CN102110237B - 一种多界面ic卡管脚低功耗处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种多界面(接口)IC卡管脚低功耗处理方法，主要应用于多界面IC卡***设计领域，如双界面IC(支持ISO/IEC 7816和射频)、三界面IC卡(支持ISO/IEC 7816、射频和USB)等。本发明采用一种特殊的管脚处理方法，有效地降低多界面IC卡的管脚功耗。

Description

一种多界面IC卡管脚低功耗处理方法
技术领域
本发明应用于多界面IC卡的***设计领域。
背景技术
随着IC卡设计技术的发展，IC卡在日常生活中的应用越来越广泛，功能也越来越多样化。从单一接口(只支持ISO/IEC 7816接口或射频接口)、单一应用，向多接口(支持ISO/IEC 7816接口、射频接口、USB接口等)、多应用发展。因此IC卡的***设计也越来越复杂，并且***设计的好坏直接决定了IC卡的性能。
通常情况下，多界面IC卡需要对管脚进行一些特殊处理。比如支持ISO/IEC 7816和射频接口的双界面IC卡，把接触模式的输入管脚接到固定的电平(通常用上拉或下拉电阻来实现)。在射频模式下这些管脚外部没有驱动，如果内部不进行上述处理，芯片无法正常工作，因此这是射频模式正常工作的需要，同时这也会提高接触上电时的芯片可靠性。但是上述处理方法会带来两个问题：
(1)在接触模式工作时功耗变大。
(2)下拉(上拉)电阻的阻值选择不当，可能导致管脚的电特性(IIH或IIL)不满足相应的规范(比如ISO/IFC 7816规范)。
本发明所公开的多界面IC卡管脚低功耗处理方法，能够很好的解决上述问题；在满足***设计要求的同时，可以消除IC卡不必要的功耗。
发明内容
本发明旨在通过一种多界面IC卡管脚低功耗处理方法来降低IC卡的功耗，具体包括以下步骤：
(1)IC卡的数字输入管脚有可控的下拉(上拉)电阻。
(2)IC卡上电时数字输入管脚下拉(上拉)电阻有效。
(3)IC卡内部产生工作模式信号(根据IC卡外部送入的模式信号或IC卡内部探测产生的模式信号)。
(4)IC卡根据工作模式信号控制输入管脚的下拉(上拉)电阻是否有效。
附图说明
图1多界面IC卡管脚控制流程图
图2管脚下拉控制电路实现示意图，图中PAD为输入管脚外部接口，IN为内部与内核电路的接口，EN为下拉电阻的控制端，INTER_RST为芯片的内部复位信号，CHIP_MODE为芯片的工作模式信号。硬件根据INTER_RST和CHIP_MODE信号生成对管脚下拉控制信号。
图3管脚上拉控制电路实现示意图，图中PAD为输入管脚外部接口，IN为内部与内核电路的接口，EN为上拉电阻的控制端，INTER_RST为芯片的内部复位信号，CHIP_MODE为芯片的工作模式信号。硬件根据INTER_RST和CHIP_MODE信号生成对管脚上拉控制信号。
具体实施方式
下面以双界面(支持ISO/IEC 7816接口和射频接口)IC卡为例进行说明，其它多界面IC卡也可以类似实现。
在射频模式下工作时，7816的几个输入端口(CLK、RST)必须保持在固定的电平，即不能悬空，因此这些管脚需要下拉(上拉)电阻来控制到固定电平。当7816模式工作时，这些下拉(上拉)电阻会增大工作电流；此时这几个端口外部有直接驱动，因此可以没有下拉(上拉)电阻。在7816模式上电过程中，输入管脚的下拉(上拉)电阻会有效提高IC卡的可靠性。综合上述情况，为了提高IC卡上电时的可靠性，同时消除IC卡不必要的功耗，在***设计时采取以下一系列管脚处理措施：
(1)在设计此IC卡时，输入管脚要选用带下拉(上拉)电阻的IO并且有一个可控端口来控制其有效与否。
(2)在IC卡初始上电过程中下拉(上拉)电阻必须有效，这是为了在上电过程中输入端口的电平保持特定的值，而不是不稳定的悬空状态。
(3)为了选择下拉(上拉)电阻是否继续有效，根据IC卡外部送入的模式信号或IC卡内部探测产生的模式信号，在IC卡内部生成IC卡的工作模式信号。一般情况下双界面IC卡在内部都会有模式探测电路，其原理是根据上电时的供电电源的来源决定工作模式。上电时，电源来自IC卡的电源管脚，模式就是7816模式；上电时，电源来自射频场感应，模式就是射频模式。
(4)如果是射频模式，对于未使用的7816管脚，下拉(上拉)电阻继续保持有效，即下拉(上拉)使能控制信号EN一直有效，保证下拉(上拉)电阻的开关K1始终打开(如图2、图3所示)。如果是7816模式，上电复位完成后，断开下拉(上拉)电阻，使下拉(上拉)电阻无效，即下拉(上拉)使能控制信号EN变为无效，保证下拉(上拉)电阻的开关K1被关闭(如图2、图3所示)。
其中步骤1是设计初期对IO的选择要求，步骤2-4是IC卡的实际操作过程，整个操作过程可以由硬件来自动完成，也可以由软硬件协同来完成。
其他的多界面IC卡，都可以按照上述同样的方法处理输入管脚，以达到管脚的低功耗。对于双向IO以输入方式使用时，也可以按照同样的原理进行处理，以达到管脚的低功耗。

Claims (3)

1.一种多接口IC卡的管脚低功耗处理方法，其特征是根据IC卡上电后的工作模式决定是否使能数字输入管脚的下拉电阻或上拉电阻，以此来降低管脚功耗，步骤如下：
(1)IC卡的数字输入管脚设置可控的下拉电阻或上拉电阻；
(2)IC卡上电时使能数字输入管脚下拉电阻或上拉电阻；
(3)根据IC卡外部送入的模式信号或IC卡内部探测产生的模式信号，IC卡内部产生工作模式信号；
(4)IC卡根据工作模式信号控制是否使能输入管脚的下拉电阻或上拉电阻。
2.如权利要求1所述的一种多接口IC卡的管脚低功耗处理方法，其特征在于如果IC卡的工作模式是射频模式，对于ISO/IEC 7816接口通讯协议所使用的时钟输入管脚CLK、复位输入管脚RST，继续使能下拉或上拉电阻，保证下拉或上拉电阻的开关始终打开。
3.如权利要求1所述的一种多接口IC卡的管脚低功耗处理方法，其特征在于如果IC卡的工作模式是ISO/IEC 7816接口通讯协议进行通信的模式，上电复位完成后，断开下拉或上拉电阻，使下拉或上拉电阻无效，保证下拉或上拉电阻的开关被关闭。
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