CN101855641A - 包括显示器的芯片卡 - Google Patents

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Abstract

芯片卡(1)包括：芯片卡控制器(3)；显示器(6)；定时装置(12)；以及显示器驱动器(5)，可操作地与芯片卡控制器(3)和显示器(6)相连。显示器驱动器(5)配置来驱动所述显示器(6)。芯片卡(1)包括配置来唤醒芯片卡(1)的至少一部分的定时装置(12)。

Description

包括显示器的芯片卡
技术领域
本发明涉及一种包括显示器的芯片卡。
背景技术
在本文中，芯片卡是具有嵌入式集成电路的任意袖珍卡，所述嵌入式集成电路包括硬件逻辑、存储器或可以处理信息的微控制器/微处理器。可以根据不同的标准对芯片卡进行分类。具体地，可以将芯片卡分类为包括相对简单逻辑的存储器芯片卡以及例如包括操作***的处理器芯片卡。具体地，处理器芯片卡可以接收通过集成电路应用处理的输入信号，并且传送输出信号。通常，芯片卡可以是非接触式或接触式芯片卡，或者可以是这二者的组合。
接触式芯片卡可以包括在其正面的接触模块。该接触模块可以是镀金的且具有约1cm×1cm的尺寸，并且可以在其背部包含芯片。接触式芯片卡可以与读取器通信。当***到读取器中时，读取器的电连接器与接触模块相接触，用于从芯片卡中读取信息以及将信息写入到芯片卡中。由于芯片卡通常并不包括电池，通过读取器向接触式芯片卡供电。例如，接触式芯片卡由ISO/IEC 7816或ISO/IEC 7810标准化。
在非接触式芯片卡中，集成电路以非接触方式与读取器通信，例如通过射频标签(RFID)通信。例如，非接触式芯片卡由ISO/IEC 14443或ISO 15693标准化。非接触式芯片卡也称作应答器(transponder)，其可以包括或不包括诸如电池之类的有源能源。不包括电池的应答器也称作无源应答器，包括电池的应答器称作有源应答器。
国际专利申请No.94/20929公开了一种芯片卡，所述芯片卡包括电子数据存储器、与所述数据存储器相连以允许访问读取器的接口装置、以及数据显示器，所述数据显示器可操作用于显示表示数据存储器内容的信息。
除了其他应用之外，芯片卡可以用作银行卡、交通票、会员卡或电子护照。因此，必须确保卡的相对高安全级别以防止欺诈篡改。即使数据显示器可能降低使用芯片卡的欺诈和篡改风险，作为附加部件的数据显示器潜在地允许欺诈篡改的额外方法。此外，显示器潜在地增加了功耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种包括显示器的芯片卡，所述芯片卡潜在地使用较少电能，并且增加了其针对欺诈误用的安全等级。
根据本发明，所述目的通过一种芯片卡实现，所述芯片卡包括：芯片卡控制器；显示器；定时装置，配置来唤醒芯片卡的至少一部分；以及显示器驱动器，可操作地与芯片卡控制器和显示器相连，并且配置来驱动显示器。
本发明的芯片卡包括显示器，例如所述显示器可以是电泳显示器、电致变色显示器或基于液晶的显示器。为了驱动显示器，芯片卡需要显示器驱动器。显示器驱动器可以是与显示器直接接触的解复用器。显示器驱动器也可以或者可选地确定哪个电压应该在显示器上。也可以将这种功能称作显示器控制器。另外，本发明的芯片卡包括定时装置，例如定时器或时钟，特别是实时时钟，所述定时装置配置来唤醒本发明芯片卡的至少一部分。特别地，定时装置可以是显示器驱动器的整体部分。这可以通过将显示器驱动器形成为包括定时装置的单一集成电路来实现。
