专利名称：一种多芯片智能卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能卡技术，尤其涉及一种多芯片智能卡。
背景技术：
随着智能卡技术的发展，智能卡的应用也越来越多样话，多数人都同时持有多张 智能卡，例如SIM卡、公交卡、饭卡、门卡等。同时持有多张智能卡为用户带来诸多不便，时常会出现需使用一张卡，却错拿了 另一张卡。目前具有多功能的智能卡解决了上述问题，该智能卡可以同时实现多个功能，例 如可以进行用户身份识别并通过手机通信，还可同时实现小额支付、公交刷卡等功能，大大 方便了用户。本申请发明人发现，目前多功能的智能卡内只封装有一个芯片，其所有功能都是 通过该芯片来实现的，而使用单芯片实现多个功能，具有如下缺点1.由于使用单个芯片来实现多个功能，那么对芯片的存储空间要求较大，、而单颗 大容量芯片成本较高；2.电信应用的权限与非电信应用权限不同，这些功能在同一芯片中实现时，容易 在处理过程中造成混淆，进而出现权限区分冲突；3.多个功能在同一芯片中实现，每个应用功能都需要存储一些数据，这样就可能 出现两个以上的应用功能争用内存的情况，造成多个应用功能之间的内存冲突。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种多芯片智能卡，以实现通过一个智能卡中实现不同功 能的智能卡应用芯片，分别实现该智能卡的多个应用功能。一种多芯片智能卡，包括微控制单元MCU和连接所述MCU的至少两个智能卡应用 芯片，其中所述MCU用于，在通过接触界面的触点接收到终端发送的命令后，获取所述命令 中的类别标识，并根据所述类别标识和所述智能卡应用芯片的对应关系，将所述命令发送 给相应的智能卡应用芯片，以及在接收到所述智能卡应用芯片返回的命令响应后，将所述 命令响应转发给所述终端；所述智能卡应用芯片用于，接收所述MCU转发的命令，并在处理后向所述MCU返回 命令响应。本实用新型实施例提供的多芯片智能卡由一片MCU将接收到的命令进行分类，统 一调度多个用于实现不同功能的芯片，从而实现使用一个智能卡中的多个芯片来实现不同 的功能，由于各个功能不再使用同一芯片中的资源，有效避免了仅使用一个芯片来实现不 同功能时出现的应用权限区分冲突以及应用间的内存冲突问题。
图1为本实用新型实施例提供的多芯片智能卡的结构示意图；图2a为本实用新型实施例提供的多芯片智能卡触点分布示意图之一；图2b为本实用新型实施例提供的多芯片智能卡触点分布示意图之二 ；图3为本实用新型实施例提供的具有SIM卡功能和非接触类功能的多芯片智能卡 的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的多芯片智能卡的数据处理流程图；图5a为本实用新型实施例中，固定芯片后的基板结构示意图；图5b为本实用新型实施例中芯片和基板金线连接的结构示意图；图5c为本实用新型实施例中使用模具注塑树脂材料使得多芯片智能卡成形时的 结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例为了解决使用一个芯片实现不同功能时出现的应用权限区分 冲突以及应用间内存冲突的问题，提供一种多芯片智能卡，通过不同的芯片来实现相应的 功能，从而避免了多功能智能卡应用权限冲突以及应用间内存冲突的问题。本实用新型实施例提供一种多芯片智能卡，通过一个智能卡中实现不同功能的智 能卡应用芯片，来使得该智能卡具有多个应用功能。接触类智能卡应用芯片的智能卡触点分布一般是相同的，都有8或10个触点，所 以当一个智能卡中含有多个接触类智能卡的功能的时候，各个接触类智能卡功能对应的接 触类智能卡应用芯片可以使用同一组智能卡触点与终端进行通信。