CN102024296B - 智能卡和终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能卡，包括：接口单元，该接口单元包括第一接口模块和第二接口模块，其中，第一接口模块用于与容纳存储卡的主机通信，第二接口模块用于与存储卡通信；控制单元，用于通过第一接口模块接收来自主机的主机信号流，识别主机信号流中发给智能集成电路单元的第一信号和发给存储卡的第二信号，将第一信号传送给智能集成电路单元，将第二信号通过所述第二接口模块传送给存储卡；智能集成电路单元，用于与控制单元进行通信，接收来自控制单元的所述第一信号。本发明还提供了包括智能卡的终端。根据本发明的实施例可以被用于任何具有***式存储卡的主机，并且将主机转换成移动支付装置，实现移动支付功能。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术，更具体而言，涉及智能卡和具有该智能卡的终端。
背景技术
移动支付解决方案已经引起了移动网络运营商(MNO，MobileNetwork Operator)、交通运输运营商、金融机构和移动电话制造商的高度关注。关于近距离通信(NFC，Near Field Communication)的产业论坛已经在2004年成立，以推进移动支付技术及解决方案的合作和适应性。然而，由于所涉及的多方的利益冲突，基于近距离通信技术的移动支付的适应性很慢。
目前，提出了可黏贴或安装至移动电话中的标准SIM卡的黏贴式智能卡(Sticker type of smart card)，以减小移动支付对MNO和移动电话制造商的依赖。
通常，移动付款的解决方案可以包括三个部分：
1)智能卡，存储用户信息、交易信息以及保证移动支付的安全性的安全元件；
2)与POS机交互以进行移动支付的接口；
3)与后台***交互的接口，用于交易同步和空中下载(OTA，over the air)管理。
发明人发现如上所述的现有技术具有以下问题：
黏贴或安装至移动电话中的标准SIM卡的黏贴型智能卡缺少与后台***的安全通信，这是因为由于其不能访问SIM卡中的安全元件，所以只能使用简单的SMS(Short Message Service，短消息服务)通道与后台***通信。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种智能卡，其能够解决现有技术中智能卡不能与后台***进行安全通信的问题。本发明的另一目的是提供一种终端，具有上述的智能卡，从而使得该终端实现移动支付功能，且不用替换目前的存储卡，使得用户不过分依赖于存储卡和主机制造商。
根据本发明的一个方面，提供了一种智能卡，包括：接口单元，该接口单元包括第一接口模块和第二接口模块，其中，第一接口模块用于与容纳存储卡的主机通信，第二接口模块用于与存储卡通信；控制单元，用于通过第一接口模块接收来自主机的主机信号流，识别主机信号流中发给智能集成电路单元的第一信号和发给存储卡的第二信号，将第一信号传送给智能集成电路单元，将第二信号通过第二接口模块传送给所述存储卡；智能集成电路单元，用于与控制单元进行通信，接收来自控制单元的所述第一信号。
在上述技术方案中，优选地，所述控制单元还用于对所述第一信号和所述第二信号进行处理，将处理后的所述第一信号和所述第二信号分别传送给所述智能集成电路单元和所述存储卡，所述控制单元还用于通过第二接口模块接收来自存储卡的存储卡信号流，将存储卡信号流中发给主机的第三信号与发给智能集成电路单元的第四信号进行区分，将第三信号通过第一接口模块传送给主机，将第四信号传送给智能集成电路单元。
在上述技术方案中，优选地，控制单元还用于接收来自智能集成电路单元的智能集成电路单元信号流，将智能电路单元信号流中发给主机的第五信号和发给存储卡的第六信号进行区分，将第五信号通过第一接口模块传送给所述主机，将第六信号传送给所述存储卡。
在上述技术方案中，优选地，进一步包括：第一接口电路，连接在所述第一接口模块和所述控制单元之间；第二接口电路，连接在所述控制单元和所述智能集成电路单元之间。
