多模式智能卡、系統(tǒng)及相應方法

專利名稱：多模式智能卡、系統(tǒng)及相應方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信息處理和存儲，尤其是涉及智能卡系統(tǒng)。
背景技術：
智能卡(SC)是具有內置集成電路(IC)的塑料卡。集成電路可以是具有相應存儲器的邏輯電路，或具有相應存儲器及軟件的微控制器，或是具有相應存儲器和與通用自定義模塊耦合的軟件的微控制器。
為了應用集成電路的計算能力，智能卡使用了全套的封裝工藝。封裝尺寸(die size)從1mm2到10mm2不等。封裝尺寸受到與智能卡的塑料質地一致的機械方面的限制。集成電路貼在鉛框架(lead frame)引線框內，使用了引線接合法將集成芯片的引腳焊到鉛框架引線框上。陶固(Potting)封裝和其他加固方法可以保護集成芯片免受化學和機械應力的損壞。觸點都位于卡片的一面，數量限制在8個。最后智能卡通過使用串行協(xié)議的智能卡讀取器來執(zhí)行交換。智能卡所有的機械、電氣標準由國際標準化組織(ISO)公布。ISO7816-X標準允許簡單且大量生產的磁條卡發(fā)展成智能卡。智能卡，由于集成芯片的復雜性，可以通過PIN碼或對少數情況運行java描述語言和生物測定學來執(zhí)行預定的計算預付記賬、密碼表、個人鑒定等。
ISO文件中的ISO 7816-1物理特性，ISO7816-2觸點的尺寸和位置，ISO7816-3電氣信號和傳輸協(xié)議，ISO7816-10電氣信號和對同步卡重啟的響應在此做為標準引用作為參考。
現(xiàn)在所有的智能卡讀取器在識別到智能卡后必須在執(zhí)行任何交易之前由基礎結構來識別。當識別到智能卡時，基礎結構就執(zhí)行一項程序。讀取器對智能卡進行操作。讀取器和智能卡之間是半雙工協(xié)議，不管是智能卡對讀取器發(fā)送信息，還是反過來，都是直到智能卡插入到讀取器之內才開始?；A結構對公用電話的預付卡，在使用銷售終端(電子收款機系統(tǒng))的銀行卡和自動取款機(ATM)向電視機零售商購買電視機頂盒時，對全球系統(tǒng)的無線終端的用戶識別模塊(SIM)的無線電話控制器，進行鑒定或交易?；A設備對公用電話的預付卡、銷售終端(POS)及自動取款機(ATM)的銀行卡、機頂盒的付費電視供應商及使用全球系統(tǒng)移動終端用戶識別模塊(SIM)的無線電信運營商進行鑒定或交易。除了SIM卡，所有其他程序均使用物理感應器來檢測智能卡。當智能卡的外框觸點可以與讀取器的觸點匹配時，該感應器就會通知讀取器。可以使用兩種類型的智能卡讀取器觸點，觸點可以保持在一個位置，并且因為觸點具有彈性，在智能卡插入讀取器時可以避過智能卡或是滑動接觸，一旦檢測到卡片在位置內，觸點就向下碰到鉛框架引線框上的觸點。當讀取器確定智能卡在位置內，電源啟動序列在讀取器空閑時啟動。電源啟動序列之后，讀取器首先向智能卡提供一個時鐘，然后釋放重啟信號。智能卡就可以執(zhí)行預存的操作系統(tǒng)(OS)。SIM卡較為特別，它應在電源關閉時放置，隨后持續(xù)用來定位。因為它在關閉電源時一次性的放入其位置，隨后被持續(xù)使用。
二十年前曾開發(fā)的智能卡技術的第一次應用是公共電話系統(tǒng)。其中使用的封裝尺寸小于1mm2。集成電路中只集成了存儲器和邏輯電路。1999年，預付智能卡在世界范圍內生產的13億智能卡中占了2/3強。讀取器使用了全部八個觸點可以與不同的智能卡良好接觸。當智能卡插入付費電話內，電話基礎結構對智能卡和智能卡在電話外的部分進行識別。為銀行應用開發(fā)的并可以用在付費電話的智能卡實際上沒有任何價值。付費電話不能消除銀行卡之外的單元，但對智能卡載體進行扣費。電話機設備識別智能卡，電話從卡中扣除一定單位的費用。值得注意的是，為銀行應用開發(fā)的智能卡可以用在付費電話中。付費電話不能從銀行卡中扣除費用，但對智能卡載體進行記賬。
使用智能卡的第二個最大的應用是由銀行業(yè)開發(fā)的。自動取款機和電子收款機已經安裝在除了美國之外，還有的多國家。其中使用的封裝尺寸大約10mm2。微控制器以及相關程序存儲器、被集成在集成電路內。讀取器使用了六個觸點與不同的智能卡良好接觸。當智能卡插入自動取款機或電子收款機時，智能卡載體要求用PIN碼來對自身進行自我鑒定。智能卡可以存儲卡的持有者每周從自動取款機取出的現(xiàn)金余額，最近一次交易日之前以來完成的購買細節(jié)等等。根據此信息，一旦PIN確認債務人沒有致電給銀行，就在該點做出授權公布該鑒定。最終銀行和商家通過電話、私人信息網絡以及將來的Internet實現(xiàn)等價取得一致。在執(zhí)行交易時在取得一致的過程中，欺詐的智能卡的黑名單被存儲在電子收款機或自動取款機中。這個過程可以將使用智能卡的所有交易金額的欺詐率從卡中沒有內嵌集成電路時的0.2％減低到0.02％。相比普通的信用卡，使用智能卡行詐率已經減少了十個百分點。
智能卡第三個最大的應用是由GSM生產商開發(fā)的。SIM卡的封裝尺寸大約30mm2。集成電路中集成了一個微控制器以及相關程序存儲器和軟件。SIM讀取器使用了五個觸點與不同的智能卡良好接觸。最復雜的智能卡應用是使用Java applet在GSM中的應用。
現(xiàn)在隨著Internet連接到個人電腦，智能卡出現(xiàn)了一個全新的市場。安全信息，公眾密鑰網絡，鑒定和電子付費是智能卡新的熱門領域。智能卡可以對電子商業(yè)起到促進作用，相比起其他手段，智能卡的不同在于任何業(yè)務過程中也不能得知它內存中的PIN碼。
到目前為止，智能卡用在與計算機相連的智能卡讀取器中。其中包括了兩個協(xié)議用來支持智能卡和計算機運行程序之間的業(yè)務。第一個協(xié)議與ISO-7816-3一致。該標準提供了智能卡和讀取器間串行接口的詳細要求。讀取器使用第二個協(xié)議與計算機的串口、并口甚至是通用串行總線(USB)相連。讀取器包括電子電路以及內嵌的軟件保證了使用第一協(xié)議的智能卡和使用第二協(xié)議的計算機能夠通信。計算機安裝了相應的驅動程序來支持讀取器。許多國家開始在PC環(huán)境中使用智能卡。該應用中使用的封裝尺寸從5mm2到30mm2不等。微控制器以及相關程序存儲器和軟件與一個隱密碼控制器集成在集成電路內。某些情況下也會集成生物感應器。讀取器使用了至少五個觸點與智能卡接觸良好。
封閉結構使得所有類型的業(yè)務例如保健、公用電話、停車、保衛(wèi)系統(tǒng)、現(xiàn)金支付、信用卡支付等在全世界使用了上百萬的ISO智能卡讀取器。歐洲在自七十年代后期引領了這項技術的發(fā)展。在這些專用設備中，每個讀取器被單獨設計成在每個時刻都能執(zhí)行許多業(yè)務。即許多使用者分擔智能卡讀取器的費用。
電子商業(yè)的飛快增長以及Internet業(yè)務大大提高了安全交易的需求。然而也產生了欺詐。如使用假的信用卡號碼、信用卡號碼被盜以及Internet中的竊聽等行為。Dotcom公司需要性價比最好的設備。如果智能卡讀取器的成本能降低，智能卡就是很好的競爭者。