因此，本实用新型实施 例提供的多芯片智能卡由MCU(Micro-Controller Unit，微控制单元)通过接触界面的触 点来与终端进行通信，接收终端发送的命令以及进行分类并发送给相应的智能卡应用芯 片，MCU是随着大规模集成电路的出现和发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种 I/O接口集成在一片芯片上，形成的芯片级计算机，根据其中的控制程序，适合于在各种应 用场合中进行组合控制，因此本实用新型实施例由MCU来对实现不同功能的命令进行分类 和转发，其中，接触界面用于实现智能卡与终端间的通信。在使用该多芯片智能卡时，多芯片智能卡接收到终端发送的命令后，首先由MCU 根据接收到的命令中的类别标识进行判断，再根据判断结果将接收到的命令发送给相应的 功能芯片来处理，当相应的功能芯片处理完毕后，再由MCU将命令响应转发给终端。如图1所示，本实用新型实施例提供的多芯片智能卡包括MCU101和与MCU101连 接的至少两个智能卡应用芯片102，其中MCU101，用于在通过接触界面的触点接收到终端发送的命令后，获取命令中的类 别标识信息，并根据设定的类别标识和智能卡应用芯片的对应关系，将接收到的命令发送 给相应的智能卡应用芯片102，并在接收到智能卡应用芯片102返回的命令响应后，直接 将接收到的命令响应转发给终端；其中，终端为手机等移动手持设备、服务器或读卡器设备寸。MCU101的相应管脚分别与多芯片智能卡接触界面的相应触点连接，从而使得MCU 通过多芯片智能卡接触界面的触点实现与终端的通信。[0028]智能卡应用芯片102，用于接收MCU101转发的命令，并在处理后向MCU101返回命 令响应，智能卡应用芯片102可以为单芯片智能卡中的芯片，例如SIM卡芯片、公交卡的芯 片等；在制作多芯片智能卡的时候，除与终端进行通信所需要的智能卡触点外，由于需 要给MCU导入相应的程序，所以需要设置相应的MCU触点来实现，具体为可以设置串行接口 触点，用于导入程序，根据需要，串行接口触点的数目可以为2个、4个或更多，当智能卡封 装完毕后，根据该多芯片智能卡的功能，通过串行接口触点为MCU导入相应的程序，以实现 MCU的分类和转发功能。此时，多芯片智能卡中包括串行接口触点，根据多芯片智能卡的功能，给MCU101 中导入相应的程序。MCU判断命令所属芯片的依据可以根据实际情况设定，由于不同领域、功能的命令 不相同，其中的类别标识也不相同，所以一般根据命令中的类别标识进行判断。例如，当多芯片智能卡中仅有一个SIM (Subscriber Identity Module，用户身份 识别模块)卡芯片和一个公交卡芯片时，MCU可以根据命令中的类别标识，判断该命令是 电信命令还是非电信命令，一般电信命令与非电信命令是以不同的命令字节开头的，MCU即 可以这个字节作为类别标识，来判断该命令是应该转发给SIM卡芯片还是转发给公交卡芯 片；当多芯片智能卡中有多个SIM卡芯片时，MCU可以通过接收和执行终端发送的特殊命令 来控制当前使用的SIM卡芯片。本实用新型实施例提供的多芯片智能卡可以仅包括两种或两种以上的接触类应 用芯片的功能，或者可以仅包括两种或两种以上的非接触类应用芯片的功能，非接触式智 能卡应用芯片包括一个设定频率的天线，并通过该设定频率的天线与终端实现非接触通信 功能，其中，接触界面的触点包括两个非接触点，用于连接天线线圈，本实用新型实施例提 供的多芯片智能卡还可以既包括接触类芯片功能，又包括非接触类芯片功能。当多芯片智能卡中至少两个智能卡应用芯片全部为接触类应用芯片或全部为非 接触类应用芯片时，用于判断命令所属的智能卡芯片的类别标识可以为命令中的用户身份 识别码，MCU在通过接触界面的触点接收到终端发送的命令后，获取命令中的用户身份识别 码，确定用户身份识别码对应的接触类芯片，并将命令发送给该用户身份识别码所对应的 智能卡应用芯片即可。当多芯片智能卡中至少两个智能卡应用芯片中，既有接触类应用芯片，也有非接 触类应用芯片时，可以先判断该命令是电信类命令还是非电信类命令，如果是电信类命令 且多芯片智能卡中仅有一个接触类应用芯片，直接将该命令转发给该接触类应用芯片即 可，同样如果是非电信类命令且多芯片智能卡中仅有一个非接触类应用芯片，直接将该命 令转发给该非接触类应用芯片即可，如果多芯片智能卡中有多个接触类应用芯片或非接触 类应用芯片，可以根据命令中的身份识别码等类别标识进行进一步的判断，再根据判断结 果转发该命令。