CN101147162A - 具有可选择接触元件的存储卡及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有可选择接触元件的存储卡、能够接纳所述存储卡的终端及其操作的方法。具有可选择接触元件的存储卡包括：具有多个接触元件的接口；存储卡控制器，其至少连接到所述接触元件的子集；存储设备，其连接到所述存储卡控制器；切换单元，其连接到所述存储卡控制器并且连接到所述接口的所述接触元件的至少一个，其中所述存储卡控制器连接到所述切换单元以可控制地选择所述至少一个接触元件。

Description

具有可选择接触元件的存储卡及其操作方法
技术领域
本发明涉及现有的存储卡(例如SIM(用户识别模块)/智能卡)中的改进，该改进将在开发用于SIM/智能卡的应用中允许更大的灵活性。更具体地，本发明涉及SIM/智能卡接口中的改进。
背景技术
当前的SIM/智能卡解决方案以及尤其是ISO7816接口的问题在于当前现有的智能卡仅具有3个“空闲的”的插针，并且将有若干种需要对接安全智能卡元件的应用，包括例如USB(通用串行总线)和NFC(近场通信)(例如付费/检票)应用。
英文的1997的ISO/IEC ISO7816-3规范可以从因特网站点“http://www.iso.org/iso/en/CatalogueDetailPage.CatalogueDetai1？CSNUMBER＝14735&scopelist＝”下载，而ISO/IEC ISO7816-4规范已经被撤消。
在现有技术中已知提供具有能够接纳不同种类存储卡的组合接口的设备，例如在美国专利US 6,612,498中公开的。该文档公开了一种移动台(MS)，该移动台包括接口卡插槽(SLOT)，可以将MMC卡或小型SIM卡连接到该插槽。MMC卡大小的单独适配器用于连接小型接口卡，或者，除了用于MMC卡的第一插针之外，用于SIM卡的第二插针被安排到接口卡插槽。选择接口卡的操作电压以适应当前使用的接口卡。
现有技术中还已知使用切换电路来接纳公共连接器中的不同存储卡，其中设备可以在不同的存储卡接口模式之间进行仲裁(arbitrate)。能够接纳多个不同存储卡的此类电子设备例如在美国专利US 6,857,038中公开。该文档公开了一种用于存储卡的公共连接器和用于连接器的共享管脚的切换仲裁方法，该连接器即，一种允许在不同的时刻***并且固定多个不同类型的存储卡的公共连接器。
已知提供能够接纳例如SD(安全数字)、MMC(多媒体卡)、ISO7816SIM卡(用户识别装置卡)或SM(智能媒体)的不同类型存储卡的设备。
尤其在具有设定格式和有限数量的连接触点的移动终端的SIM卡的情况下，标准ISO7816接口必须被保留，使得运营商可以发布仍可在较旧的终端中工作的新的SIM卡。即，需要为仍使用相同接口连接的所有其他非电话应用保留现有的接口。因为对使用较少剩余的管脚有若干个不同的提议，所以在使用相同触点以区分信号电平的这些应用和协议间存在冲突。
从现有技术状态开始，有利的是具有能够读不同类型存储卡的设备。但不管怎样，没有存储卡能够在不同的插槽中并且以不同的电接口进行操作。
还期望提供一种存储卡，该存储卡具有以增加的数据传输速率操作的能力。
还期望具有一种存储卡，该存储卡具有以可适应的接口特性操作的能力，从而实现存储卡向下和向上的兼容性。
期望减小在卡阅读器设备和存储卡之间的不兼容性。
还期望实现良好建立的接口以适用于一些新的应用。
发明内容
通过具有权利要求1的特征的设备、具有权利要求10的特征的存储***和根据权利要求11的方法来解决该目的，而在从属权利要求中批露了其他的实施方式。
根据本发明的第一方面，提供一种具有可选择接触元件的存储卡。该存储卡包括：带有多个接触元件的接口；存储卡控制器，其至少连接到所述接口的多个所述接触元件；以及存储设备，其连接到所述存储卡控制器。存储卡另外包括切换单元，该切换单元连接到所述存储卡控制器并且连接到所述接口的至少一个所述接触元件。所述存储卡控制器另外连接到所述切换单元以可控制地选择所述接口的所述至少一个接触元件。
即，存储卡具有带有多个接触元件的电子接口，其中所述存储卡的存储卡控制器能够改变智能卡的(至少几个)接触元件的配线。在基本的实施中，存储卡控制器可以任意地改变配线。在其他的实施方式中，存储卡控制器可以仅改变一些接触元件的配线。
存储卡控制器可能选择它自己的接触元件。还可以设想存储卡控制器硬连线到多个接触元件，并且仅针对所述存储卡上的附加电气或电子组件来控制或选择其他的接触元件。
即，存储卡控制器可以重定向当前接口的空闲接触元件以使用它们来还与在所述存储卡上运行的一个或多个不同应用交换数据。措词“存储卡”用于包括可用于存储数据和应用并且在所述卡的存储卡控制器上执行应用的所有类型的存储卡和智能媒体卡。
存储卡控制器和切换单元使得存储卡能够允许当前在所述存储卡控制器或所述存储卡上运行的活动应用在需要时与存储卡接口的空闲接触元件对接并且相应地控制所述操作。