在上述技术方案中，优选地，所述第一接口模块位于所述智能卡的卡体的第一表面上，所述第二接口模块位于所述智能卡的卡体的第二表面上，所述第一表面和所述第二表面互为正面和背面。
在上述技术方案中，优选地，进一步包括：第三接口电路；连接单元，穿过所述智能卡的卡体，连接在所述控制单元和第三接口电路之间；其中，第二接口模块通过第三接口电路和连接单元连接到所述控制单元。
在上述技术方案中，优选地，智能卡可以进一步包括柔性天线，智能集成电路单元具有天线端口，用于连接该柔性天线，所述智能卡通过柔性天线与外部设备进行通信。
在上述技术方案中，优选地，外部设备可以包括自动银行机、销售终端、门禁终端、收费站终端。
在上述技术方案中，优选地，智能卡的形状与所述存储卡匹配，智能卡的厚度取决于存储卡的厚度和主机的用于容纳存储卡的插槽的尺寸。
通过本发明的技术方案，在现有的用于SIM卡的智能卡及存储卡中内置型智能卡上进行了改进，可以被用于任何具有***存储卡的主机，并且将主机转换成移动支付装置，不过分依赖与主机和存储卡的制造商，具有与后台***的安全通信以及与POS机非接触式交互的稳定的RF信道。
根据本发明的另一方面，提供了一种终端，包括上述的智能卡。
在上述技术方案中，优选地，还包括驱动模块，用于使得所述主机和所述智能卡之间能够进行通信，使得所述主机和所述存储卡之间能够进行通信，并且分别为用于所述智能卡的信号和用于所述存储卡的信号添加不同的标签。
在上述技术方案中，优选地，所述驱动模块还包括用于所述智能卡的第一应用程序接口和用于所述存储卡的第二应用程序接口。
在上述技术方案中，优选地，所述终端的壳体为金属，所述智能卡的所述柔性天线位于所述壳体外。
根据本发明的技术方案，不仅能够保证主机通过智能卡与后台***进行安全通信，且能够实现智能卡与外部设备进行非接触式的通信，实现移动支付功能，且不用替换目前的存储卡，使得用户不过分依赖于存储卡和主机制造商。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的智能卡的结构框图；
图2示出了根据本发明的实施例的具有上述智能卡的终端的结构框图；
图3示出了根据本发明的实施例的智能卡应用于手机与后台***和POS机进行交互的示意图；
图4示出了根据本发明的实施例智能卡的上表面和下表面的结构示意图；
图5示出了图4示出的智能卡的侧视图；
图6示出了根据本发明的实施例的主机的驱动模块的示意图；
图7示出了根据本发明的实施例的当智能卡和存储卡在串行模式下时，主机侧和智能卡侧的信号交互的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图1是根据本发明的实施例的智能卡的结构框图。
如图1所示，提供了一种智能卡100，包括：
接口单元110，接口单元110包括第一接口模块112和第二接口模块114，其中第一接口模块112用于与容纳存储卡的主机进行通信，第二接口模块114用于与存储卡进行通信；
控制单元104，用于通过第一接口模块112接收来自主机的主机信号流，识别主机信号流中发给智能集成电路单元106的第一信号和发给存储卡的第二信号，将第一信号传送给智能集成电路单元106，将第二信号通过所述第二接口模块114传送给所述存储卡；
智能集成电路单元106，用于与控制单元104进行通信，接收来自控制单元104的所述第一信号。
优选地，还可以包括柔性天线108，实现与外部设备的通信。本领域技术人员应当理解，在该实施例中，即使去除柔性天线108，本实施例仍然是一个完整的技术方案。。
在上述技术方案中，优选地，所述控制单元104还用于对所述第一信号和所述第二信号进行处理，将处理后的所述第一信号和所述第二信号分别传送给所述智能集成电路单元和所述存储卡，所述控制单元104还用于通过第二接口模块114接收来自存储卡的存储卡信号流，将存储卡信号流中发给主机的第三信号与发给智能集成电路单元106的第四信号进行区分，将第三信号通过第一接口模块112传送给主机，将第四信号传送给智能集成电路单元106。
