CN110569933A - 一种智能卡管理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于通讯领域，提供了一种智能卡管理装置及方法，装置包括主控制器、与主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接；主控制器用于获取智能卡访问请求并将访问请求发送至串行外设接口控制模块，智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；串行外设接口控制模块用于根据卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求；卡条控制模块用于根据智能卡标识访问对应的智能卡，获取智能卡的执行结果并存储，以供主控制器轮询读取执行结果。本申请可以对多个智能卡的并行处理，从而实现对大批量智能卡的管理，且提高处理效率。

Description

一种智能卡管理装置及方法
技术领域
本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种智能卡管理装置及方法。
背景技术
智能卡管理设备一般用于统一集中的管理智能卡，以供终端调用。目前的智能卡管理设备，其结构由主控和卡条两部分组成，卡条数量不多，体积不大，支撑的卡数量较小，卡的处理效率也比较低。
发明内容
本申请实施例提供了智能卡管理装置及方法，可以解决现有智能卡管理设备管理智能卡数量少、处理效率低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种智能卡管理装置，所述智能卡管理装置包括主控制器、与所述主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与所述串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接；
所述主控制器用于获取智能卡访问请求并将所述访问请求发送至串行外设接口控制模块，所述智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；
所述串行外设接口控制模块用于根据所述卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求；
所述卡条控制模块用于根据所述智能卡标识访问对应的智能卡，获取所述智能卡的执行结果并存储，以供所述主控制器轮询读取所述执行结果。
在一实施例中，所述串行外设接口控制模块包括若干第一切换开关以及与所述若干第一切换开关通讯连接的数据选择器，每一卡条控制模块均与所述若干第一切换开关通讯连接，所述数据选择器用于根据所述卡条标识采用片选信号的方式控制所述第一切换开关访问对应的卡条控制模块。
在一实施例中，所述串行外设接口控制模块还包括连接于所述每一所述第一切换开关与所述主控制器之间的信号驱动器。
在一实施例中，所述卡条控制模块包括若干与所述第一切换开关一一对应的卡条控制器，每一所述卡条控制器与若干智能卡通讯连接。
在一实施例中，所述卡条控制模块还包括第二切换开关，所述卡条控制器用于根据所述智能卡标识控制所述第二切换开关访问对应的智能卡。
在一实施例中，所述串行外设接口控制模块与所述主控制器分别通过串行外设接口总线和控制总线与所述主控制器通讯连接。
在一实施例中，所述智能卡管理装置还包括与所述主控制器通讯连接的网络处理单元，所述主控制器用于通过所述网络处理单元接收所述智能卡访问请求。
第二方面，本申请实施例提供了一种智能卡管理方法，所述智能卡管理方法应用于智能卡管理装置，所述智能卡管理装置包括主控制器、与所述主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与所述串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接；所述智能卡管理方法包括：
所述主控制器获取智能卡访问请求并将所述访问请求发送至串行外设接口控制模块，所述智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；
所述串行外设接口控制模块根据所述卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求；
所述卡条控制模块根据所述卡条标识访问对应的智能卡；
所述卡条控制模块获取所述智能卡的执行结果并存储；
所述主控制器轮询读取所述执行结果。
在一实施例中，所述智能卡访问请求为智能卡读取指令或智能卡写入指令。
在一实施例中，所述方法还包括：