USB現(xiàn)在已被廣泛的應用，并在個人電腦(PC)市場贏得了廣泛的接受。USB主要用來響應標準接口的需求，并且延伸了PC外部設備“即插即用”的概念。這可以使用戶不需打開電腦機箱或關掉電腦電源就可以安裝或卸載外圍設備。USB提供了低功耗、高性能、半雙工串行接口，并且方便使用和隨時擴展。USB可以看成四條線的集合，兩條線是電源供電線，另兩條是數據線。USB現(xiàn)在已定義為通用串行總線，由USB執(zhí)行委員會定義和管理，USB執(zhí)行委員會是一個由開發(fā)了USB標準的公司集團組建成的非盈利的組織。
尤其是，通用串行接口中的第五章USB數據流程模型，第七章電子，第八章協(xié)議層以及第九章USB設備結構在此作為基準。USB在電腦中普遍增長的應用使得智能卡讀取器的制造商開發(fā)USB接口，使得他們的產品能與電腦相連以補充現(xiàn)有的串行和并行接口。
現(xiàn)在的情況是水泥模式的公司和銀行使用智能卡技術已超過了15年。另一方面，Internet并沒有使用智能卡技術也能夠促進商業(yè)和銀行活動。Internet中的大多數交易由個人電腦完成，盡管個人電腦制造商在努力，電腦制造業(yè)還沒有成功地在每個電腦上安裝一個成本低廉的讀取器來滿足相關網絡應用中的特定要求?，F(xiàn)在需要建立一個比較全面的解決方案既可滿足智能卡技術中已經應用的需求，又可滿足希望從中獲利的要求。為了用戶和服務商的最大的利益，這兩個領域應該共享一個公共的鑒定平臺。
常規(guī)方法的實例可以在已發(fā)表的PCT申請WO 99/49415中找到，標題為“通用接口智能卡”。文章描述了可以使用不同協(xié)議的智能卡系統(tǒng)。特別是，系統(tǒng)在一個非ISO標準觸點處提供了一個模式信號來表示和卡進行通信的設備的協(xié)議。然而，直到智能卡上電才開始檢測模式信號，并且設置重啟信號。換句話說，智能卡已經使用了ISO 7816協(xié)議，一檢測到模式信號，就必須轉換到非ISO協(xié)議。

發(fā)明內容
考慮到上述背景，本發(fā)明的目的是提供一種集成電路，可以有選擇地根據多個協(xié)議進行操作。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可以檢測到智能卡是與使用ISO7816協(xié)議還是非ISO協(xié)議的接口之間進行通信的智能卡系統(tǒng)，并用該協(xié)議對智能卡進行配置。
本發(fā)明中這兩個目的及其特征和優(yōu)點是通過提供了與國際標準化組織7816(ISO 7816)協(xié)議一致的ISO模式工作以及非ISO模式，例如與通用串行總線(USB)協(xié)議一致的USB模式的多模式集成電路而實現(xiàn)的。多模式集成電路包括一個微處理器和一個外部接口。外部接口包括供電電壓電源塊(pad)，接地塊，與第一個協(xié)議一致的第一塊組，如與ISO7816協(xié)議一致的重啟塊、時鐘塊以及輸入/輸出塊，和與非ISO協(xié)議一致的第二塊組，例如與USB協(xié)議一致的D-PLUS塊和D-MINUS塊。集成電路同樣還包括一個模式配置電路，電路包含與第一塊組中的一個塊，如時鐘塊，相連的模式檢測器，一個與供電電源塊相連的USB電壓檢測器，與開關塊相連的鎖定電路以及一個接收模式檢測器的輸出的接收器。集成電路還包括與鎖定電路相連的控制寄存器用來存儲模式配置指針。
同樣，如果非ISO模式是USB模式，集成電路可以包括與D-PLUS塊和D-MINUS塊相連的USB纜檢測器。此處模式配置電路對集成電路進行配置可以在ISO和USB模式其中之一下工作，同時禁用ISO和USB模式的另一種，例如這樣當開關模塊配置到USB模式中時，重啟、時鐘以及輸入/輸出塊都被禁用，并且當開關模塊配置到USB模式中時，D-PLUS塊和D-MINUS塊也被禁用。因為ISO業(yè)務的工作交易在供電電源電壓范圍是在2.7到5.5V范圍內可以執(zhí)行，而USB業(yè)務的工作交易是在供電電源電壓范圍是在4.01到5.5V范圍內可以執(zhí)行，電壓檢測器就可以檢測到供電電源塊上提供的電壓是否支持USB業(yè)務。
本發(fā)明中使用這樣的集成電路的系統(tǒng)包括一個適應ISO模式協(xié)議的讀取器以及一個適應非ISO模式協(xié)議的讀取器。當然，ISO模式的讀取器為集成電路中的時鐘塊提供必要的時鐘信號。而非ISO模式的讀取器包含了一個模式指示電路，對第一塊組如時鐘塊提供一個模式指示信號。
本發(fā)明的程序方面方法包括操作與國際標準化組織7816(ISO7816)協(xié)議一致的多模式智能卡，以及與非ISO協(xié)議一致的非ISO模式。多模式集成電路包括一個外部接口，有供電電源塊，與第一個協(xié)議一致的第一塊組，和與非ISO協(xié)議一致的第二塊組。程序該方法包括當多模式集成電路電源重啟時，檢測第一塊組中的一個塊上是ISO模式狀態(tài)還是非ISO模式狀態(tài)；在ISO模式時對多模式集成電路進行配置，并且在檢測到ISO模式狀態(tài)時禁用第二塊組；在非ISO模式時對多模式集成電路進行配置，并且在檢測到非ISO模式狀態(tài)時禁用第一塊組。程序該方法還包括在供電電源塊上檢測到非ISO模式狀態(tài)時對非ISO模式進行驗證。
特別是，第一塊組包括與ISO 7816協(xié)議一致的重啟塊，時鐘塊和輸入/輸出塊，如果在第一塊組其中之一塊上，如時鐘塊，檢測到與ISO接口或非ISO接口適應的信號，就檢測到是ISO模式還是非ISO模式。非ISO協(xié)議可能包括通用串行總線(USB)協(xié)議。同樣，該方法可能包括存儲模式配置指針用來指示多模式集成電路配置了在ISO還是非ISO模式。
本發(fā)明中，如果檢測到第一塊組中的一個塊，如時鐘塊上是ISO狀態(tài)，集成電路就被配置為ISO模式。非ISO適應讀取器向時鐘塊提供一個模式指示信號。如果這樣，集成電路就被配置為非ISO模式，如USB模式。如果在電源重啟過程中，在時鐘塊上檢測到非ISO模式，在供電電源塊上驗證是否是USB電壓。在集成電路配置USB模式之前，檢測是否與主機USB連接。根據在電源重啟過程中，時鐘塊上信號的電平來決定集成電路配置ISO模式或非ISO模式。一旦集成電路配置成一種模式，就可以只能在該模式下工作，并且除非通過再次電源重啟設成另一種模式。


圖1是本發(fā)明中所述的智能卡的示意框圖。
圖2是本發(fā)明中所述的帶有智能卡讀取器的個人電腦的示意框圖。
圖3是本發(fā)明中所述的多模式集成電路和智能卡系統(tǒng)的示意框圖。
圖4是本發(fā)明中所述的描述多模式集成電路運行程序方法操作步驟的流程圖。
圖5是描述帶有鉛框架引線框觸點的智能卡的示意框圖。
圖6是描述可檢測到智能卡插入智能卡讀取器的電機械開關的示意框圖。
圖7A和7B是描述集成電路附著在ISO鉛框架引線框上并且用引線接合法與鉛框架引線框的觸點接合的示意圖。
