一種智能卡陣列裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能卡陣列裝置，包含：至少兩組總線擴展模塊、處理器模塊、以太網接口，每個總線擴展模塊連接一個處理器模塊，每個處理器模塊連接一個以太網接口，至少兩組的處理器模塊之間維持心跳信息；還包含若干智能卡陣列模塊，所述所有智能卡陣列模塊都同時連接所有總線擴展模塊并與所述的總線擴展模塊交換數據。本實用新型實現的智能卡陣列裝置，處理效率高，成本低、故障率低，有效保證了智能卡陣列裝置整體的持續可用性。
【專利說明】
一種智能卡陣列裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及通訊技術領域，尤其涉及一種智能卡陣列裝置。
【背景技術】
[0002]智能卡是內部嵌有集成電路的卡片，在通訊、金融等各個領域應用廣泛。常見的有符合IS07816協議接口的接觸式智能卡，以及集成了RFID的非接觸式智能卡。
[0003]智能卡的讀寫技術原理上非常成熟。比如手機終端或讀卡器，均能實現對智能卡的讀寫訪問。一些特定場合，需要對大量智能卡進行快捷的、低成本的集中管理，形成智能卡陣列。在這一領域，當前技術還存在不足，主要體現在:
[0004]智能卡的訪問效率和成本難以平衡。在一些陣列設計中，采用串行機制，分時訪問每個智能卡。這種方式一般具備較強的成本優勢，但效率低，尤其不能滿足多張卡并發訪問需求。在另一些陣列設計中，采用并行機制，每張卡進行單獨的讀寫控制，效率較高，但會付出成本代價。
[0005]可靠性不足。陣列中有大量智能卡，處理器故障、總線故障等，均會導致該陣列中的所有智能卡訪問異常。
[0006]因此，有必要對當前智能卡陣列做出改進。
【發明內容】
[0007]本實用新型提供一種智能卡陣列裝置，旨在解決現有技術中智能卡陣列效率與成本不能兼顧、且故障率較高的問題。
[0008]為解決以上問題，本實用新型提供一種一種智能卡陣列裝置，包含:至少兩組總線擴展模塊、處理器模塊、以太網接口；每個總線擴展模塊連接一個處理器模塊，每個處理器模塊連接一個以太網接口，至少兩個的處理器模塊之間維持心跳信息;還包含若干智能卡陣列模塊，所述所有智能卡陣列模塊都同時連接全部總線擴展模塊。
[0009]進一步的，所述的智能卡陣列模塊包含可編程邏輯模塊，所述的可編程邏輯模塊用于實現和智能卡的數據交互和相關信號的控制。
[0010]進一步的，所述的可編程邏輯模塊包含至少一組智能卡讀寫單元和切換單元，所述的切換單元連接智能卡。
[0011]進一步的，所述切換單元同時連接多個智能卡。
[0012]進一步的，還包含時鐘分發模塊、智能卡接口模塊;所述時鐘分發模塊，用于將時鐘分發到各個智能卡接口模塊;所述智能卡接口模塊，用于作為智能卡接口。
[0013]進一步的，所述以太網接口用于作為與其他智能卡陣列或其他外部設備組網連接的接口。
[0014]進一步的，所述處理器模塊，用于智能卡陣列的集中管理、數據緩存、業務實現。
[0015]進一步的，所述總線擴展模塊，用于各個智能卡陣列和處理器模塊的互連。
[0016]進一步的，還包含串并轉換模塊，用于將串行數據轉換為并行數據并鎖存。
[0017]進一步的，還包含所述多路選擇模塊，用于從多路信號中輪詢選擇，每個時刻只送出其中一路信號。
[0018]以上實現的智能卡陣列裝置，采用多個總線擴展模塊，各總線擴展模塊與每個智能卡陣列相連，形成雙星或多星形拓撲。每個處理器系統各負責一部分可編程邏輯單元，可以充分發揮處理器系統的性能。當其中一套模塊故障時，包括處理器模塊異常、總線異常等，則另外的處理器模塊采用其總線接管所有智能卡陣列，維持系統的可用性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型智能卡陣列裝置整體示意圖；
[0020]圖2為本實用新型可編程邏輯模塊結構示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例的智能卡陣列裝置局部示意圖。
【具體實施方式】