所述卡条控制模块在达到预设条件时清除存储的执行结果。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：智能卡管理装置包括主控制器、与主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接，主控制器通过串行外设接口控制模块依次向对应的卡条控制模块发送访问请求，再通过轮询的方式读取存储于卡条控制模块上的执行结果，从而对多个智能卡的并行处理，实现对大批量智能卡的管理，且提高处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的智能卡管理装置的框架图；
图2是本申请实施例提供的智能卡管理装置的示意图；
图3是本申请实施例提供的卡条控制模块的示意图；
图4是本申请实施例提供的智能卡管理方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
如图1-3所示，本申请实施例提供的智能卡管理装置，包括主控制器1、与主控制器1通讯连接的串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)控制模块2、以及与串行外设接口控制模块2通讯连接的若干卡条控制模块3，每一卡条控制模块3与若干智能卡4通讯连接。其中，智能卡4为用户身份识别卡(SIM卡，Subscriber Identification Module)，卡条控制模块3包括若干智能卡接口31，智能卡4与智能卡接口31一一对应通讯连接。
主控制器1用于获取智能卡访问请求并将访问请求发送至串行外设接口控制模块2，智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；串行外设接口控制模块2用于根据卡条标识依次向对应的卡条控制模块3发送对应的访问请求；卡条控制模块3用于根据智能卡标识访问对应的智能卡4，获取智能卡4的执行结果并存储，以供主控制器1轮询读取执行结果。
其中，每个卡条控制模块3对应一个卡条标识，每个智能卡4对应一个智能卡标识，智能卡标识为智能卡的位置标识或SIM卡的号码。在一种可能的实现方式中，由外部终端设备向主控制器1发送智能卡访问请求，包括外部终端设备直接访问主控制器1和外部终端设备通过服务器访问主控制器1两种方式。智能卡管理装置还包括与主控制器1通讯连接的网络处理单元5，例如，WIFI模块或4G模块等，主控制器1用于通过网络处理单元5接收终端设备发送的智能卡访问请求。终端设备可以为手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等。
具体地，主控制器1采用主从模式通信，主控制器1并行接收到多个智能卡访问请求后，对智能卡访问请求进行解析，以得到内部访问请求，内部访问请求包括智能卡标识、卡条标识和请求操作内容，主控制器1将内部访问请求发送至串行外设接口控制模块2；串行外设接口控制模块2根据每个访问请求对应的卡条标识依次选择对应的卡条控制模块3，向对应的卡条控制模块3发送访问请求；卡条控制模块3根据智能卡标识依次访问对应的智能卡4，根据请求操作内容对智能卡进行操作，存储智能卡4对应的执行结果；主控制器1发送完成所有的访问请求后，轮询读取执行结果，例如，主控制器1按照发送访问请求的时间顺序依次向对应的卡条控制模块3发送时钟信号，以读取卡条控制模块3上存储的信息。从而实现了对多个访问请求的并行处理，提高访问处理效率。其中，访问请求可以是智能卡读取指令或智能卡写入指令。例如，读取智能卡上的联系人信息或者在智能卡上添加联系人信息。智能卡获取到访问请求后，首先进行身份验证，将验证结果存储于卡条控制模块3上。
上述实施例中，智能卡管理装置包括主控制器1、与主控制器1通讯连接的串行外设接口控制模块2、以及与串行外设接口控制模块2通讯连接的若干卡条控制模块3，每一卡条控制模块3与若干智能卡4通讯连接，主控制器1通过串行外设接口控制模块2依次向对应的卡条控制模块3发送访问请求，再通过轮询的方式读取存储于卡条控制模块3上的执行结果，实现对多个智能卡4的并行处理，从而实现对大批量智能卡4的管理，且提高处理效率。
在一种可能的实现方式中，串行外设接口控制模块2分别通过串行外设接口总线和控制总线与主控制器1通讯连接，主控制器1的控制总线通过串行外设接口总线6可以连接多个串行外设接口控制模块2，从而实现批量访问请求的并行处理。作为示例而非限定，如图2所示，第一控制单元10、第二控制单元20和第三控制单元30分别通过一个串行外设接口控制模块2连接至串行外设接口总线6上，从而可以控制多张智能卡4，单个主控制器1控制多张智能卡4，降低设备部署成本，提高部署效率。其中，第二控制单元20和第三控制单元30均与第一控制单元10结构相同。同时，由于串行外设接口总线的信号传输速度最高可达18Mb/s，使得主控制1可以在智能卡4处理完单条命令的时间内向所有的卡条控制模块3发送访问请求并读取执行结果，从而提高通信效率。
