DE102006010091B4 - Smartcard sowie Verfahren zur Steuerung einer Smartcard - Google Patents

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Abstract

Smartcard für einen Mischmodusbetrieb mit
– einem internen Schaltkreis (220),
– einer Schnittstelle (211, 214, 215, 216) einer kontaktbehafteten Betriebsart, die derart ausgebildet ist, dass sie eine erste Versorgungsspannung (CNT_VDD) zur Verfügung stellt, die über einen Versorgungsspannungsanschluss (211) empfangen wird,
– einer Schnittstelle (212, 213) einer kontaktlosen Betriebsart, die derart ausgebildet ist, dass sie eine zweite Versorgungsspannung (RF_VDD) zur Verfügung stellt, die über eine Antenne empfangen wird, und
– einem Versorgungsspannungssteuerblock (230), der derart ausgebildet ist, dass er dem internen Schaltkreis (220) eine interne Versorgungsspannung (IN_VDD) zur Verfügung stellt, die aus der ersten Versorgungsspannung (CNT_VDD) oder der zweiten Versorgungsspannung (RF_VDD) in Abhängigkeit davon abgeleitet wird, ob die erste Versorgungsspannung (CNT_VDD) oder die zweite Versorgungsspannung (RF_VDD) zuerst angelegt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Smartcard für einen Mischmodusbetrieb sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Smartcard, die für eine Mischmodusbetrieb eingerichtet ist.
  • Der Begriff „Intelligente Karte” oder „Smartcard” bezieht sich auf eine bekannte Klasse von tragbaren Einheiten verschiedener physikalischer Ausprägungen, die charakteristischerweise mindestens einen integrierten Schaltkreis umfassen, beispielsweise einen Smartcardchip. Smartcards können in Bezug auf ihre Betriebsart bzw. ihren Betriebsmodus klassifiziert werden, darunter eine kontaktbehaftete Betriebsart, eine kontaktlose Betriebsart und eine gemischte Betriebsart bzw. einen Mischmodusbetrieb.
  • Smartcards der kontaktbehafteten Betriebsart sind allgemein mit einem sogenannten Subscriber-Identification-Modul (SIM) konfiguriert und sind zum Betrieb unter Verwendung von Versorgungsspannungen, beispielsweise einer positiven Versorgungsspannung und Masse, Taktsignalen, einem Rücksetzsignal und/oder Datensignalen ausgebildet, die über Verbindungsanschlüsse oder Kontaktanschlüsse elektrisch bereit gestellt werden, die in dem Formfaktor der Smartcard enthalten sind. Beispielsweise kann eine zugeordnete Hosteinheit die vorgenannten Signale zur Verfügung stellen, wenn die Smartcard in ein Terminal eingeschoben wird.
  • Im Gegensatz hierzu sind intelligente Karten mit kontaktloser Betriebsart derart ausgebildet, dass sie durch Abstraktion der Versorgungsspannungen, der Taktsignale, des Rücksetzsignals und der Datensignale aus Hochfrequenzsignalen (HF- bzw. RF-Signale) arbeiten, die durch die Smartcard über eine integrierte Antenne empfangen werden.
  • Smartcards mit einer gemischten Betriebsart bzw. mit einem Mischmodusbetrieb sind derart ausgebildet, dass sie in der kontaktbehafteten und/oder der kontaktlosen Betriebsart arbeiten. Folglich umfassen Smartcards der gemischten Betriebsart typischerweise Kontaktanschlüsse, die zur Verbindung mit einem externen Anschluss während eines Betriebs in der kontaktbehafteten Betriebsart ausgebildet sind, und eine Antenne, die zum Empfangen von extern bereitgestellten HF-Signalen während eines Betriebs in der kontaktlosen Betriebsart ausgebildet ist.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Smartcardsystems 100, das in der gemischten Betriebsart betreibbar ist. Bezugnehmend auf 1 umfasst das Smartcardsystem 100 einen Smartcardchip 110, Kontaktanschlüsse 120 zur Bereitstellung von Spannungen, Signalen und Daten für den Smartcardchip 110 in der kontaktbehafteten Betriebsart und kontaktlose Anschlüsse 130 und 140 zur Bereitstellung von Spannungen, Signalen und Daten für den Smartcardchip 110 in der kontaktlosen Betriebsart.
  • In der kontaktbehafteten Betriebsart kommuniziert das Smartcardsystem 100 mit einer Hosteinheit, wobei Versorgungsspannungen, Taktsignale, Rücksetzsignale und Datensignale über die Kontaktanschlüsse 120 zur Verfügung gestellt werden. In der kontaktlosen Betriebsart kommuniziert das Smartcardsystem 100 mit der Hosteinheit durch Abstraktion der Versorgungsspannungen, der Taktsignale, des Rücksetzsignals und der Datensignale aus HF-Signalen, die über die kontaktlosen Anschlüsse 130 und 140 empfangen werden.