这样在需要时与存储卡接口的空闲的或实际上未使用的接触元件的对接允许例如卡增加经由所述接口的数据传输速率。这样在需要时与存储卡接口的空闲的或实际上未使用的接触元件的对接允许例如卡启动例如第二应用以经由所述接口的实际上未使用的接触元件来交换数据速率。
该空闲接触元件的实施可用于执行数据传输，例如用于编码和解码应用、存储过程或数据获取任务。
为了能够全面利用本发明所提供的有益特征，需要存储介质的对应方(counterpart)也能够访问“未使用的接触元件”。
接口、切换单元和存储卡控制器的一部分(负责操作切换单元)可以被实施为开关板/开头矩阵接口，其处理与活动应用的交互以及接触元件的控制/预留。
在所述存储卡的示例性实施方式中，所述存储卡控制器设置有评估电路。提供评估电路以评估表示接口类型和被选择的至少一个接触元件的接收比特序列。提供评估电路以确定所述切换单元所需的切换模式(例如，通过询问存储设备)以便选择所述指示的至少一个接触元件和所需的数据交换协议，从而操作所述选择的至少一个接触元件。
该实施使得连接的设备能够确定存储卡可以支持哪些不同类型的接口以经由实际上未使用的接触元件来进行通信。
在本发明的另一个示例性实施方式中，可将所述存储卡控制器配置成根据例如指示的接口类型来使用不同的协议以便经由选择的接触元件来交换数据。
该实施使得连接的设备能够确定存储卡可以支持哪些不同类型的接口和协议以便经由实际上未使用的接触元件来进行通信。执行不同的协议所需的数据可以存储在例如存储卡的存储单元内。每个接口包括两个或多个不同的方面，例如机械接口、电子接口、数据传输协议和信号电平。在最简化的形式中，本发明的实施方式可以被解释为存储卡控制器，其将多个已知的接口(优选地具有几个触点)(例如USB、双绞线、专用调试接口、AFNOR、S2C或具有几个单独的有线电缆的火线)***到多个接触接口的空闲触点(根据经由所述接口的已使用的触点所接收到的信息)。
在本发明的另一个示例性实施方式中，所述接口包括带有8个接触元件的ISO7816接口。
从在例如GSM(全球移动通信***)蜂窝电话***中的移动电话中使用的SIM(用户识别模块)卡已知ISO7816接触格式。移动终端的SIM卡是已知的设置格式并且具有有限数量的连接。如果企图对SIM卡做出任何改变，则必须保持标准ISO7816接口，从而运营商可以发布仍可在较旧的移动终端中操作的新的SIM卡。另外，必须为仍仅使用原始接口连接的所有其他非电话应用保持现有的接口。ISO7816接触格式包括至少两个未使用的接触元件。这些空闲的接触元件可用于提供“扩展的”ISO7816接触格式，其中空闲的管脚被分配或映射到单个的其他接口(例如USB)。
利用本发明，根据经由ISO7816接触格式的已使用的接触元件接收到的信息，空闲的管脚可以任意地映射到多个(至少2个)不同的应用(接口协议、信号电平等)。也可预想使用相同的接触格式以通过也利用“空闲的触点”进行数据传输来增加现有的ISO7816接口的操作速度。然而，ISO7816接触格式在许多形式和应用中用于智能卡。存储卡包括ISO7816接触格式的事实没有明确排除在存储卡上还提供有其他的接口接触元件。
存储卡的另一示例性实施方式包括加密引擎和非易失性存储器。即，该存储卡可用作用于GSM(全球移动通信***)蜂窝电话的SIM卡。
在所述存储卡的另一示例性实施方式中，所述接口包括至少三个附加的接触元件。这些附加的接触元件可以另外提供给例如ISO7816电接口的标准接口。该实施方式可结合组合的存储卡使用或例如用于多SIM卡。措词接口表示所述存储卡的所有接触元件。
在另一示例性实施方式中，所述存储卡包括存储在所述存储设备中的关于存储卡支持哪些接口配置的信息，其中所述信息可经由选择的接触元件来获得。该实施方式使得连接的终端设备的用户能够确定哪些类型的接口和协议可以被映射到接口的实际上未使用的接触元件。根据另一实施，涉及可用应用的类型的信息可以可获取地存储在所述存储卡上。
在另一示例性实施方式中，所述存储卡另外包括连接到所述切换单元的第一应用控制器。应用控制器可以由所述存储卡控制器耦合到接口的多个空闲的接触元件。在该实施中，存储卡控制器可以将所述应用控制器(例如专用集成电路)连接(或断开连接)到接口的空闲的(实际上未使用的)接触元件。
在另一示例性实施方式中，所述存储卡另外包括连接到所述切换单元的第二应用控制器。在该实施中，存储卡控制器可以将所述第一或第二应用控制器连接(断开连接)到接口的空闲的(实际上未使用的)接触元件。这允许连接的终端设备经由存储卡控制器进行选择，以选择将映射到接口的空闲的触头的接口类型、协议和应用。
