[发明专利]一种多界面IC卡管脚低功耗处理方法

说明书

技术领域

本发明应用于多界面IC卡的系统设计领域。

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卡的系统设计也越来越复杂，并且系统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(I_IH或I_IL)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；在满足系统设计要求的同时，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，在系统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。