  • Das herkömmliche, in 1 gezeigte Smartcardsystem weist jedoch ein Problem bezüglich eines erneuten Initialisierens seiner internen Schaltkreise auf. Dieses Problem kann beispielsweise auftreten, wenn eine erste ausgeführte kontaktbehaftete oder kontaktlose Operation der Smartcard durch eine zweite Operation der Smartcard unterbrochen wird, die unter Verwendung der momentan nicht ausgeführten Betriebsart durchgeführt wird. Beispielsweise kann das Reinitialisierungsproblem auftreten, wenn während einer kontaktbehafteten Operation, beispielsweise bei einem Versuch zum Bezahlen der Gebühr eines Busses oder einer U-Bahn, eine Unterbrechung durch eine Operation der kontaktlosen Betriebsart auftritt, beispielsweise beim Empfangen eines ankommenden Mobiltelefonanrufs.
  • Die EP 1 367 532 A1 zeigt eine Smartcard mit gemischter Betriebsart, wobei eine interne Versorgungsspannung aus der momentan von den Schnittstellen zur Verfügung gestellten Spannung erzeugt wird.
  • Die EP 1 079 328 A2 zeigt eine IC-Karte, die zwischen einem kontaktbehafteten Modus und einem kontaktlosen Modus umschaltbar ist.
  • Die EP 1 174 820 A1 zeigt eine Chipkarte mit einer Kontaktschnittstelle und einer kontaktlosen Schnittstelle.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Smartcard für einen Mischmodusbetrieb und ein Verfahren zur Steuerung einer Smartcard, die für ei nen Mischmodusbetrieb eingerichtet ist, zur Verfügung zu stellen, die stabile Betriebseigenschaften bei Betriebsartumschaltungen aufweisen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Smartcard mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 19 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, die hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht werden, um unnötige Widerholungen zu vermeiden.
  • Ausführungsformen der Erfindung stellen Smartcards mit gemischter Betriebsart bzw. für einen Mischmodusbetrieb zur Verfügung, die stabile Betriebseigenschaften ohne Probleme hinsichtlich der Reinitialisierung von internen Schaltkreisen oder Betriebsartumschaltungen aufweisen. Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auch auf ein zugehöriges Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Smartcard einer gemischten Betriebsart sowohl in einer kontaktbehafteten als auch in einer kontaktlosen Betriebsart, wobei keine Reinitialisierungsprobleme auftreten.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und die oben beschriebene, herkömmliche Ausführungsform sind in den Zeichnungen dargestellt. Hierbei zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Smartcard,
  • 2 ein Blockschaltbild einer Smartcard gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 ein Blockschaltbild eines Versorgungsspannungssteuerblocks der in 2 gezeigten Smartcard und
  • 4 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Smartcard mit gemischter Betriebsart gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Smartcard 210 mit gemischter Betriebsart gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Smartcard 210 umfasst kontaktbehaftete Schnittstellenanschlüsse 211, 214, 215 und 216, kontaktlose Schnittstellenanschlüsse 212 und 213, einen internen Schaltkreis 220, einen Versorgungsspannungssteuerblock 230, ei nen Mischmodussteuerblock 260 und einen Mischmodusfehlererkennungsblock 270.
  • Die kontaktbehafteten Schnittstellenanschlüsse 211, 214, 215 und 216 dienen zum Zuleiten verschiedener Signale an die Smartcard 210 während einer kontaktbehafteten Betriebsart, beispielsweise unter Verwendung der in dem Standard 7816 der internationalen Standardisierungsorganisation (ISO) spezifizierten Schnittstelle und des dort spezifizierten Kommunikationsprotokolls. Die beispielhaften kontaktbehafteten Schnittstellenanschlüsse umfassen den Versorgungsspannungsanschluss 211, über den eine Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart bereitgestellt wird, einen Rücksetzanschluss 214, über den ein Rücksetzsignal CNT_RST der kontaktbehafteten Betriebsart zur Verfügung gestellt wird, einen Taktanschluss 215, über den ein Taktsignal CNT_CLK der kontaktbehafteten Betriebsart zur Verfügung gestellt wird, und einen Datenanschluss 216, über die Eingangs-/Ausgangsdaten CNT_IO der kontaktbehafteten Betriebsart bereitgestellt werden.
  • Die Schnittstellenanschlüsse 212 und 213 der kontaktlosen Betriebsart dienen zur Freigabe einer kontaktlosen Betriebsart des internen Schaltkreises 220, beispielsweise unter Verwendung der in dem ISO-Standard 14443 spezifizierten Schnittstelle und des dort spezifizierten Kommunikationsprotokolls. Die kontaktlose Betriebsart wird allgemein durch Abstraktion einer Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart aus einem HF-Signal zur Verfügung gestellt, das über mindestens eine Antenne empfangen wird, die den Schnittstellenanschlüssen 212 und 213 der kontaktlosen Betriebsart zugeordnet ist.
  • Der Versorgungsspannungssteuerblock 230 erzeugt eine interne Versorgungsspannung IN_VDD aus der Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart oder der Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart, je nachdem, welche Spannung zuerst angelegt wird. Die interne Versorgungsspannung IN_VDD wird dann an den internen Schaltkreis 220 angelegt. Der Versorgungsspannungssteuerblock 230 kann zusätzlich zur Abstraktion eines Takts RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart, eines Rücksetzsignals RF_RST der kontaktlosen Betriebsart und von Daten RF_IO der kontaktlosen Betriebsart aus der empfangenen Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart ausgebildet sein.
