无线通信设备和方法与流程

无线通信设备和方法
1.相关申请的交叉参考
2.本技术要求于2020年5月14日提交的法国专利申请第2004770号的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明总体上涉及电子设备和方法，并且更具体地，涉及使用订户识别模块(sim)卡的无线通信设备和方法。


背景技术：

4.已知许多电子设备(例如，手机)，它们均包括一个或多个用于接收订户识别模块卡或sim卡的位置。设备的每个sim卡通常使其能够连接到移动电话网络并经由该网络与其他设备交换数据。
5.在包括用于接收sim卡的一个或多个位置的设备中，特定设备还包括嵌入式订户识别模块(esim)。然而，在这种设备中集成嵌入式订户识别模块通常会有损用于容纳sim卡的位置的数目。因此，这对这种设备的使用灵活性产生不利的影响。


技术实现要素：

6.需要改进包括订户识别模块和至少一个sim卡的设备。
7.一个实施例克服了包括嵌入式订户识别模块和至少一个sim卡的已知设备的全部或部分缺点。
8.一个实施例提供了一种订户识别模块，包括：第一通信接口，包括用于耦合至调制解调器电路的第一焊盘；第二通信接口，包括用于耦合至订户识别模块卡的第二焊盘；以及切换电路，被配置为将第一焊盘耦合至第二焊盘或者耦合至集成于订户识别模块中的通信模块。
9.一个实施例提供了一种控制订户识别模块的方法，该订户识别模块包括第一通信接口和第二通信接口，第一通信接口包括用于耦合至调制解调器电路的第一焊盘，并且第二通信接口包括用于耦合至订户识别模块卡的第二焊盘，其中第一焊盘通过切换电路耦合到第二焊盘或者耦合到集成于订户识别模块的通信模块。
10.根据一个实施例，订户识别模块还包括非易失性存储器，根据存储器的寄存器的位的状态来控制切换电路。
11.根据一个实施例，切换电路包括分析和路由模块，其被配置为分析和重定向由订户识别模块的第一通信接口接收的信号。
12.根据一个实施例，第一和第二接口中的每一个都从以下接口中选择：标准iso 7816接口、i2c接口、i3c接口和spi系列接口。
13.一个实施例提供了一种电子设备，包括：如上所述的订户识别模块；调制解调器电路；以及第一位置，用于接收第一订户识别模块卡。
14.根据一个实施例，订户识别模块是嵌入式订户识别模块。
15.根据一个实施例，订户识别模块形成该设备的近场通信模块的一部分。
16.根据一个实施例，订户识别模块被集成到该设备的近场通信模块的安全模块。
17.根据一个实施例，该设备还包括片上系统类型的微处理器，订户识别模块被集成到微处理器。
18.根据一个实施例：调制解调器电路包括第三通信接口，其包括耦合到订户识别模块的第一通信接口的第一焊盘的第三焊盘；并且第一位置包括第四通信接口，其包括耦合到订户识别模块的第二通信接口的第二焊盘的第四焊盘。
19.根据一个实施例，调制解调器电路还包括第五通信接口，其包括第五焊盘，第五焊盘被耦合到第二位置的第六通信接口的第六焊盘的，第二位置用于容纳第二订户识别模块卡。
附图说明
20.将在以下结合附图的具体实施例和实施模式的非限制性描述中详细讨论本发明的前述和其它特征及优点，其中：
21.图1以框图形式示意性示出了所描述的实施例和实施模式应用为示例的类型的射频通信系统的示例；
22.图2以框图形式示意性示出了电子射频通信设备的示例；
23.图3以框图形式示意性示出了包括嵌入式订户识别模块的射频电子通信设备的实施例；
24.图4示意性且部分地示出了图3设备的嵌入式订户识别模块的实施例；
25.图5以框图形式示意性示出了包括嵌入式订户识别模块的电子射频通信设备的另一实施例；
26.图6示意性且部分地示出了图5设备的嵌入式订户识别模块的实施例；
27.图7以框图形式示意性示出了包括嵌入式订户识别模块的电子射频通信设备的实施例；
28.图8以框图形式示意性示出了包括嵌入式订户识别模块的电子射频通信设备的另一实施例；以及
29.图9示出了包括嵌入式订户识别模块的射频通信电路的手机。
具体实施方式
30.类似的特征在不同附图中由类似的附图标记指定。特别地，可以使用相同的附图标记来指定不同实施例和实施模式共同的结构和/或功能元件，并且可具有相同的结构、尺寸和材料特性。
31.为清楚起见，仅示出了对理解所描述的实施例和实施模式有用的那些步骤和元件，并且将详细进行说明。特别地，未详细地描述射频信号的生成及其解释，所描述的实施例和实施模式与生成和解释此类信号的常用技术兼容。