定时装置配置来唤醒本发明芯片卡的至少一部分。因此，定时装置配置来唤醒整个芯片卡，或只唤醒其部件中的一个或一些，例如其芯片卡控制器或其显示器驱动器。
定时装置可以用于多种目的。定时装置可以配置来周期性地在预定时刻、或者在芯片卡内部动作之后的预定时间段之后、或者在特定时间/日期产生信号，就如同实时时钟能实现的那样。然后将所述信号用于唤醒芯片卡的所需部分。具体地，当定时装置是实时时钟时，可以将实时时钟的闹表功能用作唤醒芯片卡或芯片卡的至少一部分的信号。
例如，定时装置产生的信号可以用于周期性地唤醒整个本发明的芯片卡或其一部分，特别是其芯片卡控制器，或者在预定的时刻唤醒芯片卡或其一部分。定时装置也可以用于在芯片卡的特定动作之后的预定时间段之后唤醒芯片卡或其一部分。具体地，定时装置可以用于在预定时间段之后发起清除和/或重置显示器。于是，将要唤醒的芯片卡部分是显示器。这可以通过唤醒芯片卡控制器、然后芯片卡控制器可以向显示器驱动器发送信号来清除和/或重置显示器来实现。定时装置还可以配置来直接控制显示器驱动器重置和/或清除显示器。如果显示器是在没有电源时继续显示其内容的双稳态显示器，本发明芯片卡的该实施例特别有利。
在本发明芯片卡的一个实施例中，该集成电路包括定时装置，但是不包括芯片卡控制器。该实施例导致本发明芯片卡的相对高集成度，潜在地降低了生产成本。另一方面，芯片卡控制器和显示器驱动器的分离潜在地增加了安全级别。大多数或全部部件的完全集成、特别是芯片卡控制器和包括定时装置的显示器驱动器集成到单一集成电路中的结果是增加了输出的数量，潜在地减轻了整个芯片卡的窃听。
在一个实施例中，本发明芯片卡还包括对可操作地与定时装置和/或显示器装置相连的至少一个电源的接入，其中显示器驱动器还包括作为整体部分的功率管理功能，功率管理功能配置来管理可从至少一个电源获得的、至少用于定时装置的电功率。在该实施例中，本发明的芯片卡包括功率管理能力，特别是用于减小芯片卡的功耗。功率管理功能也是显示器驱动器的整体部分。具体地，这可以通过将功率管理功能集成到形成显示器驱动器的单一集成电路中来实现。在定时装置运行的同时，除了功率管理功能或至少功率管理功能的唤醒电路之外，可以关闭用于芯片卡其余部分的功率。
功率管理功能配置来至少管理显示器驱动器的电功率，即显示器驱动器配置来执行其自己的功率管理。在本发明芯片卡的一个实施例中，功率管理功能也负责执行对于芯片卡控制器的功率管理。这潜在地进一步减小了本发明芯片卡的功耗。
功率管理功能可以特别地配置来在显示器驱动器向显示器写入信息和/或显示器显示显示信息时切断芯片卡控制器的功率。于是，只有在绝对需要的时候，向例如可以是微处理器或微控制器的芯片卡控制器供电。
本发明的芯片卡可以特别地配置来利用其芯片卡控制器与外部读取器通信。于是，本发明的芯片卡包括至少一个适当的通信接口。本发明的芯片卡可以按照非接触或接触方式与读取器通信，并且因此可以包括非接触式通信接口或接触式通信接口。接触式通信接口可以根据ISO7816，以及非接触式通信接口可以包括天线并且可以根据ISO 14443。本发明的芯片卡包括接触式通信接口和非接触式通信接口两者也是可能的。
当与读取器通信时，可以经由适当的通信接口向本发明的芯片卡供电。这样，可以通过通信接口形成本发明芯片卡的电源。然而，电源也可以是不可充电或利用例如来自通信接口的功率可充电的电池。
如果本发明的芯片卡包括对于至少两个不同电源的接入，那么功率管理功能可以配置来根据电源可用性和/或根据预定准则来选择电源之一。例如，功率管理功能可以配置来：如果芯片卡被激活，如果经由通信接口没有功率可用，则只选择电池作为芯片卡的电源。如果经由通信接口功率变为可用，也可以从将电池作为芯片卡的电源切换到将通信接口作为芯片卡的电源。这提高了电池的寿命。
