CN101754452A - 用于对智能卡进行扩展的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对智能卡的性能进行扩展的方法，包括：接收来自该智能卡的一个扩展请求；响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

Description

用于对智能卡进行扩展的装置和方法

技术领域

本发明涉及智能卡领域，更具体地，涉及一种能够在外部对智能卡的性能进行扩展的装置及其方法。

背景技术

随着智能卡技术的不断发展，现在的移动通信设备中使用的智能卡，尤其是用户识别卡(SIM，UIM卡等，以下统称为SIM卡)的功能和存储容量在不断扩大。目前大容量的MegaSIM卡已经可以提供16M到1G的存储容量，可以存储大量的用户通信录、短信息、彩信等数据。而目前在移动终端上面运行的程序(比如网页浏览器、Java游戏、多媒体播放器等)大都是在移动终端的应用处理器中运行的。

但是，由于在移动终端中运行的程序是由终端生产商和独立的软件开发者针对不同的终端平台而开发的，从而移动运营商不能控制所有用户运行的程序，由此移动运营商针对用户不能提供个性化的服务。

此外，由于应用程序和数据都是存储在移动终端中，所以用户更换移动终端时必须重新安装和拷贝所述应用程序和数据。

而且，有些应用(比如小额支付程序等)需要高度的鉴权保密性，当在移动终端上运行时，不能对该应用提供安全保证。

目前对于移动运营商来说，在SIM卡中同时置入应用处理器和存储器，将一些应用程序保存并运行在智能卡的应用处理器中并使用其中的存储器，可以有效的解决上面所说的问题。在该情况下，由于移动运营商可以对SIM卡进行控制，从而可以针对用户提供个性化服务。而且，由于应用程序和数据都存储在SIM卡中，从而使得在更换移动终端时无需重新安装和拷贝。此外，由于SIM卡具有高度的鉴权保密性，从而使得在SIM卡上运行的应用更具有安全性。

然而，随着当前在移动终端上执行的应用程序越来越复杂以及需要存储的内容越来越大，特别是在运行一些需要非常高的运算能力的特别应用时，比如需要高速的图形处理能力的3维立体电子游戏，仅仅依靠通用的小型的应用处理器，按照目前的技术很难实现，即使能够实现，其实际效果也难以满足顾客的需求。因此，要求SIM卡中置入的应用处理器具有极高的处理能力，以及存储器具有很大的存储空间。

然而，高性能的应用处理器造价很昂贵，这使得SIM卡的开发和制造成本大大增加。在目前的手机终端价格快速下降的前提下，SIM卡的过于昂贵的价格会大大地限制其推广和使用。

此外，高性能的应用处理器在处理大型任务时需要进行大量的高速运算，从而产生大量的热量，而根据ISO7816协议中规定的SIM卡的标准尺寸仅仅为25mm×15mm，这使得热量不容易快速散发掉，从而造成应用处理器的工作异常，甚至被烧毁，在严重时还会烧坏移动终端。

由此可见，将高性能的应用处理器和大容量存储器集成到SIM卡上，不仅设计和制造非常困难，而且面临着造价高昂，散热等问题。

因此，需要一种能够在外部对智能卡的性能进行扩展的装置及其方法。

发明内容

鉴于上述问题，提供一种能够在外部对智能卡的性能进行扩展的装置及其方法，利用该装置及其方法，可以降低智能卡的成本以及减少智能卡的发热量。

根据本发明的一个方面，提供了一种对智能卡的性能进行扩展的方法，包括：

接收来自该智能卡的一个扩展请求；

响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；

根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

根据本发明的另一方面，提供了一种智能卡扩展控制器，包括：

接收单元，用于接收来自该智能卡的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动终端，包括：

多个插槽，用于容纳智能卡以及一个或多个扩展设备；

总线，用于耦合所述多个插槽，以使容纳在所述多个插槽中的智能卡以及一个或多个扩展设备相互耦合；以及

智能卡扩展控制器，用于对所述智能卡的性能进行扩展，所述智能卡扩展控制器还包括：

接收单元，用于接收来自该智能卡的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

根据本发明的另一方面，提供了一种智能卡，其通过总线与容纳在移动终端中的一个或多个扩展设备进行耦合，所述智能卡包括：

通用应用处理器，用于处理应用程序；

存储器，用于存储应用程序和数据；以及

智能卡扩展控制器，用于对所述智能卡的性能进行扩展，所述智能卡扩展控制器还包括：

接收单元，用于接收来自所述通用应用处理器的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其他目的及结果将更加明白及易于理解。