圖8是智能卡使用的鉛框架引線框觸點的表格圖。
圖9是描述現(xiàn)有技術中ISO智能卡讀取器的示意框圖。
圖10是描述USIC模塊的示意框圖。
圖11是與ISO智能卡讀取器相適應的USIC或ISO智能卡的示意框圖。
圖12是描述由于插入智能卡引起的位置開關的ISO信號的示意框圖。
圖13是以激活的位置開關為基準的ISO信號的時序圖。
圖14是描述USIC插入ISO智能卡讀取器，使用時鐘信號選擇模式的示意框圖。
圖15是描述USIC插入ISO智能卡讀取器，使用輸入/輸出信號選擇模式的示意框圖。
圖16是描述USIC插入ISO智能卡讀取器，使用VPP信號選擇模式的示意框圖。
圖17是描述USIC使用在ISO智能卡讀取器，開啟電源后模式信號的時序圖。
圖18是描述USB虛擬讀取器以及USIC或USC的示意框圖。
圖19是描述使用USB虛擬讀取器的USIC的示意框圖。
圖20是當USIC插入USB虛擬讀取器中，在電源重啟時間內信號的時序圖。
圖21是當USIC插入USB虛擬讀取器中，使用C3信號選擇模式的示意框圖。
圖22是當USIC插入USB虛擬讀取器中，使用C7信號選擇模式的示意框圖。
圖23是當USIC插入USB虛擬讀取器中，使用C6信號選擇模式的示意框圖。
圖24是當USIC插入USB虛擬讀取器中，啟動電源后，顯示模式信號的時序圖。
圖25是描述在雙模式ISO和USB下，設備選擇一種模式并啟動CPU的步驟流程圖。
圖26是描述用于USC的集成電路附著在ISO鉛框架引線框上并且用引線接合法與鉛框架引線框的觸點接合的示意圖。
圖27是描述SIM插件從USIC或USC上分離的示意框圖。
圖28是描述SIM插件插入一個示意性的與串口兼容的A型USB插件的示意框圖。
具體實施例方式
下面將結合與本發(fā)明的最佳實施例一致的附圖來進行詳細描述。然而，本發(fā)明可以有許多不同的形式，并不只限于這里舉出的實施例。另外，這些實施例可以表達得很透徹和完整，并且能完全揭示本發(fā)明普遍應用的范圍并且能使本領域技術人員完全理解本發(fā)明的范圍。全文中同樣的附圖標記對應同樣的元器件。
如圖1所示，將要描述與本發(fā)明中對應的圖1示出了本發(fā)明的智能卡10。智能卡10例如用塑料制成，外表面上有一系列電觸點或焊盤12，例如現(xiàn)在已經在應用上得到肯定的技術正如本領域技術人員可以理解的。如圖示，例中智能卡10包括八個焊盤12。焊盤12是集成電路11的外表面外部接口，集成電路11內嵌在智能卡10中，一般在焊盤之下。卡片10的尺寸以及焊盤12的位置由對應的標準，如上面討論的ISO 7816來決定。當然集成電路11也可同樣內嵌在其他介質內，如移動電話的用戶標識模塊(SIM)。
如圖2所示，個人電腦(PC)20一般包括中央處理單元(CPU)和不同輸入/輸出設備如監(jiān)視器、鍵盤和鼠標。另外，PC 20包括一個智能卡讀取器22，例如可用來控制對PC的存取。如圖所示，智能卡讀取器22是獨立的外圍設備；然而智能卡讀取器同樣也可制做到CPU框架外殼或鍵盤內。
智能卡讀取器22可以執(zhí)行符合ISO 7816協(xié)議或非ISO協(xié)議，如上面討論過的通用串行總線(USB)協(xié)議。ISO7816協(xié)議是用于智能卡的常規(guī)標準，包括了供電電源塊VCC，接地塊GND，輸入/輸出塊I/O，重啟塊RST以及時鐘塊CLK。當集成電路11電源重啟或硬件重啟時，ISO協(xié)議有響應重啟序列的特性。
USB協(xié)議現(xiàn)在被用來替換不同的PC 20接口的外圍設備如鼠標，鍵盤，串行I/O口等的接口。如上所述，USB協(xié)議可以熱插拔和操作，意味著PC 20不需要重啟，使用USB協(xié)議的設備就可連接到電腦上或從電腦上拔掉。USB纜包括供電纜電源線VBUS，地線GND，D-PLUS線D+或DP以及D-MINUS線D-或DM。D+和D-上的差分信號是NRZI碼的數據流。USB1.1標準要求USB設備供電電源電壓在4.01到5.5V之間。
前面說到，需要一個可以在ISO7816標準協(xié)議和另一非ISO標準協(xié)議如USB協(xié)議下操作的智能卡系統(tǒng)，如USB協(xié)議，具體哪種協(xié)議由與智能卡通信的讀取器的類型決定。因此，圖3描述了本發(fā)明一個實施例。多模式集成電路11可以在第一模式，如根據與國際標準組織7816(ISO 7816)一致的ISO模式下運行，以及在第二非ISO模式，如根據與通用串行總線(USB)協(xié)議一致的第二非ISO模式的USB模式下運行。多模式集成電路11可選擇在一個模式或另一模式下運行，但不能同時在兩種模式下運行。
多模式集成電路11適用于智能卡10以及更適合智能卡10的多模式集成電路11包括微處理器14，開關塊16，外部接口12。外部接口12包括供電電源塊VCC，參考電壓/接地塊GND，ISO模式下的第一塊組，非ISO模式下的第二塊組。第一塊組一般包括重啟塊RST，時鐘塊CLK以及符合ISO 7816一致的輸入/輸出I/O塊。第二塊組一般最好包括符合USB協(xié)議的D-PLUS塊D+和D-MINUS塊D-。
因為集成電路11僅能在不同外部接口下的兩種模式之一下運行，集成電路需要決定在哪種模式下運行。因此，集成電路11包括模式配置電路18，電路包括與ISO塊之一，如時鐘塊CLK相連的模式檢測器49。模式配置電路18還包括與供電電源塊VCC相連的USB電壓檢測器30，用來檢測非ISO模式供電電源電壓，如USB電壓，與開關塊相連的開關鎖存電路40以及接收到模式檢測器49的輸出，和一個USB主機連接檢測器35，用來存儲模式配置指針和USB_RST啟動信號。
至少本例中的非ISO模式是USB模式，模式配置電路18可能包括與D-PLUS和D-MINUS連接的USB主機連接檢測器35，并對開關鎖存電路40提供一個輸出信號。一旦集成電路配置成非ISO模式，USB主機連接檢測器35可被用來驗證含有集成電路11的介質是否與USB端口相連。
在集成電路11啟動或電源開啟序列時，模式配置電路18將集成電路11配置為ISO和非ISO模式中的一種，同時禁用另外一種。例如，當集成電路11被配置成USB模式時，重啟塊RST、時鐘塊CLK和輸入/輸出塊I/O被禁用，當集成電路11被配置成ISO模式時，D-PLUS塊D+和D-MINUS塊D-被禁用。為了防止干擾過沖，檢測到的模式由鎖定鎖存電路40來設定鎖存。重啟程序為防干擾模式采用適當的編碼，集成電路11的操作系統(tǒng)然后在重啟程序為該被鎖存的模式接入適當的碼字期間就能檢測到該比特。
因此，如果包含多模式集成電路11的智能卡10被用在典型的智能卡讀取器中，就可以在特定的如ISO 7816協(xié)議的規(guī)定進行操作下運行，同時USB接口，如D-PLUS塊D+和D-MINUS塊D-被禁用以減少功耗。然而，因為集成電路11包括一個USB接口，使用低功耗的USB設備而不是符合ISO適應的智能卡讀取器，也能執(zhí)行ISO 7816類似的業(yè)務。這里，ISO模式接口，如重啟RST，時鐘CLK和輸入/輸出I/O塊被禁用。一旦集成電路11配置成其中一種模式，一直到下次電源重啟前，都維持在該模式。