在上述技术方案中，优选地，控制单元104还用于接收来自智能集成电路单元106的智能集成电路单元信号流，将智能电路单元信号流中发给主机的第五信号和发给存储卡的第六信号进行区分，将第五信号通过第一接口模块112传送给所述主机，将第六信号通过第二接口模块114传送给所述存储卡。
在上述技术方案中，优选地，进一步包括：第一接口电路，连接在第一接口模块112和控制单元104之间；第二接口电路，连接在控制单元104和智能集成电路单元106之间。
在上述技术方案中，优选地，第一接口模块112位于智能卡的卡体的第一表面上，第二接口模块114位于所述智能卡的卡体的第二表面上，第一表面和第二表面互为正面和背面。
在上述技术方案中，优选地，进一步包括：第三接口电路；以及连接单元，所述连接单元穿过智能卡的卡体，连接在控制单元104和第三接口电路之间；其中，第二接口模块114通过第三接口电路和连接单元连接到控制单元104。
在上述技术方案中，优选地，所述智能卡进一步包括柔性天线108，智能集成电路单元106具有天线端口，用于连接柔性天线108，所述智能卡通过所述柔性天线与外部设备进行通信。
在上述技术方案中，优选地，外部设备可以包括自动银行机、销售终端、门禁终端、收费站终端等。
在上述技术方案中，优选地，智能卡的形状与存储卡匹配，智能卡的厚度取决于存储卡的厚度和主机容纳存储卡的插槽的尺寸。
本发明实施例中的第一信号为主机发给智能卡的信号的统称，第二信号为主机发给存储卡的信号的统称，第三信号为存储卡发给主机的信号的统称，第四信号为存储卡发给智能卡的信号的统称，第五信号为智能卡发给主机的信号的统称，第六信号为智能卡发给存储卡的信号的统称，根据不同的应用，上述六种信号可以为不同的信号。
下面通过根据本发明实施例中的智能卡的具体应用来具体解释根据本发明的上述技术方案的工作原理和信号交互情况：
当所述智能卡设置有小额支付功能时，例如实现公交卡、商场和超市等小额支付功能。用户可以到指定的充值点进行充值，也可以利用手机、PC等主机通过网络进行网上充值，具体流程可以如下：
S101，用户通过主机向充值服务器发送充值请求；
主机首先要向智能卡发送读取鉴权信息请求(相当于第一信号)，智能卡在收到所述读取鉴权信息请求后，将智能卡存储的鉴权信息(相当于第五信号)发送给主机，主机在收到该鉴权信息后，根据该鉴权信息和充值金额等信息生成充值请求，并发送给充值服务器。
S102，充值服务器验证充值请求是否合法；
S103，充值服务器在验证充值请求合法后，根据充值请求完成充值，并向主机发送充值成功消息，所述充值成功消息中可以包括充值时间、充值金额等信息；
S104，主机在收到充值成功消息后，将充值成功消息(相当于第一信号)发送给智能卡；
S105，智能卡根据该充值成功消息修改其上存储的余额信息，并向主机发送余额修改成功消息(相当于第五信号)，以及根据该充值成功消息中的充值时间和充值金额生成充值记录消息，并将该充值记录消息(相当于第六信号)发送给存储卡；
S106，存储卡在收到充值记录消息后，将其存储。
通过上述操作，就可以完成一次在线充值。
当用户使用该智能卡完成一次小额支付后，该智能卡可以产生交易记录消息，并将该交易记录消息(相当于第六信号)发送给存储卡，该交易记录消息中包括交易时间和交易金额等信息，存储卡存储该交易记录消息。
当用户需要查询充值记录和/或交易记录时，用户通过主机向存储卡发送充值记录查询请求和/或交易记录查询请求(相当于第二信号)，存储卡在收到充值记录查询请求和/或交易记录查询请求后，向主机返回充值记录消息和/或交易记录查消息(相当于第三信号)。
同时，智能卡也可以将其自身的一些数据或程序存储在存储卡上，当需要时，从存储卡上读取相应的信息(相当于第四信号)。
以上仅以本发明实施例中的智能卡作为小额支付工具为例进行说明，该智能卡还可以实现银行卡、门禁卡、***、会员卡等功能中的任意一种或组合。
通过上述技术方案，能够保证智能卡通过主机实现与后台***进行安全通信，且能够实现智能卡与外部设备非接触式的通信，无需替换目前的存储卡，实现移动支付功能。
图2示出了根据本发明的实施例的具有上述智能卡的终端的结构框图。
