用于至少一个IC集成电路的安全系统、安全集成电路卡和安全无线通讯的方法与流程

本申请是国际申请日为2011年8月11日、国际申请号为pct/ep2011/004030、于2013年3月27日进入中国国家阶段的申请号为201180046713.6、名称为“用于至少一个ic集成电路的安全系统、安全集成电路卡和安全无线通讯的方法”的专利申请的分案申请。

本发明涉及至少一个集成电路的安全系统。

更明确而言，本发明涉及包括至少一个集成电路的安全系统，所述至少一个集成电路设置有用于与收发器/应答器电路通信的天线。

本发明还涉及安全集成电路卡，该安全集成电路卡设置有第一支撑，其包括与至少一个天线关联的至少一个集成电路和与所述至少一个集成电路关联的偏差耦合元件，用于与收发器/应答器电路通信。

本发明还涉及用于至少一个集成电路的安全无线通信的方法，所述至少一个集成电路设置有用于与收发器/应答器电路通信的至少一个天线。

背景技术：

在过去几年间已经开发并提出使用集成电路(ic)或ic卡来包含关于用户的数据和/或信息的应用。

ic卡的主要应用包括如下：电子身份证件和护照、信用卡、健康和身份卡以及类似应用。

这些证件还可以包含用于面部识别或指纹识别或者视网膜扫描的生物特征数据。该数据被包含在集成电路内的存储器中，并且为了安全起见，该数据可以通过安全系统访问，该安全系统包括使用密码/电子密匙或其他类似技术的访问系统。

集成电路包括射频识别码或rfid(射频标识)或用于安全卡或智能卡的集成元件，即，当适合地通过电磁波对其供电时，与阅读器电路(阅读器)或收发器/应答器电路交换数据和信息的低功率芯片。通过至少两个天线来获得集成电路与收发器/应答器电路之间的电磁传输

图1中示出了ic卡阅读器系统的一个示例。在这种情况下，ic卡1包括与第一天线3关联的第一集成电路或第一ic2，第一天线3在第一集成电路或第一ic2外部，而阅读器4包括与第二天线6关联的第二集成电路或第二ic5。一旦供电，第一ic2和第二ic5依靠使用通过无线通信信道的电磁波，在无需接触的模式(即非接触模式)中交换信息。

所采用的天线一般为赫兹偶极类型或者为磁偶极类型或其他等效天线类型。赫兹偶极天线通常尺寸大并且具有适中的阅读距离，并且一般在集成电路外部并且用接触突出(或凸块)或导线(焊线)与其连接。

对于安全ic卡应用而言，使用磁偶极天线是优选的，因为它们使得通讯距离缩短，这是由于其间的磁耦合而造成的。

此外已知具有嵌入式天线(或oca(片上天线))系统的ic卡，其中天线3’直接与集成电路ic2’集成，如图2所示。

此方案尽管在若干方面有利，但是其缺点在于由于集成天线而基本增大所占据的晶片表面，其不可避免地意味着减少存在于晶片上的集成电路的总数量从而增加总成本。

为了减小所占据的表面，已知的技术方案提出将嵌入式天线3’放置于包括集成电路ic的衬底上方，从而获得oca，如图3所示。

还已知，具体而言，具有嵌入式天线的ic卡可以使用在集成电路2’与阅读器电路4之间插入的电磁扩展8，如图4所示。该电磁扩展增加集成电路2’与阅读器电路4之间的操作距离或阅读范围。

电磁扩展8包括至少两个通过插入的电子电路11连接的天线9、天线10。电磁扩展8聚集电磁场，因此也聚集具有嵌入式天线2’的集成电路ic上的外部能量。电磁扩展8的每个天线9、天线10可以为磁偶极或赫兹偶极或者其他等同天线类型。