MCU101包括至少一个电源端口，分别与智能卡应用芯片102的电源端口连接，和 /或MCU101包括至少一个输入输出端口分别与智能卡应用芯片102的电源端口连接，为智 能卡应用芯片102供电；MCU101包括至少一个同步异步收发机(Universal synchronous asynchronous receiver transmitter, USART) 口，则分别与智能卡应用芯片102的输入输出端口连接，和/或MCU101包括至少一个同步异步收发机口的重映射端口分别与智能卡应 用芯片102的输入输出端口连接。以两个智能卡应用芯片102为例，MCU101的电源端口可 以与所述第一个智能卡应用芯片102的电源端口连接，MCU101的一个输入输出端口与第二 个智能卡应用芯片102的电源端口连接；MCU101的第一通用同步异步收发机口与所述第一 个智能卡应用芯片102的输入输出端口连接；MCU101的第一通用同步异步收发机口的重映 射端口与第二个智能卡应用芯片102的输入输出端口连接。通常情况下，MCU101包括多个电源端口，在连接时，至少两个智能卡应用芯片102 的电源端口分别连接MCU的不同电源端口。这样，MCU101就可以控制智能卡应用芯片，仅在需要其处理命令时使其进入工作 状态，以节省电源，具体的实现方式为MCU101在将接收到的命令转发给相应的智能卡应 用芯片102前，将对应该智能卡应用芯片102的电源端口置为工作电平，并在接收到该智能 卡应用芯片返回的命令响应后，将对应该智能卡应用芯片的电源端口置为休眠电平。各个智能卡应用芯片102的输入输出接口可以连接MCU的输入输出功能的接口， 例如，USART 口或MCU的USART重映射口，并通过该接口与MCU101进行信号传输。具体可 以为MCU101通过相应的USART 口或USART重映射口，向该USART 口连接的智能卡应用芯片 102转发命令并接收该USART 口或USART重映射口连接的智能卡应用芯片返回的命令响应。当MCU101和接触式智能卡应用芯片进行通信时，MCU101会将与非接触式智能卡 应用芯片连接的USART 口设置为高阻，在结束与接触式智能卡应用芯片的通信后，将与非 接触式智能卡应用芯片连接的USART 口恢复正常。此时，MCU101具体包括判断转发单元和连接控制单元，其中判断转发单元， 用于接收终端发送的命令，根据命令中的类别标识，将命令转发给相应的智能卡应用芯片 102，并在接收到智能卡应用芯片102返回的命令响应后，将命令响应转发给终端；连接控制单元，用于在与智能卡应用芯片通信前，将对应智能卡应用芯片的电源 端口置为工作电平，在与该智能卡应用芯片通信结束后，将对应智能卡应用芯片的电源端 口置为休眠电平，在通过连接接触式智能卡应用芯片的USART 口与接触式智能卡应用芯片 通信时，将与非接触式智能卡应用芯片连接的USART设置为高阻，并在结束与接触式智能 卡应用芯片的通信后，将与非接触式智能卡应用芯片连接的USART 口恢复正常。本实用新型实施例所提供的一种多芯片智能卡的接触界面的触点分布图如图2a 所示，包括8个触点C1 C8，其中，C1 C3，C5 C7，可以按SIM卡规范定义，与MCU相应 的端口连接，电源触点VCC连接MCU101的电源输入端口，接地触点GND连接MCU101的接地 端口，复位触点RST连接MCU101的复位端口，时钟触点CLK连接MCU101的时钟端口，输入 输出触点10连接MCU的一个USART 口。其中，C1可定义为电源触点VCC，C2可定义为复位 触点RST，C3可定义为时钟触点CLK，C5可定义为接地触点GND，C6可定义为电源触点VPP， C7可定义为输入输出触点10。而C4，C8为非接触点，连接多芯片智能卡的天线单元中线圈的两个出线端。即C4， C8，以及天线单元组成了该多芯片智能卡的非接触界面的触点。