附图说明

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，其中：

图1示出了根据本发明实施例的用于实现在外部对智能卡的性能进行扩展的方法的流程图；

图2A-图2C示出了各种扩展设备的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的智能卡和扩展设备的参数的初始化过程的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的智能卡扩展控制器的结构示意图；

图5示出了根据本发明的智能卡的结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例的基于图5中的智能卡实现的智能卡扩展***的结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的移动终端的结构示意图；和

图8示出了根据本发明实施例的基于图7的移动终端的智能卡扩展***的示意图。

在所有附图中，相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

发明详述

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1示出了根据本发明实施例的用于对智能卡的性能进行扩展的方法的流程图，所述方法是利用智能卡扩展控制器来实现的，所述智能卡扩展控制器与智能卡以及一个或多个扩展设备通过总线耦合。所述智能卡通常包括通用应用处理器和存储器，其具有基本的处理能力和存储容量。所述一个或者多个扩展设备可以是具有高运算能力的处理器卡、专用处理器卡(比如3D图形处理器卡、高清视频解码器等)、存储卡或者综合了上述能力的综合卡。图2A-图2C示出了各种扩展卡的结构示意图。其中图2A是专用的存储卡，图2B是专用的处理器卡，图2C是包含了处理器和存储器的综合卡。

下面结合图1来详细描述根据本发明实施例的用于对智能卡的性能进行扩展的方法。

如图1中所示，首先，所述智能卡扩展控制器接收来自智能卡的扩展请求，用于请求扩展智能卡的性能(步骤S110)。所述智能卡的性能例如包括所述智能卡中的通用应用处理器的处理能力或者存储器的存储容量。所述处理能力可以是通用应用处理器的处理速度或者运算算法。这里，要说明的是，所述扩展请求通常是由所述智能卡的通用应用处理器来发出的。例如，所述通用应用处理器可以在所述智能卡自身的性能不能满足执行应用程序或其它可执行文件的要求时，向所述智能卡扩展控制器发送所述扩展请求。所述通用应用处理器还可以在所述智能卡自身的性能可以能够满足执行应用程序或其它可执行文件的要求时，为了增强所述智能卡对应用程序的处理性能，例如提高应用程序的处理速度，也可以向所述智能卡扩展控制器发送所述扩展请求。

在接收到来自智能卡的所述扩展请求后，所述智能卡扩展控制器检测通过总线与智能卡耦合的所述一个或多个扩展设备的性能(步骤S120)。同样，所述扩展设备的性能例如包括所述扩展设备的处理能力或者存储容量。所述处理能力可以是处理速度或者运算算法。这里，要说明的是，这里对所述扩展设备的性能的检测可以是对扩展设备性能的实时检测，也可以从所述智能卡或移动终端的存储器中查询在所述存储器中预先存储的扩展设备的初始化性能参数。关于如何对扩展设备的性能参数进行初始化并将其存储在存储器中，将在下面参照图3进行详细描述。

在检测到所述一个或多个扩展设备的性能后，如果所述扩展请求是在所述智能卡自身的性能能够满足执行应用程序的要求的情况下发出的，则过程进行到步骤S130。

如果所述扩展请求是在所述智能卡自身的性能不能满足执行应用程序的要求的情况下发出的，则在过程进行到步骤S130之前，还需要判断所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合是否满足执行所述应用程序的要求。

