专利名称：接触式智能卡仿真器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接触式智能卡仿真器。
背景技术：
采用符合ISO 7816标准接口的接触式智能卡在工作时，都是从读卡机 与卡连接的7816接口中的VCC电源引脚上获取供电电源的，卡与读卡机 10和RST信号电平与VCC的电压相对应。如图1所示，接触式智能卡1 通过标准的ISO 7816接口与读卡机2连接并通信，连接信号包括读卡机2 给卡1的供电电源VCC,通信口 IO，地信号GND和读卡机2发送给卡1 的复位信号RST。来自读卡机2的RST信号电平与IO信号一致，该信号 为单向信号，其方向为从读卡机2到卡1。随着接触式智能卡产品技术的不 断深入以及产品分类的不断细化，大部分接触式智能卡芯片都已经可以兼 容5V和3.3V两种工作电压和信号电平。在低功耗要求日益广泛的今天， 除了传统的5V的接触式读卡机(7816接口的VCC上向卡提供5V电压) 以外，3.3V的接触式读卡机(7816接口的VCC上向卡提供3.3V电压)也 日益增多。由于卡是直接从读卡机获取电源的，因此只需要卡内芯片能够 兼容5V和3.3V的电压，卡上7816的I0 口和RST信号就会自动与读卡机 的信号电平相匹配。
在接触式智能卡仿真器中，由于除了仿真芯片外，仿真器内还有实现 仿真功能的很多其他器件，读卡机的供电能力有限，因此仿真器不能直接
从读卡机获取电源，需要自己独立的供电电源。在仿真可以兼容5V和3.3V 的接触式智能卡芯片时，仿真器内通常需要有5V和3.3V两组电源，在配 合5V的读卡机工作时，为了使仿真芯片7816接口上的10和RST信号电 平与读卡机匹配为5V，必须用5V电源给仿真芯片供电。而在配合3.3V的 读卡机工作时，为了使仿真芯片7816接口上的10和RST信号电平与读卡 机匹配为3.3V，必须用3.3V电源给仿真芯片供电。因此，在更换使用5V 或3.3V读卡机时，为了保证读卡机和仿真器IO和RST信号电平的匹配， 必须同步人为根据连接哪种读卡机切换仿真芯片的供电电源，不仅极为不 方便，而且容易发生人为错误。例如，当错误的用5V为仿真芯片供电，却 连接3.3￥读卡机时，由于仿真芯片的IO电平仍旧是5V,易造成33V读 卡机的损坏以及由于信号电平不匹配引起的通信问题；当错误的用3.3V为 仿真芯片供电，却连接5V读卡机时，由于仿真芯片的10电平仍旧是3.3￥ 易造成5V读卡机对IO信号的不识别，引起通信问题。而且，仿真器内一 般只提供3.3V和5V两种电源给仿真芯片，而读卡机却可能有供电电源电 压的波动，这种一定范围内的波动是允许且存在的，在连接产品卡时，由 于卡完全是从读卡机获取的电源，读卡机电源信号的电压波动对卡内程序 的运行、芯片工作的影响都是真实可见的。但如果仿真器内给仿真芯片的 供电电压只有固定的3.3V或5V，即使在读卡机供电电压发生波动时，由 于仿真芯片的供电电源与读卡机提供的电源无关，仿真芯片以及仿真芯片 内的用户程序仍旧能正常工作，10 口上的信号也可以与读卡机正常通信， 这与真实产品卡的工作情况是不一致的，没有真实模拟出产品卡的工作情
况，不利于发现芯片和用户程序对读卡机电源适应性方面的问题，而读卡 机供电电压发生正常或非正常波动时，卡和用户程序的工作情况，是对卡 的一项重要考核内容。
因此，需要提出一种自动配合读卡机信号电平的智能卡仿真器，既可
以很好的自动兼容3.3V和5V的读卡机，无需人为干预，又可以真实的模
拟出在读卡机供电电源发生波动时，产品卡配合读卡机的工作情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种接触式智能卡仿真器，无需人
为干预就能够自动兼容3.3V和5V的读卡机，同时可以真实模拟在读卡机 供电电源发生波动时，卡配合读卡机的工作情况。
为解决上述技术问题，本发明接触式智能卡仿真器的技术方案是，包 括仿真芯片、电源模块，还包括一个外部电源接口和一个监控模块，所述 外部电源接口对内分别接至所述监控模块的检测端和一个由所述监控模块 控制的第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接至所述仿真芯片的电 源端；所述电源模块连接至一个由所述监控模块控制的第二开关的一端， 所述第二开关的另一端连接至所述仿真芯片的电源端；所述仿真芯片的电 源端与地之间还连接有储能元件。
本发明使接触式智能卡仿真器在工作时使用读卡机的电源，无需人为 干预就能够自动兼容3.3V和5V的读卡机，同时可以真实模拟在读卡机供 电电源发生波动时，卡配合读卡机的工作情况。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述 图1为读卡机与卡连接的示意图2为本发明接触式智能卡仿真器连接有读卡机的结构示意图。 图中附图标记为l.卡；2.读卡机；3.仿真器；4.仿真芯片；5.电源模块；
6.外部电源接口； 7.监控模块；8.第一开关；9.第二开关；IO.储能电容；11.