如果本发明的芯片卡包括接触式通信接口，那么显示器驱动器的功率管理功能可以配置来选择接触式通信接口作为芯片卡的优选电源。当包括接触式通信接口时，按照接触方式将功率从读取器传送到芯片卡。这导致相对强的电源，潜在地提高了向本发明芯片卡的可靠功率传送。
功率管理功能在应用时被集成到可以形成为单一集成电路的显示器驱动器中。在本发明芯片卡的一个实施例中，该集成电路包括定时装置，并且如果装配了功率管理功能，则还包括功率管理功能，但是不包括芯片卡控制器。该实施例导致本发明芯片卡的相对高集成度，潜在地降低了生产成本。另一方面，芯片卡控制器与显示器控制器的分离潜在地增加了安全级别。大多数或全部部件的完全集成、尤其是芯片卡控制器和包括定时装置和功率管理功能的显示器驱动器集成到单一集成电路中导致增加了输出的数量，潜在地减轻了整个芯片卡的窃听。此外，由于根据该实施例，没有将芯片卡控制器和显示器控制器集成到单一的集成电路，功率管理功能(如果包括在本发明的芯片卡中)在仍然激活显示器控制器的同时，可以相对容易地关掉芯片卡控制器。其结果是进一步改善的功率管理，这是由于由显示器驱动器更新显示器可能花费相对长的时间而在此期间不需要芯片控制器的支持。
附图说明
下面将参考附图中所示实施例，通过非限制性示例，更加详细地描述本发明。
图1是包括显示器的芯片卡；
图2是示出了芯片卡功率策略的流程图；以及
图3是示出了芯片卡功率接管策略的流程图。
具体实施方式
图1示出了芯片卡1，包括基板2、微控制器3、存储器4、显示器驱动器5以及与显示器驱动器5可操作地相连的显示器6。显示器驱动器5和存储器4可操作地与微控制器3相连，并且微控制器3、存储器4、显示器驱动器5和显示器6嵌入在基板2中。存储器4可以是EEPROM，基板2可以由塑料制成，并且显示器6可以是电泳显示器。
对于示例性实施例，芯片卡1包括接触式通信接口7和非接触式通信接口8，每一接口均可操作地与微控制器3和显示器驱动器5相连。通信接口7、8嵌入在基板2中。例如，接触式通信接口7可以符合ISO 7816，并且例如可以包括天线的非接触式通信接口8可以符合ISO 14443。利用其通信接口7、8，芯片卡1可以与读取器9通信，所述读取器包括在图中未明确示出的适当通信接口。
如果读取器9包括接触式通信接口，那么可以如本领域中已知的那样，将芯片卡1***到读取器9中，使得读取器9的接触式通信接口接触芯片卡1的接触式通信接口7。然后，可以经由接触式通信接口7执行读取器9和芯片卡1之间的通信。另外，也可以经由接触式通信接口7提供芯片卡1的电能。
如果读取器9包括非接触式通信接口，那么读取器9可以利用非接触式通信接口8与芯片卡1进行非接触式通信。于是，可以利用本领域公知的射频标签(RFID)来执行通信。于是可以利用读取器9所发射的场来给芯片卡1供电。
对于示例性实施例，芯片卡1还包括嵌入在基板2中的电池10。电池10是有源电源的示例，并且可以是可充电或非可充电电池。因此，可以通过电池10或经由通信接口7、8给芯片卡1供电。
对于示例性实施例，显示器驱动器5由不包括微处理器3、存储器4和通信接口7、8的单一集成电路形成。另外，芯片卡1包括集成到形成显示器驱动器5的集成电路中的功率管理功能。功率管理功能由图1中的功率管理单元11来表示。除了通信接口7、8之外，电池10可操作地与显示器驱动器5相连，使得功率管理单元11可以如以下所解释的那样执行芯片卡1的功率管理。