以下以所述智能卡的处理能力和存储容量为例来对上述判断过程进行描述。

这里假设所述智能卡的处理能力不能满足执行应用程序的要求。在所述智能卡的处理速度不能满足执行应用程序的要求的情况下，所述智能卡扩展设备将所述智能卡的处理速度和所检测到的一个或多个扩展设备的处理速度相加，然后将相加后的处理速度与执行应用程序所需要的处理速度进行比较。如果相加后的处理速度大于执行应用程序所需的处理速度，则认为所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合满足执行所述应用程序的要求。此时，过程进行到步骤S130。否则，则认为所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合不能满足执行应用程序的要求，过程结束，并向用户发送错误告警，以指示由于处理能力不足而导致所述应用程序无法执行。

在所述智能卡的运算算法不能满足执行应用程序的要求的情况下，所述智能卡扩展设备判断所检测的一个或多个扩展设备的性能中是否包含执行应用程序所需的运算算法。如果在所检测的扩展设备的性能中包含执行应用程序所需的运算算法，则认为所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合满足执行所述应用程序的要求。此时，过程进行到步骤S130。否则，则认为所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合不能满足执行应用程序的要求，过程结束，并向用户发送错误告警，以指示由于处理能力不足而导致所述应用程序无法执行。

关于所述存储容量的结合的判断类似于处理速度的结合的判断，所不同的仅在于，如果认为所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合不能满足执行应用程序的要求，则过程结束，并向用户发送错误告警，以指示由于存储容量不足而导致所述应用程序无法执行。

通常情况下，对所述处理能力和所述存储容量都要进行上述判断，以确定所述扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合是否满足要求。要说明的是，可以先进行所述处理能力的判断，在所述处理能力的结合满足要求后再进行存储容量的判断，以判断所述智能卡自身的存储容量或与所述扩展设备结合后的存储容量是否满足要求。在该判断过程中，如果所述处理能力不满足要求，则向用户发送由于处理能力不足而导致所述应用程序无法执行的错误告警。如果由于存储容量不满足要求，则向用户发送由于存储容量不足而导致所述应用程序无法执行的错误告警。或者，在上述判断过程中，也可以互换所述存储容量的判断和处理能力的判断的先后顺序，也就是，先进行所述存储容量的判断，而后进行处理能力的判断，这可以实现同样的效果。

然后，在步骤S130，所述智能卡扩展设备根据所检测到的一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作来执行应用程序。具体地，是将执行应用程序所需要的部分性能分配给所述一个或多个扩展设备。换言之，所述一个或多个扩展设备执行部分或全部应用程序。

下面以一个具体例子来说明所述智能卡扩展设备如何根据所检测到的一个或多个扩展设备的性能，将执行应用程序所需要的部分性能分配给所述一个或多个扩展设备。

例如，如果执行应用程序所需要的处理速度为200M，所述智能卡的处理速度为100M，三个扩展设备的处理速度为100M，则可以按照一种最优的分配方案来将部分应用程序分别分配给智能卡和所述三个扩展设备来执行，例如采用负载平衡的方案，使得智能卡和三个扩展设备分别承担50M的处理能力。关于如何选择最优分配方案，对于本领域技术人员而言是容易实现的。作为另一个例子，如果执行应用程序需要MPEG-4视频解码算法，而在所述智能卡的通用应用处理器没有这种解码能力，这时如果在扩展设备中只找到一个扩展设备具有这种MPEG-4视频解码算法的能力，则所述智能卡扩展控制器将所述应用程序全部分配给具有MPEG-4视频解码算法的扩展设备进行处理，由此实现对所述智能卡的处理能力的扩展。

同样，智能卡扩展控制器可以根据所检测到的一个或多个扩展设备的存储容量，将执行应用程序所需要的部分存储容量分配给所述一个或多个扩展设备，关于存储容量的分配类似于处理速度的分配，由此实现对所述智能卡的存储容量的扩展。

下面参照图3来具体描述根据本发明实施例的智能卡和扩展设备的参数的初始化过程。

如图3所示，在电源启动(步骤S310)后，对所述智能卡和所述一个或多个扩展设备进行初始化(步骤S320)。然后，所述智能卡扩展控制器发送总线检测命令(步骤S330)。响应于所述总线检测命令，所述一个或多个扩展设备通过总线(例如USB总线)向所述智能卡扩展控制器发送自己的性能参数，例如处理能力或者存储容量(步骤S340)。然后，所述智能卡扩展控制器将所接收的处理能力或者存储容量参数保存在所述智能卡或所述智能卡扩展控制器的存储器中。