根据此技术方案，电磁扩展被插入在ic卡的容器或封装中并且其尺寸可以与传统ic卡尺寸相似。

图5示出了具有嵌入式天线2’的集成电路ic，该集成电路具有由谐振电路lc12所形成的电磁扩展8，从而电磁扩展8在限定的且适合的频率或频率范围上谐振。

从功能的角度而言，图5的具有嵌入式天线2’并加入电磁扩展8的集成电路ic相当于图1中具有外置天线的ic卡，然而优点在于电磁扩展允许避免在集成电路与外置天线之间通过凸块或焊线的电气连接。

使用设置有连接到无线类型的阅读器电路的ic卡的应用尽管在若干方面有利，但是其缺点在于其面对可以非法访问数据的远程攻击时是脆弱的。实际上，在向收发器/应答器电路或朝向ic卡传输数据期间，可能的远程攻击有可能克服保护机制/屏障而取得包含在其中的数据并且使用这样的数据，在用户隐私方面造成潜在的，甚至严重的后果。

针对保护ic卡中所包含的数据，已经提出若干技术方案。自然地，通过适合的协议，ic卡和收发器/应答器电路之间的通信可以发生，该协议在一些情况下允许至少部分加密数据或者使用访问密匙或保护系统。

所有这些还可以扩展到通过电磁扩展与一般的ic、soc(片上系统)、sip(系统级封装)或其他类似类型的系统耦合的一般的芯片或系统。

已知的技术方案使用屏蔽，例如套管或金属套和/或磁套，其允许在携带(transport)期间保护ic卡免受可能的攻击。

这些屏蔽尽管在若干方面有利，但其使得ic卡更为笨重也因此使得携带ic卡更为不舒适。此外，在已经去除金属屏蔽和/或磁屏蔽之后，例如用于验证一个人自己的身份，数据继而是脆弱的而可以被远程装置截获。

在有两个或多个ic卡以无线方式连接到单个收发器/应答器电路的情况下，适合的防冲突协议避免在交换时在信息和消息之间可能的重叠。这些协议经常意味着根据情况和需要使用tdm类型(时分复用)和/或fdm类型(频分复用)通信模式。存在适合的数据保护系统在无线传输期间(即在通过电磁波传输期间)是基础性的。

本发明的技术问题在于提供用于既在数据传输/接收期间又在通常携带ic卡期间，在可能的远程截获方面以有效方式保护无线通信以及集成电路的内容的安全系统。该ic卡是紧凑而易于制造的并且具有这样的结构和功能特征以便允许克服仍然影响根据现有技术所实现的保护系统的限制。

本发明的另一个问题在于提供安全集成电路卡和简单而可靠的偏差耦合元件以允许保护集成电路中包含的数据并且允许集成电路与收发器/应答器电路的安全无线通信，该安全集成电路卡和偏差耦合元件具有如下结构和功能特征，其允许仍然影响根据待克服的现有技术的卡的限制。

本发明的另一个问题在于提供一个集成电路的安全通信的方法，该方法是有效而易于实现的并且具有结构和功能特征以允许仍然影响根据待克服的现有技术的安全无线通信的方法的限制。

技术实现要素：

本发明基本的技术方案的想法为通过电磁干扰来保护数据通信并且同时在无通信时保护集成电路内包含的数据。

在这个技术方案的构思的基础上，该技术问题由安全系统来解决，该安全系统包括至少一个集成电路和收发器/应答器电路，所述至少一个集成电路设置有用于与收发器/应答器电路通信的天线，抑制元件与至少一个集成电路关联用于抑制与所述收发器/应答器电路的通信并且用于使包含在至少一个集成电路中的数据安全。该安全系统的特征在于抑制元件为电磁抑制元件，该安全系统还包括与至少一个集成电路的天线关联的耦合元件以用于使电磁抑制元件暂时失效以允许至少一个集成电路与收发器/应答器电路之间的通信。