32.除非另有说明，否则当提及两个元件连接在一起时，这表示除导体之外没有任何中间元件的直接连接，而当提到两个元件耦合在一起时，这意味着这两个元件可经由一个
或多个其他元件连接或耦合。
33.在以下描述中，除非另有指定，否则当提到说明绝对位置的输入(诸如术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等)或相对位置的术语(诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或说明方向的术语(诸如“水平”、“垂直”等)时，是指图纸的方向。
34.除非另有规定，否则表述“左右”、“近似”、“基本上”和
“…
的级别”表示在10％以内，优选在5％以内。
35.图1以框图形式示意性示出了所描述的实施例和实施模式应用为示例的类型的射频通信系统100的示例。
36.在所示示例中，系统100包括能够实施射频通信的设备102。在下面的描述中，任意地认为设备102是手机。然而，这并不用于限制，作为变型例，设备102可例如是触摸板、智能手表、连接手镯、连接车辆或更一般的任何类型的连接对象。
37.手机102包括图1中由方框(或称模块)104(com)表示的射频切换电路。例如，射频切换电路104使手机102能够与天线106a和106b交换数据。例如，根据电路104的功能，交替地执行手机102与天线106a和106b之间的通信，然后手机102只能一次或同时与单个天线106a、106b交换数据，然后手机102能够同时与天线106a和106b交换数据。
38.作为示例，系统100的天线106a和106b各自构成不同的移动电话基础设施的一部分。例如，这些基础设施由不同的电话运营商操作。例如，通过使用由使用天线106a的运营商可用的第一移动电话网络和/或由使用天线106b的另一运营商可用的第二移动电话网络，能够使手机102发射和接收电话呼叫、消息和/或数据。
39.通常，例如，分别包括天线106a和106b的移动电话基础设施使设备102能够与其他设备(未示出)通信。
40.图2以框图形式示意性示出了射频通信电子设备200的示例。例如，设备200对应于图1的设备102。
41.在所示示例中，设备200包括调制解调器电路或调制解调器202(modem)。例如，如图2所示，调制解调器202具有两个通信接口204a(iso1)和204b(iso2)。
42.设备200的每个通信接口204a、204b耦合到订户识别模块卡206a(sim 1)、206b(sim 2)，或称“sim卡”。更具体地，在图2所示的示例中，通信接口204a和204b分别通过链路208a和208b连接到sim卡206a和206b。
43.在图2的示例中，sim卡206a和206b是物理sim卡，通常是可移动通用集成电路卡(uicc)。实际上，sim卡206a和206b通常各自插入到设备200的位置或壳体(未示出)中。具体地，根据设备200的用于容纳sim卡206a和206b的位置的尺寸，sim卡例如为“mini sim”(2ff)、“micro sim”(3ff)或“nano sim”(4ff)格式。
44.每个sim卡206a、206b通常包含订户通过运营商或接入提供商(例如，移动电话网络运营商或互联网接入提供商)订阅的合同或订阅特有的信息。例如，信息具有国家代码、运营商特有的标识符和订户特有的标识符的形状。
45.在所示示例中，设备200还包括微处理器210(应用处理器)。例如，微处理器210是设备200的主微处理器。作为示例，微处理器210集成到片上系统(soc)类型的架构。例如，微处理器210执行使设备200的不同部件或外围设备能够进行操作的程序代码指令。
46.设备200可包括其它电路。在图2中，这些电路用方框212(fct)来表示。
47.图3以框图形式示意性示出了电子射频通信设备300的实施例。
48.图3的设备300包括调制解调器电路302(modem)或调制解调器。例如，设备300的调制解调器302类似于先前结合图2描述的设备200的调制解调器202。在所示示例中，调制解调器302包括接口304a(iso1)和304b(iso2)。例如，调制解调器302的接口304a和304b分别类似于调制解调器202的接口204a和204b。