另外，模式檢測器49需檢測在時鐘塊CLK上的信號是否小于在供電電源塊VCC上檢測到的供電電源電壓信號的30％，如果時鐘塊CLK上的信號小于在供電電源塊VCC上檢測到的供電電壓電源信號的30％，模式配置電路18對集成電路11配置ISO模式。同樣反之，如果時鐘塊CLK上的信號不小于在供電電源塊VCC上檢測到的供電電壓電源信號的70％，模式配置電路18對集成電路11配置成USB模式。如果USB電壓檢測器30檢測到供電電源塊VCC上的電源電壓大于3.5V還是或者最好是在4.01到5.5V之間，以此驗證多模式集成電路11是否能夠與USB接口進行通信。
本發(fā)明中使用這種集成電路11的系統(tǒng)包括ISO協(xié)議讀取器和USB協(xié)議讀取器。ISO協(xié)議讀取器可能是一個在集成電路11的時鐘塊上提供必要的時鐘信號的常規(guī)智能卡讀取器。因此，當包括多模式集成電路11的智能卡10被插入常規(guī)智能卡讀取器，模式配置電路18將集成電路11配置成ISO模式，因為時鐘塊CLK上的信號小于供電電源塊VCC上電壓信號的30％。然而，本發(fā)明中USB協(xié)議讀取器包括USB模式指示電路70，對時鐘塊提供一個USB模式指示信號，可能是如一個固定的電壓電平，這將在下面詳細討論。因此，當智能卡10，或其他介質插入這種類型的USB協(xié)議讀取器，模式配置電路18將集成電路配置為非ISO模式，因為時鐘塊CLK上的信號不小于供電電源塊VCC上供電電源電壓的70％。
本發(fā)明中的程序方面方法將結合圖4進一步討論。程序該方法包括多協(xié)議智能卡10可以在與ISO協(xié)議一致的第一模式下運行，也可在與ISO協(xié)議一致的第二模式，如USB協(xié)議下運行。如上所述，多協(xié)議智能卡10包括一個外部接口12，該接口具有供電電源塊VCC、參考電壓/接地塊GND，符合ISO協(xié)議的第一塊組CLK、RST、I/O塊，符合非ISO協(xié)議如USB的第二塊組，如D-PLUSD+、D-MINUSD-塊。
程序啟動方法開始(程序塊方框120)以及集成電路11的電源重啟序列在程序塊方框122開始。因此，在程序塊方框124，程序方法檢測在多模式集成電路電源重啟時，第一塊組中一個塊上是否存在ISO模式，或在多模式集成電路電源重啟時，第一塊組中一個塊上是否存在非ISO模式。為了集成電路11的安全性和集成性，模式應盡可能早地被檢測到。在最佳實施例中，可檢測到時鐘塊CLK上的信號是否小于供電電源塊VCC上電壓信號的30％。如果時鐘塊CLK上的信號小于供電電源塊VCC上電壓信號的30％，集成電路11被配置成ISO模式，并且第二塊組，如與非ISO協(xié)議如USB協(xié)議一致的D+，D-塊例如通過接地被禁用(方框128)，例如把它們與地相連。同樣反之，如果時鐘塊CLK上的信號不小于供電電源塊VCC上供電電源電壓的70％，集成電路11被配置成非ISO模式或USB模式，并且第一塊組，如與ISO協(xié)議一致的CLK、RST、I/O塊例如通過接地被禁用(方框128)，例如把它們與GND相連。
此外，程序方法可能包括對非ISO模式的驗證，當通過檢測供電電源塊VCC(程序塊方框126)上的非ISO模式電壓，如USB模式電壓，及檢測與USB主機的連接情況，在程序塊方框124上檢測到非ISO模式狀態(tài)，并檢測到與USB主機相連(程序塊方框136)。程序方法還可包括存儲一個模式配置指針用來指示多模式集成電路在程序塊方框134結束前配置了在ISO或非ISO模式(程序塊方框132)。
例如，如果在時鐘塊CLK上檢測到ISO狀態(tài)，集成電路11就配置成ISO模式。如果集成電路11與虛擬USB讀取器相連，則可提供給時鐘塊CLK一個模式指示信號。如果這樣，集成電路11就配置成USB模式。同樣，如果在電源重啟時在時鐘塊CLK上檢測到USB接口，就執(zhí)行檢測是否有USB線纜的連接，在集成電路11配置成USB模式前，在供電電源塊VCC上驗證是否是USB電壓。
根據電源重啟序列時時鐘塊CLK上的信號電平值，集成電路11被配置成ISO或非ISO模式。為了驗證非ISO模式，如USB模式，在時鐘塊CLK上加一個固定的電壓值。這可在讀取器或集成電路11上的VCC和CLK間加一個上拉電阻來實現(xiàn)。對VCC加上供電電源電壓及對GND加上參考電壓/地，同時RST和CLK塊上的信號保持低或為“0”，從而開始ISO 7816電源重啟序列。這樣I/O塊從讀取器或集成電路11上的上拉電阻接收一個信號，把集成電路設成接收模式。從而對時鐘塊提供一個時鐘信號，并在一定時間之后，RST上的信號被設為高或為“1”。這樣就啟動了集成電路的重啟序列。當讀取器確定集成電路11處在電源重啟狀態(tài)，等待重啟序列，就對RST塊提供一個信號。
因此，總的來說，CLK上的時鐘信號開始為“0”，在RST上的信號變高前至少400個時鐘周期，要啟動最少400循環(huán)的時間。因為當集成電路11與USB設備相連時，在CLK上施加一個固定的電壓值，如果在CLK上檢測到的信號被固定為“1”大于VCC的70％)，那么集成電路被配置成USB模式。反之，如果CLK上的時鐘信號交替大于VCC的70％或小于VCC的30％，集成電路11被配置成ISO模式。程序塊方框124中進行的檢測是測試時鐘信號是否小于VCC信號的30％。如果是，就是ISO模式。如果不是，就是USB模式。因此在程序塊方框126中為了進行USB檢測，需要檢測VCC上的供電電壓電源信號以確保它大于4.01V。根據USB協(xié)議，USB模式時供電電源VCC上的供電電壓電源信號應該在4.01V和5.5V之間。
當然，其他ISO塊，如重啟塊RST，可變供電電源塊VPP，以及輸入/輸出塊I/O，也可能有被用于不同復雜度的應用中。一旦集成電路11配置成一種模式，它只能工作在該模式下，并只能通過再次電源重啟序列改變到另一種模式。為了防止故障，檢測模式最好被優(yōu)先鎖定并且設定了一個模式指針/比特。對于鎖定模式，在微處理器重啟程序中選擇適當的編碼，集成電路11的操作系統(tǒng)在微處理器重啟程序為鎖定模式接入適當的碼字期間就檢測到該比特。
因此，本發(fā)明中描述了多模式集成電路11，智能卡10，工作在ISO7816協(xié)議和另一個非ISO協(xié)議如USB協(xié)議中的系統(tǒng)和相關操作程序方法。包含多模式集成電路11的介質，如智能卡10，可被用在典型的ISO相應的智能卡讀取器或低功耗虛擬USB讀取器，如個人電腦中。