二极管；12.二极管。
具体实施例方式
本发明接触式智能卡仿真器的结构可如图2所示，包括仿真芯片4、电
源模块5，还包括一个外部电源接口6和一个监控模块7，所述外部电源接 口 6对内分别接至所述监控模块7的检测端和一个由所述监控模块7控制 的第一开关8的一端，所述第一开关8的另一端连接至所述仿真芯片4的 电源端；所述电源模块5连接至一个由所述监控模块7控制的第二开关9 的一端，所述第二开关9的另一端连接至所述仿真芯片4的电源端；所述 仿真芯片4的电源端与地之间还连接有储能元件，该储能元件可以为储能 电容，也可以是电池。
读卡机2提供电源的VCC端与仿真器3的外部电源接口相连接，之后 外部电源接口 6向仿真器3的内部连接至监控模块7连接。储能电容10有 负极C-和正极C+,负极C-接地，正极C+接仿真芯片4的电源端。VCC可 通过第一开关8和二极管11与仿真芯片4的电源端连接，第一开关8的通 断由监控部件7控制。电源模块5可通过第二开关9和二极管12与仿真芯 片4的电源端连接，第二开关9的通断由监控部件5控制。二极管ll和二
极管12起到防止电流反向流动的作用。读卡机2的RST、 K)、 GND直接 与仿真芯片6的RST、 10、 GND连接。
仿真器3内的电源模块5可以只有一种供电电压(3.3V或5V，根据仿 真器使用的器件情况确定)，仿真器4的监控模块7始终通过检测外部电源 接口 6来确定是否有来自读卡机2的电源，在没有来自读卡机2的电源时， 监控模块7将第一开关8断开并且将第二开关9闭合，仿真器使用内部的 电源模块5为仿真芯片供电，以保证仿真芯片4和仿真器3可以正常工作。 当仿真器的监控模块7发现了来自读卡机2的电源后，仿真器3的监控模 块7把仿真芯片4的供电电源切换到来自读卡机2的电源，即将第二开关9 断开之后马上将第一开关8闭合，同时仿真器3的监控模块7继续检测是 否有来自读卡^L 2的电源，由于仿真芯片4使用的是来自读卡机2的电源， 仿真芯片4在7816接口上的10和RST信号电平无需做任何电平的转换就 可以与读卡机2的10和RST信号电平完全匹配，且这一工作状态与产品卡 的工作状态完全一致，当读卡机2供电电源电压发生波动时，仿真器3内 仿真芯片4的供电电压和IO和RST信号电平也随之波动，与真实卡片内芯 片和用户程序的工作情况完全一致。当仿真器的外部电源接口 6与读卡机2 断开时，或者读卡机2电源消失时，仿真器3的监控模块7发现来自读卡 机2的电源消失，立即断开第一开关8同时闭合第二开关9，重新使用内部 的电源模块5为仿真芯片4供电。
由于读卡机2提供的电源仅为仿真芯片4供电，仿真芯片4的功耗与 产品芯片接近，因此，读卡机2完全具有承担仿真芯片4的负载的能力。
在仿真芯片4的电源切换的过程中，可以使用储能元件为其供电，以保证 电源切换中仿真芯片4以及用户程序的正常工作。
由于采用上述方法，本发明接触式智能卡仿真器内只需要保留一种电 源，降低了仿真器的复杂度和成本，同时，仿真器既可以很好的自动兼容
3.3V和5V的读卡机，无需人为干预，方便了用户的使用，避免了可能发 生的供电电压选择错误，以及由此可能引发的读卡机的损坏和通信的错误， 还可以完全真实的模拟出在读卡机供电电源发生波动时，智能卡芯片和用 户程序配合读卡机的工作情况，有助于发现、判断智能卡芯片的问题，以 及调试用户程序。
权利要求
1.一种接触式智能卡仿真器，包括仿真芯片、电源模块，其特征在于，还包括一个外部电源接口和一个监控模块，所述外部电源接口对内分别接至所述监控模块的检测端和一个由所述监控模块控制的第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接至所述仿真芯片的电源端；所述电源模块连接至一个由所述监控模块控制的第二开关的一端，所述第二开关的另一端连接至所述仿真芯片的电源端；所述仿真芯片的电源端与地之间还连接有储能元件。
2. 根据权利要求1所述的接触式智能卡仿真器，其特征在于，所述储 能元件为储能电容。
3. 根据权利要求1所述的接触式智能卡仿真器，其特征在于，所述储 能元件为电池。
4. 根据权利要求1所述的接触式智能卡仿真器，其特征在于，所述外 部电源接口对外连接至读卡机的电源端。
5. 根据权利要求1所述的接触式智能卡仿真器，其特征在于，在所述 外部电源接口与所述仿真芯片的电源端之间连接有方向由所述外部电源接 口向所述仿真芯片的电源端的二极管。
6. 根据权利要求1所述的接触式智能卡仿真器，其特征在于，在所述 电源模块与所述仿真芯片的电源端之间连接有方向由所述电源模块向所述 仿真芯片的电源端的二极管。
全文摘要
本发明公开了一种接触式智能卡仿真器，包括仿真芯片、电源模块，其特征在于，还包括一个外部电源接口和一个监控模块，所述外部电源接口对内分别接至所述监控模块的检测端和一个由所述监控模块控制的第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接至所述仿真芯片的电源端；所述电源模块连接至一个由所述监控模块控制的第二开关的一端，所述第二开关的另一端连接至所述仿真芯片的电源端；所述仿真芯片的电源端与地之间还连接有储能元件。本发明使仿真器在工作时使用读卡机的电源，无需人为干预就能够自动兼容3.3V和5V的读卡机，同时可以真实模拟在读卡机供电电源发生波动时，卡配合读卡机的工作情况。
文档编号G06F1/26GK101105762SQ20061002885
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者许国泰 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司