一种无源可视智能卡的制作方法

1.本实用新型涉及智能卡技术领域，尤其涉及一种无源可视智能卡。


背景技术：

2.安全芯片作为一种嵌入式安全单元，在智能终端中起到至关重要的作用。目前，随着安全需求的增加，安全芯片需要处理的数据量也极大增加。相应的，由于数据多导致处理速度降低，安全芯片的处理效率也随之下降。安全芯片的主要功能是加密和认证运算，每种运算消耗的时间不固定，主控芯片为了向安全芯片发送指令信息、读取正确的执行结果，只能采取较长延时或者不断地从安全芯片读取信息来判断安全芯片状态。当安全芯片应用于可视智能卡时，存在以下问题：
3.1、安全芯片完成交易时间较长
4.安全芯片完成交易数据处理后，由于需要驱动显示屏显示，然后才能返回执行结果，从而导致智能卡交易时间较长。
5.2、安全芯片完成交易以及驱屏幕显示，功耗较大
6.在交易过程中由于安全芯片需要驱动显示屏显示，所以无法进入低功耗模式，从而智能卡整体功耗较大，导致智能卡在小场强环境中无法正常使用。


技术实现要素：

7.鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种无源可视智能卡，用以解决现有安全芯片完成交易并驱动显示屏幕导致交易时间延长和功耗增加，进而智能卡无法在小场强环境中工作的问题。
8.一方面，本实用新型实施例提供了一种无源可视智能卡，包括：安全芯片、外圈天线、外部电源管理模块、协处理芯片和显示屏幕，其中，所述外圈天线，与所述安全芯片和所述外部电源管理模块连接，用于在读卡设备场强中感应信号，其中，感应的信号包括交易数据；所述安全芯片，与所述协处理芯片连接，用于通过所述感应的信号上电，然后对所述交易数据进行处理以将待显示数据提供给所述协处理芯片；所述外部电源管理模块，与所述协处理芯片连接，用于根据所述感应的信号为所述协处理芯片供电；以及所述协处理芯片，与显示驱动芯片连接，用于通过所述显示驱动芯片将所述待显示数据传送至所述显示屏幕。
9.上述技术方案的有益效果如下：通过协处理芯片将安全芯片和显示驱动芯片隔离开，将显示屏幕显示数据的事情，独立在安全芯片数据处理之外，保证了安全芯片数据处理和执行结果返回的及时性。
10.基于上述方案的进一步改进，所述外圈天线设置在印刷电路板的最外圈的表面上，并且围绕所述安全芯片、所述外部电源管理模块、所述协处理芯片、所述显示屏幕和所述显示驱动芯片。
11.基于上述方案的进一步改进，所述外圈天线包括至少3匝刻蚀铜线，并且设置在所
述印刷电路板的正表面上或者背表面上。
12.基于上述方案的进一步改进，所述安全芯片包括内部电源管理模块，其中，所述内部电源管理模块和外部电源管理模块均包括整流桥和ldo 稳压器，所述整流桥，与所述外圈天线连接；以及所述ldo稳压器，与所述整流桥连接以提供所述安全芯片或所述外部电源管理模块所需要的电压。
13.基于上述方案的进一步改进，无源可视智能卡还包括控制开关，电连接在所述外部电源管理模块和所述协处理芯片之间，并且被所述安全芯片控制其断开和闭合。
14.基于上述方案的进一步改进，所述显示驱动芯片，连接在所述协处理芯片和所述显示屏幕之间，用于通过所述协处理芯片上电。
15.基于上述方案的进一步改进，无源可视智能卡，还包括第一电源控制线和第二电源控制线，其中，所述控制开关通过所述第一电源控制线与所述安全芯片连接；以及所述显示驱动芯片通过所述第二电源控制线与所述协处理芯片连接。
16.基于上述方案的进一步改进，所述控制开关包括mos开关晶体管，包括栅极、源极和漏极，其中，所述栅极连接所述第一电源控制线；所述源极连接所述外部电源管理模块；以及所述漏极连接所述协处理芯片。
17.基于上述方案的进一步改进，无源可视智能卡还包括第一数据线和第二数据线，其中，所述协处理芯片通过所述第一数据线与所述安全芯片连接；以及所述显示驱动芯片通过所述第二数据线与所述协处理芯片连接。
18.基于上述方案的进一步改进，所述安全芯片为32位cpu双界面智能卡芯片，包括rom、ram和eeprom存储器。
19.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
20.1、通过协处理芯片将安全芯片和显示驱动芯片隔离开，将显示屏幕显示数据，独立在安全芯片数据处理之外，保证了安全芯片数据处理和执行结果返回的及时性。