在另一示例性实施方式中，所述存储卡另外包括信号检测电路，用于保持空闲的接触元件处于监视下以检测遵从某个协议的信号是否可以被检测到是源自于连接的终端设备。信号检测电路连接到所述接触元件的至少一个并且连接到所述存储卡控制器。信号检测电路可以直接连接到接触元件。还考虑信号检测电路经由切换单元连接到接触元件。信号检测电路被连接到一个实例，该实例控制(存储卡控制器)切换单元，使得其能够根据接收的表示特定接口协议的信号模式来配置接触元件。还设想在控制器本身中实施信号检测电路，例如以周期性地调查空闲的接触元件的软件程序的形式。
存储卡可以设置有评估电路以确定连接的设备是否正在尝试经由空闲的接触元件并经由已知的协议来连接存储卡。本实施方式向设备提供了增加的功能性，所述设备可仅利用单个(例如专用)协议、仅为了单个任务而访问空闲的接触元件。该实现将连接的终端从下列任务中解放出来：即发送用于识别卡上协议和接触元件的信号以便进行配置的任务。该实施方式实现了存储卡甚至对不能指示使用的协议的终端设备的向下兼容性。例如可能配置存储卡控制器以就某些信号而调查空闲的接触元件。可以设想实施仅就预定数量的协议信号的调查，因为未来的终端或终端设备可能能够指示某些协议，并且该实现仅与不能够指示某些接触元件/协议的终端有关，并且预计这些专用的解决方案将从市场上消失。
根据本发明的另一方面，提供一种电子终端设备，该设备包括用于带有可选择接触元件的存储卡的接口。电子终端包括接口、处理单元、存储设备和切换单元。接口具有多个接触元件。处理单元至少连接到所述接口的所述接触元件的子集。存储设备连接到所述处理单元。切换单元连接到所述处理单元并且连接到所述接口的所述接触元件的至少一个。处理单元连接到所述切换单元以可控制地选择所述至少一个接触元件。
基本地，电子终端设备是存储卡的对应物并且基本上需要相同的能力以选择或映射接口到接触元件。
例如设想为电子终端提供设置电路以发送比特序列到存储卡以指定接口类型和将要为所述接口选择的至少一个接触元件。该电路可以指定连接的存储卡的所需切换模式。
还设想使用带有8个接触元件的DIN ISO7816接口作为带有可选择接触元件和可选择数据传输协议的接口。
可以设想向电子终端设备提供包括至少三个附加接触元件的接口。
电子终端设备可以被配置成获取存储在所述存储卡上的信息(例如，通过确定电路)以确定连接的存储卡支持哪些接口配置。
在本发明的示例性实施方式中，所述电子终端设备包括移动电话。事实上，其也可以被解释为具有连接到带有可选择接触元件的存储卡的能力的移动电话。然而，必须提到的是，移动电话可以包括常见的组件，例如HF电路、天线、数字信号处理装置、处理单元、键盘、小键盘、显示器、扬声器、麦克风以及例如照相机模块、广播和游戏应用的所有其他组件。移动电话可使用该接口，以使用带有可选择接触元件的存储卡的所有技术方面，以访问在未来存储卡上提供的更宽泛的应用。还预计将该接口使用到移动蜂窝电话的带有可选择接触元件的SIM卡，从而能够在SIM卡上存储更多的数据并且更快地访问数据。还可以设想实现能够访问在这种带有可选择接触元件的SIM卡上的附加应用的移动电话。
根据本发明的另一方面，提供一种存储***。该存储***包括：具有用于连接带有可选择接触元件的存储卡的卡接口的终端设备，其中存储卡具有带有多个接触元件的接口；存储卡控制器；存储设备；以及，切换单元(如上面的规范所公开的)，其***所述卡接口。在该***中，终端设备可以经由所述终端和所述存储卡的空闲接触元件访问所述存储卡上的某些应用。还注意到设备必须能够访问这些空闲接触元件以便访问所述存储卡上的某应用。然而，终端设备可能仅能够经由所述空闲接触元件访问单个(专用的)接口标准。
还可以设想在所述存储卡中提供无源信号检测电路以保持空闲接触元件处于监视下，以检测遵从某个协议的信号是否可以被检测到是源自于连接的终端设备。
根据本发明的另一方面，一种用于在存储卡上选择接口的接触元件的方法，包括下列步骤：经由接口的接触元件在存储卡控制器处接收比特序列，其中所述比特序列指示至少一种类型的接口终端并且指示至少一个接触元件；评估所述接收到的比特序列以确定切换单元的切换配置；以及，根据所述指示的接口类型来配置所述切换单元以在所述指示的接触元件处提供所述指示的类型的接口终端。
可以在所述存储卡控制器处经由接口的至少一个接触单元和经由在所述存储卡中提供的切换单元，或直接从所述接触元件来接收比特序列。所述比特序列指示所述存储卡上的存储卡控制器的、或另一设备(例如专用集成电路的另一控制器)的至少一种类型的接口终端，并且也指示至少一个接触元件。
即，接收到的信息提供接触元件到存储卡上设备的接口终端的映射关系。设想提供存储卡设备的接口终端以利用预定的接口协议进行使用。期望如果存储卡控制器没有硬连线到它相应的接触元件，则以所述存储卡或所述切换单元的默认模式，在存储卡控制器处接收到指示接口和接触元件的比特序列。
然后通过根据在接收到的比特序列中指示的所述映射关系配置或控制所述切换单元(通过存储卡控制器)来实施检测到的映射关系。由此控制器可以在所述指示的接触元件处提供任何类型的接口。即，本方法提供允许当前活动的应用在需要时与存储卡(例如，安全智能卡元件)的(空闲)插针对接的可能性。
