专利名称：一种用于发行带usb接口智能卡的系统及其发行方法
技术领域：
本发明涉及智能卡技术领域，特别是用于发行带USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)接口智能卡的系统及其发行方法。
技术背景随着市场需求的升级，以大容量SIM (Subscriber Identification Module,用户识別模块)为代表的大容量智能卡已开始在电信等行业得到应用。由于芯片面积及卡内功能模块数的增加， 多数大容量SIM被直接封装成小卡，即IS0/IEC 7810识別卡一物理 特征(IS0/IEC 7810Identification Cards- Physical Characteristics)规定的ID—000型卡片，导致无法采用针对智能卡 模块的条带批处理方式进行发卡。现行的大容量SIM发卡方式， 一般为手工将单个卡片插入与计算 机相连的智能卡读写器，并由计算机端智能卡读写程序按指令将目标 机器码写入卡中非易失性存储区域。很显然，类似方案的效率极为低 下，不利于大容量智能卡的批量生产发行。另一方面，由于卡内存储 空间的膨胀，大容量智能卡一般都具有多种通信接口，除IS0/IEC 7816识別卡一带触点的集成电路卡(IS0/IEC 7810 Identification Cards —— Integrated Circuit (s) Cards with Contacts)规定的串 行口以外，USB及(或)MMC(Multi-Media Card,多媒体卡)接口也被 收入其中。因此，对既兼容传统ISO/IEC 7816串行接口又支持新型高速接口的大容量智能卡读写、发行装置及其方法的需求将迫在眉 睫。现有技术中，中国专利CN 1255744C，名称为"模块集成电路处 理机的转动组件"中介绍了一种通用的智能卡发卡机及其发卡方法， 但由于该发卡机仅支持ISO/lEC 7816通讯接口，在带USB接口智 能卡出现后无法利用USB速率高的优点进行发卡。另外，由于多数 USB接口智能卡被封装成ID—OOO型小卡，传统针对ID-1型大卡 设计的卡片传送带已不能在流水线上传送这类小卡。再者，为了发卡 时数据的安全及有效性得到保障，采用APDU(Application Protocol Data Unit,应用协议数据单元)写卡是较为可靠的选择，从而需用PC / SC读写程序来操控遵循USB CCID规范的带USB接口智能卡，而 PC / SC读写程序需运行在计算机上的Windows等操作系统下，上述 专利技术无法与计算机联机工作发卡。 发明内容为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种 用于发行带USB接口智能卡的系统及其发行方法。它适用于大卡和 小卡的发行，通过与计算机联机工作，保证了数据的安全及有效性， 提高了大容量SIM乃至大容量智能卡的读写、发行效率。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 一种用于发行带USB接口智能卡的系统，它包括发行装置和计算 机。其结构特点是，所述计算机上安装了 PC/SC读写程序。所述发 行装置包括多端口 USB集线器、多端口 ISO/IEC 7816读写器、智能卡插槽、运行状态指示灯、时钟源器件、卡片插入检测装置和带插头的USB电缆。所述USB电缆的插头与计算机的USB集线器下行端口连 接，USB电缆的另一端连接到多端口 USB集线器的上行端口。多端口 ISO / IEC 7816读写器的上行USB接口与多端口 USB集线器的一个下 行端口连接，多端口 ISO/IEC 7816读写器的下行ISO/IEC 7816接口与智能卡插槽上多个引脚连接。智能卡插槽的多个引脚与多端口 USB集线器下行端口连接。时钟源器件与多端口 USB集线器连接。卡 片插入检测装置与多端口 ISO/IEC 7816读写器连接成单向通讯。运 行状态指示灯与多端口 ISO/IEC 7816读写器连接。在上述系统中，所述多端口 USB集线器的多个下行端口和一个上 行端口分别支持USB规范定义的高速、全速或者低速速率中的一种。在上述系统中，所述多端口 ISO/IEC 7816读写器为带USB上行 端口的CCID，其上行速率为USB规范定义的高速、全速或者低速速 率中的一种。