显示器6用于显示例如在存储器4中存储的、或由微控制器3计算的信息。微控制器3控制显示器驱动器5，使得显示器驱动器5适当地驱动显示器6。
对于示例性实施例，当与读取器9通信时，芯片卡1(即其部件)可以通过三种不同的电源，即电池10、或经由通信接口7、8供电。功率管理单元11的目的之一是选择合适的电源。
如果读取器9是接触式读取器，那么可以将芯片卡1***到读取器9中，使得读取器9的接触式通信接口7和芯片卡1接触。然后，不但经由接触式通信接口7执行读取器9和芯片卡1之间的通信，而且经由接触式通信接口7向芯片卡1传送电功率。如果在这种模式下工作，***，即包括功率管理单元11的显示器驱动器5和微控制器3，在接触式通信接口7处检测到电源电压时唤醒。对于示例性实施例，将电功率从接触式通信接口7直接馈送至微控制器3和显示器驱动器5。
如果读取器9是非接触式读取器，那么当芯片卡1位于读取器9附近时，芯片卡1经由其非接触式通信接口8与读取器9通信。读取器9发射向芯片卡1供电的场。对于示例性实施例，将电功率从非接触式接口8直接馈送至微控制器3和包括功率管理单元11的显示器驱动器5。
芯片卡1还包括实时时钟12，对于示例性实施例，所述实时时钟12通过集成到形成显示器驱动器5的单一集成电路中而成为显示器驱动器5的整体部分。实时时钟12也可以是分立的芯片。可以对实时时钟12编程以周期性地在预定的时刻、或者在显示器6已经显示某些显示信息的预定时间段之后、或者在预编程的时间/天(参见闹钟功能RTC(日期、时间、周…)产生和发送信号。可以将实时时钟12产生的信号用于唤醒微控制器3和/或显示器驱动器5，以在显示器6上显示某些显示信息、或者在预定的时间段之后清除和/或重置显示器6。当配置用于在预定的时间段之后清除和/或重置显示器6时，芯片卡1可以配置来使得实时时钟12唤醒微控制器3，使得微控制器3可以控制显示器驱动器5以便清除和/或重置显示器6。实时时钟12也可以配置来只唤醒显示器驱动器5来清除和/或重置显示器6，而不唤醒微控制器3。
对于示例性实施例，即使芯片卡1没有与读取器9接触，通过实时时钟12打开显示器6也是可能的。对于示例性实施例，功率管理单元11响应于实时时钟12的信号，唤醒显示器驱动器5。然后，显示器驱动器5通过利用电池10并且利用其功率管理功能向微控制器3供电来唤醒微控制器3。如果电池10的电源电平对于微控制器3而言过高，那么显示器驱动器5可以包括电压转换器，所述电压转换器配置用于将电池电压下转换至适于微控制器3的电平。所述电压转换器可以集成到形成显示器驱动器5的单一集成电路中，以节省微控制器3的功率。如果在通信接口7、8处可用的电压对于微控制器3而言过高，也可以使用该电压转换器。
在接收电功率时，微控制器3获取存储器4中存储的显示信息，并且将获取的显示信息发送给显示器驱动器5。微控制器3还可以或者可选地在将数据发送到显示器驱动器5之前对数据执行数学运算。然后，显示器驱动器5将显示信息写入到显示器6中用于显示。另外，在已经将显示信息发送给显示器驱动器5之后，微控制器3向显示器驱动器5发送信号来关闭微控制器3的电源。在已经将显示信息写入到显示器6之后，显示器驱动器5自动地关闭。另外，在已经将显示信息显示预定时间段之后，实时时钟11发起显示器12的自动清除。
对于示例性实施例，功率管理单元11在被激活之后，如果多于一个电源可用于芯片卡1，功率管理单元11执行以下功率优先策略。在图2中概述了所述功率策略。