利用本发明，存储卡可将优选应用的选择复用到空闲插针以便为其目的而预留存储(SIM/智能)卡的空闲插针。
在示例性的实施方式中，该方法另外包括根据与在所述接收到的比特序列中指示的接口终端的所述类型有关的数据交换协议来配置所述控制器。
即，存储卡控制器可以控制在控制器和接口的接触元件之间的配线并且也能够控制不同的协议栈的访问以便根据所述实际选择/连接的接口来交换数据。本实施针针对使用具有带有通用输入输出终端的控制器的存储卡，该通用输入输出终端能够配置在所述终端处使用的协议以及使用的信号(包括信号电平频率等)。
在本发明的另一个示例性实施方式中，所述方法另外包括：在控制器处从所述接口接收请求由存储卡所支持的接口配置的查询；由控制器获得存储卡支持哪些接口配置的信息；并且经由所述切换单元将所述获得的信息从存储卡控制器发送到所述接触元件。
从所述接口从控制器处的连接的终端接收来自连接的终端设备(可能经由切换单元)的请求存储卡支持哪些类型的接口配置的接收到的查询。由控制器从例如连接的存储单元获得支持哪些接口配置的信息。
本实施可有助于确定存储卡所支持的接口模式以向存储卡和设备终端提供即插即用的能力。
在本发明的另一个示例性实施方式中，本方法另外包括：从所述存储卡控制器向所述接口发送关于根据所述指示的接口类型来配置所述切换单元的应答。可以经由活动的或新近选择的接触元件来执行接口应答命令的发送。当经由标准接口发送应答时，优势在于总存在一个操作的接口。当经由新近选择的接触元件和选择的接口来发送应答时，优势在于能够改变所有可用的接触元件。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码装置，以便当所述程序产品运行在存储卡的控制器上时，实施先前描述的用于选择存储卡的接口的接触元件的方法。
根据本发明的另一方面，提供一种软件工具，其包括程序代码装置，用于当所述程序产品运行在计算机或网络设备上时，实施先前描述的用于选择具有可选择接触元件的存储卡的接口的接触元件的方法。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机数据信号。该计算机数据信号在载波中实现并且代表程序，该程序使得具有可选择接触元件的存储卡的处理器在所述计算机程序运行在计算机或网络设备上时，执行如前面描述中所公开的用于选择存储卡的接口的接触元件的方法步骤。
附图说明
在下文中，通过参考附图来详细描述本发明，附图中：
图1是具有八个接触元件的标准ISO7816接口的示意性框图；
图2是根据本发明的一个实施方式的存储卡的示意性框图；
图3是根据本发明的一个实施方式的具有增加数量的接触元件的存储卡的示意性框图；
图4是根据本发明的一个实施方式的具有增加数量的接触数据处理单元和有限数量的可切换接触元件的存储卡的示意性框图；
图5是根据本发明的一个实施方式的具有附加的接触数据处理单元、有限数量的可切换接触元件和信号检测电路的存储卡的示意性框图；
图6是根据本发明的一个实施方式的实施为能够接纳具有可切换接触元件的存储卡的移动电话的电子终端设备的示意性框图；以及
图7是体现本发明一个方面的用于选择不同接触元件的方法的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，相同的组件被给定相同参考标号，无论它们是否在本发明的不同实施方式中示出。为了清楚和简明地示出本发明，附图可以不一定按比例绘制并且某些特征可以某种示意性的形式示出。
图1示意性地示出具有八个接触元件的标准ISO7816接口，其可从芯片卡、付费卡、电话卡和SIM(用户识别模块)卡已知。
在GSM中，可通过由ISO7816(由3.0V或1.8V供电)定义的类似UART的双向接口来访问在SIM卡(例如加密引擎和非易失性存储器等)中包含的功能。然而，这种良好建立的接口不适于一些新的应用。
然而，在标准ISO7816应用中，实际仅使用到六个接触元件。特别地，不使用触点C4和C8。有一些实施使用了接触元件C4和C8作为S2C接口(来自飞利浦半导体的“SigIn-SigOut连接”)，以为近场通信领域中的专用数据交换提供双线接口。
还有计划在智能卡中实施用于PC用户的基于即插即用USB的接口。两个触点(例如C4和C8)可用于USB差分数据信号。很可能PC将不具有ISO7816接口支持，从而IC卡仅经由USB(当前以5V供电)来使用。
由法国标准化组织协会秘书处完成的ISO7816-3的新的最终委员会草案，其建议使用接触元件C6作为输入输出。
实际中按如下分配下面的触点：
 触点  标准ISO7816  ISO7816+USB  ISO7816+无触点
 C1  VDD  VDD  VDD
 C2  NRST  NRST  NRST
 C3  CLK  CLK  CLK