  • In einer Ausführungsform umfasst der interne Schaltkreis 220 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 221, einen Speicher 223, einen Prozessor 225 der kontaktlosen Betriebsart und einen Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart. Der Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart führt die Operationen der kontaktbehafteten Betriebsart unter Verwendung des Takts CNT_CLK der kontaktbehafteten Betriebsart und der Daten CNT_IO der kontaktbehafteten Betriebsart aus. Der in diesem Kontext verwendete Begriff „Ausführen” bedeutet allgemein eine Ausführung oder ein Fortschreiten von auf Hardware und/oder Software basierenden Operationen innerhalb der Smartcard 210, um eine gewünschte Funktionalität zur Verfügung zu stellen. Der Prozessor 225 der kontaktlosen Betriebsart führt entsprechend die kontaktlose Betriebsart unter Verwendung des Takts RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart und der Daten RF_IO der kontaktlosen Betriebsart aus.
  • Ein Schnittstellenblock 250 erzeugt einen Systemtakt SYS_CLK und ein Systemrücksetzsignal SYS_RST in Bezug auf das Taktsignal CNT_CLK der kontaktbehafteten Betriebsart und des Rücksetzsignals CNT_RST der kontaktbehafteten Betriebsart, wenn die zuerst angelegte Spannung die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart ist. Wenn andernfalls die erste angelegte Spannung die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart ist, erzeugt der Schnittstellenblock 250 den Systemtakt SYS_CLK und das Systemrücksetzsignal SYS_RST unter Verwendung des Taktsignals RF_CLK der kontakt losen Betriebsart und des Rücksetzsignals RF_RST der kontaktlosen Betriebsart. Der Systemtakt und die Systemrücksetzsignale werden folglich aus Signalen erzeugt, die der zuerst angelegten Versorgungsspannung zugeordnet sind. Der interne Schaltkreis 220 empfängt den Systemtakt SYS_CLK und das Systemrücksetzsignal SYS_RST und arbeitet in Abhängigkeit von diesen Signalen.
  • Der Mischmodussteuerblock 260 regelt die Betriebsart der Smartcard 210 und Übergänge zwischen den Betriebsarten, d. h. den Übergang auf die kontaktlose Betriebsart während der fortlaufenden kontaktbehafteten Betriebsart oder den Übergang auf die kontaktbehaftete Betriebsart während der fortlaufenden kontaktlosen Betriebsart, wobei die fortschreitende bzw. fortlaufende Betriebsart durch die zuerst angelegte Spannung bestimmt wird.
  • In einer Ausführungsform ist der Mischmodussteuerblock 260 derart ausgebildet, dass er ein erstes Moduswechselsignal CON_MX für den internen Schaltkreis 220 zur Verfügung stellt, beispielsweise ein Signal, das einen Zustand anzeigt, bei dem der Takt RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart im Anschluss an den Empfang der zuerst angelegten Spannung empfangen wird, die die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart umfasst. Das erste Moduswechselsignal kann in unterschiedlicher Weise als ein logisches Signal konfiguriert sein und beispielsweise einen Moduswechsel der Smartcard 210 von der kontaktbehafteten Betriebsart in die kontaktlose Betriebsart anzeigen. In Abhängigkeit von dem ersten Moduswechselsignal CON_MX gibt die CPU 221 dem Prozessor 225 der kontaktlosen Betriebsart den Befehl, die Operation zu beginnen. Wenn folglich die Daten RF_IO der kontaktlosen Betriebsart nachfolgend empfangen werden, ist der Prozessor 225 der kontaktlosen Betriebsart bereit und kann diese verarbeiten.
  • Der Mischmodussteuerblock 260 ist zum Bereitstellen eines zweiten Moduswechselsignals CON_MX für den internen Schaltkreis 220 ausgebildet, beispielsweise ein Signal, das einen Zustand anzeigt, bei dem das Taktsignal CNT_CLK der kontaktbehafteten Betriebsart nach dem Empfang einer zuerst angelegten Spannung empfangen wird, welche die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart umfasst. Das zweite Moduswechselsignal kann in unterschiedlicher Weise als ein logisches Signal konfiguriert sein und beispielsweise einen Moduswechsel der Smartcard 210 von der kontaktlosen zur kontaktbehafteten Betriebsart anzeigen. In Abhängigkeit von dem zweiten Moduswechselsignal CON_MX gibt die CPU 221 dem Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart den Befehl, die Operation zu beginnen. Wenn folglich die Daten CNT_IO der kontaktbehafteten Betriebsart nachfolgend empfangen werden, ist der Prozessor 227 bereit und in der Lage, diese zu verarbeiten.
  • In dem obigen Beispiel wird eine einzelne Signalleitung zur Anzeige sowohl des ersten als auch des zweiten Moduswechselsignals unter Verwendung unterschiedliche logischer Pegel verwendet. Dieses Signal kann jedoch auch anders realisiert sein.
