CN102112975A - 具有用于预加载数据的多个协议的数据存储器件 - Google Patents

Abstract

***和方法使用多个通信模式用于通过数据存储器件的现有外部触点将从制造设备预加载的数据快速上传到数据存储器件。优选地，该器件是大容量SIM卡，以及用户模式允许通过诸如ISO、SD/MMC和USB的标准协议进行通信，而制造者模式应用多数据线SD/MMC协议或定制协议用于高速数据上传。

Description

具有用于预加载数据的多个协议的数据存储器件

技术领域

用于将数据预加载到数据存储器件上的各种方法和***是可能的，并且具体地，各方法和***可以允许制造者生产器件(例如智能卡)并在将其分发给消费者之前加载数据(例如标识信息)。

背景技术

在计算机工程领域中，闪存器件特别是智能卡是众所周知的。智能卡在***大小的包装中包含安全微处理器。智能卡被设计为符合公布的标准，使得可以独立于卡来设计应用和读卡器设备。具体地，许多智能卡被设计为符合ISO/IEC 7816系列标准，该系列标准定义了智能卡的物理形状、通信协议以及针对每个协议的电触点(contact)的位置和形状、提供给卡的电力以及电源被提供到的电触点的位置、以及发送给卡的命令的功能性和格式以及卡返回的响应。

智能卡通常用于用户标识的目的。可以使用个人信息(例如，针对电子门(electronic gate)的电子护照或通行卡(pass card)可以存储描述指纹或虹膜或人脸画面的个人化生物学数据，以向安全代理或电子锁正确地标识用户)或非个人信息(例如，订户识别模块(SIM)卡识别蜂窝电话网络的订户)来进行用户识别。智能卡还用于跟踪金融信息，例如，智能信用/借记卡存储用户的信用信息并跟踪购买，使得贸易商能够批准销售而无需接触信用提供者。类似地，智能电话卡可以跟踪预付的电话呼叫并保留用户的信用。智能卡还用于信号的加密和解密；这样的智能卡可以用作允许用户接收特许通信或者解锁来自网络的私有(proprietary)软件的功能性的密钥。

通常，智能卡还包含用于应用的程序存储器。这些预加载的程序通常被存储在不可由卡的用户访问的只读存储器(ROM——例如掩蔽(mask)可编程ROM或EPROM或NOR型闪存)中。许多ROM技术涉及耗时的物理修改以编程或重新编程(reprogram)卡。

SIM卡通常属于蜂窝网络的服务提供商。服务提供商将卡提供给作为SIM卡的终端用户的网络订户。然后，卡向网络标识订户的通信设备。基于该标识，服务提供商提供网络服务并向用户收费。

通常SIM卡的制造包括两个主要步骤：A)卡的制作，以及B)每个MNO(MNO＝移动网络运营商)规范的卡的定制。卡的制作包括构造物理卡(例如处理器、存储器、连接器)以及为卡编程基本工作模式(例如，一个或多个数据传输协议以及有时被称为基本输入/输出***BIOS的其它基本功能)。通常，卡的工作模式依照公布的标准，例如ISO 7816。在现代高容量SIM卡的情况下，定制还可能涉及两个步骤：1)卡的SIM部分的定制，以及2)将数据上传到卡的大容量存储区。单一制造者可以实现所有的制造步骤。还能够在制作卡并定制卡的SIM部分的卡生产者和在将卡分发给用户之前将数据上传(预加载)到卡的一个或多个MNO代理之间划分这种制造。

个人、数据和网络安全正变得越来越重要并且越来越复杂。此外，用户设备正变得越来越灵活。曾经作为简单的蜂窝电话的部件的SIM卡现在可以被放置在具有各种可用操作***之一的复杂移动计算机中。已经开发了针对存储数据和程序的智能卡、特别是针对包括比迄今为止可能的更多的存储器的智能卡(例如，大于500K字节的示例卡当前正在计划中或者是可用的)的市场。特别是随着标准的改变以及新设备的开发，存在该数据应该可用于由用户修改的需要。

从而，对于具有可以用针对具体卡分发者MNO或具体用户群而定制的并且可访问来由用户修改的大量数据、由制造者经济地(economically)编程的智能卡/数据存储器件，存在广泛认可的需要，并且这将是高度有利的。

发明内容

在这里提供了将数据预加载到数据存储器件的各种方法和***，并且具体地，提供了在制造模式中利用高速数据传输协议的方法和***，这可以通过加速数据到器件的预加载来增加生产效率。

用于存储数据(并且具体地，用于在将数据存储器件分发给用户之前将数据预加载到数据存储器件)的***的一个实施例可以包括：数据存储器件，具有N个外部可接入的(accessible)电触点；以及制造者设备，被配置为将数据上传到数据存储器件；以及至少一个集成电路芯片，被配置为实现用户模式和制造者模式。用户模式可以用于在终端用户的主机设备和数据存储器件之间传输数据。用户模式可以包括用于传输数据的第一协议，并且该第一协议可以利用N个外部可接入电触点的第一子集。制造者模式可以包括用于将数据从制造者设备上传到数据存储器件的第二协议。该第二协议可以利用N个外部可接入电触点的第二子集。第二子集可以包含在第一子集和第二子集两者中所包含的至少一个公共元件。第二子集还可以包含未被包含在第一子集中的至少一个专用元件。

