一种支持全卡射频测试的自测装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非接触式IC卡技术领域，特别是应用于移动支付的有源非接触式IC卡中支持全卡射频测试的自测装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着智能手机在移动设备市场上占有率的提升，基于智能移动设备的应用得到极大推动和发展。在支付应用中，将信用卡支付，一卡通支付等多种支付手段移植到手机等移动设备上形成一股强劲的市场需求，相应地将移动支付模块集成/嵌入到移动终端设备上，实现移动支付功能成为主流发展趋势。
[0003]基于手机等移动终端设备的支付方式称为移动支付。以手机为例，具备移动支付功能的手机，当用户需要进行刷机交易时，储存在手机/SIM卡/SD卡中的交易信息通过移动支付模块与刷卡器完成身份认证和交易过程，简化了支付过程，节省了交易时间，极大地方便了用户和商家。
[0004]尽管移动支付有广大的应用前景，但是当前仍然存在有很多技术难点。对于移动支付模块来说，如何将尺寸缩小到适合集成/嵌入到手机等小型移动终端设备上，以及如何降低封装测试成本，是当前技术所面临的两个主要问题。
[0005]现有技术中，就封装测试而言，以将移动支付模块集成到手机SIM卡内的全卡为例，参看图1，它包含NFC芯片A，CPU智能卡C和天线网络B。其生产封装涉及NFC芯片A和CPU智能卡C的裸片粘贴与打线，天线网络B的分离元件贴片、塑封等过程。生产封装过程可能会造成全卡功能失效，尤其是因为分离元件虚焊，打线问题造成的全卡射频模块失效。全卡协议规范测试耗时长,测试设备相对复杂,测试成本高。如果待测全卡的NFC射频模块已经失效，再进行协议规范测试必然会造成进一步浪费测试资源，增加测试时间和测试成本。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种支持全卡射频测试的自测装置及其使用方法。它能有效减少全卡批量测试的测试时间，具有测试简单、节约成本的特点。
[0007]为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现:
一种支持全卡射频测试的自测装置，它包括依次相互连接的支持自测功能的全卡、测试基台和测试软件平台。所述全卡包括天线网络、NFC芯片和CPU智能卡。其结构特点是，所述NFC芯片包括接收单元、发射单元、天线单元、电源单元、锁相环单元、控制单元、存储单元、接口单元和自动测试辅助单元。接收单元、锁相环单元、发射单元和天线单元依次连接形成环路组成射频单元，射频单元发送和接收信号符合ISO 14443/FeliCa协议规范。所述控制单元分别与接收单元、锁相环单元、发射单元、自动测试辅助单元、存储单元、接口单元和电源单元相互连接。
[0008]所述自动测试辅助单元，用于NFC芯片内部节点和芯片功能检测。所述接口单元，用于对NFC芯片进行控制和数据交换。
[0009]所述存储单元，用于存储NFC芯片的模式配置、流程和状态控制，以及与NFC芯片外部进行交换的各种数据。
[0010]所述锁相环单兀,用于产生片上13.56MHz信号用作发射信号载波,也是NFC芯片工作时钟来源。
[0011]所述电源单元，为NFC芯片内部电源整形，为接收单元、发射单元、锁相环单元、控制单元、存储单元、接口单元和自动测试辅助单元提供稳定电压源。
[0012]所述天线单元，采用线圈与调谐电容阵列并联结构。天线单元将外部场信号耦合到线圈上，作为接收单元输入信号；天线单元将发射单元发射信号通过线圈辐射出去，使得外部读卡器能接收到该发射信号。
[0013]所述发射单元，用于将控制单元送出的数字信号转换为符合ISO 14443/FeliCa协议规范的射频信号，并驱动天线单元将射频信号发射出去。
[0014]所述接收单元，用于将天线单元感应到的射频信号转换为数字信号并传递给控制单元。
[0015]所述控制单元，用于控制NFC芯片内部状态转换，执行NFC芯片功能相关的各种流程，以及数字信号处理。
[0016]在上述自测装置中，所述接口单元采用SPI接口、I2C接口、7816接口或者USB接□。
[0017]在上述自测装置中，所述自动测试辅助单元包括激励模块、信号采集模块和其它辅助模块。