21.2、同时将高功耗的安全芯片和高功耗的显示屏幕错开使用时间，保证了在读卡设备小场强的情况下，无源可视智能卡能够稳定工作。
22.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
23.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
24.图1为根据本实用新型实施例的无源可视智能卡的结构图。
25.图2为根据本实用新型实施例的电源管理模块的电路图，其中，电源管理模块包括内部电源管理模块和外部电源管理模块。
具体实施方式
26.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部
分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
27.本实用新型的一个具体实施例，公开了一种无源可视智能卡。如图1 所示，无源可视智能卡包括：外圈天线100、安全芯片102、协处理芯片 104、外部电源管理模块106、控制开关108、显示驱动芯片110和显示屏幕112。具体地，外圈天线100与安全芯片102和外部电源管理模块 106连接，并且用于在读卡设备场强中感应信号，其中，感应的信号包括交易数据。安全芯片102与协处理芯片104连接，该安全芯片102用于通过感应的信号上电，然后对交易数据进行处理以将待显示数据提供给协处理芯片104。外部电源管理模块106与协处理器芯片(又称为协处理芯片)连接，并且用于根据感应的信号为协处理器芯片供电。协处理芯片104与显示驱动芯片110连接，并且用于通过显示驱动芯片110将待显示数据传送至显示屏幕112。
28.与现有技术相比，本实施例提供的无源可视智能卡，通过协处理芯片将安全芯片和显示驱动芯片隔离开，将显示屏幕显示数据，独立在安全芯片数据处理之外，保证了安全芯片数据处理和执行结果返回的及时性。
29.下文中，将参考图1，对根据本实用新型的无源可视智能卡进行详细描述。具体地，无源可视智能卡包括：安全芯片102、外圈天线100、外部电源管理模块106、协处理芯片104和显示屏幕112。
30.外圈天线100与安全芯片102和外部电源管理模块106连接，并且用于在读卡设备场强中感应信号，其中，感应的信号包括交易数据。具体地，外圈天线100设置在印刷电路板的最外圈的表面上，并且围绕安全芯片102、外部电源管理模块106、协处理芯片104、显示屏幕112和显示驱动芯片110。外圈天线100包括至少3匝刻蚀铜线，并且设置在印刷电路板的正表面上或者背表面上。
31.安全芯片102与协处理芯片104连接，该安全芯片102用于通过感应的信号上电，然后对交易数据进行处理以将待显示数据提供给协处理芯片104。安全芯片102包括内部电源管理模块，其中，内部电源管理模块包括整流桥和ldo稳压器(low dropout regulator，即，低压差线性稳压器)。整流桥与外圈天线100连接；以及ldo稳压器与整流桥连接以提供安全芯片102或外部电源管理模块106所需要的电压。例如，安全芯片102为32位cpu双界面智能卡芯片，包括rom、ram和eeprom存储器。
32.外部电源管理模块106与协处理器芯片连接，并且用于根据感应的信号为协处理器芯片供电。外部电源管理模块106均包括整流桥和ldo 稳压器。整流桥与外圈天线100连接；以及ldo稳压器与整流桥连接以提供安全芯片102或外部电源管理模块106所需要的电压。
33.参考图2，内部电源管理模块位于安全芯片102内部，以及外部电源管理模块106位于安全芯片102外部。内部电源管理模块和外部电源管理模块106均包括整流桥和ldo稳压器。整流桥包括二极管d1、二极管 d2、二极管d3和二极管d4，用于对外圈天线100在读卡设备场强中感应的信号进行整流处理，其中，该感应的信号为交流电压，整流桥将交流电压转换为直流电压vin_5。稳压二极管d5用于稳定直流电压vin_5。电容器c1和电容器c2连接在ldo稳压器的vin管脚和ep管脚之间，用于对vin管脚的输入电压进行滤波。直流电压vin_5经由电阻器r连接至ldo稳压器的en管脚。ldo稳压器的电压输出vout管脚和接地电压输出
gnd管脚输出直流电压(例如，3.3v)。电容器c4和c9 分别连接在vout管脚和gnd管脚之间，以及电容器c9连接在整流桥的接地电压与vout管脚之间。
