单芯片方案的金融音频IC卡的制作方法

本实用新型涉及IC卡技术领域，尤其涉及一种单芯片方案的金融音频IC卡。

背景技术：

作为同世界接轨的重要手段，金融标准化是国民经济和社会发展的重要技术基础性工作。借鉴国外EMV2000标准，中国人民银行于2005年颁布了《中国金融集成电路(IC)卡规范(2005)》(简称PBOC2.0规范)。2010年对PBOC2.0规范做了修编，颁布了《中国金融集成电路(IC)卡规范(2010)》，增加了非接触式通讯规定和小额支付规范，在应用上修改完善了借贷记功能，增加了自行设计的基于借贷记的小额支付业务，集兼容性、实用性及可操作性于一体，且具有较好的前瞻性，全面推进了金融IC卡的应用。

金融IC卡主要包括接触式卡、非接触式卡及接触/非接触的双界面卡。随着人们对新兴支付方式的需求，市场上逐渐出现了金融音频IC卡。金融音频IC卡是在金融IC卡内嵌入音频通信模块电路，同时具有接触模块、非接触模块及音频模块，使金融IC卡不仅具备传统的接触通信模式和非接触通信模式外，还具备音频通信模式。

现有技术中，金融音频IC卡通常采用双芯片方案，其卡内具有两颗安全芯片，其中接触模块和非接触模块共用一颗安全芯片，音频模块单独使用一颗安全芯片，从而使音频模块与接触模块和非接触模块物理上隔绝，相互独立，互不干扰。虽然双芯片方案原理简单，容易实现且不存在工作模式选通和干扰的问题，但是仍存在如下缺陷：同时使用两颗安全芯片，成本高；与现有芯片烧录流程不兼容，需更改现有烧录设备和流程，设备改造成本高，代价大：需要在IC卡上放置两个独立电路，造成电路的布局走线复杂，加工难度大；使用两颗安全芯片，数据分别存储在两颗安全芯片内，这两颗芯片物理上相互隔离，互不影响，使用过程中产生故障的概率增加，稳定性和可靠性差，也给两颗安全芯片内数据的一致性带来麻烦。

因此，有必要提出一种新的单芯片金融IC卡以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种成本低、加工难度小、兼容性好、安全性高、稳定可靠的单芯片方案的金融音频IC卡。

本实用新型提供了一种单芯片方案的金融音频IC卡，包括一颗安全芯片、接触模块、非接触模块、音频模块，其中：

所述安全芯片用于控制、分析和处理数据，控制、分析和处理数据三个模块共用所述安全芯片；

所述接触模块具有接触通信功能，包括7816接口；

所述非接触模块具有非接触通信功能，包括射频线圈；

所述音频模块具有声波通信功能，包括开关，蜂鸣片，电池；

所述接触模块、非接触模块和音频模块并联接入所述安全芯片。

优选的，所述安全芯片包括接触端口，非接触端口和音频端口。

优选的，所述接触端口为7816接口定义的5个引脚，分别为VCC，GND，CLK，RST和IO这5个引脚；

优选的，非接触端口为LA和LB两个引脚，分别与所述射频线圈的两端连接；

优选的，音频端口包括VCC，GND和2个以上的GPIO引脚，其中VCC和GND两个引脚与接触端口共用，GPIO引脚数量必须达到2个或2个以上。

优选的，所述音频模块包括电池，开关和蜂鸣片，其中电池一极与安全芯片直接连接，另一极与开关直接连接；所述开关有3个引脚，分别为第一引脚，第二引脚，第三引脚，其中第一引脚接所述电池负极，第二引脚接所述安全芯片GND，第三引脚接安全芯片其中1个GPIO引脚，设为GPIO1，在接通开关前，开关的每个引脚都是相互断开，相互不导通，接通开关后，开关的3个引脚相互导通；蜂鸣片的两个引脚A和引脚B分别与安全芯片其中2个GPIO引脚连接，其中1个为GPIO1，另1个为GPIO2。

优选的，所述开关串联于所述电池与安全芯片之间，通过开关控制电池是否向安全芯片供电；同时开关连接着安全芯片的GPIO1，用来区分接触模块外部电源供电和音频模块电池供电，向安全芯片提供启动音频模块的信号；

优选的，所述蜂鸣片两个引脚A引脚和B引脚中，A引脚可与VCC，GND或其他GPIO口直接连接，B引脚与安全芯片的GPIO1之外的其他任意1个或几个GPIO引脚直接连接，用来接收从安全芯片发出的音频信号。