 C4  未使用  DP(USB)  ANT+
 C5  VSS(GND)  VSS(GND)  VSS(GND)
 C6  VPP(不再使用)  VPP(不再使用)  VPP(不再使用)
 C7  IO  IO  IO
 C8  未使用  DM(USB)  ANT-
由于两个管脚用于电源和接地连接，所以仅6个管脚保留用于所有接口选择。
ANT+    SigIn：提供来自安全IC的数据
ANT-    SigOut：提供时钟和数据到安全IC
CLK    “时钟信号”
DM      USB接口触点
DP      USB接口触点
IO      输入/输出
NRST   “非驻留专用任务”
VDD     漏压漏极(电源)
VPP     电压峰峰值
VSS(GND)用于基底&源(接地)的电压
另外，触点C4和C8经常在SIM开发/制造中用作调试/测试接口，当开发/测试完成时其将被关闭。
触点C4和C8还可用于在无触点模式中针对双SIM卡的直接天线连接。双接口卡的另一种实施可以将标准ISO7816接口与例如根据ISO14443提供无触点操作的内环天线(以***大小的格式)结合。在这样的卡上，分配两个触点用于天线RF连接。例如可能使用具有嵌入在卡的塑胶中的天线的***格式。
然而，在图1的描述所引用的所有例子中，管脚(C4、C6和C8)被独占地使用。很明显，上述的实施不能同时使用并且要求的不是相同的电压或标准。
已经就终端内可用的USB接口的使用而表达了若干实例。例如数据的网络流传输可以利用包含在常规SIM卡内的加密引擎。这已经是C4和C8上针对USB的建议使用。
总之，存储卡(例如SIM卡)基本上是智能卡，其具有处理器、操作***和带有附加加密功能的某种存储器。就其自身的情况而言，其应该可以被认为是独立的处理器。存储卡可具有多于一个的控制器。存储卡也可以包括专用集成电路(ASIC)，其可以具有不同的操作***和针对使用公共接口的不同功能而加载的应用。然而，该接口具有固定数量的物理接触元件，这表示了它的限制。
图2是根据本发明的一个实施方式的存储卡的示意性框图。存储卡2包括接口4(这里绘制为ISO7816接口)、切换单元20、存储卡控制器10和存储设备12。这里还用粗体描绘出总线以指示用于每个触点(C1到C8)的线连接到了存储卡控制器10。总线还从切换单元20连接到控制器10。还绘出从存储卡控制器10到切换单元20的控制线，以指示存储卡控制器10控制切换单元20的不同切换状态。存储卡控制器10还连接到存储设备或存储单元12。
在该配置中，新的接口可一次一个地被复用到空闲的管脚(例如，C4、C6和C8)。建立的触点接口4的已使用的触点用于传输数据以控制切换单元的配置，从而提供不同状态之间的新接口(即控制切换单元20的切换状态)。本实施方式不限制接口的未来扩展，或者可以设想对将要实施在所述卡和所述切换单元中的组件实施附加的映射操作。
另外，连接到存储卡的终端的主机控制器可以经由ISO7816接口(的活动接触元件)查询存储卡，存储卡支持该接口配置。接着，基于接收到的信息，终端的主机控制器(未示出)可以选择一个特定的接口，该接口由设备自身支持并且相应地配置其电连接。另外，终端的主机控制器(未示出)可以经由控制器10来配置切换单元(例如，开关板)以将信号路由到给定的目的地，或将空闲的接触元件连接到存储卡控制器的相应接触终端。切换单元还可以具有针对给定接口信号的几个目的地，例如到主机控制器或NFC芯片组的USB连接。
图3示出了根据本发明的一个实施方式的具有附加的接触元件的存储卡的示例性框图。在示出的实施方式中，标准ISO7816接口6已经设置有可被表示为C9到C12的附加的四个接触元件。
图4示出根据本发明的一个实施方式的除存储卡控制器10以外具有第一控制器30和第二控制器40的存储卡的示意性框图。绘出的该设备具有设置有常规的八个接触元件的标准ISO7816接口4。相比较于其他的实施，仅ISO7816接口的空闲的或未使用的接触元件C4和C8被连接到切换单元20以在第一附加控制器30和第二附加控制器40之间共享。也设想使得存储卡控制器10能够经由切换单元访问接触元件C4和C8。注意到设想仅存储卡控制器10可以控制切换单元20的切换状态。在图4中(SIM卡)，有5个接触元件(C1-C3、C5、C7)实际上用作良好标准化的命令接口(ISO7816-3和7816-4)。现在仅有三个接触元件(C4、C6和C8)和如何针对不同的目的来使用它们的几个不同的提议。这些目的现在包括USB、S2C和针对单个线路接口的提议。显然，所有的这些不可能在相同的实例中都得到支持。还应该避免在存储(SIM)卡上增加接触元件的数量。特别地，在图4中，明显的是运行在不同控制器上的不同应用可以经由至少部分共享的接触元件来复用。
存储(或SIM)卡在未来可具有更多的接触元件并且它们也可以利用上述的相同方法来分配。