在上述***中，第一协议可以利用N个外部可接入电触点的第一子集来进行与主机的通信连接。如下给出在第一子集和第二子集两者中包含的至少一个公共元件的例子、以及包含在第二子集中的而不在第一子集中的至少一个专用元件的例子。例如，如下面描述的实施例中所示，如果第一协议是USB协议，并且第二协议是与USB协议相似但使用外部时钟的定制(custom)协议，则为了传输命令而利用的CMD触点和为了传输数据而利用的差分数据触点(IC_DP和IC_DM)可以是对于两个协议的公共元件，而用于传输外部时钟定时信息的CLK触点可以是仅由第二协议利用的专用元件。

在用于存储数据的***中，用户模式还可以包括用于在主机和数据存储器件之间传输数据的第三协议。第三协议可以利用N个外部可接入电触点的第三子集。第三子集可以包括第二子集所包含而第一子集不包含的专用元件，并且可以存在第二子集的未被包含在第三子集中的至少一个元件。例如，如下面的优选实施例(图1-3a的SIM卡100)中详细描述的，其中第一协议是ISO协议，以及第三协议是单一数据线SD/MMC协议，以及第二协议是多数据线SD/MMC协议，第三协议的时钟触点CLK-MMC和命令触点CMD和第一数据线触点DAT0都是由第二和第三协议利用但不由第一协议利用的专用元件(触点)；而第二协议的DAT1、DAT2和DAT3触点是第一和第二协议的公共元件，因为DAT1、DAT2和DAT3触点还分别被第一协议用作RST、CLK-ISO和I/O触点。电源(power)和地触点VSS 5V和GRND是由所有协议使用的公共元件。

在用于存储数据的***中，第一子集可以精确地包含K个元件(每个元件是外部可接入导电触点)，以及第二子集可以精确地包含M个元件，以及第三子集可以精确地包含L个元件，其中L、K、M和N都是大于零的整数。L可以小于或等于K，K可以小于M，以及M可以小于或等于N。例如，在下面详细描述的SIM卡100的实施例中(图1-3a)，K＝L＝5以及M＝N＝8。

在用于存储数据的***中，第一协议可以是ISO协议(符合利用五个外部可接入触点用于到主机的连接和用于电源的公布的ISO 7816标准)，从而第一子集可以精确地包含五个元件。此外，第三协议可以是利用五个外部可接入触点的单一数据线SD/MMC协议(从而，第三子集也可以包含五个元件)。此外，第二协议可以是定制协议(例如，使用外部时钟或多数据位的类似USB的协议)，或者第二协议可以是使用B条数据线的多数据线SD/MMC协议(从而，第二子集可以包含6或8个元件(分别用于两条或四条数据线))。

在用于存储数据的***中，第一协议可以符合公布的USB标准，从而第一子集可以精确地包含五个元件。此外，第二协议可以是定制协议(例如，使用外部时钟或多条数据线的USB协议)，或者第二协议还可以是使用B条数据线的多数据线SD/MMC协议(从而第二子集可以包括6或8个元件(分别用于两条或四条数据线(B＝2或4)))。

在用于存储数据的***中，第一协议可以符合公布的标准，以及第二协议可以是定制协议。

在用于存储数据的***的一个实施例中，集成电路芯片还可以被配置为跟踪金融信息、向服务标识订户、提供解密密钥、对信号解密或者向安全代理或安全设备标识用户。例如，如果数据存储器件是SIM卡，则该数据存储器件可以包括用于向电话网络标识用户帐户的订户标识信息；或者如果数据存储器件是电子护照或身份卡，则该器件可以包括关于用户的生物学数据；或者如果数据存储器件是银行卡，则该器件可以包括帐户信息和生物学信息。

在用于存储数据的***中，数据存储器件可以是标准SIM卡或大容量SIM卡(大容量SIM卡是除了传统功能之外还实现另外更快的协议(例如USB)以访问存储区域的SIM卡)。

在用于存储数据的***中，集成电路芯片可以被配置为促进制造者以比用户模式的最大数据传输速率高的速率来上传数据。例如，如果用户模式协议符合SD/MMC并使用一条数据线，而制造者模式协议符合SD/MMC并使用四条数据线，则可以以用户模式的最大数据传输速率的近似四倍的速率来上传数据。

在用于存储数据的***中，集成电路芯片可以是数据存储器件的部件。

定制具有N个外部可接入电触点的数据存储器件的方法的一个实施例可以包括提供用户模式的步骤。用户模式可以包括利用包含K个元件(每个元件是N个外部可接入电触点之一)的第一子集来在数据存储器件和主机之间传输数据的第一协议。该方法的实施例还可以包括如下步骤：初始化数据存储器件以工作在具有利用包含N个外部可接入电触点中的M个的第二子集的第二协议的制造者模式中。第二子集可以包含在第一子集和第二子集两者中包含的至少一个公共元件。所述第二子集还可以包含未被包含在第一子集中的至少一个专用元件。该方法还可以包括由制造者经由制造者模式将数据上传到数据存储器件。