更特別的是，本發(fā)明將參考圖5到圖28進一步描述。本發(fā)明在水泥模式和Internet間建起了一個橋梁。就是通用串行總線ISO智能卡(USIC)110。USIC 110既能在ISO智能卡讀取器120(圖11)上執(zhí)行業(yè)務，也能直接在USB端口124(圖18)上執(zhí)行業(yè)務。在后種情況下USIC 110是一個支持其他USB特性中的掛起狀態(tài)的USB設備在其他USB特性的中斷狀態(tài)中優(yōu)先支持USB設備。同樣的USIC 110能夠用在電子收款機(POS)或自動取款機(ATM)或在網上沖浪，因為ISO智能卡讀取器的負載沒有了。例如，一個人帶著USIC 110能夠用它通過USB協(xié)議在他喜愛的網站上購物，或通過ISO協(xié)議從自動取款機上取出現(xiàn)金。同樣便攜式設備能夠滿足兩種需求。為了進一步適應PC環(huán)境中可能的應用，只帶有USB接口120的智能卡(USC)也是可行的(見圖26)。
USB智能卡讀取器的接口一部分是包括在USC或USIC，另一部分是包括在用在個人電腦中。在執(zhí)行相同的應用程序過程中，用在USIC110中的集成電路1100可以處理USB協(xié)議或ISO協(xié)議。USC和USIC接口通過一個簡單的連接器與USB連接。除去連接器和一些退耦電容，通過USB主機控制器121，USC和USIC不需要通過USB主機控制器121將USB上的其他的電子電路來作為總線電源設備143。沒有USIC插入時，USIC讀取器140與USB端口連接而沒有USIC插入時，程序看不到讀取器。這就是虛擬的USIC讀取器140。與USB連接的USIC讀取器同樣接受USC。
連接器在USB端口124的USB信號和與虛擬讀取器140連接的USC或USIC之間進行了電氣連接。當虛擬讀取器140中沒有智能卡時，系統(tǒng)看不到任何智能卡讀取器。當USC或USIC被插入虛擬讀取器140中時，一旦USB設備運行，系統(tǒng)就能看到虛擬讀取器。
當USC或USIC被用在虛擬USB智能卡讀取器時，本發(fā)明的相關程序方法和設備來執(zhí)行USB業(yè)務，同時當USIC被用在ISO智能卡讀取器，這些方法和設備執(zhí)行ISO業(yè)務。本發(fā)明的領域包括鑒定設備和特定的智能卡，帶有不止一個串口如USB和ISO的集成電路以及鑒定設備和特定的智能卡，僅帶有USB接口的集成電路。
當沒有智能卡插入時，ISO讀取器120(圖9)由硬件平臺識別。為了啟動協(xié)議，需要按順序插入智能卡。直到智能卡打開位置開關，智能卡上才有電子信號，從而通知硬件平臺，智能卡已經在機械位置上。用在付費電話，電子收款機或電子取款機中的讀取器要與用在不同時代的智能卡的所有協(xié)議相適應以確保兼容性。不同的智能卡可被用在一個讀取器里。同步和異步智能卡同樣要求讀取器制造商必須在除了供電電源觸點的每個ISO觸點上設計一個接口收發(fā)器(圖8)。ISO 7816-2在智能卡讀取器和ISO智能卡的鉛框架引線框間需要高達8個連接點。觸點C1被分配為供電電源VCC，觸點C2被分配為重啟信號RST，觸點C3被分配為時鐘信號CLK，觸點C5被分配為電源地GND參考電壓，觸點C6被分配為可變供電電源VPP，觸點C7被分配為數據輸入/輸出I/O。在同步ISO 7816-10應用中，在類型2的操作條件下，觸點C4被分配為功能碼PCBFCB，觸點C8同樣可用于其他同步應用中。B級的異步智能卡的操作條件不需要在C6上加VPP電壓。A級的異步智能卡的操作條件也需要在C6上加VPP電壓。特定操作條件下的同步智能卡可把C8分配有保險絲的熔斷能力。另外，每個讀取器觸點，除去VCC和GND，設計了對地帶有防靜電電路的無源網絡，用來保護集成電路，在智能卡插入時防止靜電。這樣，八個ISO 7816-2接口的觸點都被分配了特定的有源或無源網絡的特性。
一旦智能卡在位置上，開關就通知讀取器的接口，智能卡已經在位置上了。電源啟動序列就啟動了。如ISO7816-3中所述，智能卡讀取器的接口電路加上VCC，這樣在智能卡讀取器最便利時，接口電路加上時鐘信號(CLK)，在不少于400個時鐘周期后釋放重啟信號(RST)。智能卡在400個時鐘周期后和40000個時鐘周期前送出一個響應重啟信號(ATR)對讀取器RST信號響應。這樣就建立了連接，并可以開始任何交易業(yè)務。
本發(fā)明中的智能卡適用于USB應用中。USB需要4條線。對于USIC或USC，VBUS和GND被分別分配為鉛框架引線框觸點C1和C5。這是個小的改動，因為ISO 7816-2中，C1是VCC，C5是GND，信號D+和D-同樣被分別分配為鉛框架引線框觸點C4和C8。這兩個觸點被保留以在將來用在ISO 7816-2的異步智能卡中。鉛框架引線框觸點C3，C6和C7也可用在USB模式或其他用途中。
當沒有USIC或USC插入時，適用USIC或USC的智能卡讀取器不能由硬件平臺識別。USB智能卡讀取器是虛擬USB讀取器。當USIC或USC與USB連接并表現(xiàn)為USB設備時，讀取器由硬件平臺識別。當USIC或USC插入到虛擬USB讀取器140時，它必須選擇非ISO模式直到電源被關閉。
當USIC或USC插入到虛擬USB讀取器140時，在接口施加任何信號前，沒有開關去檢測鉛框架引線框觸點的位置是否很好的在讀取器的觸點下。插入過程可能會很長時間，達到毫秒數量級。當智能卡插入到功耗低性價比高的虛擬USB讀取器140時，鉛框架引線框觸點可以熱插拔。并在智能卡的插入過程中施加電源。一旦插入過程結束，智能卡會檢測到它被用于USB模式，并在下個電源啟動序列前一直與USB相連。與USIC或USC相配的虛擬USB讀取器140表現(xiàn)為USB總線供電電源設備143。主機121將檢測到USB設備已經連接好，并在開始計算前通過發(fā)送單個歸零信號(SEO)重啟。智能卡插入到虛擬USB讀取器140中，不會被損壞但不能工作。
USIC插入到虛擬USB讀取器140中時，需要直到電源關閉序列時，才選擇非ISO模式直到電源關閉序列到來，并支持包括中斷掛起模式的USB業(yè)務。USIC插入到虛擬USB讀取器140中時，支持包括中斷掛起模式的USB業(yè)務。
總結智能卡(SC)，USIC和USC設備，必須遵循以下規(guī)則1、USIC插入到ISO讀取器中，必須選擇ISO操作模式進行操作。
2、USIC插入到虛擬USB讀取器中時，必須選擇非ISO操作模式進行操作。
3、USC插入到虛擬USB讀取器中時，缺省為非ISO模式并支持USB交易業(yè)務。
4、USC插入到ISO讀取器中，不會被損壞。
5、SC插入到虛擬USB讀取器中時，不會被損壞。
模式選擇過程至少需要使用一個觸點。C2在ISO模式中用于兩個邏輯電平，C3在ISO模式中為零時或由ISO模式中的一個時鐘驅動，C4在ISO模式中可由ISO接口連為至零，并在USB模式中不可用，C6應由USB接口強制為零，而在ISO模式由接口強制連到VPP。C7應由USB接口強制為零，而在ISO模式由接口拉高。C8應由USB接口連接為零，并在USB模式中不可用。當USIC開始準備執(zhí)行程序時，C3，C6和C7用來選擇模式。
