CN102957811B

CN102957811B - 一种具有定时唤醒功能的射频sim卡及实现方法

Info

Publication number: CN102957811B
Application number: CN201110255012.5A
Authority: CN
Inventors: 李丹
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102957811A

Abstract

本发明涉及一种定时唤醒射频SIM卡的装置和方法，主要由主控芯片、定时器电路、射频数据通讯模块等组成。在***初始化后或在未进行射频数据通讯时，主控芯片和射频数据通讯模块处于休眠状态，定时器电路产生定时唤醒信号，唤醒主控芯片，主控芯片控制定时器电路处于不工作状态，同时，唤醒射频数据通讯模块，若存在射频数据，则进行数据通讯；若不存在射频数据，则控制射频数据通讯模块进入休眠状态，启动定时器电路，而且自身进入休眠状态，等待下一次的唤醒。

Description

一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡及实现方法

技术领域

本发明涉及射频通讯领域，特别是基于移动支付的射频智能卡应用领域。

背景技术

随着移动通讯设备的普及发展，手机已经成为一种人们交流中必不可少的日常用品，得到了越来越多的应用。手机的发展也从原来的单纯的通话工具，发展到具有收发短信的信息通讯功能，再到能够下载图片、拍照等多媒体功能，进而能够上网，收发电子邮件，进行银行、证券等业务处理，成为真正意义上的移动信息终端，使得人们越来越离不开手机。特别是手机用于移动支付技术的研究，使得手机的应用更加广阔。射频S工M卡就是移动支付的一种技术形式。

由于射频SIM卡是通过手机获得能量的，因此要尽可能的降低射频SIM卡的能量消耗，提高手机的待机时间。通常的做法是采用定时唤醒机制。

中国专利200810217240.1公开了一种采用软件方法降低射频SIM卡功耗的方法，但该专利只是描述了一个软件流程，硬件上如何调整定时唤醒时间，特别是当采用外部定时电路来实现定时唤醒功能时，如何将定时唤醒时间写入外部定时电路，在该专利中都没有描述。

发明内容

本发明描述了一种低功耗定时唤醒射频SIM卡的装置和方法，主要由主控芯片、定时器电路、射频数据通讯模块等组成。在***初始化后或在未进行射频数据通讯，不考虑射频SIM卡用于电信应用时的通过7816接口和手机的通讯，主控芯片和射频数据通讯模块处于休眠状态，定时器电路上电后，产生定时唤醒信号，唤醒主控芯片，主控芯片控制定时器电路处于HOLD状态，并唤醒射频数据通讯模块，在一定时间内接收射频数据，若存在射频数据，则进行数据通讯，待通讯完成后，控制射频数据通讯模块进入休眠状态，重新启动定时器电路，而且自身进入休眠状态，等待下一次的唤醒；若在一定的时间内，不存在射频数据，则控制射频数据通讯模块进入休眠状态，重新启动定时器电路，而且自身进入休眠状态，等待下一次的唤醒。

附图说明

图1：具有定时唤醒功能的射频SIM卡结构

图2：定时器电路结构

图3：唤醒电路的波形图

具体实施方式

以下结合图示对本实施方案做进一步描述。

如图1所示，所述射频SIM卡100主要包括定时器电路101，主控芯片102，射频数据通讯模块103。

主控芯片102作为所述射频SIM卡100的CPU核心，主要有3个作用：

1)承载电信COS，通过所述射频SIM卡100的7816触点和手机终端相连，支持电信应用。

2)通过通用IO接口(如SPI)和射频数据通讯模块103相连，完成对射频数据通讯模块103的操作，如初始化、控制其进入、退出休眠状态，接收、发送射频数据等。

3)与定时器电路101相连，具有外部中断唤醒功能，并输出定时器电路101的控制信号。控制其定时产生中断信号，或保持处于不工作状态。

射频数据通讯模块103由射频通讯芯片、射频天线、以及天线与芯片之间的被动元器件组成，在主控芯片102的控制下，接收来自主控芯片102的数据，按照相关射频协议进行数据处理，并通过射频天线发射出去。或者接收来自射频天线的数据，经过协议处理后，发送给主控芯片102。

定时器电路101在主控芯片102的控制下工作，当控制信号无效(高电平)时，定时器电路101开始工作，一定时间后输出唤醒信号，唤醒主控芯片102。当控制信号有效(低电平)时，定时器电路101停止工作，处于保持状态。如图2所示，定时器电路101由阻容充放电电路：电阻1011和电容1012组成，控制信号通过二极管1013反向接入电阻1011和电容1012的共有节点上。当控制信号无效(高电平)时，二极管1013反向截止，阻容充放电电路开始工作，即电容充电。当电容电压达到一定值的时候，即超过比较器1016的参考电压时，比较器1016输出有效信号(低电平)，唤醒主控芯片102，主控芯片102首先将控制信号设为有效(低电平)，二极管1013正向导通，电容1012放电，使得电容1012两端的电压为低，同时比较器1016输出无效信号(高电平)。主控芯片102开始工作，待工作完成后，将控制信号设为无效(高电平)，二极管1013进入反向状态，阻容充放电电路又重新开始工作。比较器1016的参考电压通过分压电阻1014和1015得到。