用于定制数据存储器件的方法的一个实施例还可以包括在上传预加载的数据之后禁用制造者模式的步骤。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，可以使得制造模式不可由终端用户访问。例如，可以向除了授权的制造者之外的任何人阻止制造者模式的使用。从而，将防止黑客使用制造模式作为后门来破坏应用到用户模式协议的安全测量。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，禁用制造者模式可以包括如下动作中的一个或多个：关闭数据存储器件、复位数据存储器件、临时禁用制造者模式、永久禁用制造者模式、改变数据存储器件的默认模式或者向数据存储器件给予命令。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，上传将被预加载的数据的速率可以比用户模式下的数据传输的最大速率快。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，用户模式还可以包括用于在器件和主机之间传输数据的第三协议。第三协议可以利用包括专用元件(其被包含在第一子集中而不包含在第二子集中)的N个外部可接入电触点的第三子集。还可以存在被包含在第二子集中、但不包含在第三子集中的至少一个元件。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，第三子集可以精确地包括L个元件，其中0＜L≤K＜M≤N。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，第一协议可以符合利用K＝5个电触点的ISO 7816标准，以及第三协议可以符合具有单一数据线的SD/MMC标准(从而利用L＝5个触点)，以及第二协议可以是定制协议，或者第二协议可以符合利用B条数据线的SD/MMC标准，其中B≥2。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，第一协议可以是USB协议，而第二协议可以是定制协议，或者第二协议可以是符合利用B条数据线的SD/MMC标准的协议，其中B≥2。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，第一协议可以符合公布的标准，以及第二协议可以是定制协议。

在用于定制数据存储器件的方法的一个实施例中，存储器件可以执行进一步的功能，例如跟踪金融信息、标识用户、向服务标识订户、提供解密密钥或者对信号解密。

数据存储器件的一个实施例可以包括：N个外部可接入电触点中的多个；以及至少一个集成电路芯片。该集成电路芯片可以被配置为实现用户模式，用于在用户的主机设备和数据存储器件之间传输数据。用户模式可以包括用于在主机和数据存储器件之间传输数据的第一协议。第一协议可以利用N个外部可接入电触点的第一子集。集成电路芯片还可以被配置为实现制造者模式，用于将数据从制造者设备上传到数据存储器件。制造者模式可以包括利用N个外部可接入电触点的第二子集的第二协议。第二子集可以包含在第一子集和第二子集两者中包含的至少一个公共元件，以及第二子集还可以包含被包含在第二子集中但未包含在第一子集中的至少一个专用元件。

在数据存储器件的一个实施例中，用户模式还可以包括用于传输数据的第三协议。第三协议可以利用N个外部可接入电触点的第三子集。第三子集可以包含被包含在(在制造者模式中利用的)第二子集中、但不包含在(由用户模式的第一协议利用的)第一子集中的专用元件。此外，(由制造者模式协议利用的触点的)第二子集可以包含未被包含在第三子集中的至少一个元件。

在数据存储器件的一个实施例中，(在用户模式的第一协议中使用的触点的)第一子集可以精确地包含K个元件，(在制造者模式中使用的触点的)第二子集可以精确地包含M个元件，(在用户模式的第三协议中使用的触点的)第三子集可以精确地包含L个元件，以及L、K、M和N都可以是大于零的整数。L可以小于或等于K，K可以小于M，以及M可以小于或等于N。

在数据存储器件的一个实施例中，第一协议可以是符合ISO 7816的，K＝5，第三协议可以是L＝5的单一数据线SD/MMC协议，以及第二协议可以是具有B条数据线的定制协议或SD/MMC协议，其中B是大于或等于2的整数，M＝B+4(具体地，分别针对B＝2或4，M＝6或8)。

在数据存储器件的实施例中，第一(用户模式)协议可以是USB协议，以及第二(制造者模式)协议可以是定制协议或者符合具有B个数据位的SD/MMC标准的协议，其中B是大于或等于2的整数。

在数据存储器件的一个实施例中，第一(用户模式)协议可以是标准公布的协议，以及第二(制造者模式)协议可以是定制协议。

在数据存储器件的一个实施例中，集成电路芯片还可以被配置为跟踪金融信息、向服务标识订户、提供解密密钥、解密信号或者标识用户。

在数据存储器件的一个实施例中，数据存储器件可以被配置为起SIM卡的作用。

在数据存储器件的实施例中，数据存储器件可以具有符合公布的标准形式的外部物理形状。

在数据存储器件的一个实施例中，集成电路芯片可以被配置为促进制造者以比用户通过用户模式可用的最大数据传输速率更高的速率来上传将被预加载的数据。

术语

以下术语根据它们的普通含义而被用在本申请中，该含义将被理解为对相关领域的技术人员是已知的。然而，为了考虑到本申请的主题而进一步阐述，关于在此如何使用或应用这些术语，给出了以下说明、细述和示例。要理解的是，下面的说明、细述和示例被当作是示范性的或代表性的，而不被当作是排他性的或限制性的。相反，下面讨论的术语被尽可能广义地解释，与其通常意思及以下讨论相一致。