在一种可能的实现方式中，串行外设接口控制模块2包括若干第一切换开关21以及与若干第一切换开关21通讯连接的数据选择器22，数据选择器22通过控制总线与主控制器1通讯连接，每一卡条控制模块3均与若干第一切换开关21通讯连接，多个第一切换开关21并行访问一个卡条控制模块3，提高通信效率。数据选择器22用于根据卡条标识采用片选信号的方式控制第一切换开关21访问对应的卡条控制模块3。例如，主控制器1设定访问请求发送的先后顺序，数据选择器22根据当前访问请求对应的卡条控制模块3，控制第一切换开关21与访问请求对应的卡条控制模块3通讯，同时切断第一切换开关21与其它卡条控制模块3的通讯连接。
如图3所示，卡条控制模块3包括若干与第一切换开关21一一对应的卡条控制器32，每一卡条控制器32与若干智能卡4通讯连接。例如，每个卡条控制模块3包括两个卡条控制器32，对应的第一切换开关21的数量为两个，每个卡条控制器32连接一个第一切换开关21，从而可以同时访问每个卡条控制模块32对应的两张智能卡4，进一步提高访问效率。可选的，卡条控制模块3在达到预设条件时清除存储的执行结果。例如，卡条控制模块3将智能卡的执行结果进行串转并数据锁存，当主控制器读取完成后，清除对应的执行结果。
进一步地，卡条控制模块3还包括第二切换开关33，卡条控制器32用于根据智能卡标识控制第二切换开关33访问对应的智能卡4。其中，第二切换开关33采用信号片选的方式访问对应的智能卡4，例如第二切换开关33根据智能卡标识的获取时间，向对应的智能卡发送访问请求，同时切断与其它智能卡的通讯连接。作为示例而非限定，每个卡条控制器32与8张智能卡通讯连接，每个卡条控制模块3包括两个卡条控制器32，即每个卡条控制模块32与16张智能卡4通讯连接；对应的第一切换开关21的数量为两个，每个第一切换开关21与16个卡条控制模块3通讯连接，即第一控制单元对应的智能卡数量为256张，主控制器1通过串行外设接口总线6连接至第一控制单元10、第二控制单元20和第三控制单元30，共控制768张智能卡4，主控制器1可以同时访问48个卡条控制模块3，通过每个卡条控制器32可以同时访问96张智能卡。
具体的，主控制器1发送的命令格式包括命令或查询标志、命令序列号、命令长度、SIM卡位置、读写卡命令和CRC校验。其中，命令或查询标志可以取两个值，分别为0xaa和0x00，分别用于标识执行命令和查询命令。命令序列号为该条命令的唯一标识，用于在接收命令时找到相同序列号的命令与之对应。命令长度用于指示命令的字节数。SIM卡位置为SIM卡在卡条中的位置，例如0～7，卡条控制模块3根据SIM卡位置找到对应的SIM卡。读写卡命令为命令内容。CRC校验用以对命令所有数据进行校验保证命令正确性。
卡条回应的命令格式包括回应数据有效标志、命令序列号、命令长度、SIM卡位置、命令回应或出错信息和CRC校验，其中，回应数据有效标志可以取两个值，分别为0xaa和0x00，当为0xaa表示为有效回应命令，当为0x00时表示没有可取回的命令回应或命令还未执行完成。
主控制器1包括业务层和通信层，主控制器1获取智能卡访问请求后，业务层根据业务并发数启用一个或多个线程，根据智能卡访问请求将业务分解为一系列对卡的命令发往发送队列，同时定时从接收队列中搜索是否收到回应。通信层启用数据发送线程和数据接收线程来发送和接收命令。数据发送线程在检测到发送队列不为空时，通过串行外设接口控制模块2将发送队列的命令发送至卡条控制模块3。卡条控制模块3将接收到的命令放入命令处理队列并依次执行命令。当命令执行完成后，卡条控制模块3根据命令执行结果发送命令回应信息或者命令错误信息，将命令回应信息移入SPI数据发送区等待发送。主控制器1通过定时查询的方式从接收队列搜索是否有待接收的命令，若存在待接收的命令，根据命令序列号发送查询命令，取回所有回应信息，实现高效读写操作。
在一种可能的实现方式中，串行外设接口控制模块2还包括连接于每一第一切换开关21与主控制器1之间的信号驱动器7，例如，信号放大器，从而可以增强信号，减小信号干扰，使得串行外设接口总线6在高速率下传输得更远，从而可以扩大设备尺寸，支持更多智能卡4。
如图4所示，本申请实施例提供的智能卡管理方法，该智能卡管理方法应用于上述的智能卡管理装置，智能卡管理方法包括：
步骤S101：所述主控制器获取智能卡访问请求并将所述访问请求发送至串行外设接口控制模块，所述智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识。
其中，智能卡访问请求为智能卡读取指令或智能卡写入指令。例如，读取智能卡上的联系人信息或者在智能卡上添加联系人信息。