  • Die herkömmliche Smartcard mit gemischter Betriebsart initialisiert einen internen Schaltkreis unter Verwendung einer neu angelegten Versorgungsspannung, wenn ein Moduswechsel stattfindet. Das heißt, dass der interne Schaltkreis der herkömmlichen Smartcard unter Verwendung einer internen Versorgungsspannung initialisiert wird, die aus einer Versorgungsspannung der kontaktbehafteten Betriebsart abgeleitet wird, wenn eine herkömmliche, wie oben beschriebene Hardwarekonfiguration verwendet wird und wenn eine Operation der kontaktlosen Betriebsart während einer fortlaufenden kontaktbehafteten Betriebsart auftritt. Beim Empfangen einer Anzeige der Operation der kontaktlosen Betriebsart, versucht die herkömmliche Smartcard zwischen den Versor gungsspannungen umzuschalten, d. h. auf eine interne Versorgungsspannung umzuschalten, die aus der Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart abgeleitet wird. Diese Versorgungsspannungsumschaltung ist der Hauptgrund für die oben beschriebenen Schwierigkeiten bezüglich des Betriebs der herkömmlichen Smartcard mit gemischter Betriebsart. Es bestehen viele Schwierigkeiten bei der gleichzeitigen Ausführung der kontaktbehafteten und der kontaktlosen Betriebsart, wie beispielsweise eine Unterbrechung von gerade ablaufenden Operationen. Im Gegensatz hierzu hält der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehene Versorgungsspannungssteuerblock 230 eine stabile interne Versorgungsspannung IN_VDD auch während eines Betriebsartwechsels aufrecht, die aus einer initialen Versorgungsspannung abgeleitet wird, d. h. aus der zuerst angelegten Versorgungsspannung. Folglich besteht keine Notwendigkeit für eine erneute Initialisierung des internen Schaltkreises 220, da die interne Versorgungsspannung IN_VDD, die an den internen Schaltkreis 220 durch den Versorgungsspannungssteuerblock 230 angelegt wird, kontinuierlich ohne eine Änderung aufgrund eines Betriebsartwechsels aufrecht erhalten wird.
  • Dieses funktionale Merkmal erlaubt eine ordnungsgemäße Ausführung einer Betriebsartunterbrechung und auch die Fortführung der fortschreitenden bzw. unterbrochenen Operation nach einer Unterbrechung, wodurch sichergestellt wird, dass sowohl die kontaktbehaftete als auch die kontaktlose Betriebsart zuverlässig und stabil in einem Smartcardsystem mit gemischter Betriebsart ausgeführt werden können.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild des Versorgungsspannungssteuerblocks 230 der Smartcard 210 von 2. Bezugnehmend auf 3 umfasst der Versorgungsspannungssteuerblock 230 einen Versorgungsspannungsdetektor 231, einen HF-Datenabstraktor 233, einen Versorgungsspannungsmodusspeicherblock 235, einen ersten Schalter 237 und einen zweiten Schalter 239.
  • Bezugnehmend auf 2 und 3 detektiert der Versorgungsspannungsdetektor 231 des Versorgungsspannungssteuerblocks 230 die zuerst angelegte Spannung und erzeugt ein Versorgungssignal AI_CON, wenn die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart über die Schnittstellenanschlüsse 211 der kontaktbehafteten Betriebsart angelegt wird, oder wenn die kontaktlose Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart über die Schnittstellenanschlüsse 212 und 213 der kontaktlosen Betriebsart angelegt wird. In Abhängigkeit vom Empfang entweder des Rücksetzsignals CNT_RST oder RF_RST speichert der Versorgungsspannungsmodusspeicherblock 235 das empfangene Versorgungssignal AI_CON als ein erstes Versorgungssignal CON. Das erste Versorgungssignal CON hält seinen Pegel ohne Änderung aufrecht, selbst wenn eine andere Versorgungsspannung durch die Smartcard 210 detektiert wird.
  • Der RF-Datenabstraktor 233 leitet eine interne, für die Verwendung durch den internen Schaltkreis 220 optimierte Versorgungsspannung RF_INVDD der kontaktlosen Betriebsart aus der empfangenen Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart unter Verwendung des Taktsignals RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart, des Rücksetzsignals RF_RST der kontaktlosen Betriebsart, der Daten RF_IO der kontaktlosen Betriebsart und einem zugehörigen nicht gezeigten Spannungsregler ab.
  • Der erste Schalter 237 steuert die Verbindung der internen Versorgungsspannung RF_INVDD mit dem internen Schaltkreis 220 in Abhängigkeit von einem Mischmoduseintrittssignal MX_MODE. Der zweite Schalter 239 steuert die Verbindung der Versorgungsspannung CNT_VDD mit dem internen Schaltkreis 220 in Abhängigkeit von dem ersten Versorgungssignal CON.
  • Wenn die Smartcard 210 beispielsweise das erste Moduswechselsignal durch den internen Schaltkreis 220 während der kontaktbehafteten Betriebsart empfängt, d. h. während eines Zeitraums, während dem die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart die Smartcard 210 versorgt, veranlasst die CPU 221 den Prozessor 225, dass dieser die kontaktbehaftete und die kontaktlose Betriebsart gleichzeitig für einen gewissen Zeitraum aktiviert. Die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart wird in dem gezeigten Beispiel als Empfangen angenommen, wenn der Takt RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart für eine vorbestimmte minimale Anzahl von Zyklen, beispielsweise zehn Taktzyklen, empfangen wird.