○配置——配置设备以提供功能可以被定义为：为该设备供应提供功能所需的并且足够的硬件或软件。

○禁用——禁用设备的功能可以被定义为：将设备置于其中设备不能执行具体功能的状态中。可以暂时地(例如，直到采取动作(例如，给出命令，重新开始该设备，或者重新启动该设备)来重新使能该功能)或永久地(例如，这样，为了使该设备随后执行功能，将需要重新配置该设备)禁用功能。在一些情况下，禁用功能可以通过重新配置设备以使得设备将不再执行功能来实现。

○启动——启动设备可以被定义为：执行将设备置于其中设备可以执行具体功能(例如实现某个模式)的状态中所需的且足够的动作。启动可以像对卡上电(powering up)以实现默认模式一样简单。启动也可以包括指定操作或协议的模式(例如，通过向设备发送启动信号)。

○制造者——可以广义地定义词语制造者以包括在向终端用户分发之前准备好使用的项的任何动作者。在这里***了新的段落，跟着的该段落不是该定义的一部分。

在SIM卡的示例情况下，卡可以包括由芯片制作者制作的芯片。将芯片运送给构造卡、然后定制卡、并根据移动网络运营商(MNO)的规范将数据预加载到卡中的智能卡制造者。然后，MNO将卡分发给订户。在该例子中，芯片制作者和智能卡制造者两者可以被描述为制造者，而订户可以被描述为用户或终端用户。同样可行的是，智能卡制造者可以将卡运送给在向消费者分发之前将数据(或另外的数据)预加载到卡的MNO的代理。然后，MNO代理也将被视为卡的制造者。除了上述之外的制造安排也是可能的，如本领域技术人员考虑到这里的描述而将意识到的。

附图说明

参考附图，仅仅通过例子在这里描述用于由制造者预加载数据的针对多协议数据存储器件的***和方法的各个实施例，在附图中：

图1是根据一个实施例的多协议SIM卡数据存储器件的图，该器件被示出为安装在主机设备中；

图2图示了用于制造者将数据预加载到诸如图1所示的器件中的***；

图3a是图示诸如图1所示的器件的多协议SIM卡的触点结构的表格；

图3b是图示诸如图1所示的器件的多协议SIM卡的替代触点结构的表格；

图4是图示诸如图1所示的器件的多协议SIM卡的另一替代触点结构的表格，以及

图5是图示制造诸如图1所示的器件的多协议SIM卡、包括为SIM卡预加载数据的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图和随附的描述，可以更好地理解根据各种实施例的用于由制造者预加载数据的多协议数据存储器件的原理和操作。

注意图1，图1是根据一个实施例的(订户标识模块)SIM卡100的图。SIM卡100被***到主机99中，在该情况下，主机99是具有观看屏幕98的蜂窝(GSM)电话。(或者，在卡100是SIM卡的图1的例子中，主机99可以是PDA、智能电话或其他适当的设备，如本领域技术人员将意识到的。)对于其他形式的存储器器件(比如标识卡、电子密钥或解码器密钥)，主机可以是个人计算机、收银机、DVB(数字视频广播)接收机或其他适当的设备，如本领域技术人员将意识到的。SIM卡100具有八个外部可接入导电触点111a-h，用于通信和供电。(如下面记录的，多协议智能卡能够具有多于八个的外部可接入导电触点。)根据ISO标准，触点C1111a用于向卡供电(VSS 5V)，而触点C5111e是地(GRND)触点，如图3a所示。主机99和SIM卡100之间的通信是通过被统称为用户模式的标准协议的集合。

用于订户标识的主要传统(legacy)协议是ISO协议，其根据公布的标准ISO 7816而工作。从而，SIM卡100的用户模式包括ISO协议。当接收到从主机99经过复位(RST)触点C2111b到SIM卡100的合适的启动信号时，处理器120从集成电路芯片132a加载数据，该数据包含用于ISO协议的指令。

根据ISO协议，触点C2111b被用作复位(RST)线，触点C3111c被用作时钟(CLK-ISO)线，以及触点C7111g被用作数据传输(上传或下载)的输入输出(I/O)线(参见图3a)。

主机99使用ISO协议与SIM卡100通信，以向移动网络提供用户标识信息。因此，当主机99使用传统ISO协议时，期望对ISO协议(包括触点C2111b、C3111c和C7111g)的访问不被中断(例如，如果在用户模式期间向ISO引脚(甚至暂时地)分配替代协议，则可能发生中断)。在ISO协议中，利用经过CLK-ISO触点C3111c传送的定时信号，使用I/O触点C7111g来在SIM卡100和主机99之间同步地传输数据。