当然，这只是本实用新型实施例中一种具体的接触界面的触点，还可以对接触界 面的触点中各个触点进行其他的定义，只要符合SIM卡规范定义即可。当多芯片智能卡中包括非接触式智能卡应用芯片时，接触界面的触点包括智能卡触点中的非接触点C4和C8，用于连接非接触式智能卡应用芯片的天线。本实用新型实施例中，由于需要在生产多芯片智能卡时，向MCU导入程序时，多芯 片智能卡还包括串行接口触点，连接MCU101中用于导入程序的相应端口，一种串行接口触 点的分布如图2b所示，多芯片智能卡的接触界面的触点还可以包括串行接口触点，多芯片 智能卡通过串行接口触点获得初始应用程序，或者其他数据信息。这里，串行接口触点一般 有四个，分别是GND、B00T0、TX、RX。其中的接地触点可以和实现与终端通信的8个触点中 的接地触点C5共用。如果在制卡前已经确定了该多芯片智能卡所需的功能，则可以在制卡过程中向 MCU中导入程序，在导入程序后再进行卡片的注塑封装，最后制作完成的智能卡上可以不包 括串行接口触点。即当多芯片智能卡在开发时，已经配置了初始应用程序，则该多芯片智 能卡的接触界面的触点可以不包括串行接口触点。如图3所示，为本实用新型实施例提供的一种SIM卡，该SIM卡中增设了一个非接 触类应用，SIM卡中包括MCU101、SIM卡芯片1021、非接触式智能卡应用芯片1022，其中MCU101，用于接收终端发送的命令，并判断该命令是电信类命令还是非电信类命 令，如果是电信类命令，转发给SIM卡芯片，如果是非电信类命令，转发给非接触式智能卡 应用芯片；SIM卡芯片1021，用于接收MCU101转发的电信类命令，进行处理后将命令响应返 回给 MCU101 ；非接触类应用芯片1022，用于接收MCU101转发的非电信类命令，进行处理后将命 令响应返回给MCU101，同时，非接触类应用芯片1022还通过天线单元与相应的非接触类终 端进行通信，实现相应的非接触通信功能。使用本实用新型实施例提供的多芯片智能卡时，数据处理流程如图4所示，包括 如下步骤步骤S401、MCU101接收到终端发送的命令；步骤S402、MCU101获取命令中的类别标识，并根据类别标识和智能卡应用芯片的 对应关系，将该命令转发给相应的智能卡应用芯片；MCU101在判断时，可以直接根据命令中的类别标识信息判断出该命令是对应哪个 智能卡应用芯片的命令，也可以先比对该类别标识和第一智能卡应用芯片对应的标识是否 匹配，判断该命令是否为第一智能卡应用芯片的命令，若不是，再通过比对判断该芯片是否 为第二智能卡应用芯片的命令，直至找到该命令对应的智能卡应用芯片。步骤S403、接收到命令的智能卡应用芯片102执行该命令，并在处理完毕后向 MCU101返回相应的命令响应；步骤S404、MCU101接收到命令响应后，直接将接收到的命令响应发送给终端，多 芯片智能卡即实现了相应的应用功能。进一步，在MCU将接收到的命令转发给相应的智能卡应用芯片前，还将对应所述 接收命令的智能卡应用芯片的电源端口置为工作电平；MCU在接收到智能卡应用芯片返回 的命令响应后，还将对应该智能卡应用芯片的电源端口置为休眠电平。在步骤S402中，MCU根据所获取的类别标识以及类别标识和智能卡应用芯片的对 应关系，将命令转发给相应的智能卡应用芯片，具体包括[0061]当至少两个智能卡应用芯片全部为接触类应用芯片或全部为非接触类应用芯片 时，根据所获取的类别标识中的用户身份识别码，确定用户身份识别码对应的接触类芯片， 并将命令发送给该用户身份识别码所对应的智能卡应用芯片；当至少两个智能卡应用芯片具体为一个接触类应用芯片和一个非接触类应用芯 片时，判断所获取的类别标识是电信类应用标识还是非电信类应用标识，并在类别标识为 电信类应用标识时，将命令转发给接触类应用芯片，在类别标识为非电信类应用标识时，将 命令转发给非接触类应用芯片。