为了通知控制器来选择某个接触接口(针对接口功能性)，需要标记以定义两个参数：
(i)将使用的实际协议(功能性)以及
(ii)相应的活动(或空闲)接触元件。
除了图1的实施，需要一种方法以将协议分配给任意的接触元件(C1到C12)。这可以被实施为，前四个比特定义将要被使用的协议而接下来的四个比特定义接触元件。例如如果在USB的情况下，可以定义C4和C8用于USB。下一比特可以具有对接触元件进行编码的格式。通过这种方式，只要它们没有使用相同的管脚，则可以定义多于一个的额外接口。
作为例子，协议列表可以包括四个比特并且每个协议可以连续地编号。
0000    ISO7816
0001    USB            (例如，第一控制器30)
0010    单个线(Axalto) (例如，第二控制器40)
0011    天线ISO14443
0100    等
0101
等
也设想使用8比特或16比特协议列表以将单个接口元件(例如DA和USB的DM)单独地分配给每个空闲的或可用的接触元件。
类似地，接触元件列表可以包括四个比特并且每个接触元件连续地编号。
结合使用标准ISO7816接口的图2和图4示出的实施方式，接触元件分配表可以实施得不那么复杂，因为仅每个未用的接触元件被分配为相应地使用/未使用。
00未使用
01接触元件C4
10接触元件C6
11接触元件C8
附加的比特可以用于指示是否使用了接触元件，以实现例如将USB DM触点从例如C6重新路由到C8。
结合图3上所示出的实施方式，该表可以被扩展到任何接触元件，因为其可以是跟随ISO7816通信中的启动。也可以设想在启动到另一个更快格式后改变整个接口，因为一个问题是ISO7816接口的传输速度。
0000  未使用
0001  接触元件C1
0010  接触元件C2
0011  接触元件C3
0100  接触元件C4
0101  接触元件C5
0110  接触元件C6
0111  接触元件C7
1000  接触元件C8
1001  接触元件C9
1010  接触元件C10
1011  接触元件C11
1100  接触元件C11  (C9-C12仅用于图3的实施方式)
该实施也可以使用“命令”以将功能性设置成在大小上是1个字节。
接触元件分配表也可以是列表以及在表中示出的相应的功能性。
例如结合图2中所示出的实施方式，其仅针对每个空闲的接触元件分配一比特。
0001可以是USB1(c4)0(c6)1(c8)0(未使用)或00011010，0001 0011，00011011
0010可以是x0100用于C6上的x
结合图3中所示出的实施方式，该表可以被扩展到所有的接触元件(C1到C12)并且仍仅使用从e0001到1100的四个比特。
这就提供可以指定当前空闲的接触元件并且可以扩展到覆盖在任意接触元件上的接口的改变。因为如上面所定义的，不是所有的设备通过使用ISO7816接口开始(例如，仅使用USB的PC)，这提供所有的未来扩展。
事实上利用本发明，存储卡通过在ISO7816上启动是向后兼容的并且可以被扩展用于在相同的当前未使用的接触元件上增加任何其他的新接口。
图3中的命令序列的常规之处在于，大多数实例使用的将要被发送的两个8比特项应当是：真值或+连接应当首先在成对序列中发送。
本方法还要求保持跟踪协议列表和接触元件分配列表。设想提供标准化的协议列表和接触元件分配列表。也预想实施专用或可更新的协议列表以在协议列表失败的情况下支持固件更新。列表可以包含许多不同的条目。还设想实施例如将足以覆盖所有协议标准的16比特协议列表。
然而，该实施要求两个设备(终端和存储卡)具有改变接口选择的需要，从而在该接口的任一侧的两个设备只要它们均具有已定义接口列表就可以选择或改变接触元件的选择。
作为对使得操作更为弹性的补充，可以通过返回接口应答命令(将被定义)来指示对切换的同意。任意的接口分配可以被保持在每个设备的接口表中，从而其所连接到的存储卡(SIM/智能)卡或终端中的任意应用可以被通知当前选择的接口/当前选择的接触元件。
图5是如图3中所示出的存储卡2的示意性框图，其具有附加的接触数据处理单元40(如图4中所示)、有限数量的可切换接触元件(也如图4中所示)和信号检测电路50。
信号检测电路至少连接到可切换接触元件4和所述存储卡控制器10(中的一个)。信号检测电路50可以保持空闲接触元件处于监视之下，以在连接状态中检测是否可以检测到遵从已知协议的信号。信号检测电路50经由切换单元20连接到接触元件4。信号检测电路50连接到存储卡控制器10以向存储卡控制器指示接口信号已经被检测/识别。当信号检测电路50经由切换单元20连接到接触元件4时，在信号已经被识别并且切换单元已经利用接口信号将例如接触数据处理单元40或存储卡控制器10(经由虚线的总线)连接到空闲接触元件后，存储卡控制器可以断开信号检测电路50。