49.根据本实施例，设备300还包括嵌入式订户识别模块306(esim)。在所示示例中，设备300的嵌入式订户识别模块306包括：第一通信接口308a(iso_in)，其耦合到(优选连接到)调制解调器电路302；第二通信接口308c(iso_out)，其耦合到(优选连接到)第一sim卡310c(sim 1)；通信模块310a(esim)；以及切换电路312。
50.在所示示例中，调制解调器302的接口304a通过链路314a连接到模块306的第一接口308a；调制解调器302的接口304b通过链路314b连接到第二sim卡310b(sim 2)；并且模块306的第二接口308c通过链路314c连接到sim卡310c。
51.更具体地，接口304a的焊盘(未示出)通过链路314a连接到第一接口308a的焊盘(未示出)。类似地，接口304b的焊盘(未示出)通过链路314b连接到用于接收sim卡310b的位置(未示出)的焊盘(未示出)。此外，第二接口308c的焊盘(未示出)通过链路314c连接到用于接收sim卡310c的位置(未示出)的焊盘(未示出)。
52.在以下描述中，任意认为接口304a、304b、308a和308c是标准化iso/iec 7816接口，并且链路314a、314b和314c是标准化iso/iec 7816链路。术语标准化iso/iec 7816接口和链路指定符合iso/iec 7816标准要求的接口和通信链路，例如，符合iso/iec 7816标准2006版第3部分的要求(iso/iec 7816
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3：2006接触卡
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电气接口和传输协议)。如本文所使用的，符合某个标准包括符合在本文件有效提交日时生效的任何标准。
53.然而，所描述的实施例和实施模式可由本领域技术人员转换为其他类型的选定接口和链路，例如i2c接口和链路、i3c接口和链接以及spi系列接口和链接。
54.例如，设备300的sim卡310b和310c类似于设备200的sim卡206b和206a(图2)。
55.根据一个实施例，嵌入式订户识别模块306形成近场通信模块316(nfc)的一部分。例如，模块316使设备300能够通过近场电磁耦合与类似于设备300的另一设备(未示出)通信。
56.例如，嵌入式订户识别模块306被集成到安全元件(未示出)，例如与近场通信模块316相关联或耦合的嵌入式安全元件(ese)。实际上，近场通信模块316和集成嵌入式订户识别模块306的安全元件可形成同一电子芯片的一部分。
57.例如，安全元件是被配置为存储和/或处理所有或部分所谓秘密数据的电子部件，对秘密数据的访问期望保留给特定用户或电路。作为示例，安全元件实施一种或多种加密算法，并且存储在数据加密操作期间由算法使用的一个或多个密钥。
58.在所示示例中，模块306和316耦合或连接到设备300的微处理器318(应用处理器)。例如，设备300的微处理器318类似于先前参照图2描述的设备200的微处理器210。
59.实际上，例如，订户识别模块306是用于焊接到印刷电路板的物理模块或者由设备300的电路执行的软件订户识别模块(软sim)。
60.例如，通信模块310a是能够解释由调制解调器302发射的信号并且生成将被发射到调制解调器302的信号的模块。更一般地，例如，模块310a被编程为具有类似于sim卡310b
或sim卡310c的功能。
61.在操作中，嵌入式订户识别模块306在链路314a上与调制解调器302交换信号。然后，切换电路312特别能够将信号导向sim卡310c或导向集成到嵌入式订户识别模块306的通信模块310a。
62.参照图3讨论的设备300的优点在于：其能够同时使用物理sim卡310b和310c，或者通信模块310a和物理sim卡310b。因此，尤其与图2的设备300(仅可以使用两个物理sim卡206a和206b)相比，这提供了对设备300使用的更大灵活性。实际上，设备300中切换电路312的存在提供了选择使用模块310a和sim卡310b(在这种情况下，sim卡310c和相关位置可以省略)或者仅使用sim卡310b和310c(即，降到与图2的设备200类似的操作)的可能性。例如，在工厂设置期间由设备300的制造商进行这种选择。