如图2所示，本发明的实施例提供了一种终端200，包括以上所述的智能卡100。
在该终端中，优选地，还包括驱动模块202，用于建立所述终端和所述智能卡之间的通信，建立所述终端和所述存储卡之间的通信，并且分别为发送给智能卡的信号和发送给存储卡的信号添加不同的标签。本领域技术人员应该理解，该驱动模块202既可以位于终端侧，也可以位于智能卡侧。
在该终端中，优选地，驱动模块202还包括用于所述智能卡的第一应用程序接口和用于所述存储卡的第二应用程序接口。
在该终端中，优选地，在终端的壳体为金属时，智能卡的柔性天线位于壳体外。
通过本发明提供的终端能够保证智能卡通过主机实现与后台***的安全通信，同时能够实现智能卡与外部设备非接触式的通信，将实现移动支付功能，不用替换目前终端中的存储卡，使用方便。
图3示出了根据本发明的实施例的智能卡应用于手机与后台***和POS机进行交互的示意图。
如图3所示，智能卡300叠加在存储卡302有接口的上表面处。智能卡300上连接有柔性天线304。将叠加好的智能卡300与存储卡302一起***主机308中的用于放置存储卡302的插槽306中。如果壳体材料是非金属材料，则柔性天线304可放置在主机308的壳体内也可以放置在主机308的壳体外；如果壳体材料是金属材料，则柔性天线304放置在主机308的壳体外。
下面具体描述智能卡与主机、POS机及后台***交互的操作方式。当叠加的智能卡300和存储卡302被***主机308的存储卡插槽306中时，智能卡300能够与主机308通信。通过主机308及主机308的通信信道，智能卡300能够与后台***312通信，进行信息交换和更新，例如电子钱包充值、在线支付以及信息的下载和上传。
通过柔性天线304，智能卡300能够与销售终端(POS)机310交互，进行移动支付，例如乘用公共交通或在零售商店付账或获取进入如政府部门的限制区域的权利。
作为举例，主机308可以是移动电话、个人数字助理装置(PDA)，便携式计算机或具有用于存储卡的插槽和与后台服务器通信的通信信道的任何其他装置。存储卡302可以是安全数字SD卡、迷你安全数字SD卡，微型安全数字SD卡或任何能够被***主机308的存储插槽的存储卡。
主机的通信信道包括但不限于SMS，GPRS，无线LAN，Wi-Fi，WiMax和任何其他的通信信道。
后台***是提供服务的服务器***，该服务来自服务提供商，服务提供商可以是移动网络运营商(MNO)、金融机构、运输运营商等。
POS机310可以是在零售商店的POS终端、旅馆前台的接待终端、在地铁站的进出站检票机等。POS机310也具有与服务提供商的后台***进行通信的通信信道。
在此，本领域的技术人员应该理解，除了将智能卡应用于手机中，还可以将智能卡应用于PDA，便携式电脑，或具有用于存储卡的插槽和与后台服务器通信的通信信道的任何其他装置中。另外，与智能卡非接触式交互的外部设备可以包括零售商店的POS终端、旅馆前台的接待终端、在地铁站的进出站检票机或其他需要权限的机器。此外，存储卡可以是安全数字SD卡、迷你安全数字SD卡，微型安全数字SD卡或任何能够被***主机的存储插槽的存储卡。
通过上述技术方案，能够保证智能卡与后台***进行安全的通信，同时基于稳定的射频频率信道能够通过柔性天线与POS机进行非接触式交互，不用替换目前的存储卡，将主机转变为移动付款设备，减小了对存储卡和移动电话制造商的依赖，方便了用户。
图4示出了根据本发明的实施例的智能卡的上表面和下表面示意图，图5示出了图4示出的智能卡的侧视图。下面结合图4和图5详细描述本发明的实施例的智能卡。在智能卡的上表面600a上，智能卡600包括具有第一接口模块601a和第二接口模块601b的接口单元，控制单元602和智能集成电路603。第一接口电路605和第二接口电路606用于分别连接第一接口模块601a和控制单元602，以及控制单元602和智能集成电路603。智能集成电路603通过智能卡上的天线端口604连接到柔性天线(未示出)。如图5所示，控制单元702通过包括连接单元701c和下表面701b上的第三接口电路707连接到下表面701a上的第一接口模块701b。在该实施例中，连接单元701c是金属通孔，但是应该理解连接单元701c可以是任何能够导电的材料。