  • Wenn dies eintritt, geht das Mischmoduseintrittssignal MX_MODE von einem logischen High-Pegel auf einen logischen Low-Pegel über und das erste Versorgungssignal CON geht auf einen High-Pegel über. Bei diesen beispielhaften logischen Pegeln wird der erste Schalter 237 abgeschaltet bzw. geöffnet und der zweite Schalter 239 eingeschaltet bzw. geschlossen. Der interne Schaltkreis 220 wird folglich durch die interne Versorgungsspannung IN_VDD versorgt, die aus der zuerst angelegten Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart abgeleitet wird, solange diese angelegt bleibt, selbst wenn auch die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart angelegt wird.
  • Unter entsprechenden Bedingungen, aber wenn die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart zuerst angelegt wird, erzeugt der Mischmodussteuerblock 260 das zweite Moduswechselsignal und legt dieses an den internen Schaltkreis 220 an. Danach gibt die CPU 221 dem Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart den Befehl, in Abhängigkeit von dem zweiten Moduswechselsignal zu arbeiten. Die unterbrechenden Daten CNT_IO der kontaktbehafteten Betriebsart, die nachfolgend in der Smartcard 210 empfangen werden, können folg lich durch den Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart verarbeitet werden.
  • Das heißt, dass die CPU 221 dem Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart den Befehl gibt, derart zu arbeiten, dass die kontaktbehaftete und kontaktlose Betriebsart gleichzeitig für eine bestimmte Zeitdauer freigegeben werden, wenn die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart durch die Smartcard 210 während der kontaktlosen Betriebsart detektiert wird, d. h. während eines Zeitintervalls, während dem die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart die Smartcard 210 versorgt. Die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart wird in dem gezeigten Beispiel als Empfangen betrachtet, wenn der Takt CNT_CLK der kontaktbehafteten Betriebsart für eine vorbestimmte minimale Anzahl von Zyklen, beispielsweise zehn Taktzyklen, erzeugt wird.
  • Wenn dies eintritt, geht das Mischmoduseintrittssignal MX_MODE von einem logischen Low-Pegel auf einen High-Pegel über und das erste Versorgungssignal CON geht auf einen Low-Pegel über. Bei diesen beispielhaften logischen Pegeln wird der erste Schalter 237 angeschaltet und der zweite Schalter 239 abgeschaltet. Der interne Schaltkreis 220 wird folglich durch die interne Versorgungsspannung IN_VDD versorgt, die aus der zuerst angelegten Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart abgeleitet wird, solange diese angelegt ist, selbst wenn die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart ebenfalls angelegt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Smartcard kann folglich die interne Versorgungsspannung IN_VDD aufrechterhalten, selbst wenn eine unterbrechende Versorgungsspannung angelegt wird, die einer anderen Betriebsart zugeordnet ist. Es besteht keine Notwendigkeit, den internen Schaltkreis 220 erneut zu initialisieren und die gemischte Betriebsart wird kooperativ in einer hochgradig stabilen Weise aufrechterhalten.
  • Bezugnehmend auf 2 umfasst die Smartcard einen Mischmodusfehlerdetektionsblock 270.
  • Der Mischmodusfehlerdetektionsblock 270 kann ein Mischmodusfehlersignal ERR_MX an den internen Schaltkreis 220 in Abhängigkeit von dem Takt RF_CLK, dem Rücksetzsignal CNT_RST, dem Systemtakt SYS_CLK und dem Moduswechselsignal CON_MX anlegen. Die CPU 221 unterbricht den Prozessor 227 der kontaktbehafteten Betriebsart oder den Prozessor 225 der kontaktlosen Betriebsart in Abhängigkeit von dem Mischmodusfehlersignal ERR_MX. Dieses Unterbrechungssignal verhindert, dass der kontaktbehaftete und der kontaktlose Prozessor aufgrund von fehlerhaften Operationen in eine Endlosschleife geraten.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Smartcard mit gemischter Betriebsart gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Beispielhafte Verfahrensschritte werden durch SXXX bezeichnet.
  • Bezugnehmend auf 4 wird die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart oder die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart in der Smartcard in einem Schritt S10 als die zuerst angelegte Spannung identifiziert, die entweder über die Schnittstellenanschlüsse der kontaktbehafteten Betriebsart oder die Schnittstellenanschlüsse der kontaktlosen Betriebsart angelegt wird. Die zuerst angelegte Spannung wird in einem Schritt S20 an die Smartcard angelegt.
  • Wenn die zuerst angelegte Spannung die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart ist, wird sie in einem Schritt S40 als das erste Versorgungssignal CON in Abhängigkeit von dem in einem Schritt S30 empfangenen Rücksetzsignal CNT_RST der kontaktbehafteten Betriebsart oder einem Einschaltrücksetzsignal POR gespeichert. In einem Schritt S50 wird der interne Schaltkreis 220 mit dem ersten Versorgungssignal CON initialisiert.