因為智能卡的性質，一天之中多次插入，而一旦交易結束就需拔出，例如當USIC或USC使用在USB虛擬讀取器140時，在啟動CPU前需要檢測USIC或USC是否很好地插入。不僅必須對集成電路1100施加合適的電壓，并且要在C4和C8以及主機的D+和D-之間進行連接。一旦設備物理連接到主機121上，就將其自身與USB連接。
本發(fā)明解決了前述問題。它包括一個方法或一個設備對USIC進行設定，更普遍的是對插入USIC的讀取器的模式相匹配的USIC設備的集成電路進行設定。當USIC被插入到ISO讀取器中，USIC就工作在ISO模式下，同時由智能卡讀取器接口送出的重啟RST信號啟動了微處理器。當USIC被插入到USB虛擬讀取器140中，USIC就工作在非ISO(NISO)模式下，同時用D+或D-信號和低壓檢測結果一起產生了微處理器的重啟信號。
USIC中集成電路1100的控制邏輯單元在第一實施例中執(zhí)行了下列功能檢測集成電路上是否施加了合適的第一供電電源電壓；檢測集成電路的C3管腳上是否有時鐘CLK信號，同時被C1上的一個負載上拉至C1，如果時鐘CLK信號被設為施加或維持為0，采用ISO模式或是非ISO模式；把結果存儲到MODE寄存器中；如果集成電路被鎖定為ISO模式，管腳RST啟動微處理器，核對了模式寄存器的內容，并且所有業(yè)務都按照ISO 7816標準來執(zhí)行。
如果集成電路被鎖定為非ISO模式，檢測C1上的電壓是否大于USB標準規(guī)定的第二最小供電電源電壓，并且比第一供電電源電壓大。如果確是如此，控制邏輯單元檢測是否在設定的時間延遲后D+或D-管腳到被USB主機的15K下拉電阻下拉的D+或D-管腳在設定的時間延遲后，在電壓大于容限值前不執(zhí)行任何業(yè)務。
如果管腳D+或D-被USB主機的15K下拉電阻下拉，這個信息就存儲到USB_RST寄存器中，同時集成電路的控制邏輯單元允許微處理器啟動，微處理器讀取模式寄存器的內容，并且程序進入USB子程序；子程序要等待適當的時間，這樣在檢測到有效的供電電源電壓后100ms之后，附屬設備才開始有效，如USB標準所述，微處理器讀取節(jié)點的實際狀態(tài)來確定管腳D+或D-是否被主機的15K下拉電阻下拉。如果節(jié)點一方面對低速設備的D-和全速設備的D+連接一個上拉電阻將它自身與USB設備相連，另外一方面根據USB標準與內部的基準3.3V電壓相連，所有的業(yè)務都將按照USB標準執(zhí)行。如果不是這種情況，微處理器進入不響應狀態(tài)，并且等待下一次電源重啟序列。
當USIC或USC插入USB虛擬讀取器140時，智能卡接口必須能夠檢測它是使用在USB模式下，并且啟動一個與USB標準相適應的電源重啟序列。當USIC插入ISO讀取器120時，智能卡接口必須能夠檢測它是使用在ISO模式下，并且啟動一個與ISO標準相適應的電源重啟序列。
當配備了帶有觸點115的模塊120，可能還有磁條112和浮雕區(qū)域114的智能卡110(圖5)由131引導且插入智能卡讀取器(圖6)，開關130擋住智能卡，發(fā)出信號表示插入了智能卡。智能卡110帶有模塊120(圖7A和7B)，其中全部八個ISO觸點C1-C8都在鉛框架引線框111的反對面。集成電路1100設置在鉛框架引線框111上。集成電路1100和鉛框架引線框觸點之間的電氣連接用引線接合技術109來實現(xiàn)。使用了機械和化學保護最后完成這厚度小于200μm的結構封裝。
圖8是一個列出了使用同步和異步程序的觸點的表格。I1程序仍使用在預付費智能卡中。在同一表中，我們列出了現(xiàn)在的應用USIC和USC，以及根據ISO7816-2標準的觸點在智能卡內嵌模塊上是如何分配的。
圖9顯示了現(xiàn)有技術中ISO智能卡讀取器120只能處理ISO智能卡的情況。計算機121有三個主接口并口122，串口123和USB口124。ISO智能卡讀取器120包括與計算機相連的ISO第二接口125，和ISO第二接口125相連的計算機，ISO驅動第一接口126以及一個通過連接器127。
圖10中模塊的觸點根據ISO和USB應用來命名。
圖11中顯示了一個ISO智能卡讀取器120能夠處理ISO智能卡，或與USB相適應的智能卡例如USIC或USC。
圖12表示中智能卡插入到讀取器120中到達開關130處的過程。通向通過觸點180與模塊觸點相匹配。圖13中顯示了一旦開關130被檢測到已打開，ISO智能卡接口產生的信號。VCC比VPP首先加上，接口時鐘信號在RST信號后出現(xiàn)在接口上。重要的是要注意在ISO模式中，觸點C3(RST)為“0”或暫時為“1”，并且但不能持久為“1”。
圖14是本發(fā)明最佳實施例，其中集成電路1100在C3端有一個上拉電阻190。192是一個反相施密特觸發(fā)器。USIC使用在ISO智能卡讀取器中。圖15顯示了本發(fā)明另一個實施例，其中集成電路1100在在C7端有一個上拉電阻190。192是不倒相施密特觸發(fā)器。USIC使用在ISO智能卡讀取器中。圖16顯示了本發(fā)明另一個實施例，其中集成電路1100在在C6端有一個上拉電阻190。192是不倒相施密特觸發(fā)器。USIC使用在ISO智能卡讀取器中。
圖17總結了上述三個實施例中的過程。圖14中的實施例，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。加上時鐘1信號后，如果在dt時間內，信號在192的輸入端為“0”，鎖定鎖存器195重啟，模式MODE并由196上的系列強制設置MODE為“0”。如果加上了時鐘2信號，在dt時間內，信號在192的輸入端為“0”，鎖定鎖存器195重啟，模式MODE并由196上的系列強制設置MODE為“0”。對于兩個時鐘信號，dt必須大于C3上允許的最大周期的半個周期，1μs。
圖15中的實施例，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。因為ISO協(xié)議，并且同時要確保內部進行上拉，觸點C7外部有一個弱上拉電阻。如果在dt時間內，信號在192的輸入端為“1”，鎖定鎖存器195重啟，模式MODE并由196上的系列強制設置MODE為“0”。圖16中的實施例，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。因為ISO協(xié)議，同時也要有一個上拉電阻190，觸點C6上有電壓VPP對它進行驅動。如果在dt時間內，信號在192的輸入端為“1”，鎖定鎖存器195重啟，模式MODE并由196上的系列強制設置MODE為“0”。
圖18中是虛擬讀取器140，它有一個通過連接器127’，USB纜142和USB串行A插頭連接器141。USC和USIC適用于該讀取器。虛擬讀取器140與主機121的USB端口124相連。智能卡1200插入到虛擬讀取器140中形成了一個USB設備143。圖19中，通口連通觸點180與模塊觸點相匹配。此處智能卡沒有通知讀取器去加上電壓。芯片1100上的系統(tǒng)不僅必須選擇非ISO模式，而且必須確保以適當的方式啟動微處理器，因為這里沒有重啟信號。管腳C6和I/O與地相連，因為如果它們被用來檢測非ISO模式，這是唯一的可能性。管腳C3可能與VBUS相連。最好采用內部上拉電阻，因為可以避免觸點和管腳之間的串擾。