优选的，所述安全芯片至少具备2个GPIO引脚，其中至少1个用来向蜂鸣片输出音频信号，其余的GPIO口中至少1个用来为区分接触模块外部电源供电和音频模块电池供电， 同时向安全芯片提供启动音频模块的信号；

优选的，所述接触模块包括7816接口，所述7816接口与安全芯片的连接遵循中国金融集成电路(IC)卡相关规范，即与安全芯片的VCC，GND，CLK，RST，IO这5个引脚直接连接。

优选的，所述非接触模块包括RF天线，所述RF天线与安全芯片的连接遵循中国金融集成电路(IC)卡相关规范，即所述RF天线与安全芯片的LA和LB这2个引脚直接连接。

优选的，所述安全芯片的GPIO引脚，既可以作为输出接口，也可作为输入接口，可根据需要设置为输入接口或输出接口。

优选的，所述接触模块与音频模块共用安全芯片的VCC和GND两个引脚，在工作时通过VCC和GND为安全芯片供电，区别在于接触模块的7816接口与VCC和GND直接连接，工作时外部电源的正负极通过7816接口直接与安全芯片连通；音频模块中的电池正极与安全芯片VCC直接连通，负极与安全芯片GND之间串联了开关，只有在开关闭合时才通过VCC和GND两个接口向安全芯片。

与相关技术相比，本实用新型的单芯片方案的金融音频IC卡通过将接触模块、非接触模块和音频模块并联接入安全芯片，共用一颗安全芯片，使成本和加工难度降低；与现有芯片烧录流程兼容，无需更改现有烧录设备和流程，设备改造成本为零；安全性、稳定性和可靠性提高。

附图说明

图1为本实用新型单芯片方案的金融音频IC卡实施例一的结构原理框图；

图2为本实用新型单芯片方案的金融音频IC卡实施例一的电路示意图；

图3为本实用新型单芯片方案的金融音频IC卡实施例二的电路示意图；

图4为本实用新型单芯片方案的金融音频IC卡实施例三的电路示意图；

图5为本实用新型单芯片方案的金融音频IC卡实施例四的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

请同时参阅图1和图2，图1为本实用新型的单芯片方案的金融音频IC卡的结构示意 图；图2为图1中单芯片方案的金融音频IC卡的电路示意图。所述单芯片方案的金融音频IC卡包括一颗安全芯片(安全芯片可在市场上直接购买)、接触模块、非接触模块和音频模块。所述安全芯片用于控制、分析和处理数据；所述接触模块具有接触通信功能，包括7816接口；所述非接触模块具有非接触通信功能；所述音频模块具有声波通信功能，其包括开关，电池和蜂鸣片；所述接触模块、非接触模块和音频模块并联接入所述安全芯片开关。

在本实施例中，所述安全芯片符合PBOC2.0及以上规范。所述音频模块与所述接触模块、非接触模块共同使用同一颗安全芯片，所述音频模块的安全性得到保证，降低故障率和生产成本，使所述单芯片方案的金融音频IC卡安全性高、成本低、稳定性好且可靠性高，无需更改现有写卡流程，无需改造现有写卡设备。由于仅采用一颗所述安全芯片，使所述单芯片方案的金融音频IC卡的整体电路得到简化，电路设计的自由度更高，降低加工难度。

所述安全芯片包括接触端口，非接触端口和音频端口，其中接触端口包括VCC，GND，RST，CLK，IO五个接触式金融IC卡要求的7816接口引脚；非接触端口包括LA和LB两个非接触金融IC卡要求的引脚；音频端口包括VCC，GND和2个以上的GPIO引脚，其中VCC和GND两个引脚与接触端口共用，GPIO引脚数量必须达到2个或2个以上。

所述接触模块具有接触通信功能，包括7816接口：所述7816接口与安全芯片的VCC，GND，CLK，RST，IO五个接触端口引脚电连接。当需要使用所述单芯片金融IC卡的接触通信模式时，通过所述接触端口引脚即可实现与支付终端(未图示)的信息交换。同时，所述音频模块和所述非接触模块的工作程序和数据的烧录设备和烧录流程可通过所述7816接口写入。

所述非接触模块具有非接触通信功能，包括射频线圈：当需要使用所述单芯片金融IC卡的非接触通信模式时，通过所述非接触端口引脚LA和LB即可实现与支付终端(未图示)的信息交换。