[0018]在上述自测装置中，所述激励模块采用锁相环、信号发生器、电压振荡器或者序列发生器。所述信号采集模块采用ADC数模转换器或者比较器的完成模拟信号到数字信号转换的单元模块。所述其他辅助模块采用buffer缓冲器、amplifer放大器或者逻辑功能模块。
[0019]如上所述支持全卡射频测试的自测装置的使用方法，它使用包括支持自动测试功能的全卡、测试基台和测试软件平台；其步骤为:
I)测试软件平台通过测试基台的接口将测试指令和数据传递到全卡的接口。
[0020]2)全卡从接口获取测试指令，执行测试流程，获取测试结果。
[0021]3)全卡将测试结果返回给测试基台。
[0022]4)测试软件平台从测试测试基台获取测试结果。
[0023]5)测试软件平台根据返回的测试结果对当前测试卡片指标分级以及判断卡片测试是否合格。
[0024]在上述使用方法中，所述测试指令包括测试天线离散元件焊接问题、NFC射频功能收发问题以及利用NFC芯片中自动测试辅助单元进行测试的相关功能和指标。
[0025]本发明由于采用了上述结构和方法，对全卡在进行协议规范测试之前，先进行射频功能和元件虚焊问题测试，筛选出其中射频失效的全卡卡片。本发明作为初步筛选方式，保证进入协议规范测试流程的卡片不存在射频功能问题。本发明能有效减少全卡批量测试的测试时间，从而达到降低卡片封装测试成本的目的，是一种低成本、短时间、相对简易的测试方式。
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0027]图1为现有技术中全卡的结构示意图；
图2为本发明自测装置的结构示意图；
图3为本发明自测装置中NFC芯片的结构示意图；
图4为本发明NFC芯片中自动测试辅助单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]参看图2至图4，本发明自测装置包括依次相互连接的支持自测功能的全卡50、测试基台51和测试软件平台52。全卡50包括天线网络B、NFC芯片A和CPU智能卡C。NFC芯片A包括接收单元1、发射单元3、天线单元4、电源单元9、锁相环单元2、控制单元6、存储单元7、接口单元8和自动测试辅助单元5。接收单元1、锁相环单元2、发射单元3和天线单元4依次连接形成环路组成射频单元10，射频单元10发送和接收信号符合ISO 14443/FeliCa协议规范。控制单元6分别与接收单元1、锁相环单元2、发射单元3、自动测试辅助单元5、存储单元7、接口单元8和电源单元9相互连接。自动测试辅助单元5包括激励模块5.1、信号采集模块5.2和其它辅助模块5.3，用于NFC芯片A内部节点和芯片功能检测。激励模块5.1采用锁相环、信号发生器、电压振荡器或者序列发生器。信号采集模块5.2采用ADC数模转换器或者比较器的完成模拟信号到数字信号转换的单元模块。其他辅助模块
5.3采用buffer缓冲器、amplifer放大器或者逻辑功能模块。接口单元8采用SPI接口、I2C接口、7816接口或者USB接口，用于对NFC芯片A进行控制和数据交换。存储单元7，用于存储NFC芯片A的模式配置、流程和状态控制，以及与NFC芯片A外部进行交换的各种数据。锁相环单元2，用于产生片上13.56MHz信号用作发射信号载波，也是NFC芯片A工作时钟来源。电源单元9，为NFC芯片A内部电源整形，为接收单元1、发射单元3、锁相环单元2、控制单元6、存储单元7、接口单元8和自动测试辅助单元5提供稳定电压源。天线单元4，采用线圈与调谐电容阵列并联结构，天线单元4将外部场信号耦合到线圈上，作为接收单元I输入信号；天线单元I将发射单元3发射信号通过线圈辐射出去，使得外部读卡器能接收到该发射信号。发射单元3，用于将控制单元6送出的数字信号转换为符合ISO 14443/FeliCa协议规范的射频信号，并驱动天线单元4将射频信号发射出去。接收单元1，用于将天线单元4感应到的射频信号转换为数字信号并传递给控制单元6。控制单元6，用于控制NFC芯片A内部状态转换，执行NFC芯片A功能相关的各种流程，以及数字信号处理。
[0029]本发明自测装置的测试分析和判决过程由NFC芯片A中的控制单元6执行，通过配置存储单元7内的测试模式寄存器来启动指定测试模式，通过对存储单元7内的测试状态寄存器对应标志位置高来表明存在测试问题。
[0030]本发明中可自动测试的NFC芯片A结构内部包含自动测试辅助模块5，可按测试需求检测NFC芯片A内部多个节点信号。也可根据测试需