信号检测电路50可以设置有评估电路，以确定连接的设备是否正在经由空闲的接触元件并使用已知的协议来试图连接存储卡。评估电路可以被实施在例如存储卡控制器自身中。
图6是根据本发明的一个实施方式的实现为移动电话的电子终端设备的示意性框图，其中该移动电话能够接纳具有可切换接触元件的存储卡。电子终端设备包括用于带有可选择接触元件的存储卡(C1到C12类似于图3中所示出的存储卡)的接口。电子终端包括接口、处理单元110、存储设备112和切换单元120。处理单元110至少连接到所述接口的所述接触元件的子集。存储设备112连接到所述处理单元。切换单元120连接到所述处理单元并且连接到所述接口的所述接触元件的至少一个。处理单元110连接到所述切换单元120以便如果***存储卡，则可控制地选择所述接触元件的所述至少一个。
电子终端设备还设置有附加的应用组件130和140(例如音频播放器和数字照相机)，该组件可以访问可切换接触元件以交换或将数据存储在连接的存储卡(未示出)上。
在附图中，电子终端设备被实施为移动蜂窝电话，该电话具有显示器90、键盘92、麦克风94、扬声器96和天线98。在示出的配置中，处理单元110能够完全控制蜂窝电话通信的所有方面。接口被实现为修改的ISO7816接口。
图7是根据本发明的一个方面的用于选择不同接触元件的方法的流程图。该方法针针对在存储卡上执行。连接的终端(未示出)可以首先确定连接的存储卡是否能够改变接口或任意地选择所提供的用户接口的空闲接触元件。因此终端发送查询以确定存储卡支持哪些类型的接口配置。该查询由存储卡控制器10来接收60。在下面的步骤中，存储卡控制器10例如从存储卡2的存储设备12获取62存储卡支持哪些接口配置的信息。存储卡控制器10接着发送64所述获取的信息(可能经由所述切换单元)到所述接触元件和连接的终端。终端的主机控制器可以查询给定的存储卡支持哪些接口配置。
该方法的这部分仅是可选的，因为终端可能知道存储卡的能力，并且反之亦然。
在下一个步骤中，(未示出的)终端设备可以尝试使用接口的空闲的接触元件来连接到不同的应用，或想要使用提供在所述存储卡上的应用并且因此需要专用的接口。终端经由活动的接口接触元件发送表示期望接口的比特序列。
在步骤70，存储卡控制器经由所述接口的活动的接触元件来接收所述比特序列。所述比特序列指示至少一种类型的接口终端并且可以指示分配给所述类型的接口的至少一个接触元件。措词接口终端旨在被解释为控制器的接触终端或可以根据接口协议类型来提供信号的所述存储卡中的专用电路。
在步骤72中，存储卡控制器评估所述接收到的比特序列以确定用于切换单元的合适的切换配置。在下一步骤中，存储卡控制器根据所述指示的接口类型来配置74所述切换单元以在所述指示的接触元件处提供所述指示的类型的接口终端。为了实现此目的，存储卡控制器可以连接在具有指示的接触元件的所述存储卡上提供的合适接口终端。
即，存储卡可以将新的接口复用到空闲的接触元件，每次一个。例如已建立的ISO7816-3或ISO7816-4触点接口可以被用于控制不同状态之间的新的接口的配置。该解决方案也可以被扩展到其他类型的接口。
即，终端的主机控制器可以选择特定支持的接口并且相应地配置电连接。
在可用的接口终端是可配置的情况下，在步骤80中，所述(存储卡或任意其他的)控制器根据与在所述接收到的比特序列中所指示的所述类型的接口终端相关的数据交换协议来配置所述存储卡的可配置终端。
最后，在步骤82中，存储卡控制器可以将关于根据所述指示的接口类型来配置所述切换单元的应答从所述存储卡控制器发送到所述接口(并且进一步发送到连接的终端)。
本发明提供了这样的优势，即例如SIM卡的存储卡的制造商和运营商可以自由地选择何时他们在存储卡内实施新的功能。本发明还为存储卡制造商提供了这样的可能性，即选择设备侧或终端侧上(例如NFC(近场通信)芯片组)支持哪些接口。另一个优势在于通往存储卡(例如SIM卡)的当前机械连接器不需要被改变。另一个优势在于如果新的可配置存储卡被置入到较旧的设备中，则旧的功能将不受影响，因为接口的已使用的接触元件没有被改变，从而利用本发明可以实现全面的向后兼容。即，利用本发明，提供了用于已知接口中的空闲接触元件的使用的可扩展和未来/向后兼容的解决方案。本发明在例如SIM卡的存储卡和所有其他智能卡应用中提供了全面的向后兼容性。
本申请在示例的帮助下包含了本发明的实施和实施方式的描述。本领域技术人员将理解到本发明不限于上述的实施方式的细节，并且本发明还可以在不偏离本发明的性质的前提下以另一种形式来实施。上述的实施方式应该被认为是示例性的而不是限制性的。因此实施和使用本发明的可能性仅限于所附的权利要求书。因此，实施本发明的各种选择由权利要求书来确定，包括等同实施，也属于本发明的范围。

Claims (20)

1.一种具有可选择接触元件的存储卡，包括：
-接口，其具有多个接触元件，
-存储卡控制器，其至少连接到所述接触元件的子集，以及
-存储设备，其连接到所述存储卡控制器，
其特征在于所述存储卡还包括：