在用户模式期间，尽管触点C2111b、C3111c和C7111g被用于ISO协议，但也可以运行单一数据线SD/MMC协议用于数据传输。当从主机99向处理器120传输用于开始SD/MMC协议的信号(例如私有命令)时，处理器120从集成电路芯片132b加载数据，该数据包含用于SD/MMC协议的指令。为了一条线SD/MMC协议，经过触点C6111f传递时钟信号(CLK-MMC)，命令(CMD)线经过触点C8111h，以及单一数据线(DAT0)经过触点C4111d。从而，一条数据线SD/MMC协议使得触点C2111b、C3111c和C7111g可用于使用ISO协议的订户标识信息传输。因为ISO协议仅留下了三个可用触点(因为八个触点中的两个被用于电源和地)，所以在图1的实施例中，需要多于三条通信线的协议不能与ISO协议同时运行，并且不能运行在诸如主机99的传统设备上的用户模式中。

处理器120还连接到非易失性存储器130，该非易失性存储器130用于存储数据并用于存储由处理器120以及还有主机99执行的应用。SIM卡100可以是具有极大内部存储器的新一代SIM卡。具体地，非易失性存储器130可以包括例如500M字节的数据空间。

现在注意图2。在图2中，SIM卡100被示出为附连于制造者设备200。在图2的例子中，制造者设备200是例如具有用于向SIM卡写入的接口(未示出)的基于计算机的生产机器、制造台等。在将SIM卡100分发给用户(例如蜂窝网络的订户)之前，例如MNO代理的制造者(如上所述，在生产卡时可能涉及许多制造者。例如，芯片制作者、智能卡制造者以及定制卡的MNO的代理中的每个可以被认为落入制造者的类目(rubric)内。本领域技术人员将理解，在部分生产过程中可能涉及其他实体，并且它们也将落入制造者的题目内。本领域技术人员还将理解，一个实体可以执行多个功能(例如单一实体可以制作芯片、制造和定制卡，并且还加载针对MNO的定制的数据))为SIM卡100预加载数据。随后，例如，MNO向订户分发SIM卡100。设备200用于把要从制造者设备200预加载的数据和软件上传到SIM卡100上(并且具体地上传到SIM卡100的非易失性存储器130中)。例如，根据意图的使用或卡分发者的要求，预加载的内容可以包括网络设置、游戏或视听内容、以及用于处理视听内容的高级软件等(具体地，要上传的数据可以由MNO指定)。

因为制造者将大量数据加载到大量SIM卡上，所以制造者对用于将数据快速上传到卡上、从而为制造者节省时间和金钱的高速机制感兴趣。为了增加数据传输速率，SIM卡100被配置为用在数据传输的制造者模式中。在制造者模式中，暂时禁用ISO协议，并将三个ISO触点(C2111b、C3111c和C7111g)用作SD/MMC协议的并行数据线(除此之外还有经过触点C4111d的单一数据线(DAT0)，从而给出了用于SD/MMC传输的四条数据线)，从而允许四倍于用户模式的数据传输速率的数据传输速率。当接收到从主机99到SIM卡100的合适的启动信号时，处理器120从第二集成电路芯片132b加载数据，该数据包含用于SD/MMC协议的指令。

或者，制造者模式可以包括用于高速数据上传的定制协议。例如，除了定制协议使用多条数据线之外，定制协议可以是与USB协议相似的协议。或者，定制协议可以与高速USB协议相似，但是还具有用于外部时钟或其他合适协议的额外触点，如本领域技术人员考虑到本描述将意识到的。例如，具有外部时钟的基于高速USB的定制协议可以使用6个触点，并且具有差分数据线的额外集合的USB协议可以使用7个触点。或者，定制协议可以包括多个差分数据线并且还有额外的时钟，并利用8个触点。如熟悉本领域的技术人员将理解的，其他替代的定制协议是可能的。替代实施例可以包括多于8个触点，从而针对数据线利用多于四个触点。将理解，这样的定制协议将不可由利用标准主机设备的用户访问。

图3a图示了根据一个实施例的针对SIM卡100的用户模式和制造者模式的触点的分配。在这两个模式中，在触点C1111a上提供的电源是5V，以及在触点C5111e上提供地。

当SIM卡100工作在用户模式下时，ISO和单一数据线SD/MMC协议两者活动(active)。或者，根据SIM标准，用户模式可以包括USB协议和ISO兼容协议，即，可以在USB之上实现ISO协议(实现USB ICCD类)。在图3a的实施例中，ISO协议使用触点C2111b用于重启(RST)、触点C3111c用于时钟(CLK-ISO)以及触点C7111g用于数据输入/输出(I/O)。同时，一条数据线SD/MMC协议使用触点C4111d(DAT0)用于数据传输、触点C6111f用于时钟信号(CLK-MMC)以及触点C8111h用于命令线(CMD)。