如果多于一个电源可用，那么功率管理单元11选择最强的电源用于向芯片卡1供电，特别是向微控制器3、显示器驱动器5和实时时钟12供电。如果功率经由接触式通信接口7可用，那么功率管理单元11总是选择该电源，使得经由接触式通信接口7向芯片卡1供电，即向其微控制器3和显示器驱动器5供电。
如果经由接触式通信接口7没有功率可用，那么功率管理单元11检查用于微控制器3和显示器驱动器5的功率是否经由非接触式通信接口8可用。如果是这种情况，那么功率管理单元11选择非接触式通信接口8来向芯片卡1供电。
如果经由非接触式通信接口8和接触式通信接口7均没有功率可用，那么功率管理单元11选择电池10向芯片卡1供电。
此外，只要经由通信接口7、8没有功率可用，芯片卡1配置来通过电池10向实时时钟12供电。
在芯片卡1的工作期间，可能发生当前使用的电源丢失或者比当前使用电源更强的电源变为可用。对于示例性实施例，功率管理单元11还实现在图3中概述的以下功率接管策略。
A)假设最初经由接触式通信接口7向芯片卡1供电且经由接触式通信接口7的功率失去，但是功率经由非接触式通信接口8可用。如果已经从读取器9完全地接收了将要在显示器6上显示的信息，那么利用显示器6显示该信息，并且经由非接触式接口8向显示器驱动器5供电，否则关闭芯片卡1。这由图3中的箭头31表示。
B)假设最初经由非接触式通信接口8向芯片卡1供电且经由非接触式通信接口8的功率失去。如果已经从读取器9完全地接收了将要在显示器6上显示的信息，那么利用显示器6显示该信息，并且通过电池10向显示器驱动器5供电，否则关闭芯片卡1。这由图3中的箭头32表示。
C)假设最初经由接触式通信接口7向芯片卡1供电，经由接触式通信接口7的功率失去，并且经由非接触式通信接口8没有功率可用。如果已经从读取器9完全地接收了将要在显示器6上显示的信息，那么利用显示器6显示该信息，并且通过电池10向显示器驱动器5供电，否则关闭芯片卡1。这由图3中的箭头33表示。
D)假设芯片卡1当前由电池10供电。如果功率经由非接触式通信接口8变为可用，那么功率管理单元11选择经由非接触式通信接口8向芯片卡1供电。这由图3中的箭头34表示。
E)假设芯片卡当前经由非接触式通信接口8供电，并且功率经由接触式通信接口7变得可用。那么，读取器9将经由接触式通信接口7重置微控制器3，并且将通过接触式通信接口7向芯片卡1供电。这由图3中的箭头35表示。
F)假设芯片卡1当前由电池10供电。如果功率经由接触式通信接口7变得可用，那么功率管理单元11选择经由接触式通信接口7向芯片卡1供电。这由图3中的箭头36表示。
读取器9将重置微控制器3，但是显示器驱动器5将使用接触式电源继续工作。这是有用的，因为通过显示器驱动器5更新显示器6可能花费相对长的时间而在此期间不需要微控制器3的支持。
上述芯片卡1包括两个通信接口7、8。这不是绝对必要的。芯片卡1也可以只包括这两种通信接口之一。另外，芯片卡1不一定需要电池10。此外，按钮12和按钮接口13，一般而言具有相关输入接口的输入装置，是可选的。
代替实时时钟12，芯片卡1可以包括定时器，所述定时器通过集成到形成显示器驱动器5的单一集成电路中而成为显示器驱动器5的整体部分。该定时器可以具体配置用于在已被激活之后的预定时间段之后产生和发送信号。该信号可以用于触发芯片卡1的所需动作，例如清除显示器6。
最后应该注意的是，上述实施例说明而非限制了本发明，本领域技术人员在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下能够设计许多替代实施例。在权利要求中，括号中的参考符号不应该解释为限制权利要求。词语“包括”等不排除在权利要求或说明书中整体所列内容之外的其他元件或步骤的存在。单数形式的元件并不排除多个这种元件，反之亦然。在枚举若干装置的装置权利要求中，这些装置中的一些可以由同一软件或硬件实现。在相互不同的从属权利要求中描述具体措施的事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (13)