[0022]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]現在將參考附圖描述實現本實用新型的具體實現過程及技術效果。在后續的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本實用新型的說明，其本身并沒有特定的意義。因此，"模塊"與"部件"可以混合地使用。
[0024]如圖1所示，一種智能卡陣列裝置，包含:至少兩組總線擴展模塊，以及與總線擴展模塊數量對應的處理器模塊和以太網接口，每個總線擴展模塊連接一個處理器模塊，每個處理器模塊連接一個以太網接口。本實施例中，為了提高系統可靠性，設置有總線擴展模塊A和總線擴展模塊B，總線擴展模塊A連接有處理模塊A，處理模塊A連接有以太網接口 A。處理器模塊A和處理模塊B之間維護心跳線，相互偵測故障。還包含若干智能卡陣列模塊，所述所有智能卡陣列模塊都同時連接所有總線擴展模塊。例如圖1所示，智能卡陣列A連接總線擴展模塊A和總線擴展模塊B，智能卡陣列B也同時連接總線擴展模塊A和總線擴展模塊B。總線擴展模塊用于將處理器系統總線擴展，用于訪問大量可編程邏輯。所述以太網接口，用于與其他智能卡陣列或其他外部設備組網連接的接口。所述處理器模塊，用于智能卡陣列的集中管理、數據緩存、業務實現。所述總線擴展模塊，用于各個智能卡陣列和處理器模塊的互連。
[0025]需要說明的是，上述總線擴展模塊只是邏輯上的表述。實際上可以是諸如LocalBUS等并行總線的擴展，也可以是諸如USB等串行總線的互連。
[0026]所述的智能卡陣列模塊包含可編程邏輯模塊，所述的可編程邏輯模塊用于實現和智能卡的數據交互和相關信號的控制。可編程邏輯和智能卡直接相關的功能主要有三個:一是實現智能卡1 口的時序，完成和智能卡的讀寫交互;二是發出串行信號，通過串并轉換鎖存模塊產生期望的電平信號;三是向時鐘分發模塊提供時鐘。
[0027]進一步如圖2所示，所述的可編程邏輯模塊包含至少一組智能卡讀寫單元和切換單元，所述的切換單元同時連接多個智能卡。智能卡讀寫單元實現智能卡的串行數據讀寫。即將緩沖區中待發送數據按照智能卡規范要求轉為串行數據格式發送給智能卡;接收智能卡發來的串行數據，存放在緩沖區中。切換單元實現多張卡之間的切換，即多張智能卡共享一個智能卡讀寫單元，以節約可編程邏輯的資源。其機制是，當智能卡讀寫單元完成一次智能卡的寫入和讀出操作后，切換單元依照需求切換到另外一張智能卡，接下來對另外一張卡進行寫入和讀出操作。
[0028]如圖2所示，將需要讀寫的大量智能卡進行分組。每個智能卡讀寫單元負責η張卡的讀寫，共分為m組。每個組內的η張卡在切換單元的控制下串行操作，即完成一張卡的一條寫入和讀出命令之后，再操作另外一張。而各組之間的智能卡讀寫可以完全并行操作。這樣，通過合理地定義組的個數m以及組內卡的個數η，可以實現效率和資源的最佳平衡。
[0029]特別地，在要求所有卡的讀寫能夠并行的場合，可以以資源換效率，令η等于I，即取消切換單元，由各智能卡讀寫單元直接對卡進行讀寫。
[0030]特別地，在對卡的讀寫實時性要求不高以及可編程邏輯資源緊張的場合，可以令m等于I，即所有智能卡串行訪問。
[0031]在本例中，智能卡是等分分組的，即每組智能卡個數均為η。實際上并無限制，可依據多種因素靈活分組。
[0032]進一步如圖3所示，所述智能卡陣列裝置除了可編程邏輯模塊101外，還包含串并轉換鎖存模塊102、時鐘分發模塊105、多路選擇模塊106、智能卡接口模塊103;所述的串并轉換鎖存模塊102，用于將串行數據轉換為并行數據并鎖存;該模塊可有效減少對可編程邏輯器件的引腳需求。可編程邏輯模塊101只需要提供串行數據、移位時鐘、鎖存使能等少量幾個信號，串并轉換鎖存模塊102即可對外提供大量輸出信號。在本系統中，和智能卡相關的電平信號均由串并轉換鎖存模塊輸出，包括VCC使能、電平選擇、RST等。可選地，在可編程邏輯引腳資源充分的情況下，也可省去串并轉換鎖存模塊，直接由可編程邏輯輸出所有電平信號。
[0033]時鐘分發模塊105，用于將時鐘分發到各個智能卡接口模塊。時鐘分發模塊用于將單路時鐘復制為多路，提供給多個智能卡接口模塊。時鐘分發模塊可以用具備多路復制功能的時鐘緩沖器來實現。可選地，針對少數幾路時鐘，時鐘分發模塊也可以用走線分叉的方式來實現，或者用走線分叉和時鐘緩沖器相結合的方式來實現。