多端口 ISO/IEC 7816读写器置有多个ISO/IEC 7816 插槽，每个插槽装有一个ISO/IEC 7816主接口，插槽支持ISO/IEC 7810规范定义的ID—000型、ID — 1型、ID—2型或者ID—3型卡片 插入。在上述系统中，所述的智能卡插槽有多个，分为用于插入ID—1 型大卡片的大卡槽和用于插入ID—000型小卡片的小卡槽两类。智能 卡插槽上有八个引脚，引脚一为电源、引脚二为复位、引脚三为时钟、 引脚四为USBD+、引脚五为地、引脚六为编程电压Vpp、引脚七为串 行IO、引脚八为USBD—。多端口 ISO/IEC 7816读写器的下行ISO/IEC 7816接口通过ISO/IEC 7816连线与智能卡插槽上的引脚一、 引脚二、引脚三、引脚五和引脚七连接。智能卡插槽上的引脚一、引 脚五、引脚四和引脚八通过USB电缆分別与多端口 USB集线器下行端 口的电源、地、USB D+和USB D—引脚连接。在上述系统中，所述运行状态指示灯与智能卡插槽一一对应为一 个至多个。通过各运行状态指示灯的状态来表示与它关联的智能卡插 槽的工作信息。在上述系统中，所述时钟源器件采用无源晶体或者有源晶体振荡 器形式。时钟源器件的时钟频率符合USB规范定义的通讯速率所需的 时钟频率要求。在上述系统中，所述卡片插入检测装置通过物理信号检查它所处 的智能卡插槽是否有卡片插入，并将检测到的卡片插入信息通过10 线传送给多端口 IS0/IEC 7816读写器。在上述系统中，所述USB电缆支持的速率为USB规范定义的高速、 全速或者低速速率中的一种。在上述系统中，所述PC / SC读写程序支持多卡片及多CCID操作， 能对同一 CCID上的多片智能卡及多个CCID进行读写并支持用脚本实 现对各片智能卡的批处理。如上述用于发行带USB接口智能卡系统的发行方法，其主要步骤为1) 将发行装置与计算机连接；2) 将带USB接口的智能卡插入智能卡插槽；3) 用卡片插入检测装置检测是否有智能卡卡片插入；4) 如果有卡片插入，由多端口USB集线器检测是否有USB设备加 载到集线器端口，如果有则启动USB协议通讯，如果没有则启 动多端口 ISO / IEC 7816读写器与所插入智能卡的通讯并将卡 片信息报告给计算机；5) 如果有多张带USB接口的智能卡插入发行装置时，重复步骤 3)至步骤5)，直至所有插入卡片都被发行装置识別并按照智 能卡或者CCID报告给计算机；6) 启动计算机端PC/SC读写程序；7) 导入用于控制发卡的APDU命令脚本文件；8) 逐个对CCID各插槽中已插入智能卡进行复位并按脚本对智能卡进行写入操作，在写过程中，运行状态指示灯显示为"工作 巾"；9) 当写操作结束后，PC/SC读写程序对智能卡写入结果进行校验；并由运行状态指示灯显示状态；10) 当所有CCID及智能卡均完成发行以后，PC/SC读写程序给 出发行结束提示信号并移除已加载除多端口 IS0/IEC 7816读 写器外的所有CCID;11) 按发行装置上各智能卡插槽的运行状态指示灯显示结果分 类取下所有智能卡。本发明由于采用了上述的结构和发行方法，带USB接口的智能卡 无论工作在USB模式还是ISO / IEC7816模式，均可以作为CCID卡槽中已插入的智能卡为计算机端PC / SC程序所控制，CCID与计算机间 的USB通讯可以提高通信速率，保证了数据的安全性和有效性。同时， 本发明系统可一次性完成多片带USB接口智能卡的批处理，提高了读 写、发行的效率。下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一歩说明。
图1是本发明系统发行装置的结构示意图；图2是本发明系统智能卡插槽的引脚图；图3是实施例中本发明系统发行装置的外观图；图4是实施例中带USB接口的智能卡工作在USB模式的系统连线图；图5是实施例中带USB接口的智能卡工作在ISO / IEC 7816模式 的系统连线图；图6是实施例中带USB接口的智能卡工作在混合模式的系统连线图；图7是本发明系统的工作流程图。
具体实施方式
