例提出一種自動切換安全元件(Security Element,SE)之近距離通訊裝置。此近場通訊裝置提供使用者在近場通訊讀取範圍內,自動循環地切換安全元件,以便與近距離通訊讀取裝置順利進行通聯,完成近距離通訊之服務。其中,上述之安全元件可分別配置於用戶識別元件(Subscriber Identity Module,SIM)卡、安全數位記憶(Secure Digital memory,SD)卡或嵌入於手機的積體電路(Integrated Circuit,IC)中。底下茲以配置於SIM卡中之安全元件為例進行說明,但並非以此為限制。
此近距離通訊裝置例如可以是建置用於近場通訊(Near Field Communication,NFC)架構的近場通訊裝置。此近距離通訊裝置也可以是符合FeliCa架構之裝置。
底下茲以NFC架構的近場通訊裝置為實施例進行說明,但並非以此為限制。
圖1是本發明多個實施例其中之一的近場通訊裝置方塊示意圖。請參照圖1,在此實施範例中,近場通訊裝置100包括多個安全元件,在此以安全元件102與104表示之,以此為例但並非以此為限。近場通訊裝置100更包括一元件選擇開關105、一處理器110、一積體電路(Integrated Circuit,IC)元件140、一切換開關120以及一天線元件150。天線元件150經由切換開關120連接到積體電路元件140,在本實施例中,天線元件150與積體電路元件140之間如圖所示,是採用雙向傳輸路徑耦接至切換開關120,例如圖示的線路142與線路144。積體電路元件140之輸入端耦接至元件選擇開關105,透過元件選擇開關105耦接至安全元件102或104其中之一。處理器110分別耦接元件選擇開關105與切換開關120之控制端,以控制元件選擇開關105的選擇狀態以及切換開關120之開啟或是關閉狀態。上述之切換開關120可以利用至少一例如二極體開關、電晶體開關或是其他任何藉由外來控制訊號切換電路動作之元件。
在本實施例中,當近場通訊裝置100置於外部具有近場通訊功能之讀取裝置160的讀取範圍內,並與之構成無線通聯。在一實施例中,所述的近場通訊是一種短距高頻的無線電技術,在13.56MHz頻率操作於20厘米(cm)距離內,其傳輸速度例如有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。目前近場通訊已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190標準。
當近場通訊裝置100位於讀取裝置160的讀取範圍內且已經構成通聯時,例如切換開關120是預設於開啟(導通)的狀態,讓積體電路元件140藉由天線元件150與讀取裝置160構成通聯。此時積體電路元件140透過元件選擇開關105讀取安全元件102或104其中之一的識別資料,並 將此識別資料透過天線元件150輸出至外部之讀取裝置160。一般而言,元件選擇開關105會切換到一個預設的安全元件,例如是安全元件102或104其中一個。
若識別資料為正確時,則讀取裝置160會回傳一回覆訊號。若識別資料為錯誤時,則讀取裝置160不會回傳回覆訊號。如此一來,當積體電路元件140在一預定時間內判斷是否收到回覆訊號,若是超過此預定的時間仍未收到回覆訊號時,例如一事先設定的臨界時間,則積體電路元件140會輸出一通知訊號通知處理器110。當處理器110收到積體電路元件140通知未取得讀取裝置160的回覆時,處理器110會輸出一控制訊號控制切換開關120斷開積體電路元件140與天線元件150之傳輸路徑。此時,外部的讀取裝置160與近場通訊裝置100之間將會無法構成通聯,而近場通訊裝置100會認為此近場通訊裝置100已經離開讀取範圍。
而在此時,處理器110亦輸出控制訊號控制元件選擇開關105切換至另一個安全元件,以供積體電路元件140讀取另一個安全元件的識別資料。例如,原本的積體電路元件140是讀取安全元件102的識別資料,但未取得讀取裝置160的回覆。積體電路元件140進一步經由元件選擇開關105的切換,而讀取安全元件104的識別資料。
而當積體電路元件140接收完下一個安全元件的識別資料後,則處理器110再輸出控制訊號控制切換開關120進入導通的狀態,讓積體電路元件140藉由天線元件150 與讀取裝置160再次構成通聯,以便讓積體電路元件140輸出下一個安全元件的識別資料至外部的讀取裝置160。
請參照圖2,圖2為說明本發明實施例之積體電路元件140內部元件結構的部分示意圖。為了與讀取裝置160構成通聯,積體電路元件140在一實施例中也可包括天線調諧單元、濾波器等等元件,但在此省略說明。