  • Wenn die Smartcard in der kontaktbehafteten Betriebsart arbeitet, bestimmt sie in einem Schritt S60 fortlaufend, ob eine Mischmodusbetriebsart angefordert wird. Wenn keine Mischmodusbetriebsart angefordert wird, führt der interne Schaltkreis 220 in einem Schritt S70 die kontaktbehaftete Betriebsart unter Verwendung der Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart als die erste und einzige Versorgungsspannung CON aus, bis die Betriebsart in einem Schritt S80 fertiggestellt ist und in einem Schritt S90 ein Abschalten erfolgt.
  • Wenn jedoch die Smartcard nach einer Initialisierung in der kontaktbehafteten Betriebsart eine Anzeige einer Mischmodusoperation empfängt, wird in einem Schritt S100 bestimmt, ob der Takt RF_CLK momentan zur Verfügung steht, d. h. für eine minimale Anzahl von Taktzyklen vorhanden ist. Wenn der Takt RF_CLK vorhanden ist, führt der interne Schaltkreis 220 eine Eingabe-/Ausgabeoperation in der kontaktlosen Betriebsart in einem Schritt S120 aus. Die kontaktbehaftete Betriebsart schreitet jedoch in einem Schritt S110 unabhängig von dem Vorhandensein des Takts RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart fort. In einem Schritt S130 wird die Mischmodusbetriebsart unter diesen Randbedingungen fortgeführt, bis der Takt RF_CLK der kontaktlosen Betriebsart nicht länger anliegt oder die kontaktlose Betriebsart in einem Schritt S140 abgeschaltet wird.
  • Während die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart an den internen Schaltkreis 220 in einer Mischmodusbetriebsart angelegt wird, ist es nicht notwendig, den internen Schaltkreis 220 zu initialisieren, da die erste Versorgungsspannung CON die zuerst angelegte Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart bleibt. Folglich kann mit der kontaktbehafteten Betriebsart fortgefahren werden, da die unterbrechende kontaktlose Betriebsart unter Verwendung einer stabilen Versorgungsspannung durchgeführt werden kann.
  • Wenn andererseits die in dem Schritt S20 zuerst angelegte Spannung die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart ist, wird diese als die erste Versorgungsspannung CON in Abhängigkeit von dem Rücksetzsignal RF_RST der kontaktlosen Betriebsart in Schritten S150 und S160 gespeichert. Danach wird in einem Schritt S170 der interne Schaltkreis 220 mit dem ersten Versorgungssignal CON in der kontaktlosen Betriebsart initialisiert. Danach wird in einem Schritt S180 bestimmt, ob eine Mischmodusoperation bzw. Mischmodusbetriebsart angezeigt wird. Wenn keine Mischmodusoperation angezeigt wird, führt der interne Schaltkreis 220 die durch die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart, die als die erste Versorgungsspannung CON gespeichert ist, freigegebene kontaktlose Betriebsart in einem Schritt S190 aus, bis diese in einem Schritt S200 fertiggestellt ist und in einem Schritt S210 abgeschaltet wird.
  • Wenn jedoch eine Mischmodusoperation angezeigt wird, bestimmt die Smartcard 210 in einem Schritt S220, ob das Rücksetzsignal CNT_RST der kontaktbehafteten Betriebsart vorhanden ist. Wenn das Rücksetzsignal CNT_RST vorhanden ist, führt der interne Schaltkreis 220 in einem Schritt S240 eine Eingabe-/Ausgabeoperation in der kontaktbehafteten Betriebsart aus. Die kontaktlose Betriebsart wird jedoch in einem Schritt S230 unabhängig davon fortgeführt, ob das Rücksetzsignal CNT_RST der kontaktbehafteten Betriebsart vorhanden ist. Danach wird in einem Schritt S250 bestimmt, ob die Mischmodusbetriebsart beendet ist. Wenn die Mischmodusbetriebsart beendet ist, wird die Versorgungsspannung CNT_VDD in einem Schritt S260 unterbrochen.
  • Wenn die Versorgungsspannung CNT_VDD der kontaktbehafteten Betriebsart an den internen Schaltkreis 220 in einer Mischmodusbetriebsart angelegt wird, muss der interne Schaltkreis 220 nicht initialisiert werden, da die erste Versorgungsspannung CON die Versorgungsspannung RF_VDD der kontaktlosen Betriebsart bleibt. Folglich kann die Mischmodusbetriebsart der Smartcard stabil fortgesetzt werden, wodurch sowohl die kontaktbehaftete als auch die kontaktlose Betriebsart zuverlässig ausgeführt werden können.

Claims (20)

  1. Smartcard für einen Mischmodusbetrieb mit – einem internen Schaltkreis (220), – einer Schnittstelle (211, 214, 215, 216) einer kontaktbehafteten Betriebsart, die derart ausgebildet ist, dass sie eine erste Versorgungsspannung (CNT_VDD) zur Verfügung stellt, die über einen Versorgungsspannungsanschluss (211) empfangen wird, – einer Schnittstelle (212, 213) einer kontaktlosen Betriebsart, die derart ausgebildet ist, dass sie eine zweite Versorgungsspannung (RF_VDD) zur Verfügung stellt, die über eine Antenne empfangen wird, und – einem Versorgungsspannungssteuerblock (230), der derart ausgebildet ist, dass er dem internen Schaltkreis (220) eine interne Versorgungsspannung (IN_VDD) zur Verfügung stellt, die aus der ersten Versorgungsspannung (CNT_VDD) oder der zweiten Versorgungsspannung (RF_VDD) in Abhängigkeit davon abgeleitet wird, ob die erste Versorgungsspannung (CNT_VDD) oder die zweite Versorgungsspannung (RF_VDD) zuerst angelegt wird.