63.设备300的另一优点在于：切换电路312位于嵌入式订户识别模块306的内部，其选择性地能够将与调制解调器302的通信导向模块310a或导向sim卡310。这允许降低设备300的成本、尺寸和复杂度，特别是与具有例如在嵌入式订户识别模块306外部的切换电路的设备相比。
64.设备300可包括其他电路。在图3中，这些电路用方框320(fct)表示。
65.图4示意性且部分地示出了图3的设备300的嵌入式订户识别模块306的实施例。
66.根据该实施例，嵌入式订户识别模块306的第一接口308a(iso_in)包括能够接收同步信号或时钟信号的焊盘402a(iso_clk_in)、能够与调制解调器302(图3)交换数据信号的另一焊盘404a(iso_io_in)以及能够接收复位信号的又一焊盘406a(iso_rst_in)。
67.类似地，嵌入式订户识别模块306的第二接口308c(iso_out)包括能够接收同步信号或时钟信号的焊盘402c(iso_clk_out)、能够与sim卡310c(图3)交换数据信号的另一焊盘404c(iso_io_out)以及能够发射复位信号的又一焊盘406c(iso_rst_out)。
68.第一接口308a的焊盘402a、404a和406a用于耦合到(优选连接到)调制解调器302(图3)的焊盘(未示出)。第二接口308c的焊盘402c、404c和406c用于耦合到(优选连接到)用于接收sim卡310c(图3)的壳体或位置(未示出)的焊盘(未示出)。
69.在所示示例中，切换电路312包括：逻辑and门412a，具有耦合到(优选连接到)终端402a的输入；逻辑and门414a，具有耦合到(优选连接到)终端404a的输入；逻辑and门416a，具有耦合到(优选连接到)终端406a的输入；逻辑and门412c，具有耦合到(优选连接到)终端402a的输入；逻辑and门414c，具有耦合到(优选连接到)到终端404a的输入；以及逻辑and门416c，具有耦合到(优选连接到)到终端406a的输入。
70.例如，每个逻辑门412a、414a、416a的另一输入接收二进制信号，该二进制信号是标示为esim_cfg的位的状态的图像。例如，位esim_cfg是切换电路312的配置位。在所示示例中，位esim_cfg被存储在嵌入式订户识别模块306的存储器420的状态寄存器(reg esim_cfg)中。例如，存储器420是非易失性存储器。因此，这特别能够在设备300断电时存储位esim_cfg的状态。
71.然而，每个逻辑门412c、414c、516c的另一输入例如接收二进制信号，该二进制信号是位esim_cfg的状态的反相的图像。在所示示例中，发射到逻辑门412a、414a和416a的二进制信号在被发射到逻辑门412c、414c和416c之前被反相器422反相。这使得能够使用单个二进制信号来分别控制逻辑门412a、414a和416a以及逻辑门412c、414c和416c的状态(开或
关)。
72.在所示示例中，如果位esim_cfg处于高状态，则逻辑门412a、414a和416a导通，而逻辑门412c、414c和416c被阻断，这使得焊盘402a、404a和406a耦合到模块310a(iso7816)。然而，如果状态寄存器420的位处于低状态，则逻辑门412a、414a和416a被阻断，而逻辑门412c、414c和416c导通，这使得焊盘402a、404a和406a分别耦合到焊盘402c、404c和406c。
73.更一般地，当位esim_cfg处于高状态时，调制解调器302(图3)和模块310a之间的物理链路被建立，而调制解调器302和sim卡310c(图3)之间的物理链路被中断。例如，这对应于希望通过使用模块310a进行通信并且不希望使用sim卡310c的情况。
74.相反，当位esim_cfg处于低状态时，调制解调器302(图3)和模块310a之间的物理链路中断，而调制解调器302和sim卡310c(图3)之间的物理链路建立。例如，这对应于希望通过使用sim卡310c进行通信并且不希望使用模块310a的情况。
75.例如，根据设备300(图3)配备有还是缺少能够接收sim卡310c的壳体，位esim_cfg的值被配置为低或高状态。因此，模块306可有利地用于不同类型的设备，例如，配备或未配备用于接收sim卡310c的壳体的设备。由此，获得更好的使用灵活性。