参看图1至图3，本发明系统包括发行装置和安装了 PC / SC读写 程序的计算机。PC/SC读写程序支持多卡片及多CCID操作，能对同 一CCID上的多片智能卡及多个CCID进行读写并支持用脚本实现对各 片智能卡的批处理。发行装置包括多端口 USB集线器1、多端口ISO /IEC 7816读写器2、智能卡插槽3、运行状态指示灯4、时钟源器件5、卡片插入检测装置6和带插头的USB电缆7。 USB电缆7的插 头与计算机的USB集线器下行端口连接，USB电缆7的另一端连接到 多端口 USB集线器1的上行端口 。多端口 ISO / IEC 7816读写器2的 上行USB接口与多端口 USB集线器1的一个下行端口连接。智能卡插 槽3有多个，分为用于插入ID—1型大卡片的大卡槽和用于插入ID 一OOO型小卡片的小卡槽两类。智能卡插槽3上有八个引脚，弓,一 Cl为电源、引脚二C2为复位、引脚三C3为时钟、引脚四C4为USBD + 、引脚五C5为地、引脚六C6为编程电压Vpp、引脚七C7为串行I0、 引脚八C8为USB D—。多端口 ISO/ IEC 7816读写器2的下行ISO /IEC 7816接口与智能卡插槽3上的引脚一C1、引脚二C2、引脚三 C3、引脚五C5和引脚七C7连接。智能卡插槽3的引脚一C1、引脚 五C5、引脚四C4和引脚八C8分别与多端口 USB集线器1下行端口 的电源、地、USB D+和USB D —引脚连接。时钟源器件5与多端口 USB集线器1连接。卡片插入检测装置6与多端口 ISO / IEC 7816读 写器2连接单向通讯。运行状态指示灯4与多端口 ISO/IEC 7816读 写器2连接。多端口 USB集线器1的多个下行端口和一个上行端口分 别支持USB规范定义的高速、全速或者低速速率中的一种。多端口 ISO / IEC 7816读写器2为带USB上行端口的CCID，其上行速率为 USB规范定义的高速、全速或者低速速率中的一种。多端口 ISO/IEC 7816读写器2置有多个ISO / IEC 7816插槽，每个插槽装有一个ISO /IEC 7816主接口，插槽支持ISO/IEC 7810规范定义的ID—000 型、ID—1型、ID—2型或者ID—3型卡片插入。运行状态指示灯4和卡片插入检测装置6与智能卡插槽3 —一对应为一组至多组，通 过各运行状态指示灯4的状态来表示与它关联的智能卡插槽3的工作 信息。时钟源器件5采用无源晶体或者有源晶体振荡器形式；时钟源器件5的时钟频率符合USB规范定义的通讯速率所需的时钟频率要 求。卡片插入检测装置6通过物理信号检査它所处的智能卡插槽3是 否有卡片插入，并将检测到的卡片插入信息通过IO线传送给多端口 ISO / IEC 7816读写器2。 USB电缆7支持的速率为USB规范定义的 高速、全速或者低速速率中的一种。以发行8张(含)以下带USB接口智能为例，当8张带USB接口智 能卡都插入发行装置的智能卡插槽3后，可能出现3种连接模式 连接模式一 (参看图4):8张智能卡均作为CCID通过发行装置上多端口 USB集线器1的下 行端口#1 #8与计算机通讯；连接模式二 (参看图5):8张智能卡均作为智能卡插入多端口 ISO/IEC 7816读写器2的 #1 #8卡槽，多端口 ISO / IEC 7816读写器2再通过多端口 USB集 线器1下行端口#0与计算机通讯；连接模式三(参看图6):部份智能卡作为CCID通过发行装置上的多下行端口 USB集线器1 下行端口与计算机通讯；余下部份作为智能卡插入多端口 IS0/IEC 7816读写器2的卡槽，多端口 ISO / IEC 7816读写器2再通过多端 口 USB集线器1下行端口#0与计算机通讯。工作在模式一时，8张智能卡以CCID #1 CCID #8直接与计算 机通讯并为PC / SC程序所操控，每个CCID缺省报告其卡槽抑已插 入智能卡。当计算机需要操作某CCID卡槽#0内智能卡时，该CCID 解析从USB上接收的CCID数据并在其COS (Chip Operating System, 片上操作系统)中作ISO / IEC 7816命令软处理，并随后将处理结按 CCID包格式上报计算机。工作在模式二时，8张智能卡以智能卡#1 #8插入多端口 ISO / IEC 7816读写器2的卡槽#1 #8，多端口 ISO / IEC 7816读写器 (CCID恥)报告其各卡槽内智能卡信息给计算机。