本实用新型实施例提供的多芯片智能卡由一片MCU将接收到的命令进行分类，统 一调度多个用于实现不同功能的芯片，从而实现使用一个智能卡中的多个芯片来实现不同 的功能，由于各个功能不再使用同一芯片中的资源，各个应用芯片独立的工作，进而有效避 免了仅使用一个芯片来实现不同功能时出现的应用权限区分冲突以及应用间的内存冲突 问题，同时也保持了智能卡的外形和连接方式，即接触类应用依旧通过智能卡触点和终端 实现连接，非接触类应用依旧通过相应的频率与终端进行通信，因此不需要对终端进行任 何改动即可使用本实用新型实施例提供的多芯片智能卡。针对本实用新型实施例的多芯片智能卡，制造本实用新型实施例提供的多芯片智 能卡可以采用如下的智能卡制造方法，包括基板处理和注塑封装两个部分在进行基板处理时，先根据逻辑连接图确定各个芯片和触点在基板中的位置及连 接，并制作基板，基板中芯片和触点的布局根据各芯片的数量和大小确定，尽量使得连线方 便，基板的厚度一般选在0. 12mm 0. 24mm之间，其中，触点可以仅为用于与终端通信的智 能卡触点，也可以包括智能卡触点和用于向MCU导入程序的串行接口触点，逻辑连接图是 先根据多芯片智能卡所要实现的功能确定智能卡应用芯片的数量和类型，再根据MCU和智 能卡应用芯片间的连接关系绘制出来的。再将各个芯片固定在基板的相应位置，如图5a所示，固定时可以使用回流焊的方 式；若电路中还需要辅助的电阻电容等元器件，也固定在基板的相应位置上；根据逻辑连接图，连接需要连接的各芯片以及连接基板上的触点与对应的芯片、 元器件，形成处理后的基板，如图5b所示，图为将芯片512和基板的连接点511用金线513 连接的示意图，在连接时，通常使用金线焊接的方式来连接；注塑封装时，如图5c所示，将处理后的基板502放到模具503腔体内，带有芯片 501的一侧向内，在模具503腔体内注塑树脂材料504，并加热固化，这样，树脂材料504既 保护了各个芯片以及焊接的金线，也同时使得多芯片智能卡成形。这样即实现了多芯片智能卡的制作。在制作完毕后，如有需要，还可以将树脂板铳切为所需形状，由于应用场合不同， 所需的智能卡形状也不相同，例如，若该多芯片智能卡具有SIM卡的功能，那么该多芯片智 能卡应使用依照SIM卡外形设计好的铳切工具铳切为SIM卡的形状，以使其能够放入手机 中。这种智能卡的制造方法由于没有使用热固化胶或UV固化胶进行封胶保护，而是 直接注塑树脂材料，所以保护强度大、占用面积小，并且由于使用了基板和注塑树脂材料， 所以可以进行数量较多的金线焊接，由于不使用具有流动性的胶体，所以更容易控制固化后的外形，且不再使用载带作为介质，封装面积不再仅限于载带的大小，而是可以将电路设计在整个卡片中，更适合多芯片的智能卡，因此本实用新型实施例提供的智能卡制造方法 适用于具有多芯片、复杂电路的智能卡的封装制作。 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利 要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种多芯片智能卡，其特征在于，包括微控制单元MCU和连接所述MCU的至少两个智能卡应用芯片，其中所述MCU用于，在通过接触界面的触点接收到终端发送的命令后，获取所述命令中的类别标识，并根据所述类别标识和所述智能卡应用芯片的对应关系，将所述命令发送给相应的智能卡应用芯片，以及在接收到所述智能卡应用芯片返回的命令响应后，通过所述接触界面的触点将所述命令响应转发给所述终端；所述智能卡应用芯片用于，接收所述MCU转发的命令，并在处理后向所述MCU返回命令响应。
2.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，当所述至少两个智能卡应用芯片 为接触类应用芯片或所述至少两个智能卡应用芯片为非接触类应用芯片时，所述类别标识 具体为用户身份识别码。
3.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，当所述至少两个智能卡应用芯片 为一个接触类应用芯片和一个非接触类应用芯片时，所述类别标识对应所述接触类应用芯 片和非接触类应用芯片分别为，电信类应用标识和非电信类应用标识。