76.图5以框图形式示意性示出了电子射频通信设备500的另一实施例。图5的设备500包括与图3的设备300共用的元件。这些公用元件将在下文中不再详述。
77.与图3的设备300相比，图5的设备500包括另一调制解调器电路502(仅mep调制解调器)或调制解调器来代替调制解调器302。例如，调制解调器502能够在同一链路上编码与多个订户识别配置文件相对应的通信。例如，调制解调器502是所谓的多使能配置文件(mep)调制解调器。
78.在所示示例中，调制解调器502具有接口504(iso1)。例如，调制解调器502的接口504类似于调制解调器302的接口304a(图3)。
79.根据该实施例，设备500还包括嵌入式订户识别模块506(esim)。在所示示例中，设备500的嵌入式订户识别模块506包括耦合到(优选连接到)调制解调器502的第一通信接口508a(iso_in)、耦合到(优选连接到)sim卡310c(sim 1)的第二通信接口508c(iso_out)、通信模块510a(esim)以及切换电路512。
80.例如，设备500的接口508a、接口508c、通信模块510a和切换电路512分别类似于先前参照图3描述的设备300的接口308a、接口308c、模块310a和电路312。
81.在所示示例中，嵌入式订户识别模块506的第一通信接口508a通过链路514a连接到调制解调器502的接口504；并且嵌入式订户识别模块506的第二通信接口508b通过链路514c连接到sim卡310c。
82.例如，设备500的通信模块510a收集与多个sim卡的功能相类似的功能。作为示例，这使得模块510a具有与模块310a(图3)和sim卡310b(图3)的功能相似的功能。换句话说，两个订户识别配置文件例如被编程到模块510a中。
83.结合图5讨论的设备500的优点在于：其能够共同地使用物理sim卡310c和通信模块510a，其中编程了多个订户识别配置文件。因此，这为设备500提供了更大的使用灵活性，特别是对于仅可以使用物理sim卡310c的设备。实际上，设备500中的切换电路512的存在提供了使用除sim卡310c之外的模块510a以具有更多订户识别配置文件或sim配置文件的可能性。
84.在用于接收sim卡310c的位置(未示出)未被使用的情况下，与先前参照图4所讨论的类似，嵌入式订户识别模块506可被参数化，以将所有通信导向通信模块510。
85.图6示意性且部分地示出了图5的设备500的嵌入式订户识别模块506的实施例。
86.根据该实施例，嵌入式订户识别模块506的第一接口508a(iso_in)、第二接口508b(iso_out)、通信模块510和切换电路512分别类似于图4的嵌入式订户识别模块306的第一接口308a、第二接口308b、通信模块310和切换电路312。
87.根据该实施例，第一接口508a的焊盘402a、404a和406a用于耦合到(优选连接到)调制解调器502(图5)的焊盘(未示出)。第二接口508c的焊盘402c、404c和406c用于耦合到(优选连接到)用于接收sim卡310c(图5)的壳体或位置(未示出)的焊盘(未示出)。
88.例如，嵌入式订户识别模块506包括方框602(路由分析)，用于例如在设备500与另一设备(未示出)的通信期间分析和路由调制解调器502(图5)发射的数据。更具体地，方框602被配置为分析由调制解调器502发射的数据是用于模块510a还是sim卡310c。根据该分析的结果，方框602改变由存储器420的寄存器(reg
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esim_cfg)存储的位esim_cfg的状态，以将数据导向或重定向到模块510a或sim卡310c。
89.例如，方框602的功能由嵌入式订户识别模块506的微控制器执行的软件来实施。当最初处于待机模式的设备500(图5)开始接收由调制解调器502发射的数据时，这例如引起待机模式的离开以及通信向模块510a或sim卡310c的再分配。
90.作为变型例，方框602的功能由嵌入式订户识别模块506的有线逻辑电路或状态机来执行。这具有避免每次接收到通信时设备500(图5)离开待机模式的优点，由此节省了设备500消耗的功率。
91.实际上，嵌入式订户识别模块506包括用于将调制解调器502在链路514a上发射的信号解复用的模块(未示出)。嵌入式订户识别模块506还包括用于复用将在链路514a上发射到调制解调器502的信号的模块(未示出)。