  2. Smartcard nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle der kontaktbehafteten Betriebsart eine ISO-7816-kompatible Schnittstelle umfasst und die Schnittstelle der kontaktlosen Betriebsart eine ISO-14443-kompatible Schnittstelle umfasst.
  3. Smartcard nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspannungssteuerblock derart ausgebildet ist, dass er einen Takt der kontaktlosen Betriebsart, ein Rücksetzsignal der kontaktlosen Betriebsart und Daten der kontaktlosen Betriebsart aus der zweiten Versorgungsspannung ableitet.
  4. Smartcard nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch: – einen Schnittstellenblock, der derart ausgebildet ist, dass er einen Systemtakt aus einem Takt der kontaktbehafteten Betriebsart erzeugt, der durch einen Taktanschluss der kontaktbehafteten Betriebsart zur Verfügung gestellt wird, und ein Systemrücksetzsignal aus einem Rücksetzsignal der kontaktbehafteten Betriebsart erzeugt, das über einen Rücksetzanschluss der kontaktbehafteten Betriebsart zur Verfügung gestellt wird, wenn die zuerst angelegte Spannung die erste Versorgungsspannung ist, und – der derart ausgebildet ist, dass er den Systemtakt aus einem Takt der kontaktlosen Betriebsart erzeugt, der aus der zweiten Versorgungsspannung abgeleitet wird, und das Systemrücksetzsignal aus einem Rücksetzsignal der kontaktlosen Betriebsart erzeugt, das aus der zweiten Versorgungsspannung abgeleitet wird, wenn die zuerst angelegt Spannung die zweite Versorgungsspannung ist.
  5. Smartcard nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Schaltkreis umfasst: – eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU, – einen Prozessor der kontaktbehafteten Betriebsart, der derart ausgebildet ist, dass er die kontaktbehaftete Betriebsart in Verbindung mit der zentralen Verarbeitungseinheit in Abhängigkeit von dem Systemtakt und empfangenen Daten der kontaktbehafteten Betriebsart ausführt, und – einen Prozessor der kontaktlosen Betriebsart, der derart ausgebildet ist, dass er die kontaktlose Betriebsart in Verbindung mit der zentralen Verarbeitungseinheit in Abhängigkeit von dem Systemtakt und empfangenen Daten der kontaktlosen Betriebsart ausführt.
  6. Smartcard nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Mischmodussteuerblock, der derart ausgebildet ist, dass er ein Moduswechselsignal in Abhängigkeit von dem Takt der kontaktlosen Betriebsart, der während der kontaktbehafteten Betriebsart empfangen wird, oder einem Rücksetzsignal der kontaktbehafteten Betriebsart erzeugt, das während der kontaktlosen Betriebsart empfangen wird.
  7. Smartcard nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischmodussteuerblock ein erstes Moduswechselsignal in Abhängigkeit von dem Takt der kontaktlosen Betriebsart und ein zweites Moduswechselsignal in Abhängigkeit von dem Rücksetzsignal der kontaktbehafteten Betriebsart erzeugt.
  8. Smartcard nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Verarbeitungseinheit eine Operation des Prozessors der kontaktlosen Betriebsart in Abhängigkeit von dem ersten Moduswechselsignal initiiert und eine Operation des Prozessors der kontaktbehafteten Betriebsart in Abhängigkeit von dem zweiten Moduswechselsignal initiiert.
  9. Smartcard nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor der kontaktbehafteten Betriebsart während der kontaktlosen Betriebsart betreibbar ist, die durch die zweite Versorgungsspannung freigegeben wird, und der Prozessor der kontaktlosen Betriebsart während der kontaktbehafteten Betriebsart betreibbar ist, die durch die erste Versorgungsspannung freigegeben wird.
  10. Smartcard nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspannungsteuerblock umfasst: – einen Versorgungsspannungsdetektor, der derart ausgebildet ist, dass er die erste Versorgungsspannung oder die zweite Versor gungsspannung als die zuerst angelegte Spannung identifiziert, und – einen HF-Datenabstraktor, der derart ausgebildet ist, dass er einen Takt der kontaktlosen Betriebsart, ein Rücksetzsignal der kontaktlosen Betriebsart, Daten der kontaktlosen Betriebsart und eine interne Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart aus der zweiten Versorgungsspannung ermittelt.
  11. Smartcard nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspannungssteuerblock umfasst: – einen Versorgungsmodussteuerblock zum Speichern der zuerst angelegten Spannung als ein erstes Versorgungssignal in Abhängigkeit von dem Rücksetzsignal der kontaktlosen Betriebsart oder dem Rücksetzsignal der kontaktbehafteten Betriebsart, das über einen Rücksetzanschluss der kontaktbehafteten Betriebsart angelegt wird.