4.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述MCU包括至少一个电源端口分 别与所述智能卡应用芯片的电源端口连接和/或所述MCU包括至少一个输入输出端口分别 与所述智能卡应用芯片的电源端口连接。
5.如权利要求4所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述至少两个智能卡应用芯片仅 在处理命令时进入工作状态；所述MCU在将接收到的命令转发给相应的智能卡应用芯片前，将对应所述接收命令的 智能卡应用芯片的电源端口置为工作电平，并在接收到该智能卡应用芯片返回的命令响应 后，将对应该智能卡应用芯片的电源端口置为休眠电平。
6.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述MCU包括至少一个同步异步 收发机口，分别与所述智能卡应用芯片的输入输出端口连接，和/或所述MCU包括至少一 个同步异步收发机口的重映射端口分别与所述智能卡应用芯片的输入输出端口连接，所述 MCU通过相应的通用同步异步收发机口和/或同步异步收发机口的重映射端口向智能卡应 用芯片转发命令并接收智能卡应用芯片返回的命令响应。
7.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述接触界面的触点具体包括与所述MCU的电源输入端口连接的电源触点；与所述MCU的接地端口连接的接地触点；与所述MCU的复位端口连接的复位触点；与所述MCU的时钟端口连接的时钟触点；以及与 所述MCU的通用同步异步收发机口连接的输入输出触点。
8.如权利要求7所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述接触界面的触点还包括连接所述非接触智能卡应用芯片天线的非接触点。
9.如权利要求7或8所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述接触界面的触点还包括MCU触点，分别连接所述MCU的对应管脚，用于向所述MCU中导入程序。
10.如权利要求1所述的多芯片智能卡，其特征在于，所述MCU具体包括判断转发单元，用于通过接触界面的触点接收到终端发送的命令，获取所述命令中的 类别标识，并根据所述类别标识和所述智能卡应用芯片的对应关系，将所述命令发送给相 应的智能卡应用芯片，以及在接收到所述智能卡应用芯片返回的命令响应后，将所述命令响应转发给所述终端；连接控制单元，用于在与智能卡应用芯片通信前，将对应所述智能卡应用芯片的电源 端口置为工作电平，在与该智能卡应用芯片通信结束后，将对应所述智能卡应用芯片的电 源端口置为休眠电平，在通过连接所述接触式智能卡应用芯片的通用输入输出口与所述接 触式智能卡应用芯片通信时，将与所述非接触式智能卡应用芯片连接的通用输入输出口设 置为高阻，并在结束与所述接触式智能卡应用芯片的通信后，将与所述非接触式智能卡应 用芯片连接的通用输入输出口恢复正常。
专利摘要本实用新型公开了一种多芯片智能卡，涉及智能卡技术，该多芯片智能卡包括微控制单元MCU和连接所述MCU的至少两个智能卡应用芯片，其中所述MCU用于，在通过用于与终端进行通信的接触界面的触点接收到终端发送的命令后，获取所述命令中的类别标识，并根据所述类别标识和所述智能卡应用芯片的对应关系，将所述命令发送给相应的智能卡应用芯片，以及在接收到所述智能卡应用芯片返回的命令响应后，将所述命令响应转发给所述终端；所述智能卡应用芯片用于，接收所述MCU转发的命令，并在处理后向所述MCU返回命令响应。进而通过多芯片智能卡中的各智能卡应用芯片，分别实现多个应用功能。
文档编号G06K19/077GK201556225SQ20092017434
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者林刚, 王芳, 董敏 申请人:北京握奇数据系统有限公司