步骤S102：所述串行外设接口控制模块根据所述卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求。
步骤S103：所述卡条控制模块根据所述卡条标识访问对应的智能卡。
步骤S104：所述卡条控制模块获取所述智能卡的执行结果并存储。
步骤S105：所述主控制器轮询读取所述执行结果。
可选的，卡条控制模块3在达到预设条件时清除存储的执行结果。例如，卡条控制模块3将智能卡的执行结果进行串转并数据锁存，当主控制器读取完成后，清除对应的执行结果。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
需要说明的是，上述方法实施例与本申请的装置实施例基于同一构思，其具体实施过程及带来的技术效果，具体可参见装置实施例部分，此处不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能卡管理装置，其特征在于，所述智能卡管理装置包括主控制器、与所述主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与所述串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接；
所述主控制器用于获取智能卡访问请求并将所述访问请求发送至串行外设接口控制模块，所述智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；
所述串行外设接口控制模块用于根据所述卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求；
所述卡条控制模块用于根据所述智能卡标识访问对应的智能卡，获取所述智能卡的执行结果并存储，以供所述主控制器轮询读取所述执行结果。
2.如权利要求1所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述串行外设接口控制模块包括若干第一切换开关以及与所述若干第一切换开关通讯连接的数据选择器，每一卡条控制模块均与所述若干第一切换开关通讯连接，所述数据选择器用于根据所述卡条标识采用片选信号的方式控制所述第一切换开关访问对应的卡条控制模块。
3.如权利要求2所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述串行外设接口控制模块还包括连接于所述每一所述第一切换开关与所述主控制器之间的信号驱动器。
4.如权利要求2所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述卡条控制模块包括若干与所述第一切换开关一一对应的卡条控制器，每一所述卡条控制器与若干智能卡通讯连接。
5.如权利要求4所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述卡条控制模块还包括第二切换开关，所述卡条控制器用于根据所述智能卡标识控制所述第二切换开关访问对应的智能卡。
6.如权利要求1所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述串行外设接口控制模块分别通过串行外设接口总线和控制总线与所述主控制器通讯连接。
7.如权利要求1所述的智能卡管理装置，其特征在于，所述智能卡管理装置还包括与所述主控制器通讯连接的网络处理单元，所述主控制器用于通过所述网络处理单元接收所述智能卡访问请求。
8.一种智能卡管理方法，其特征在于，所述智能卡管理方法应用于智能卡管理装置，所述智能卡管理装置包括主控制器、与所述主控制器通讯连接的串行外设接口控制模块、以及与所述串行外设接口控制模块通讯连接的若干卡条控制模块，每一卡条控制模块与若干智能卡通讯连接；所述智能卡管理方法包括：
所述主控制器获取智能卡访问请求并将所述访问请求发送至串行外设接口控制模块，所述智能卡访问请求包括智能卡标识和卡条标识；
所述串行外设接口控制模块根据所述卡条标识依次向对应的卡条控制模块发送对应的访问请求；
所述卡条控制模块根据所述卡条标识访问对应的智能卡；
所述卡条控制模块获取所述智能卡的执行结果并存储；
所述主控制器轮询读取所述执行结果。
9.如权利要求8所述的智能卡管理方法，其特征在于，所述智能卡访问请求为智能卡读取指令或智能卡写入指令。
10.如权利要求9所述的智能卡管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述卡条控制模块在达到预设条件时清除存储的执行结果。
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