在此實施範例中,積體電路元件140包括一計數器210以及一判斷電路220。計數器210耦接至判斷電路220。計數器210用以依照時間進行計數,隨著時間的增加而計數值也逐漸增加。在本實施例中,計數器210的計數功能亦可透過軟體方式執行,並不以此為限制。判斷電路220也不斷地判斷此積體電路元件140是否收到讀取裝置160的回覆訊號。若是一直到計數值大於一預設值例如一事先設定的臨界時間時仍未收到回覆訊號,也就是積體電路元件140等待了一預定的時間卻一直沒有收到回覆訊號時,則積體電路元件140輸出通知訊號。而若是計數值小於預設值且已收到回覆訊號,則積體電路電路會執行對應程式例如儲值或扣款之通知動作。在本實施例中,積體電路元件140判斷等待時間是否超過預設時間之功能,亦可由處理器110做判斷,並不以此為限制。
圖3是本發明之第二實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。圖3所示實施例可以參照圖1的相關說明而類推之。本實施例與圖1之第一實施例之差別在於本實施例中之積體電路元件145支援多個安全元件,因此不需額外耦接元 件選擇開關105,以切換安全元件。請參照圖3,在本實施例中,近場通訊裝置100包括多個安全元件,在此以安全元件102與104表示之,以此為例但並非以此為限。近場通訊裝置100更包括一處理器110、一積體電路元件145、一切換開關120以及一天線元件150。天線元件150經由切換開關120連接到積體電路元件145,在本實施例中,天線元件150與積體電路元件145之間如圖所示,是採用雙向傳輸路徑耦接至切換開關120,例如圖示的線路142與線路144。積體電路元件145之輸入端耦接至安全元件102與104。處理器110耦接切換開關120之控制端,以控制切換開關120之開啟或是關閉狀態。上述之切換開關120可以利用至少一例如二極體開關、電晶體開關或是其他任何藉由外來控制訊號切換電路動作之元件。
當近場通訊裝置100位於讀取裝置160的讀取範圍內且已經構成通聯時,例如切換開關120是預設於開啟(導通)的狀態,讓積體電路元件145藉由天線元件150與讀取裝置160構成通聯。此時積體電路元件145讀取安全元件102或104其中之一的識別資料,並將此識別資料透過天線元件150輸出至外部之讀取裝置160。
然而,由於在本實施例之近場通訊裝置200中並無元件選擇開關105,因此需透過積體電路元件145內部之選擇開關(圖3未繪示,容後作說明)做依序切換多個安全元件之動作。
若識別資料為正確時,則讀取裝置160會回傳一回覆 訊號。若識別資料為錯誤時,則讀取裝置160不會回傳回覆訊號。如此一來,當積體電路元件145在一預定的時間內判斷是否收到回覆訊號,若是超過此預定的時間仍未收到回覆訊號時,例如一事先設定的臨界時間,則積體電路元件145會輸出一通知訊號通知處理器110。當處理器110收到積體電路元件145通知未取得讀取裝置160的回覆時,會輸出控制訊號控制切換開關120斷開積體電路元件145與天線元件150之傳輸路徑。此時,外部的讀取裝置160與近場通訊裝置100之間將會無法構成通聯,而近場通訊裝置100會認為此近場通訊裝置100已經離開讀取範圍。
請先參考圖4,圖4為說明本發明實施例之積體電路元件145內部元件結構的部分示意圖。為了與讀取裝置160構成通聯,積體電路元件140在一實施例中也可包括天線調諧單元、濾波器等等元件,但在此省略說明。
在此實施範例中,積體電路元件145包括一計數器210、一判斷電路220以及一選擇開關205。計數器210耦接至判斷電路220。計數器210用以依照時間進行計數,隨著時間的增加而計數值也逐漸增加。在本實施例中,計數器210的計數功能亦可透過軟體方式執行,並不以此為限制。判斷電路220也不斷地判斷此積體電路元件145是否收到讀取裝置160的回覆訊號。若是一直到計數值大於一預設值例如一事先設定的臨界時間時仍未收到回覆訊號,也就是積體電路元件145等待了一預定的時間卻一 直沒有收到回覆訊號時,則積體電路元件145輸出通知訊號。而若是計數值小於預設值時且已收到回覆訊號,則積體電路電路會執行對應程式例如儲值或扣款之通知動作。其中,則積體電路元件145透過判斷電路220控制選擇開關205切換下一安全元件,以供積體電路元件145接收下一個安全元件之識別資料。在本實施例中,積體電路元件145判斷等待時間是否超過預設時間之功能,亦可由處理器110做判斷,並不以此為限制。
請再回到圖3,當積體電路元件145接收完下一個安全元件的識別資料後,則處理器110再輸出控制訊號控制切換開關120進入導通的狀態,讓積體電路元件140藉由天線元件150與讀取裝置160再次構成通聯,以便讓積體電路元件145輸出下一個安全元件的識別資料至外部的讀取裝置160。