以上参照图1-图3对根据本发明实施例的对智能卡进行扩展的方法进行了描述。

本发明的上述用于对智能卡进行扩展的方法，可以采用软件实现，也可以采用硬件实现，或采用软硬件结合的方式实现。

图4示出了根据本发明实施的智能卡扩展控制器400的方框示意图。所述智能卡扩展控制器400包括接收单元410、检测单元420和控制单元440。

所述接收单元410用于接收来自智能卡的扩展请求。在接收到所述扩展请求后，所述检测单元420响应于该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能。控制单元440根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。其中，所述扩展请求可以在所述智能卡的性能不能满足执行应用程序的要求时从所述智能卡的通用应用处理器发出。或者，所述扩展请求也可以在所述智能卡的性能满足执行应用程序的要求时从所述通用应用处理器发出。

可选地，当在所述智能卡的性能不能满足执行应用程序的要求时发出所述扩展请求的情况下，所述智能卡扩展控制器400还可以包括判断单元430，用于判断所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合是否满足执行所述应用程序的要求。只有在所述判断单元430的判断结果为肯定时，所述控制单元440才控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行所述应用程序。

要说明的是，所述智能卡扩展控制器400可以作为分立单独存在，也可以集成在智能卡或者移动终端上。

图5示出根据本发明实施例的包含有上述智能卡扩展控制器的智能卡500的结构的方框示意图。如图5所示，所述智能卡500包括智能卡安全核心510、通用应用处理器520、存储器530以及智能卡扩展控制器400。

所述智能卡安全核心510的功能类似于常规的智能卡安全核心，用于保证通信的安全性和保密性。所述通用应用处理器520是具有较低处理能力的应用处理器，其具有基本的应用处理功能。所述存储器530用于存储应用程序和数据，其也可以存储扩展设备的性能参数信息。所述扩展设备的性能参数信息例如是扩展设备的处理能力或存储容量。所述智能卡扩展控制器400在接收到来自通用应用处理器520的扩展请求后，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能，并根据所检测的一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作来执行应用程序。

如图5所示，所述智能卡扩展控制器400、通用应用处理器520和智能卡安全核心510通过智能卡封装上的C1(Vcc)和C5(Gnd)两个接点来获取电源。C2(Reset，复位)、C3(CLK，时钟)和C7(I/O)三个接点是根据ISO7816协议对智能卡安全核心进行操作的普通的ISO7816接点。所述智能卡500还可以包括总线接口，通过C4(USB D+)和C8(USB D-)两个接点来进行数据传输。

图6示出了根据本发明实施例的基于图5中的智能卡500的智能卡扩展***600的示意图。如图6所示，所述智能卡扩展***600包括如图5所示的智能卡500以及多个扩展设备，例如扩展设备1，......，扩展设备n。智能卡500和扩展设备1，......，扩展设备n通过USB总线耦合。出于通用性的考虑和智能卡的标准，智能卡必须采用ISO7816协议规定的封装，其具有ISO7816接口和USB接口两种。而对于扩展设备，其封装和接口形式不必限于此，可以采用USB、SD或MMC的接口形式。因此，在扩展设备采取与USB总线不兼容的非USB接口时，所述智能卡扩展***500在USB总线上包括多个接口转换器，用于进行接口转换，以与所述智能卡兼容。

图7示出了根据本发明实施例的包含有上述智能卡扩展控制器的移动终端700的结构的方框示意图。如图7所示，所述移动终端700包括多个插槽710，总线720以及智能卡扩展控制器400。所述多个插槽710用于容纳智能卡以及一个或多个扩展设备。所述总线720用于耦合所述多个插槽，以使容纳在所述多个插槽中的智能卡以及一个或多个扩展设备相互耦合。所述智能卡扩展控制器400在接收到来自通用应用处理器520的扩展请求后，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能，并根据所检测的一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作来执行应用程序。所述移动终端700还可以包括存储器730，用于存储智能卡扩展控制器400所检测到的扩展设备的参数，例如所述扩展设备的处理能力或存储容量。