在图3a的实施例中，当SIM卡100工作在制造者模式下时，所有的触点被分配到四条数据线SD/MMC协议。具体地，四条数据线SD/MMC协议使用触点C4111d(DAT0)用于数据传输、触点C6111f用于时钟信号(CLK-MMC)、以及触点C8111h用于命令线(CMD)，如在用户模式中那样，但是相比于用户模式，在制造者模式中，SD/MMC协议还利用触点C2111b、C3111c和C7111g用于并行数据线DAT1、DAT2和DAT3，从而在假设使用相同的时钟速率时，允许以用户模式的速率的四倍的数据传输。

在图3a的实施例中，ISO协议被称为第一(用户模式)协议，多数据线SD/MMC协议被称为第二(制造模式)协议，以及一条数据线SD/MMC协议被称为第三(用户模式)协议。触点C2111b、C3111c和C7111g对于ISO(第一、用户模式)协议和多数据线SD/MMC(第二、制造者模式)协议是共用的，但是不由单一数据线SD/MMC(第三、用户模式)协议使用。触点C4111d、C6111f和C8111h由第二(制造者模式多数据线SD/MMC)和第三(用户模式单一数据线SD/MMC)协议专用地利用。触点C1111a和C5111e由所有协议共同使用。从而，一条数据线SD/MMC协议使用五个触点C1、C4、C5、C6和C8(111a、d、e、f、h)，并且ISO协议使用五个触点C1、C2、C3、C5和C7(111a、b、c、e、g)，而四条线SD/MMC协议使用所有八个触点C1-C8，111a-h。

图3b图示了八触点SIM卡的触点的替代分配。在图3b的实施例中，USB协议被用于在用户模式中传输订户标识信息。USB协议需要用于命令线的单一触点和用于差分数据传输的两个引脚，但不需要外部时钟。从而，在图3b的实施例中，USB协议被称为第一(用户模式)协议。

USB协议利用五个触点(用于数据的三个触点C2CMD、C3IC_DP和C7IC_DM、以及用于电源和地的两个触点C1VSS 5V和C5GRND)。在八触点卡中，这仅留下了三个可用的数据触点。当前标准要求为了与某些传统设备(例如不支持USB协议的手持机)兼容，这三个触点被保留用于ISO协议(例如，C4RST、C6CLK-ISO和C8I/O)。从而，在图3b的实施例中，ISO协议被称为第三(用户模式)协议。从而，当图3b的八触点SIM卡(在用户模式中)与主机一起使用时，必须根据ISO或USB协议来传输数据。在缺少高速内部时钟和晶体振荡器的SIM卡上，这将用户模式中的最大数据传输速率限制为近似1M字节/秒。如果将多于三个数据触点用于并行数据传输(例如上述的多数据线SD/MMC)，则可以实现更快的数据上传。因此，为了实现高速数据通信，可以将SIM卡编程为工作在制造者模式中，在该制造者模式中，ISO和USB协议被暂时禁用，并所有可用触点被分配到快协议(如上所述的多数据线SD/MMC或定制协议)。

或者，对于具有多于八个外部可接入触点的卡(不是当前标准SIM卡)，制造者模式可以将额外的触点用于甚至更多的并行数据线，得到更高的数据上传速率。

现在注意图4，图4图示了针对多模式SIM卡的替代实施例的用户模式和制造者模式的触点的分配。图4的实施例的SIM卡的用户模式包括根据公布的标准的USB(第一)协议，并利用触点C1用于电源(VSS)、触点C3用于第一差分数据线(IC_DP)、触点C4用于第二差分数据线(IC_DM)、触点C5用于地(GRND)以及触点C8用于命令线(CMD)。触点C2、C6和C7在用户模式中是空闲的。

在制造者模式中，图4的实施例的SIM卡利用定制(第二模式)协议用于更高速率的数据上传。应该注意，根据USB协议标准，最多有两个数据引脚。高速USB使用这两个数据引脚和更快(非同步)的时钟，但是这需要在存储卡上的昂贵的晶体振荡器，并被认为对于SIM卡并不经济。从而，不使用标准高速USB协议，制造者通过将两条并行数据线(利用触点C2和C7分别用于DAT0和DAT1线)添加到慢USB协议而利用高速的定制(第二)协议，从而使上传速率加倍。替代地或者另外地，可以将使用触点C6作为时钟(CLK)触点的外部时钟添加到定制(第二、制造者模式)协议，允许卡使用以由主机设备的高速时钟确定的速率的同步通信。

从而，在图4的实施例中，触点C1、C3、C4、C5和C8是由第一、用户模式协议和第二、制造者模式协议两者使用的公共触点，而触点C2、C6和C7是仅由第二、制造者模式协议使用的专用触点。

图5是图示多协议数据存储器件(例如多协议SIM卡)的操作的示例方法的流程图。多协议数据存储器件具有两个工作模式，制造者模式517和用户模式523。在步骤510，器件被上电，并且初始信号被发送到该器件。然后，在步骤512，操作根据取决于发送了哪种初始信号、即是用户模式初始信号(“Y”)或者不是(“N”)的两种模式中的一个或另一个而前进。用户模式初始信号的例子是例如符合用于单一模式SIM卡的所接受的标准的标准启动信号，而非用户模式信号的例子是私有启动信号。