所述定时唤醒射频SIM卡的***工作流程如下：

1.手机开机，射频SIM卡100上电复位后，主控芯片100首先给定时器电路101输出无效信号，控制定时器电路101不工作，初始化射频数据通讯模块103，然后使其进入休眠低功耗状态。待手机对射频SIM卡100初始化完成后，射频SIM卡100的主控芯片102进入休眠低功耗之前，先开启定时器电路101，使其工作。假设不考虑射频SIM卡100用于电信应用时通过7816接口和手机的通讯，主控芯片102和射频数据通讯模块103处于休眠状态；

2.定时器电路101工作后，经过一定的延时，产生定时唤醒信号，唤醒主控芯片102。主控芯片102使能定时器电路101的控制信号(低电平)，保证定时器电路101不工作，同时唤醒射频数据通讯模块102，进行射频操作；

3.在步骤2中，若存在射频数据，则进行数据通讯，直到全部的交易完成。然后控制射频数据通讯模块103进入休眠状态，并撤销定时器电路103的控制信号(高电平)，重新启动定时器电路101，而且自身进入休眠状态，等待下一次的唤醒。

4.在步骤2中，若在一定的时间内，未收到射频数据，则主控芯片102控制射频数据通讯模块103进入休眠状态，并撤销定时器电路101的控制信号(高电平)，重新启动定时器电路101，而且自身进入休眠状态，等待下一次的唤醒。

图3描述了***工作过程中几个关键信号的时序波形，在控制信号为高电平期间，主控芯片102处于休眠状态，电容1012进行一个充电过程，当电容1012充电到一定电压的时候，通过和参考电压比较，比较器1016输出唤醒信号(低电平)，主控芯片102被唤醒，考虑到主控芯片102的中断响应时间，其唤醒过程有一定的时间，被唤醒后，首先将控制信号置为有效(低电平)，电容迅速放电，变为低电平，并保持为低电平，比较器1016输出的唤醒信号变为高。主控芯片102处理相关的射频操作，进入运行状态，运行完成后，将控制信号置为无效(高电平)，电容由开始下一轮的充电过程。

Claims

1.一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡，其特征在于该射频SIM卡包括定时器电路模块、射频数据通讯模块、主控芯片模块，其中：

主控芯片模块通过所述射频SIM卡的7816触点和手机终端相连，支持电信应用，通过通用IO接口和射频数据通讯模块相连，完成对射频数据通讯模块的操作；并与定时器电路模块相连，具有外部中断唤醒功能，输出给定时器电路模块控制信号，控制定时器电路模块定时产生中断信号，或保持处于不工作状态；

射频数据通讯模块由射频通讯芯片、射频天线、以及天线与芯片之间的被动元器件组成，在主控芯片模块的控制下，接收来自主控芯片的数据，按照相关射频协议进行数据处理，并通过射频天线发射出去，或接收来自射频天线的数据，经过相关射频协议处理后，发送给主控芯片模块；

定时器电路模块在主控芯片模块的控制下工作，当控制信号无效时，定时器电路开始工作，一定时间后输出唤醒信号，唤醒主控芯片；当控制信号有效时，定时器电路模块停止工作，处于保持状态；所述定时器电路模块由阻容充放电电路组成，阻容充放电电路由电阻和电容组成，控制信号通过二极管反向接入电阻和电容的共有节点上，当控制信号无效，二极管反向截止，阻容充放电电路开始工作，即电容充电，当电容电压超过比较器参考电压时，比较器输出有效信号，唤醒主控芯片模块，主控芯片模块首先将控制信号设为有效，二极管正向导通，电容放电，使得电容两端的电压为低，同时比较器输出无效信号，主控芯片模块开始工作，待工作完成后，将控制信号设为无效，二极管进入反向状态，阻容充放电电路又重新开始工作。

2.如权利要求1所述的一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡，其特征在于所述比较器的参考电压通过分压电阻得到。

3.如权利要求1所述的一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡，其特征在于定时器电路模块采用阻容网络组成充放电电路，当电容充电到一定的电平时候，产生唤醒信号，待主控芯片唤醒后，主控芯片控制电容放电，并使电容两端保持为不充电状态，直到控制信号解除。

4.如权利要求1所述的一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡，其特征在于所述阻容充放电电路由主控芯片控制其充放电，利用二极管的单向导电性，当控制端为低的时候，电容放电，使得电容两端变为低电平，且不进行充电，使定时器电路模块保持在不工作状态；当控制端为高的时候，二极管反向截止，电容开始充电，定时器电路模块开始工作。

5.一种定时唤醒射频SIM卡的方法，应用在如权利要求1所述的一种具有定时唤醒功能的射频SIM卡中，其特征在于：

(1)在射频SIM卡初始化后或在未进行射频数据通讯时，且射频SIM卡没有和手机进行通讯，此时主控芯片模块和射频数据通讯模块处于休眠状态；

(2)定时器电路模块在控制信号无效的时候，经过一定的延时，产生定时唤醒信号，唤醒主控芯片，主控芯片使能定时器电路模块的控制信号，保证定时器电路模块不工作，同时唤醒射频数据通讯模块，进行射频操作；

(3)在步骤(2)中，若存在射频数据，则进行数据通讯，直到全部的交易完成，然后主控芯片模块控制射频数据通讯模块进入休眠状态，并撤销定时器电路模块的控制信号，重新启动定时器电路模块，而且主控芯片模块进入休眠状态，等待下一次定时器电路模块的唤醒；

(4)在步骤(2)中，若在一定的时间内，未收到射频数据，则主控芯片模块控制射频数据通讯模块进入休眠状态，并撤销定时器电路的控制信号，重新启动定时器电路，而且主控芯片模块进入休眠状态，等待下一次定时器电路模块的唤醒。