有利地，耦合元件可以包括至少一个电磁扩展，该电磁扩展的第一天线与第二天线连接，第二天线有可能与至少一个集成电路的天线暂时关联。

根据本发明的一个方面，电磁抑制元件可以包括干扰元件或屏蔽元件或者同时包括两者。

具体而言，电磁抑制元件可以包括由电磁扩展的至少一部分所形成的屏蔽元件。

适合地，干扰元件可以包括设置有布置在所述至少一个集成电路旁边的天线的另一个集成电路，所述至少一个集成电路和所述另一个集成电路丧失使用防冲突协议以限定电磁干扰，第二天线与至少一个集成电路或另一个集成电路的天线选择性地关联。

有利地，电磁抑制元件可以为屏蔽元件，该屏蔽元件包括在至少一个集成电路的天线与耦合元件之间插入的至少一个电磁屏蔽。

适合地，电磁扩展的第一天线可以为赫兹偶极天线而第二天线可以为磁偶极天线，第一天线的至少一个偶极限定电磁屏蔽。

适合地，至少一个集成电路可以为具有嵌入式天线的一个集成电路。

具体而言，嵌入式天线可以为片上天线(on-chipantenna)。优选地，射频操作集成电路。

有利地，电磁扩展的板载电容器或布置在电磁扩展旁边的至少一个优选为金属的小片(die)限定电磁屏蔽。

根据本发明的一个方面，耦合元件可以按照滑动方式与至少一个集成电路相关联，用于使电磁抑制元件暂时失效以允许集成电路与收发器/应答器电路之间的通信。

适合地，该系统可以包括多个集成电路，它们中的每一个都设置有相应的天线和相应的电磁抑制元件，该电磁抑制元件单独与相应的多个集成电路的天线耦合，耦合元件可滑动地与所述多个集成电路的每个集成电路的天线关联，用于使相应电磁抑制元件暂时失效以允许每个集成电路与收发器/应答器电路之间以彼此不同的特定频率通信。

有利地，耦合元件可以为收发器/应答器电路，收发器/应答器电路包括具有嵌入式天线的一个集成电路，该嵌入式天线优选地为片上天线。

该问题还通过安全集成电路卡解决，该安全集成电路卡设置有第一支撑，该第一支撑包括设置有至少一个天线的至少一个集成电路，用于与收发器/应答器电路通信的至少一个集成电路、与至少一个集成电路关联的抑制元件，该抑制元件用于抑制至少一个集成电路的通信以保护其中所包含的数据，安全集成电路卡的特征在于：抑制元件为电磁抑制元件，并且安全集成电路卡还包括耦合元件，耦合元件设置有按照滑动方式与第一支撑关联的第二支撑，用于将耦合元件至少与至少一个集成电路的天线暂时耦合，用于使电磁抑制元件暂时失效并且激活至少一个集成电路与收发器/应答器电路之间的通信。

电磁抑制元件可以包括用于至少一个集成电路的干扰元件或屏蔽元件。

有利地，上面所限定的与安全集成电路卡关联的耦合元件的特征在于：第二支撑包括至少一个电磁扩展，该电磁扩展具有连接至第二天线的第一天线，所述第二天线有可能与至少一个集成电路的天线暂时关联，耦合元件还包括合适的驱动调节装置以允许第一支撑与第二支撑之间的相对运动。

该问题还通过至少一个集成电路的安全无线通信的方法来解决，至少一个集成电路设置有至少一个天线并且适于与收发器/应答器电路通信，该方法包括抑制至少一个集成电路来保护其中所包含的数据的步骤；

其特征在于：

-所述抑制步骤包括至少一个集成电路的电磁抑制；

该方法还包括以下步骤：

-通过在至少一个集成电路的至少一个天线与收发器/应答器电路之间插入耦合元件来使电磁抑制暂时失效；以及

-激活在至少一个集成电路与收发器/应答器电路之间的无线通信。优选地，所述集成电路在射频下操作。

有利地，可以由电磁扩展形成耦合元件，电磁扩展包括与第二天线关联的至少一个第一天线，暂时使电磁抑制失效的步骤使得第二天线至少暂时外限(circumscribe)至少一个集成电路的天线。