1.一种芯片卡，包括：
芯片卡控制器(3)；
显示器(6)；
定时装置(12)，配置来唤醒芯片卡(1)的至少一部分；以及
显示器驱动器(5)，可操作地与芯片卡控制器(3)和显示器(6)相连，并且配置来驱动显示器(6)。
2.根据权利要求1所述的芯片卡，其中定时装置(12)是显示器驱动器(5)的整体部分。
3.根据权利要求1所述的芯片卡，其中定时装置是时钟、特别是实时时钟(12)，或定时器中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的芯片卡，其中显示器驱动器(5)形成为包括定时装置(12)而不包括芯片卡控制器(3)的单一集成电路。
5.根据权利要求1所述的芯片卡，其中定时装置(12)配置来周期性地在预定的时刻、在特定时间、特定日期、或在芯片卡(1)的内部动作之后的预定时间段之后，产生信号以便唤醒芯片卡(1)的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的芯片卡，其中定时装置(12)配置来直接利用显示器驱动器(5)或利用芯片卡控制器(3)来发起清除和/或重置显示器(6)。
7.根据权利要求1所述的芯片卡，还包括对于可操作地与显示器装置(5)和/或定时装置(12)相连的至少一个电源(7、8、10)的接入；显示器驱动器(5)还包括作为整体部分的功率管理功能(11)，所述功率管理功能(11)配置来管理可从所述至少一个电源(7、8、10)获得、至少用于定时装置(12)或显示器驱动器(5)的电功率。
8.根据权利要求7所述的芯片卡，其中功率管理管理功能(11)还配置来管理用于芯片卡控制器(3)的电功率。
9.根据权利要求8所述的芯片卡，其中功率管理功能(11)配置来在显示器驱动器(5)向显示器(6)写入信息时和/或显示器(6)显示显示信息时关闭用于芯片卡控制器(3)的功率。
10.根据权利要求7所述的芯片卡，包括对于至少两个不同电源(7、8、10)的接入，其中功率管理功能(11)配置来根据电源(7、8、10)的可用性和/或根据预定准则选择电源(7、8、10)之一。
11.根据权利要求10所述的芯片卡，其中所述至少一个电源是以下项中至少之一：
芯片卡(1)的接触式通信接口(7)，配置来允许芯片卡控制器(3)与接触器读取器的通信；
芯片卡(1)的非接触式通信接口(8)，配置来允许芯片卡控制器(3)与非接触式读取器的通信；
芯片卡(1)的电容器；
芯片卡(1)的压电按钮；
芯片卡(1)的太阳能电池；或
芯片卡(1)的电池(10)。
12.根据权利要求11所述的芯片卡，其中显示器驱动器(5)的功率管理功能(11)配置来：
如果芯片卡(1)被激活，如果经由通信接口(7、8)没有功率可用，则只选择电池(10)作为芯片卡(1)的电源；和/或
如果经由通信接口(7、8)功率变为可用，则从将电池(10)作为芯片卡(1)的电源切换到将通信接口(7、8)作为芯片卡(1)的电源。
13.根据权利要求11所述的芯片卡，其中显示器驱动器(5)的功率管理功能(11)配置来选择接触式通信接口(7)作为芯片卡(1)的首选电源。
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