圖5是本發明之第三實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。圖5所示實施例可以參照圖1的相關說明而類推之。不同於圖1所示實施例之處,在於本實施例之切換開關120可以為分別於積體電路元件140與天線元件150之間的線路142上之切換開關122與線路144上之切換開關124。且上述之切換開關122與切換開關124可以利用例如二極體開關、電晶體開關或是其他任何藉由外來控制訊號切換電路動作之元件。
圖6是本發明之第四實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。圖6所示實施例可以參照圖1的相關說明而類推之。 不同於圖1所示實施例之處,在於本實施例之切換開關120可以為分別於積體電路元件140與天線元件150之間的線路142之切換開關122或線路144上之切換開關124,例如線路142上之切換開關122如圖6所繪示,但不此為限制。且上述之切換開關122可以利用例如二極體開關、電晶體開關或是其他任何藉由外來控制訊號切換電路動作之元件。
圖7是本發明之一實施例之近場通訊裝置連線方法的流程示意圖。圖7所示之實施例是以圖1之第一實施例架構作說明,可參照圖1的相關說明,但不以此為限。
首先,啟動近場通訊裝置並讀取多個安全元件其中之一識別資料(步驟S110)。在本實施例中,近場通訊裝置可透過元件選擇開關作依序切換多個安全元件。接下來,積體電路元件在一近場通訊的讀取範圍內,輸出識別資料(步驟S120),並判斷是否接收到一回覆訊號(步驟S130)。在本實施例中,積體電路元件包括一判斷電路以及一計數器,其中計數器具有一預設時間,隨時間進行計數。在本實施例中,計數器的計數功能亦可透過軟體方式執行,並不以此為限制。如此一來,若判斷電路判斷接收到回覆訊號時,則執行對應的程式(步驟S135),其中,執行對應的程式包括例如儲值或扣款之通知動作;若並未接收到回覆訊號,則判斷是否超過預設時間(步驟S140)。在本實施例中,積體電路元件判斷否超過預設時間之功能,亦可由處理器做判斷,並不以此為限制。若判斷電路並未等待超過 預設時間,則積體電路元件重新輸出識別資料;若判斷電路等待超過預設時間,則會控制積體電路元件與天線元件之傳輸路徑上的切換開關的導通狀態。
具體而言,若判斷電路等待超過預設時間,判斷電路會輸出一通知訊號至處理器,當處理器接收到通知訊號時,則處理器輸出一控制訊號至切換開關,以控制切換開關的導通狀態。此外,處理器亦可輸出控制訊號至元件選擇開關,以切換至下一個安全元件並重新輸出下一個安全元件之識別資料。繼續參照圖7,在切換開關會先斷開(步驟S150)。然後,透過元件選擇開關切換至下一個安全元件(步驟S160)。再來,在步驟S160結束後,則切換開關會重新導通(步驟S170)。因此,積體電路元件可以重新輸出下一個安全元件之識別資料。
圖8是本發明之另一實施例之近場通訊裝置連線方法的流程示意圖。圖8所示之實施例是以圖1之第一實施例架構作說明,可參照圖1的相關說明,但不以此為限。本實施例與圖7之實施例之差異在於若判斷電路判斷超過預設時間,則會進一步判斷現在的安全元件是否為最後之安全元件(步驟S145)。若此安全元件不是最後之安全元件,則切換切換開關之導通狀態,並切換至下一個安全元件,以重新輸出下一個安全元件的識別資料,可參照圖7實施例之相關說明;若安全元件是最後之安全元件,則判斷電路會結束動作(步驟S180)。
綜上所述,本發明利用具有自動切換安全元件功能之 近場通訊裝置,當外部讀取裝置回覆之回覆訊號時,近場通訊裝置自動切換讀取之安全元件,以利於使用者減少移開近場通訊裝置及手動切換安全元件之步驟,因此使用者在使用上大大提高了便利性。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧近場通訊裝置
102、104‧‧‧安全元件
105‧‧‧元件選擇開關
110‧‧‧處理器
120、122、124‧‧‧切換開關
142、144‧‧‧線路
140、145‧‧‧積體電路元件
150‧‧‧天線元件
160‧‧‧讀取裝置
205‧‧‧選擇開關
210‧‧‧計數器
220‧‧‧判斷電路
S100~S180‧‧‧步驟
圖1是本發明之第一實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。
圖2是本發明之第一實施例之積體電路元件140之內部元件示意圖。
圖3是本發明之第二實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。
圖4是本發明之第二實施例之積體電路元件145之內部元件示意圖。
圖5是本發明之第三實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。
圖6是本發明之第四實施例之近場通訊裝置的方塊示意圖。
圖7是本發明之一實施例之近場通訊裝置連線方法的流程示意圖。