34.协处理芯片104与显示驱动芯片110连接，并且用于通过显示驱动芯片110将待显示数据传送至显示屏幕112。协处理芯片104通过第一数据线与安全芯片102连接。
35.控制开关108电连接在外部电源管理模块106和协处理芯片104之间，并且被安全芯片102控制其断开和闭合。控制开关108通过第一电源控制线与安全芯片102连接。具体地，控制开关108包括mos开关晶体管，包括栅极、源极和漏极。栅极连接第一电源控制线；源极连接外部电源管理模块106；以及漏极连接协处理芯片104。
36.显示驱动芯片110连接在协处理芯片104和显示屏幕112之间，用于通过协处理芯片104上电。显示驱动芯片110通过第二电源控制线与协处理芯片104连接。显示驱动芯片110通过第二数据线与协处理芯片 104连接。
37.下文中，参考图1，以具体实例的方式，对根据本实用新型实施例的无源可视智能卡进行详细描述。
38.本实用新型旨在解决上述遇到的问题，采用增加低功耗协处理芯片的方式，将交易数据处理部分和显示屏驱动部分分开进行操作，即安全芯片完成数据处理后将需要显示的数据，通过数据总线传输给协处理器芯片，然后安全芯片返回执行结果，并进入低功耗模式；协处理器芯片将待显示数据，传输给驱动显示芯片，然后在屏幕上显示。通过这种方式降低交易执行时间和降低整体功耗。
39.1、外圈天线在进入读卡设备场强中，用于感应磁场能量给智能卡系统供电，及提供安全芯片和读卡设备通信通道。外圈天线是fpc(flexibleprinted circuit board)柔性印刷电路板表面蚀刻铜实现的天线。外圈天线不会影响电路板上的其他部件。将外圈天线设置在fpc(flexible printedcircuit board)柔性印刷电路板的背表面上，能够防止电路板上的其他部件的金属特性降低卡片天线从读写设备天线耦合的能量。优选地，外圈天线包括至少3匝。
40.安全芯片采用14443type-a通信，就是采用天线调制解调的方式来实现数据通信。该安全芯片具有14443type-a通信接口的芯片，比如 thd89、ciu9872b11。
41.2、电源管理，用于将天线感应到的交流电转换成直流电。采用标准全桥整流电路，整流后通过ldo进行线性变换，将5v左右的电压变换到3.3v。在感应到交流电之前，无源可视智能卡不能工作。
42.读卡设备在无源可视智能卡未进场时，会开场寻卡，待无源可视智能卡进场后会由相关协议层通信(14443type-a标准协议)来保证通信的及时性和完整性。
43.3、控制开关用于安全芯片控制后级电路(协处理芯片、显示驱动芯片)供电。具体地，控制开关可以是由mos管搭建的开关电路，可选地，可以由负载快关提供的开关电路。
44.4、协处理芯片用于接收安全芯片传输的待显示的数据，并将待显示数据发送给显示驱动芯片。协处理芯片为低功耗处理芯片，比如 z8d16r-2。
45.5、显示驱动芯片用于接收协处理芯片发送的待显示数据，并将待显示数据显示到显示屏幕。
46.6、显示屏幕用于将显示待显示数据。
47.工作流程：
48.智能卡进入读卡设备场强后，读卡设备通过天线感应的方式给安全芯片上电及进行数据通信。安全芯片完成交易数据处理后，通过电源控制线开启控制开关，给协处理芯片上电，然后将待显示数据通过数据线传输给协处理芯片，然后安全芯片向读卡设备返回执行结果，然后进入低功耗模式。
49.协处理芯片为低功耗芯片。在安全芯片进入低功耗模式后，协处理芯片通过电源控制线给显示驱动芯片上电，并将待显示数据传输给显示驱动芯片。
50.显示驱动芯片收到待显示数据后，驱动显示屏幕，将待显示数据在显示屏幕上显示出来。
51.通过协处理芯片将安全芯片和显示驱动芯片隔离开，将显示屏幕显示数据的事情，独立在安全芯片数据处理之外，保证了安全芯片数据处理和执行结果返回的及时性；同时将高功耗的安全芯片和高功耗的显示屏幕错开使用时间，保证了在读卡设备小场强的情况下，无源可视智能卡能够稳定工作。
52.本实用新型不涉及任何软件方面的改进。本实用新型仅需要将各个具有相应功能的装置通过本实用新型实施例所给出的连接关系进行连接即可，其中并不涉及任何程序软件方面的改进。而至于各个相应功能的硬件装置之间的连接方式，均是本领域技术人员可以采用现有技术实现的，在此不做详细说明。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。