第一接口模块701b和存储卡(未示出)的接口叠加在一起，从而来自主机的用于存储卡的信号在被控制单元处理之后能够被传送给存储卡。
在上表面600a上的控制单元602用于控制主机(未示出)与智能集成电路603之间的通信，还用于控制主机和存储卡(未示出)之间的通信。来自主机的信号被分成两种类型：一种用于智能卡600，以及另一种用于存储卡。首先，控制单元602从来自主机的信号流中选择并处理用于智能卡600的信号和用于存储卡的信号。然后，控制单元602将用于智能卡600的信号转换成能被智能集成电路603接收和处理的格式，以及将处理过的信号通过连接单元701c、接口电路607、第二接口模块601b和存储卡的接口传递至存储卡。在控制单元602和智能集成电路603之间的通信信道可以是基于例如IS07816的公共协议和其他的公共或私有协议。
智能集成电路603执行标准的智能卡操作或特定操作，例如银行卡、交通卡、现金卡、***、出入卡、ID卡或其他。智能集成电路603通过基于诸如14443a、14443b、14443c的协议和其他公共或私有协议的非接触式通信信道，经由柔性天线与POS机交互。
智能卡600的形状和厚度是根据存储卡的类型和主机中的存储卡插槽的尺寸来决定的。具有不同厚度和形状的各类智能卡600被生产出，从而其能够与具有不同形状和厚度的存储卡叠加在一起。
在此，本领域的技术人员应该理解，除了将智能卡应用于手机中，还可以将智能卡应用于PDA，便携式电脑，或具有用于存储卡的插槽和与后台服务器通信的通信信道的任何其他装置中。另外，与智能卡非接触式交互的外部设备可以包括零售商店的POS终端、旅馆前台的接待终端、在地铁站的进出站检票机或其他需要权限的机器。此外，存储卡可以是安全数字SD卡、迷你安全数字SD卡，微型安全数字SD卡或任何能够被***主机的存储插槽的存储卡。
通过上述技术方案，同样能够保证智能卡与后台***进行安全的通信，同时基于稳定的射频频率信道能够通过柔性天线与POS机进行非接触式交互，将主机转变为移动付款设备，不用替换目前的存储卡，减小了对存储卡和移动电话制造商的依赖，方便了用户。
图6示出了根据本发明的实施例的主机的驱动模块的示意图。驱动模块802用于实现主机和智能卡之间的通信以及主机和存储卡之间的通信，并且分别为用于智能卡的信号和用于存储卡的信号添加不同的标签。能够在驱动模块802上开发用于智能卡应用的应用程序804，以管理智能卡操作、通过主机提供的通信信道建立智能卡和后台***之间的通信。从用户菜单或主机的触摸板，可轻松进入智能卡的应用程序804。
图7示出了根据本发明的实施例的当智能卡和存储卡在串行模式下工作时，主机侧和智能卡侧的信号交互的示意图。
如图7所示，主机侧的驱动模块1010具有用于智能卡应用的应用程序接口1001和用于存储卡应用的应用程序接口1003。用于智能卡应用程序和存储卡应用程序的信号流1002以串行方式首先通过接口电路被传送至智能卡，智能卡的控制单元从来自接口单元的信号中选择用于智能集成电路单元的信号并进行处理，然后发送至智能集成电路单元，以及从来自接口单元的信号中选择用于存储卡的信号并进行处理，然后发送至存储卡。驱动模块1010为用于智能卡和存储卡信号添加标记，从而这些信号可以分别被智能卡和存储卡选择和处理。
在串行模式下，智能卡处的控制模块1011具有三个功能，一个功能是选择用于智能集成电路的信号，另一个功能是为处理用于智能卡操作发送给智能集成电路的信号，并在完成处理后发送给智能集成电路，第三个功能是接收和处理用于存储卡的信号，并将信号传递给存储卡。
在串行模式下，主机和存储卡之间的通信和操作保持不变，不受来自智能卡的干扰。
在上面的描述中，信号流是双向的。例如，在主机中的驱动模块不仅发送信号至智能卡中的控制模块，也接收来自控制模块或存储卡的信号。