-切换单元，其连接到所述存储卡控制器并且连接到所述接口的所述接触元件的至少一个，
其中所述存储卡控制器连接到所述切换单元，以可控制地选择所述至少一个接触元件。
2.根据权利要求1所述的具有可选择接触元件的存储卡，其中所述存储卡控制器包括：
-评估电路，提供该评估电路以评估指示接口类型并指示将被选择的至少一个接触元件的接收到的比特序列，以确定所述切换单元的所需的切换模式以选择所述指示的至少一个接触元件和所需的数据交换协议，从而操作所述选择的至少一个接触元件。
3.根据权利要求1或2所述的具有可选择接触元件的存储卡，其中所述存储卡控制器可以配置成使用不同的协议以便经由选择的接触元件来交换数据。
4.根据权利要求1、2或3所述的具有可选择接触元件的存储卡，其中所述接口包括具有8个接触元件的DIN ISO7816接口。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的具有可选择接触元件的存储卡，其特征在于包括加密引擎、非易失性存储器。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的具有可选择接触元件的存储卡，其特征于所述接口包括至少三个附加的接触元件。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的具有可选择接触元件的存储卡，其特征在于，关于所述存储卡支持哪些接口配置的信息存储在所述存储设备中，其中所述信息可经由选择的接触元件来获取。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的具有可选择接触元件的存储卡，还包括连接到所述切换单元的第一应用控制器。
9.根据权利要求8所述的具有可选择接触元件的存储卡，还包括连接到所述切换单元的第二应用控制器。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的具有可选择接触元件的存储卡，其特征在于，信号检测电路连接到所述接触元件的至少一个并且连接到所述存储卡控制器。
11.一种电子终端设备，其包括用于具有可选择接触元件的存储卡的接口，所述电子终端包括：
-接口，其具有多个接触元件；
-处理单元，其至少连接到所述接触元件的子集，以及
-存储设备，其连接到所述处理单元，
其特征在于所述终端设备还包括：
-切换单元，其连接到所述处理单元并且连接到所述接口的所述接触元件的至少一个，
其中所述处理单元连接到所述切换单元，以可控制地选择所述至少一个接触元件。
12.根据权利要求11所述的电子终端设备，其特征在于所述电子终端设备是移动电话。
13.一种存储***，其包括具有用于连接带有可选择接触元件的存储卡的卡接口的终端设备，其中根据上述权利要求中任意一项的存储卡被***所述卡接口。
14.一种用于在存储卡上选择接口的接触元件的方法，包括以下步骤：
-经由接口的接触元件在存储卡控制器处接收比特序列，其中所述比特序列指示至少一种类型的接口终端并且指示至少一个接触元件，
-评估所述接收到的比特序列以确定切换单元的切换配置，以及
-根据所述指示的接口类型来配置所述切换单元以在所述指示的接触元件处提供所述指示的类型的接口终端。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：根据与在所述接收到的比特序列中所指示的所述类型的接口终端相关的数据交换协议来配置所述控制器。
16.根据权利要求14或15所述的方法，还包括：
-在所述存储卡控制器处从所述接口接收关于存储卡支持哪些种类的接口配置的查询，
-由所述存储卡控制器获取关于所述存储卡支持哪些接口配置的信息，以及
-从所述存储卡控制器向所述接触元件发送所述获取的信息。
17.根据权利要求14到16中任意一项所述的方法，还包括：从所述存储卡控制器向所述接口发送关于根据所述指示的接口类型来配置所述切换单元的应答。
18.一种计算机程序产品，其用于执行能够选择具有可选择接口的存储卡的接口的接触元件的方法，该计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码部分，以便当所述程序产品运行在具有可选择接口的存储卡的控制器上时实施根据权利要求14到16中任意一项所述的步骤。
19.一种软件工具，其能够用于执行能够选择具有可选择接口的存储卡的接口的接触元件的方法，以便当所述程序实施在计算机程序中以在具有可选择接口的存储卡的控制器上运行时，实施根据权利要求14到16中任意一项所述的操作。
20.一种包括在载波中并且代表指令的计算机数据信号，当由具有可选择接触元件的存储卡的处理器来执行时，其使得实施根据权利要求14到16中任意一项所述的步骤。
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