所述音频模块具有声波通信功能，包括开关，蜂鸣片和电池：所述开关有3个引脚，分别为第一引脚1、第二引脚2和第三引脚3，当所述开关断开时，开关的3个引脚相互断开，其中第一引脚1与电池负极电连接，第二引脚2与安全芯片的GND电连接，第三引脚3与安全芯片的GPIO引脚电连接；所述蜂鸣片有2个引脚，分别与安全芯片的两个GPIO引脚电连接；所述电池有2个引脚，正极引脚与安全芯片的VCC电连接，负极引脚与所述开 关第一引脚1电连接。但需要使用所述单芯片金融IC卡的音频通信模式时，按下所述开关，第一引脚1，第二引脚2，第三引脚3导通，所述电池开始向所述安全芯片供电，同时GPIO1的电平发生变化，安全芯片检测到GPIO1的变化后，所述安全芯片进入音频通信模式，驱动GPIO2向蜂鸣片发出声波信号，所述蜂鸣片收到所述安全芯片发出的发声信号后发出声波，实现声波通信。

在本实施方式中，所述电池正极与所述安全芯片VCC电连接，电池负极与所述开关第一引脚1电连接；所述开关第一引脚1与电池负极电连接，第二引脚2与安全芯片的GND电连接，第三引脚3与所述安全芯片的GPIO1电连接；蜂鸣片两个引脚，引脚A与GPIO1直接电连接，引脚B与GPIO2直接电连接，所述开关和所述电池的连接与实施例1一致。在本实施方式中，只需两个GPIO引脚资源即可，最大限度地利用了安全芯片的GPIO引脚资源。

所述单芯片方案的金融音频IC卡的工作原理为：当所述金融IC卡插入读卡器，ATM等接触工作模式机器时，所述安全芯片的接触端口被接通，所述金融IC卡金融进入接触工作模式；当所述金融IC卡靠近非接触读卡器等非接触模式机器时，RF天线收到电磁信号，并通过电磁信号产生电能，驱动所述安全芯片工作，同时接受和发射电磁信号，所述金融IC卡进入非接触模式；当所述金融IC卡的所述开关被按下时，电池开始向所述安全芯片供电，驱动所述安全芯片工作，同时GPIO1引脚的电平状态发生变化，所述安全芯片检测到GPIO1引脚的电平变化后，所述安全芯片进入音频工作模式，同时通过GPIO2引脚向所述蜂鸣片发出声波驱动信号，所述蜂鸣片收到所述安全芯片发出的声波驱动信号后，发出声波。

实施例二：

请参阅图1和图3，图3为本实用新型实施例2单芯片方案的金融音频IC卡的电路示意图。实施例二与实施例一的区别在于，单芯片方案的金融音频IC卡中所述电池的正负极进行调换，所述电池负极直接与所述安全芯片的GND直接电连接，所述电池正极直接与所述安全芯片的VCC直接电连接，其余元器件的接法可与实施例1或实施例2一致。

实施例三

请参阅图1和图4，图4为本实用新型实施例3单芯片方案的金融音频IC卡的电路示意图。与实施例1，实施例2，实施例3的区别在于，单芯片方案的金融音频IC卡中蜂鸣片两个引脚，引脚A和引脚B，在所述安全芯片GPIO引脚资源丰富的情况下，每个引脚都 可以接任意多个GPIO引脚。图中GPIO2.x和GPIO3.x中的x表示多个，x为大于或等于1的整数。

实施例四

请参阅图1和图4，图5为本实用新型实施例4单芯片方案的金融音频IC卡的电路示意图。

与实施例1，实施例2和实施例3的区别在于，单芯片方案的金融音频IC卡中蜂鸣片两个引脚，引脚A和引脚B，引脚A与GND直接电连接，引脚B与GPIO2直接电连接。在此实施例中，蜂鸣片两个引脚中的一个可以直接与安全芯片的GND直接电连接，也可与VCC直接电连接，即图5中蜂鸣片引脚A所接的GND引脚可以替换为VCC引脚。

与相关技术相比，本实用新型的单芯片方案的金融音频IC卡通过将接触模块、非接触模块和音频模块并联接入安全芯片，共用一颗安全芯片，使成本和加工难度降低；与现有芯片烧录流程兼容，无需更改现有烧录设备和流程，设备改造成本为零；安全性、稳定性和可靠性提高。同时通过开关控制音频模块处于工作状态或非工作状态，避免单芯片金融IC卡同时工作在音频通信模式和接触/非接触通信模式，不影响用户体验。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。