图8示出了根据本发明实施例的基于图7的移动终端700的智能卡扩展***的示意图。如图8所示，所述智能卡扩展控制器400通过总线720与智能卡以及一个或多个扩展设备耦合。这里的智能卡是常规智能卡。如第一实施例一样，在所述扩展设备的接口类型与智能卡的接口类型不兼容时，所述移动终端700还可以包括多个接口转换器，用于进行接口转换，以与所述智能卡兼容。

根据本发明结合上述各个实施例的描述可知，利用根据本发明的智能卡扩展控制器及其方法，能够实现在外部对智能卡的性能进行扩展，从而可以降低智能卡的成本以及减少智能卡的发热量。而且，可以通过在外部采用专用处理器卡来进行扩展，从而使得智能卡可以具有高运算能力。

如上结合实施例和附图描述了根据本发明的用于对智能卡的性能进行扩展的装置及其方法。

本领域技术人员还会明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以电子硬件、计算机软件，或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的组件、方框、模块、电路和步骤均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个***所施加的设计约束。熟练的技术人员能够针对每个特定的应用以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为引起背离本发明的范围。

提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域的技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。

Claims (13)

1.一种对智能卡的性能进行扩展的方法，包括：

接收来自该智能卡的一个扩展请求；

响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；

根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述扩展请求是在所述智能卡的性能不能满足执行所述应用程序的要求时发出的。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述智能卡或所述扩展设备的性能包括处理能力和/或存储容量。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述处理能力包括处理速度和/或运算算法。

5.如权利要求2所述的方法，还包括：

判断所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合是否满足执行所述应用程序的要求，

其中只有在所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合满足执行所述应用程序的要求时，才控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行所述应用程序。

6.如权利要求1-5中任何一个所述的方法，其中控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作的步骤包括使所述一个或多个扩展设备执行部分或全部所述应用程序。

7.一种智能卡扩展控制器，包括：

接收单元，用于接收来自该智能卡的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

8.如权利要求7所述的智能卡扩展控制器，其中，所述扩展请求是在所述智能卡的性能不能满足执行所述应用程序的要求时发出的。

9.如权利要求8所述的智能卡扩展控制器，其中，所述智能卡或所述扩展设备的性能包括处理能力和/或存储容量。

10.如权利要求9所述的智能卡扩展控制器，其中，所述处理能力包括处理速度和/或运算算法。

11.如权利要求8-10中任何一个所述的智能卡扩展控制器，还包括：

判断单元，用于判断所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合是否满足执行所述应用程序的要求，

其中只有在所述一个或多个扩展设备的性能与所述智能卡的性能的结合满足执行所述应用程序的要求时，所述控制单元才控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行所述应用程序。

12.一种移动终端，包括：

多个插槽，用于容纳智能卡以及一个或多个扩展设备；

总线，用于耦合所述多个插槽，以使容纳在所述多个插槽中的智能卡以及一个或多个扩展设备相互耦合；以及

智能卡扩展控制器，用于对所述智能卡的性能进行扩展，所述智能卡扩展控制器还包括：

接收单元，用于接收来自该智能卡的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

13.一种智能卡，其通过总线与容纳在移动终端中的一个或多个扩展设备进行耦合，所述智能卡包括：

通用应用处理器，用于处理应用程序；

存储器，用于存储应用程序和数据；以及

智能卡扩展控制器，用于对所述智能卡的性能进行扩展，所述智能卡扩展控制器还包括：

接收单元，用于接收来自所述通用应用处理器的一个扩展请求；

检测单元，用于响应该扩展请求，检测经由总线与该智能卡耦合的一个或多个扩展设备的性能；以及

控制单元，用于根据该一个或多个扩展设备的性能，控制所述一个或多个扩展设备与所述智能卡进行协作以执行应用程序。

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