圖20中包含了非ISO檢測中所有的信號。在t0處對USIC或USC加上電壓VCC。Badpwr在t2處設置CUSBPD。這段時間是在卡插入的過程中，并且在一些時間點處，觸點C4和C8就與主機中的下拉電阻1122和1123相連接。標志“D-到位”和“D+到位”表示智能卡觸點與接口觸點接觸并且反彈。圖21中CUSBPD信號對電阻1122和1123送出一個由1103和1104校準過的電流。因而在D+和D-上產生的電壓由比較器1112、1113、1114和1115監(jiān)控。電壓分配器使得D+和D-上的電壓低于電阻1100高端的電壓值，高于同一電阻低端的電壓。與門1116在t5處送出標志USBPD，在t7重啟1119從而產生USB_RST信號。電阻1122、1123上產生的電壓小于2.8V的VIH，從而沒有在t12被主機解釋為一個附屬設備。CPU 1121的RST信號被釋放，因為開關模塊是按照MODE＝I工作的。CPU啟動后，進行初始化，讀取MODE寄存器，在USB模式下執(zhí)行業(yè)務，直到產生一個電源重啟關閉序列。然后，根據USB標準，在100ms限制值之前，CPU在t8處檢測USBPD是否為“1”。如果為1，設備就禁用CUSBPD。設備在12 t12處將上拉電阻設備1101通過1102與3.3V相連和3.3V設備1102相連，通過ATTACH將自身和USB連接。主機在t13后用單個終止零信號(SEO)驅動USB。在t14過程中，各個設備均啟動。
圖24中總結了上述三個實施例。圖21中的最佳實施例中，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。觸點C3為1，因為圖19中虛擬讀取器中的程序規(guī)定C3沒有和上拉電阻190相連。C3上產生的反彈并沒有影響該實施例。如果在dt時間內，信號在192的輸入端保持為“1”，鎖定鎖存器196由Q195和MODE＝1＝非ISO進行重啟。圖22中的實施例中，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。觸點C7與虛擬讀取器外部的地相連接，如果在dt時間內，信號在192的輸入端保持為“0”，鎖定鎖存器196由Q195和MODE＝1＝非ISO進行重啟。圖23中的實施例中，當VCC加到C1上，直到VCC壓值大于一個特定的限值，如2.8V，信號Badpwr被設為“1”并保持至少一定時間，如500μs。Badpwrwd信號同樣要維持大約4μs(dt)多。觸點C6與虛擬讀取器外部的地相連接，如果在dt時間內，信號在192的輸入端保持為“0”，鎖定196由Q195和MODE＝1＝非ISO進行重啟。
圖25描述了USIC過程的流程圖。圖26是一個USC模塊。這種情況下MODE被強制為1。當該模塊使用在ISO讀取器中時，不會執(zhí)行任何業(yè)務。在USB虛擬讀取器中時，集成電路在USB模式下就啟動圖20描述的過程。
圖27顯示了準備從智能卡中排去除的SIM卡1400。SIM卡1400可以內嵌在USIC或USC模塊110中。圖28中，顯示了與圖18中所描述的不同的USB虛擬讀取器的構成元件。1500是一個token(令牌)讀取器。SIM卡1400插入到通口通過連接器127’中，沒有使用任何線纜。串行A插口141直接與通口連接器相連。
對于本領域技術人員來說，在了解了本發(fā)明的上述描述和相關附圖后，可以對本發(fā)明作出許多修改并得出其它實施例。因此，可以理解本發(fā)明步不僅限于所公開的特定實施例，并且各種修改和實施例希望包括在附加權利要求的范圍內。
權利要求
1.多模式集成電路(IC)可以在與國際標準化組織7816協(xié)議(ISO7816)相應的ISO模式下操作，也可以在與非ISO協(xié)議相應的非ISO模式下操作，多模式集成電路包括微處理器；與微處理器相連的外部接口，包括供電電壓電源塊；接地塊；與ISO7816協(xié)議相應的第一塊組，以及與非ISO協(xié)議相應的第二塊組，以及與開關塊相連的模式配置電路，根據第一塊組其中一個塊上的信號來將多模式集成電路配置成ISO模式或非ISO模式。
2.如權利要求1所述的多模式集成電路，其特征在于模式配置電路在將多模式集成電路配置為ISO模式或非ISO模式中的一種的同時，禁用ISO模式和非ISO模式中的另一種。
3.如權利要求2所述的多模式集成電路，其特征在于多模式集成電路被配置成非ISO模式時，第一塊組被禁用，而多模式集成電路被配置成ISO模式時，第二塊組被禁用。
4.如權利要求1所述的多模式集成電路，其特征在于模式配置電路包括與第一塊組其中一塊相連的模式檢測器；以及與微處理器相連的鎖定電路，并同時接收模式檢測器的輸出信號的鎖存電路。
5.如權利要求4所述的多模式集成電路，其特征在于進一步包括了與鎖定鎖存電路相連的控制寄存器，用來存儲模式配置指針。
6.如權利要求4所述的多模式集成電路，其特征在于進一步包括與供電電壓電源塊相連的電壓檢測器，用來檢測ISO模式和非ISO模式其中之一的供電電源電壓。
7.如權利要求4所述的多模式集成電路，其特征在于非ISO模式包括通用串行總線(USB)模式，以及第二塊組包括與USB協(xié)議相應的D-PLUS和D-MINUS塊；并且還包括與D-PLUS和D-MINUS塊相連的USB線纜檢測器。
8.如權利要求4所述的多模式集成電路，其特征在于第一塊組包括與ISO 7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，以及輸入/輸出塊。
9.如權利要求4所述的多模式集成電路，其特征在于第一塊組包括與ISO 7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，可變供電電壓電源塊，以及輸入/輸出塊；模式檢測器包括與第一塊組其中一個塊相連的上拉電阻。
10.多模式智能卡可以在與國際標準化組織7816協(xié)議(ISO7816)相應的ISO模式下操作，也可以在與非ISO協(xié)議相應的非ISO模式下操作，多模式智能卡包括卡身；卡身攜帶的多模式集成電路(IC)，包括外部接口，包括供電電壓電源塊；接地塊；與ISO7816協(xié)議相應的第一塊組，以及與非ISO協(xié)議相應的第二塊組，以及模式配置電路，根據第一塊組其中一個塊上的信號來將多模式集成電路配置成ISO模式或非ISO模式，包括與第一塊組其中一塊相連的模式檢測器；以及與模式檢測器相連的鎖定鎖存電路。
11.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于進一步包含與鎖定鎖存電路相連的控制寄存器，用來存儲模式配置指針。
12.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于進一步包含與供電電壓電源塊相連的電壓檢測器，用來檢測ISO模式和非ISO模式其中之一的供電電源電壓。