[0034]智能卡接口模塊103，用于連接智能卡104的接口。具體的，智能卡接口模塊103是系統和智能卡連接的橋梁。和智能卡104直接相連的是VCC、RST、CLK、1等智能卡規范中定義的標準信號。
[0035]智能卡接口模塊103的主要功能有:實現智能卡的電平規范。目前智能卡規范中定義了 5V、3V、1.8V三種電平。智能卡接口模塊提供電平選擇接口，可實現三種電平切換;在特定應用中，已知智能卡可采用三種電平中的一種或兩種。
[0036]多路選擇模塊106，該模塊的作用是從多路信號中輪詢選擇，每個時刻只送出其中一路信號。該模塊可有效減少對可編程邏輯器件的引腳需求。各個智能卡接口模塊輸出的狀態信號，經多路選擇模塊后送給可編程邏輯模塊。可選地，如果在特定應用中，智能卡數量不多，可編程邏輯器件引腳足夠，則可將智能卡接口模塊輸出的狀態信號直接送給可編程邏輯模塊。可選地，如果在特定應用中，不需要監測智能卡狀態，則可省去該模塊。
[0037]以上實現的智能卡陣列裝置，總線擴展模塊A和總線擴展模塊B均和每個智能卡陣列相連，形成雙星或多星形拓撲。每個處理器系統各負責一部分可編程邏輯單元，充分發揮處理器系統的性能。當其中一套模塊故障時，包括處理器模塊異常、總線異常等，則另外的處理器模塊采用其總線接管所有智能卡陣列，維持系統的可用性。
[0038]以上僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種智能卡陣列裝置，其特征在于包含:至少兩組的總線擴展模塊、處理器模塊以及以太網接口；每個總線擴展模塊連接一個處理器模塊，每個處理器模塊連接一個以太網接口，至少兩個的處理器模塊之間維持心跳信息;還包含若干智能卡陣列模塊，所述所有智能卡陣列模塊都同時連接全部總線擴展模塊。2.根據權利要求1所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述的智能卡陣列模塊包含可編程邏輯模塊，用于實現和智能卡的數據交互和相關信號的控制。3.根據權利要求2所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述的可編程邏輯模塊包含至少一組智能卡讀寫單元和切換單元，所述的切換單元連接智能卡。4.根據權利要求3所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述切換單元同時連接多個智會K 一艮。5.根據權利要求2所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:還包含時鐘分發模塊、智能卡接口模塊;所述時鐘分發模塊，用于將時鐘分發到各個智能卡接口模塊;所述智能卡接口模塊，用于作為智能卡接口。6.根據權利要求1所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述以太網接口用于作為與其他智能卡陣列或其他外部設備組網連接的接口。7.根據權利要求1所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述處理器模塊，用于智能卡陣列的集中管理、數據緩存、業務實現。8.根據權利要求1所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:所述總線擴展模塊，用于各個智能卡陣列和處理器模塊的互連。9.根據權利要求5所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:還包含串并轉換模塊，用于將串行數據轉換為并行數據并鎖存。10.根據權利要求5所述的智能卡陣列裝置，其特征在于:還包含多路選擇模塊，用于從多路信號中輪詢選擇，每個時刻只送出其中一路信號。
【文檔編號】G06K17/00GK205427884SQ201521042712
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月15日
【發明人】牛蔚華, 王曉軍, 謝海, 同永衛
【申請人】深圳市思享云創新技術有限公司