如果在步骤512启动信号不是用户模式启动信号，则器件进入制造者模式517。当器件进入制造者模式517时，该器件开始518高速(例如定制)协议。

在替代实施例中，器件可以被配置为当上电510时进入标准协议协商(negotiation)序列。在这样的情况下，在协商期间指定被包括在用户模式523中的协议(例如标准ISO或USB协议)将被定义为发送用户模式启动信号(步骤512中的“Y”)，而在协商期间指定未被包括在用户模式523中的协议(例如多数据引脚SD/MMC协议或定制协议)将被定义为发送非用户模式启动信号(步骤512中的“N”)。

在另一替代实施例中，在器件的制作期间，可以将数据存储器件的默认模式设置为制造模式。在这样的情况下，对器件上电510启动器件到制造者模式517中，并且步骤510和512可以被认为合并为单个步骤。而且，在这样的情况下，在制造的结尾，可以通过将默认模式改变为用户模式523来禁用制造者模式。

在步骤518之后，在步骤520，预加载的数据被上传到器件。在所有预加载的数据被上传之后，在步骤522，制造者禁用制造者模式517。禁用522制造者模式517可以是暂时的或永久的，并且禁用522制造者模式517可以按多种方式中的任何一种来执行。例如，可以通过(制造者)关闭数据存储器件来实现暂时禁用522制造者模式517(在该情况下，步骤522和540可以被认为合并为单个步骤)。或者，暂时禁用522可以由复位器件构成，使得器件必须被重新启动以便工作在制造者模式517中。在数据存储器件在制造期间被设置为在上电时默认进入制造模式中的情况下，则禁用522可以由(制造者)将器件的默认模式改变为用户模式523构成。在图5的实施例中，在可以在启动时通过命令来指定器件的模式的情况下，将器件的默认模式改变为用户模式523将被认为暂时地禁用制造者模式517。在替代实施例中，在将默认模式改变为用户模式523之后，接着将需要重新配置器件以便在制造者模式517中操作该器件。在这样的情况下，将器件的默认模式改变为用户模式523将被认为永久地禁用制造者模式。至于永久地禁用制造者模式517的一般情况，通过永久地禁用制造者模式517，器件随后仅在用户模式523中进行，就好像它没有制造者模式517一样。此外，永久地禁用制造者模式517防止非授权用户使用制造者模式517作为“后门(back door)”用于对器件的非授权访问。在替代实施例中，数据存储器件可以被配置为使得在接收到私有命令时，制造者模式517被(永久地或暂时地)禁用。在这样的实施例中，禁用522可以包括在定制的结尾时将命令给予存储器件。

在步骤522之后，对器件断电540。在图5的例子中，在定制并因此在制造器件中，断电540是最后的步骤。从而，在图5的例子中，在断电540之后，完成的器件被分发给将在主机设备中使用该器件的用户。

如果在步骤512启动信号是用户模式启动信号，则器件进入用户模式523。在用户模式523中，激活534一个或多个协议(例如，慢USB、ISO或数据线SD/MMC)。然后，主机设备可以向或从数据存储器件传输536数据和订户信息。

总之，尽管已经非常详细地描述了各个示例实施例，但是其变型和修改以及其他实施例是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不限于包含在此的对实施例的描述。

Claims (31)

1.一种用于存储数据的***，包括：

a)数据存储器件，具有N个外部可接入电触点；

b)制造者设备，被配置为将数据上传到所述数据存储器件；以及

c)至少一个集成电路芯片，被配置为实现：

i)用户模式，用于在主机和所述数据存储器件之间传输数据，所述用户模式包括用于所述传输的第一协议，所述第一协议利用所述N个外部可接入电触点的第一子集，以及

ii)制造者模式，用于将数据从所述制造者设备上传到所述数据存储器件，所述制造者模式包括利用所述N个外部可接入电触点的第二子集的第二协议，所述第二子集包含在所述第一子集和所述第二子集两者中包含的至少一个公共元件，以及所述第二子集包含未被包含在所述第一子集中的至少一个专用(exclusive)元件。

2.根据权利要求1所述的***，其中所述用户模式还包括用于所述传输的第三协议，所述第三协议利用所述N个外部可接入电触点的第三子集，所述第三子集包含所述至少一个专用元件，以及其中所述第二子集的至少一个元件未被包含在所述第三子集中。

3.根据权利要求2所述的***，其中所述第一子集精确地包含K个元件，以及所述第二子集精确地包含M个元件，以及所述第三子集精确地包含L个元件，以及其中0＜L≤K＜M≤N。

4.根据权利要求3所述的***，其中所述第一协议是ISO 7816以及K＝5，所述第三协议是单一数据线SD/MMC以及L＝5，并且从由定制协议和具有B个数据位的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

5.根据权利要求1所述的***，其中所述第一协议是USB协议，并且从由定制协议和具有B个数据位的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