92.图7以框图形式示意性示出了电子射频通信设备700的实施例。
93.图7的设备700包括与图3的设备300共用的元件。以下将不再详述这些公用元件。
94.图7的设备700与图3的设备300的主要区别在于：在设备700中，订户识别模块306是集成订户识别模块(isim)。例如，设备700的集成订户识别模块306形成微处理器318(应用处理器)的一部分。例如，微处理器318具有片上系统类型(soc)的架构。
95.更具体地，根据一个实施例，通信模块310a(isim)、切换电路312以及通信接口308a(iso_in)和308c(iso_out)集成到微处理器318。实际上，例如，设备700的模块310a被编程到集成于微处理器318的安全电路中。
96.设备700具有与设备300(图3)类似的功能和优点。设备700尤其提供通过使用sim卡310c(sim 1)或集成订户识别模块306的通信模块310a进行通信的可能性。相对于包括与微处理器318物理分离的嵌入式订户识别模块的设备，设备700进一步减小了尺寸。
97.作为变型例，sim卡310c替换为嵌入式订户识别模块，该嵌入式订户识别模块在链路314c上耦合到(优选连接到)模块306的接口308c。在这种情况下，嵌入式订户识别模块是焊接到设备700的印刷电路板(例如，容纳微处理器318的电子板)的电子芯片。
98.尽管这在图7中没有示出，但是设备700可包括类似于设备300的模块316的近场通信模块。
99.图8以框图形式示意性示出了电子射频通信设备800的另一实施例。
100.图8的设备800包括与图7的设备700共用的元件。以下将不再详述这些公用元件。
101.图8的设备800与图7的设备700的区别主要在于：除模块310a(isim)之外，设备800还包括集成到微处理器318(应用处理器)的另一模块310a’(isim 2)。实际上，例如，模块310a和310a’对应于在设备800的集成订户识别模块306中编程的两个订户识别配置文件。在这种情况下，例如，设备800的调制解调器302(modem)能够在链路314上编码用于订户配置文件310a和310a’的通信。例如，设备800的调制解调器302具有与设备500(图5)的调制解调器502类似的功能。换句话说，设备800的调制解调器302是mep调制解调器。
102.除了sim卡310b(sim 2)，设备800还能够通过使用sim卡310c(sim 1)或集成订户识别模块306的通信模块310a和310a’进行通信。换句话说，设备800可使用两个物理sim卡310b和310c或者物理sim卡310b以及在集成订户识别模块306中编程的两个配置文件310a和310a’进行通信。在使用sim卡310b以及配置文件310a和310a'的情况下，总共有三个订户识别配置文件可用。
103.图9示出了集成了包括嵌入式订户识别模块的射频通信电路的手机900。更具体地，图9示出了参照图3讨论的实施例的植入示例。
104.在所示示例中，嵌入式订户识别模块(未示出)被集成到手机900的近场通信模块316的安全模块902(ese/esim)中。这尤其允许手机900内的空间增益。
105.由于集成到模块902的嵌入式订户识别模块，根据手机900的制造商和/或用户的需要，手机900可以使用两个物理sim卡310b和310c或者与物理sim卡310b和在模块902中编程的订户识别配置文件。因此，这为手机900提供了极大的使用灵活性。
106.已经描述了各种实施例、实施模式和变型例。本领域技术人员将理解，可以组合这些不同实施例、实施模式和变型例的特定特征，并且本领域技术人员将想到其他变型例。特别地，前面讨论的实施例和实施模式不限于所描述的sim卡和调制解调器的数量，并且本领域技术人员可将其转换为包括任意数量的sim卡和调制解调器的设备。
107.最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型例的实际实施在本领域技术人员的能力范围内。具体地，本领域技术人员可提供其他切换电路以获得在上述实施例和实施模式中描述的功能。
108.这种变更、修改和改进成为本发明的一部分，并在本发明的精神和范围内。因此，前面的描述仅作为示例，而不用于限制。本发明仅限于以下权利要求及其等价物所限定的。