当计算机需要操作 某槽内智能卡时，CCID #0将APDU用ISO/ IEC 7816串行通讯接口 下发给该智能卡，并将从卡片接收的数据按CCID包格式上报计算机。工作在模式三时，被识別为CCID的智能卡按从#1开始递增的序 号直接与计算机通讯，该序号与卡片所在插槽无关，PC/SC程序对 CCID的操作方法与模式一时一致。而被识別为智能卡的卡片则按其 所在的卡槽号被多端口 ISO/IEC 7816读写器2(CCID #0)报告给计 算机，计算机对单张卡片的操控与模式二时一致。参看图7，本发明系统发行8张带USB接口的智能卡时的步骤为1) 将发行装置与计算机连接；2) 将带USB接口的智能卡插入智能卡插槽3;3) 用卡片插入检测装置6检测一个智能卡插槽3是否有智能卡 卡片插入；4) 如果有卡片插入，由多端口 USB集线器1检测是否有USB设备加载到集线器端口，如果有则启动USB协议通讯，如果没有则
启动多端口 ISO/IEC 7816读写器2与所插入智能卡的通讯并将 卡片信息报告给计算机；
5) 重复步骤3)至步骤5)，直至所有8张插入卡片都被发行装 置识別并按照智能卡或者CCID报告给计算机；
6) 启动计算机端PC/SC读写程序；
7) 导入用于控制发卡的APDU命令脚本文件；
8) 逐个对CCID各插槽中已插入智能卡进行复位并按脚本对智 能卡进行写入操作，在写过程中，运行状态指示灯4显示 为"工作中"；
9) 当写操作结束后，PC/SC读写程序对智能卡写入结果进行校 验；并由运行状态指示灯4显示状态；
10) 当所有CCID及智能卡均完成发行以后，PC/SC读写程序给 出发行结束提示信号并移除已加载除多端口 ISO / IEC 7816 读写器2外的所有CCID;
11) 按发行装置上各智能卡插槽3的运行状态指示灯4显示结 果分类取下所有智能卡。
本发明系统中运行状态指示灯4的状态可定义为 灯灭无卡片插入或卡片处于空闲状态； 绿闪卡片工作中； 恒红下载失败； 恒绿下载成功。
权利要求
1、一种用于发行带USB接口智能卡的系统，它包括发行装置和计算机，其特征在于，所述计算机上安装了PC/SC读写程序，所述发行装置包括多端口USB集线器(1)、多端口ISO/IEC 7816读写器(2)、智能卡插槽(3)、运行状态指示灯(4)、时钟源器件(5)、卡片插入检测装置(6)和带插头的USB电缆(7)，所述USB电缆(7)的插头与计算机的USB集线器下行端口连接，USB电缆(7)的另一端连接到多端口USB集线器(1)的上行端口，多端口ISO/IEC 7816读写器(2)的上行USB接口与多端口USB集线器(1)的一个下行端口连接，多端口ISO/IEC 7816读写器(2)的下行ISO/IEC 7816接口与智能卡插槽(3)上多个引脚连接，智能卡插槽(3)的多个引脚与多端口USB集线器(1)下行端口连接，时钟源器件(5)与多端口USB集线器(1)连接，卡片插入检测装置(6)与多端口ISO/IEC 7816读写器(2)连接成单向通讯，运行状态指示灯(4)与多端口ISO/IEC 7816读写器(2)连接。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多端口 USB 集线器(l)的多个下行端口和一个上行端口分别支持USB规范定义的 高速、全速或者低速速率中的一种。
3、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多端口 ISO / IEC 7816读写器(2)为带USB上行端口的CCID，其上行速率为USB 规范定义的高速、全速或者低速速率中的一种，多端口 ISO / IEC 7816 读写器(2)置有多个ISO/IEC 7816插槽，每个插槽装有一个ISO/IEC 7816主接口，插槽支持IS0/IEC 7810规范定义的ID—OOO型、 ID—1型、ID—2型或者ID—3型卡片插入。