圖8是本發明之另一實施例之近場通訊裝置連線方法的流程示意圖。
100‧‧‧近場通訊裝置
102、104‧‧‧安全元件
105‧‧‧元件選擇開關
110‧‧‧處理器
120‧‧‧切換開關
142、144‧‧‧線路
150‧‧‧天線元件
160‧‧‧讀取裝置

Claims (15)

  1. 一種近場通訊裝置,包括:多個安全元件;一積體電路元件,用以處理來自該些安全元件其中之一的一識別資料;一天線元件,用以輸出該識別資料至一讀取裝置;一處理器,耦接至該積體電路元件;一切換單元,耦接於該積體電路元件與該天線元件之間一傳輸路徑上;以及一元件選擇開關,用以依據該控制訊號依序耦接至該些安全元件的其中之一,其中,當該近場通訊裝置進入該讀取裝置之一讀取範圍內,若於一預設時間內未接收到由該讀取裝置發出之一回覆訊號後,該積體電路元件輸出一通知訊號至該處理器後,該處理器產生一控制訊號,該切換單元依據該控制訊號切換該傳輸路徑的導通狀態,據以由該元件選擇開關切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之近場通訊裝置,其中該積體電路元件包括:一計數器,具有該預設時間,用以隨著時間進行計數;一判斷電路,耦接至該計數器,用以接收該回覆訊號,並判斷是否超過該預設時間,據以輸出該通知訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之近場通訊裝置,其中該積體電路元件更包括一選擇開關,透過該判斷電路控制 該選擇開關依序耦接至該些安全元件的其中之一。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之近場通訊裝置,其中若該判斷電路於該預設時間內未接收到該回覆訊號,則該判斷電路輸出該通知訊號。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之近場通訊裝置,其中若該判斷電路於該預設時間內收到該回覆訊號,則該積體電路元件重新輸出該識別資料。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之近場通訊裝置,其中若超過該預設時間,該判斷電路會更進一步判斷該安全元件是否為一最後安全元件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之近場通訊裝置,其中若判斷該安全元件不為該最後安全元件,則輸出該通知訊號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之近場通訊裝置,其中若判斷該安全元件為該最後安全元件,則停止輸出該通知訊號。
  9. 一種近場通訊裝置連線方法,該方法包括下列步驟:在一近場通訊的讀取範圍內,輸出多個安全元件的其中之一的一識別資料至一讀取裝置;在等待一預設時間後,判斷是否接收來自於該讀取裝置之一回覆訊號;以及切換積體電路元件與天線元件之間傳輸路徑上一切換單元的導通狀態,並切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之近場通訊裝置連線方法,其中在等待一預設時間後並判斷是否接收來自於該讀取裝置之一回覆訊號之步驟包括:判斷是否接收到該回覆訊號;以及判斷是否超過該預設時間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之近場通訊裝置連線方法,其中若未超過該預設時間,則重新輸出該識別資料。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之近場通訊裝置連線方法,其中若超過該預設時間,則切換該切換單元的導通狀態,並切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之近場通訊裝置連線方法,其中在等待一預設時間後並判斷是否接收來自於該讀取裝置之一回覆訊號之步驟更包括判斷該安全元件是否為一最後安全元件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之近場通訊裝置連線方法,其中若判斷該安全元件不為該最後安全元件,則切換該切換單元的導通狀態,並切換輸出另一安全元件的另一識別資料。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之近場通訊裝置連線方法,其中若判斷該安全元件為該最後安全元件,則結束動作。
TW101142270A 2012-11-13 2012-11-13 近場通訊裝置及其連線方法 TWI493908B (zh)

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