  12. Smartcard nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspannungssteuerblock umfasst: – einen ersten Schalter zum Steuern der Verbindung der internen Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart mit dem internen Schaltkreis in Abhängigkeit von einem Mischmoduseintrittssignal und – einen zweiten Schalter zum Steuern der Verbindung der ersten Versorgungsspannung mit dem internen Schaltkreis in Abhängigkeit von dem ersten Versorgungssignal.
  13. Smartcard nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch einen Mischmodusfehlerdetektionsblock zum Erzeugen eines Mischmodusfehlersignals in Abhängigkeit von dem Takt der kontaktlosen Betriebsart, dem Rücksetzsignal der kontaktbehafte ten Betriebsart, dem Systemtakt und/oder dem Moduswechselsignal.
  14. Smartcard nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Verarbeitungseinheit eine Operation des Prozessors der kontaktbehafteten Betriebsart oder des Prozessors der kontaktlosen Betriebsart in Abhängigkeit von dem Mischmodusfehlersignal unterbricht.
  15. Verfahren zur Steuerung einer Smartcard, die für einen Mischmodusbetrieb eingerichtet ist, mit den Schritten: – Empfangen einer Versorgungsspannung (CNT_VDD) einer kontaktbehafteten Betriebsart oder einer Versorgungsspannung (RF_VDD) einer kontaktlosen Betriebsart als eine zuerst angelegte Spannung, – wenn die Versorgungsspannung (CNT_VDD) der kontaktbehafteten Betriebsart als die zuerst angelegte Spannung empfangen wird, Durchführen der kontaktlosen Betriebsart während der kontaktbehafteten Betriebsart, wobei die Versorgungsspannung der kontaktbehafteten Betriebsart als Versorgungsspannung der Smartcard aufrechterhalten wird, und – wenn die Versorgungsspannung (RF_VDD) der kontaktlosen Betriebsart als die zuerst angelegte Spannung empfangen wird, Ausführen der kontaktbehafteten Betriebsart während der kontaktlosen Betriebsart, wobei die Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart als Versorgungsspannung der Smartcard aufrechterhalten wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne Versorgungsspannung aus der zuerst angelegten Spannung erzeugt wird und die interne Versorgungsspannung an einen internen Schaltkreis angelegt wird, der eine zentrale Verarbei tungseinheit, einen Prozessor der kontaktlosen Betriebsart und einen Prozessor der kontaktbehafteten Betriebsart aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischmodusbetriebsart beim Empfangen eines Takts der kontaktlosen Betriebsart initiiert wird, wenn die zuerst angelegte Spannung die Versorgungsspannung der kontaktbehafteten Betriebsart ist, oder wenn ein Rücksetzsignal der kontaktbehafteten Betriebsart empfangen wird, wenn die zuerst angelegte Spannung die Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Versorgungsspannung ohne Änderung während der Mischmodusbetriebsart aufrechterhalten wird.
  19. Smartcard für einen Mischmodusbetrieb mit: – einem internen Schaltkreis (220) mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (221), einem Prozessor (225) einer kontaktlosen Betriebsart, der zum Ausführen der kontaktlosen Betriebsart ausgebildet ist, und einem Prozessor (227) einer kontaktbehafteten Betriebsart, der zum Ausführen der kontaktbehafteten Betriebsart ausgebildet ist, und – einem Versorgungsspannungssteuerblock (230), der derart ausgebildet ist, dass er eine Versorgungsspannung (CNT_VDD) der kontaktbehafteten Betriebsart und eine Versorgungsspannung (RF_VDD) der kontaktlosen Betriebsart empfängt und eine interne Versorgungsspannung (IN_VDD) dem internen Schaltkreis (220) während einer vollständigen Zeitdauer einer Mischmodusbetriebsart zur Verfügung stellt, die aus der Versorgungsspannung (CNT_VDD) der kontaktbehafteten Betriebsart oder der Versorgungsspannung (RF_VDD) der kontaktlosen Betriebsart in Abhängigkeit davon abgeleitet wird, welche Spannung zuerst ange legt wird, wobei die Mischmodusbetriebsart die kontaktlose Betriebsart umfasst, die während der kontaktbehafteten Betriebsart initiiert wird, die auf einen Empfang der Versorgungsspannung (CNT_VDD) der kontaktbehafteten Betriebsart als die zuerst angelegte Spannung folgt, oder die kontaktbehaftete Betriebsart umfasst, die während einer kontaktlosen Betriebsart initiiert wird, die auf den Empfang der Versorgungsspannung (RF_VDD) der kontaktlosen Betriebsart als die zuerst angelegte Spannung folgt.
  20. Smartcard nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspannungssteuerblock umfasst: – eine ISO-7816-kompatible kontaktbehaftete Schnittstelle, die derart ausgebildet ist, dass sie die Versorgungsspannung der kontaktbehafteten Betriebsart empfängt, und – eine ISO-14443-kompatible kontaktlose Schnittstelle, die derart ausgebildet ist, dass sie die Versorgungsspannung der kontaktlosen Betriebsart empfängt.
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