综上，结合图1至图7对本发明进行了说明。根据本发明的技术方案提供了一种用于叠加在存储卡上的智能卡，基于智能卡的控制单元对信号进行选择和处理，从而实现了智能卡与外部设备的非接触式交互，且通信信道稳定，还能使具有该智能卡的主机与后台***的安全交互，进而将主机转换成移动支付装置，从而实现了移动支付功能，不过分依赖于主机和存储卡的制造商。本发明的技术方案可以应用于移动支付和安全控制领域，尤其可以用于使用移动电话和其他便携式通信设备的叠放有存储卡的智能卡的移动支付和安全控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种智能卡，其特征在于，包括：
接口单元，包括第一接口模块和第二接口模块，其中所述第一接口模块用于与容纳存储卡的主机通信，所述第二接口模块用于与所述存储卡通信；
控制单元，用于通过所述第一接口模块接收来自所述主机的主机信号流，识别所述主机信号流中发给智能集成电路单元的第一信号和发给所述存储卡的第二信号，将所述第一信号传送给所述智能集成电路单元，将所述第二信号通过所述第二接口模块传送给所述存储卡；
所述智能集成电路单元，用于与所述控制单元进行通信，接收来自所述控制单元的所述第一信号。
2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述控制单元还用于对所述第一信号和所述第二信号进行处理，将处理后的所述第一信号和所述第二信号分别传送给所述智能集成电路单元和所述存储卡。
3.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述控制单元还用于通过所述第二接口模块接收来自所述存储卡的存储卡信号流，将所述存储卡信号流中发给所述主机的第三信号和发给所述智能集成电路单元的第四信号进行区分，将所述第三信号通过所述第一接口模块传送给所述主机，将所述第四信号传送给所述智能集成电路单元。
4.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述控制单元还用于接收来自所述智能集成电路单元的智能集成电路单元信号流，将所述智能电路单元信号流中发给所述主机的第五信号和发给所述存储卡的第六信号进行区分，将所述第五信号通过所述第一接口模块传送给所述主机，将所述第六信号传送给所述存储卡。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的智能卡，其特征在于，进一步包括：
第一接口电路，连接在所述第一接口模块和所述控制单元之间；以及
第二接口电路，连接在所述控制单元和所述智能集成电路单元之间。
6.根据权利要求5所述的智能卡，其特征在于，所述第一接口模块位于所述智能卡的卡体的第一表面上，所述第二接口模块位于所述智能卡的卡体的第二表面上，所述第一表面和所述第二表面为所述卡体的正面和背面。
7.根据权利要求6所述的智能卡，其特征在于，进一步包括：
第三接口电路；
连接单元，穿过所述智能卡的卡体，连接在所述控制单元和所述第三接口电路之间；
其中，所述第二接口模块通过所述第三接口电路和所述连接单元连接到所述控制单元。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡进一步包括柔性天线，所述智能集成电路单元具有天线端口，用于连接所述柔性天线，所述智能卡通过所述柔性天线与外部设备进行通信。
9.一种终端，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的智能卡。
10.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，还包括驱动模块，用于使所述终端与所述智能卡进行通信，使所述终端和所述存储卡进行通信，并且分别为发送给所述智能卡的信号和发送给所述存储卡的信号添加不同的标签。
11.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述驱动模块包括用于所述智能卡的第一应用程序接口和用于所述存储卡的第二应用程序接口。
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