4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的智能卡 插槽(3)有多个，分为用于插入ID—1型大卡片的大卡槽和用于插入 ID—OOO型小卡片的小卡槽两类；智能卡插槽(3)上有八个引脚，引 脚一 (Cl)为电源、弓l脚二 (C2)为复位、引脚三(C3)为时钟、引 脚四(C4)为USB D+、引脚五(C5)为地、引脚六(C6)为编程电 压Vpp、引脚七(C7)为串行10、引脚八(C8)为USB D—，多端口 ISO / IEC 7816读写器(2)的下行ISO / IEC 7816接口通过ISO / IEC 7816连线(11)与智能卡插槽(3)上的引脚一 (Cl)、引脚二 (C2)、引 脚三(C3)、引脚五(C5)和引脚七(C7)连接，智能卡插槽(3)上的 引脚一 (Cl)、引脚五(C5)、引脚四(C4)和引脚八(C8)通过USB 电缆(9)分別与多端口 USB集线器(1)下行端口的电源、地、USB D+ 和USB D—引脚连接。
5、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行状态 指示灯(4)和卡片插入检测装置(6)与智能卡插槽(3) —一对应为一 组至多组，通过各运行状态指示灯(4)的状态来表示与它关联的智能 卡插槽(3)的工作信息。
6、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述时钟源器 件(5)采用无源晶体或者有源晶体振荡器形式；时钟源器件(5)的时钟 频率符合USB规范定义的通讯速率所需的时钟频率要求。
7、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卡片插入检测装置(6)通过物理信号检查它所处的智能卡插槽(3)是否有卡片 插入，并将检测到的卡片插入信息通过10线传送给多端口 ISO / IEC 7816读写器(2)。
8、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述USB电缆 (7)支持的速率为USB规范定义的高速、全速或者低速速率中的一种。
9、 根据权利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或8所述的系统，其 特征在于，所述PC/SC读写程序支持多卡片及多CCID操作，能对同 一 CCID上的多片智能卡及多个CCID进行读写并支持用脚本实现对各 片智能卡的批处理。
10、 如权利要求1所述用于发行带USB接口智能卡系统的发行 方法，其主要步骤为1) 将发行装置与计算机连接；2) 将带USB接口的智能卡插入智能卡插槽(3);3) 用卡片插入检测装置(6)检测是否有智能卡卡片插入；4) 如果有卡片插入，由多端口 USB集线器(1)检测是否有USB设 备加载到集线器端口，如果有则启动USB协议通讯，如果没有 则启动多端口 IS0/IEC 7816读写器(2)与所插入智能卡的通 讯并将卡片信息报告给计算机；5) 如果有多张带USB接口的智能卡插入发行装置时，重复步骤 3)至步骤5)，直至所有插入卡片都被发行装置识別并按照智 能卡或者CCID报告给计算机；6) 启动计算机端PC/SC读写程序；7) 导入用于控制发卡的APDU命令脚本文件；8) 逐个对CCID各插槽中已插入智能卡进行复位并按脚本对智能 卡进行写入操作，在写过程中，运行状态指示灯(4)显示为"工 作中"；9) 当写操作结束后，PC/SC读写程序对智能卡写入结果进行校验; 并由运行状态指示灯(4)显示状态；10) 当所有CCID及智能卡均完成发行以后，PC/SC读写程序给 出发行结束提示信号并移除已加载除多端口 ISO / IEC 7816读 写器(2)外的所有CCID;11) 按发行装置上各智能卡插槽(3)的运行状态指示灯(4)显 示结果分类取下所有智能卡。
全文摘要
一种用于发行带USB接口智能卡的系统及其发行方法，涉及智能卡技术领域。本发明系统包括发行装置和计算机。计算机上安装了PC/SC读写程序。所述发行装置包括多端口USB集线器、多端口ISO/IEC 7816读写器、智能卡插槽、运行状态指示灯、时钟源器件、卡片插入检测装置和带插头的USB电缆。同现有技术相比，本发明适用于大卡和小卡的发行，通过与计算机联机工作，保证了数据的安全及有效性，提高了大容量SIM乃至大容量智能卡的读写、发行效率。
文档编号G06K17/00GK101567052SQ20081010455
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者向明亮 申请人:北京同方微电子有限公司