13.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于非ISO模式包括通用串行總線(USB)模式，并且第二塊組包括與USB協(xié)議相應的D-PLUS和D-MINUS塊；并且還包括與D-PLUS和D-MINUS塊相連的USB線纜檢測器。
14.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于模式配置電路將多模式集成電路配置為ISO模式或非ISO模式中的一種的同時，禁用ISO模式和非ISO模式中的另一種。
15.如權利要求14所述的多模式智能卡，其特征在于多模式集成電路被配置成非ISO模式時，第一塊組被禁用，而多模式集成電路被配置成ISO模式時，第二塊組被禁用。
16.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，以及輸入/輸出塊。
17.如權利要求10所述的多模式智能卡，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，可變供電電壓電壓塊，以及輸入/輸出塊；模式檢測器包括與第一塊組其中一個塊相連的上拉電阻。
18.多模式智能卡系統(tǒng)可以在與國際標準組織7816協(xié)議(ISO7816)相應的ISO模式下操作，也可以在與非ISO協(xié)議相應的非ISO模式下操作，多模式智能卡系統(tǒng)包括多模式智能卡，包括外部接口，包括供電電壓電源塊；接地塊；與ISO7816協(xié)議相應的第一塊組，以及與非ISO協(xié)議相應的第二塊組，以及模式配置電路，根據第一塊組其中一個塊上的信號來將多模式集成電路配置成ISO模式或非ISO模式，包括與第一塊組其中一塊相連的模式檢測器；以及與模式檢測器相連的鎖定鎖存電路；非ISO相應的智能卡讀取器，用開讀取多模式智能卡，包括有多個觸點的智能卡接口，分別與供電電壓電源塊、接地塊、以及非ISO協(xié)議相應的第二塊組相匹配，以及模式指示電路，與第一塊組其中一塊相連，用來為模式配置電路中的模式檢測器提供非ISO模式指示信號。
19.如權利要求18所述的多模式智能卡系統(tǒng)，其特征在于模式配置電路進一步包括了與鎖定鎖存電路相連的控制寄存器，用來存儲模式配置指針。
20.如權利要求18所述的多模式智能卡，其特征在于進一步包括與供電電壓電源塊相連的電壓檢測器，用來檢測ISO模式和非ISO模式其中之一的供電電源電壓。
21.如權利要求18所述的多模式智能卡，其特征在于非ISO模式包括通用串行總線(USB)模式，并且第二塊組包括與USB協(xié)議相應的D-PLUS和D-MINUS塊。
22.如權利要求18所述的多模式智能卡，其特征在于模式配置電路將多模式集成電路配置為ISO模式或非ISO模式中的一種的同時，禁用ISO模式和非ISO模式中的另一種。
23.如權利要求22所述的多模式智能卡，其特征在于多模式集成電路被配置成非ISO模式時，第一塊組被禁用，而多模式集成電路被配置成ISO模式時，第二塊組被禁用。
24.如權利要求18所述的多模式智能卡，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，以及輸入/輸出塊。
25.如權利要求18所述的多模式智能卡，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，可變供電電壓電源塊，以及輸入/輸出塊；模式檢測器包括與第一塊組其中一個塊相連的上拉電阻。
26.多模式集成電路操作方法，可以在與國際標準化組織7816協(xié)議(ISO7816)相應的ISO模式下操作多模式集成電路(IC)，也可以在與非ISO協(xié)議相應的非ISO模式下操作，其中，多模式集成電路包括外部接口，接口包括了一個供電電壓電源塊，接地塊，與ISO7816協(xié)議相應的第一塊組，以及與非ISO協(xié)議相應的第二塊組，該方法包括檢測第一塊組其中一塊上是ISO模式狀態(tài)還是非ISO模式狀態(tài)；當檢測到ISO模式狀態(tài)時，將集成電路配置成ISO模式，并在檢測到ISO模式的同時禁用第二塊組；以及當檢測到非SO模式狀態(tài)時，將集成電路配置成非ISO模式，并在檢測到非ISO模式的同時禁用第一塊組。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于檢測第一塊組其中一塊上是ISO模式狀態(tài)還是非ISO模式狀態(tài)，包括在多模式集成電路電源重啟時檢測是ISO模式狀態(tài)還是非ISO模式狀態(tài)。
28.如權利要求26所述的方法，其特征在于當檢測到非ISO模式狀態(tài)時，通過檢測供電電壓電源塊上的非ISO模式電壓值，從而來驗證非ISO模式。
29.如權利要求26所述的方法，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，以及輸入/輸出塊。
30.如權利要求29所述的方法，其特征在于檢測是ISO模式狀態(tài)還是非ISO模式狀態(tài)，包括了檢測時鐘塊上存在的是ISO相應的接口信號還是非ISO相應的接口信號。
31.如權利要求26所述的方法，其特征在于第一塊組包括與ISO7816協(xié)議相應的時鐘塊，重啟塊，可變供電電壓電源塊，以及輸入/輸出塊。
32.如權利要求26所述的方法，其特征在于非ISO協(xié)議包括通用串行總線(USB)協(xié)議。
33.如權利要求26所述的方法，其特征在于進一步包括存儲模式配置指針，用來指示多模式集成電路配置成ISO模式還是非ISO模式。
全文摘要
提供了一種多模式IC，用于在第一模式，如依照國際標準化組織7816(ISO7816)協(xié)議的ISO模式下工作，并且在第二模式，如依照通用串行總線(USB)協(xié)議的USB模式下工作。多模式IC最好是智能卡，并包括微處理器和外部接口。外部接口包括電壓供應塊、接地塊、用于第一模式的第一塊組和用于第二模式的第二塊組。第一塊組最好包括重啟塊、時鐘塊和依照ISO7816協(xié)議的輸入/輸出塊，并且還可以包括依照ISO7816協(xié)議的可變供電電壓塊。所述IC還包括模式配置電路，用于檢測第一塊組中一個塊上的模式條件，并根據檢測結果將IC配置為ISO模式或非ISO模式。一旦該IC被配置為一種特定的模式，它將僅在一種模式下工作，直到下一個打開電源重啟序列到來。
文檔編號G06K19/07GK1503957SQ01819046
公開日2004年6月9日 申請日期2001年8月30日 優(yōu)先權日2000年10月11日
發(fā)明者瑟基·F·弗拉豪夫, 艾倫·C·波米特, 羅伯特·A·雷蒂爾, A 雷蒂爾, C 波米特, 瑟基 F 弗拉豪夫 申請人:St微電子公司, 施魯博格系統(tǒng)股份有限公司, 施魯博格技術應用有限公司