6.根据权利要求1所述的***，其中所述第一协议是标准公布的协议，以及所述第二协议是定制协议。

7.根据权利要求1所述的***，其中所述至少一个集成电路芯片还被配置为执行从由如下组成的组中选择的至少一个功能：跟踪金融信息、标识用户、向服务标识订户、提供解密密钥以及对信号解密。

8.根据权利要求7所述的***，其中所述数据存储器件是大容量SIM卡。

9.根据权利要求1所述的***，其中所述至少一个集成电路芯片被配置为促进以比所述用户模式的最大数据传输速率高的速率进行所述上传。

10.根据权利要求1所述的***，其中所述至少一个集成电路芯片是所述数据存储器件的部件。

11.一种定制具有N个外部可接入电触点的数据存储器件的方法，包括：

a)提供用于在所述数据存储器件和主机之间传输数据的用户模式，所述用户模式包括利用包含所述N个外部可接入电触点中的K个触点的第一子集用于所述传输的第一协议，

b)启动所述数据存储器件以工作在制造者模式中，所述制造者模式包括利用包含所述N个外部可接入电触点中的M个触点的第二子集的第二协议，所述第二子集包含在所述第一子集和所述第二子集两者中包含的至少一个公共元件，以及所述第二子集还包含未被包含在所述第一子集中的至少一个专用元件，以及

c)使用所述制造者模式，由制造者将数据上传到所述数据存储器件。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

c)在所述上传之后，禁用所述制造者模式。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述禁用所述制造者模式包括从由以下组成的组中选择的至少一个动作：关闭所述数据存储器件、复位所述数据存储器件、改变所述数据存储器件的默认模式、以及将命令给予所述数据存储器件。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述制造者模式不可由终端用户访问来使用。

15.根据权利要求11所述的方法，其中以比所述用户模式的最大数据传输速率快的速率进行所述上传。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述用户模式还包括用于所述传输的第三协议，所述第三协议利用所述N个外部可接入电触点的第三子集，所述第三子集包含所述至少一个专用元件，以及其中所述第二子集的至少一个元件未被包含在所述第三子集中。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第三子集精确地包含L个元件，以及其中0＜L≤K＜M≤N。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一协议是ISO 7816以及K＝5，所述第三协议是单一数据线SD/MMC以及L＝5，并且从由定制协议和具有B个数据位的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

19.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一协议是USB协议，以及从由定制协议和利用B条数据线的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一协议是标准公布的协议，以及所述第二协议是定制协议。

21.根据权利要求11所述的方法，还包括：

d)执行从由以下组成的组中选择的至少一个功能：跟踪金融信息、标识用户、向服务标识订户，提供解密密钥以及对信号解密。

22.一种数据存储器件，包括：

a)N个外部可接入电触点中的多个；以及

b)至少一个集成电路芯片，被配置为实现：

i)用户模式，用于在主机和所述数据存储器件之间传输数据，所述用户模式包括用于所述传输的第一协议，所述第一协议利用所述N个外部可接入电触点的第一子集，以及

ii)制造者模式，用于将数据从制造者设备上传到所述数据存储器件，所述制造者模式包括利用所述N个外部可接入电触点的第二子集的第二协议，所述第二子集包含在所述第一子集和所述第二子集两者中包含的至少一个公共元件，以及所述第二子集包含未被包含在所述第一子集中的至少一个专用元件。

23.根据权利要求22所述的器件，其中所述用户模式还包括用于所述传输的第三协议，所述第三协议利用所述N个外部可接入电触点的第三子集，所述第三子集包含所述至少一个专用元件，以及其中所述第二子集的至少一个元件未被包含在所述第三子集中。

24.根据权利要求23所述的器件，其中所述第一子集精确地包含K个元件，以及所述第二子集精确地包含M个元件，以及所述第三子集精确地包含L个元件，以及其中0＜L≤K＜M≤N。

25.根据权利要求24所述的器件，其中所述第一协议是ISO 7816以及K＝5，所述第三协议是单一数据线SD/MMC以及L＝5，并且从由定制协议和具有B个数据位的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

26.根据权利要求22所述的器件，其中所述第一协议是USB协议，并且从由定制协议和具有B个数据位的SD/MMC组成的组中选择所述第二协议，其中B≥2。

27.根据权利要求22所述的器件，其中所述第一协议是标准公开的协议，以及所述第二协议是定制协议。

28.根据权利要求22所述的器件，其中所述至少一个集成电路芯片还被配置为执行从由以下组成的组中选择的至少一个功能：跟踪金融信息、标识用户、向服务标识订户、提供解密密钥以及对信号解密。

29.根据权利要求28所述的器件，其中所述数据存储器件被配置为起SIM卡的作用。

30.根据权利要求22所述的数据存储器件，还包括根据公布的标准形式的其外部物理形状。

31.根据权利要求22所述的器件，其中所述至少一个集成电路芯片被配置为促进以比所述用户模式的最大数据传输速率高的速率进行所述上传。

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