合适地，电磁抑制步骤可以提供使用电磁抑制元件，电磁抑制元件包括干扰元件或屏蔽元件或者包括同时包括干扰元件和屏蔽元件两者的元件。

有利地，该方法可以包括如下步骤：通过在至少一个集成电路旁边布置又一集成电路来形成干扰元件并且使又一集成电路和至少一个集成电路丧失使用防冲突协议以限定两者间的电磁干扰。

根据本发明的另一方面，该方法还包括通过在电磁扩展旁边布置电磁屏蔽来形成屏蔽元件的步骤，电磁屏蔽是电磁扩展的一部分或者与其独立。

有利地，该方法可以包括以下步骤：

-提供包括至少一个集成电路的第一支撑；

-在第二支撑中形成耦合元件，

-形成与第二支撑的表面一致的电磁扩展，

以下步骤，即使电磁抑制元件暂时失效，使得第二支撑面向第一支撑，使至少一个集成电路的天线外限于所述电磁扩展的所述第二天线，通过调节装置来允许第一支撑与第二支撑之间的相对运动。

合适地，该方法还可以包括以下步骤：以赫兹偶极天线形成电磁扩展的第一天线，以磁偶极天线形成第二天线，以及通过第一天线的至少一个偶极来限定屏蔽。

根据本发明的系统和方法的特征和优点将从通过指示性而非限制性的示例并且参考附图而给出的下面的其实施例的描述可以明显看出。

附图说明

在这些附图中：

–图1为示出了根据现有技术所实现的ic卡和阅读器的示意性框图；

–图2和图3分别以示意性俯视图和截面图示出了具有根据现有技术的两个实施例所实现的嵌入式天线的集成电路ic；

–图4以示意性框图示出了具有根据现有技术所实现的阅读器和具有电磁扩展的ic卡；

–图5以示意性框图示出了具有根据现有技术所实现的阅读器电路和具有电磁扩展以及等同lc电路的ic卡的电路实施例；

–图6以示意性四分之三视图示出了根据本发明所实现的系统；

–图7以具有分解部分的示意性四分之三视图示出了图6的系统；

–图8以平面图示出了用于本发明的集成电路的晶片；

–图9以侧视图示出了图6的系统；

–图10以示意性平面图示出了图6的系统的第二支撑的又一实施例；

–图11和图12以示意性截面图和三个平面示意图示出了图6的系统的两个实施例(具体而言为第二支撑)，为了更为清楚，仅示出了电磁扩展，在平面图中示出了第一支撑与第二支撑之间的耦合；

–图13以示意性平面图示出了图6的系统的又一实施例；

–图14和图15分别以四分之三示意图和平面图示出了集成在纸质证件中的图6的系统的两个实施例；

–图16至图26以示意图示出了图6的系统的不同实施例的细节；

–图27a和图27b示出了用于本发明的一些实施例第一集成电路和第二集成电路；

–图28以示意性平面图示出了三个实施例中的图6的系统的第一支撑；

–图29和图30以相应部分的示意性截面图示出了图6的系统的两个不同实施例。

具体实施方式

参照这些附图，特别是图6，参考标号20全局地而示意性地指出用于按照无线模式通信的至少一个集成电路的安全系统。

系统20包括至少一个设置有天线36的集成电路24a，该天线如图8所示，用于与收发器/应答器电路30通信。

在此特定领域中，被称为收发器电路的一切也可以被称为应答器电路。

可以将天线36集成在至少一个集成电路24a中，或者可以将该天线在外部形成而与至少一个集成电路24a关联。

根据指示性的而非限制性的实施例，集成电路24a与ic卡21关联，该ic卡包括卡片形状的第一支撑23。第一支撑23可以由塑料形成来限定例如身份证件、签证、驾驶执照、健康卡、信用卡或用于向体育团体证实身份的卡。

第一ic24a可以在收发器/应答器元件(即例如射频标识系统或rfid(射频标识)、或安全卡或者智能卡)的内部。在本实施例中，优选的是，第一ic24a为具有嵌入式天线的一个集成电路，该嵌入式天线也被表示为oca，即片上天线的简称。换言之，优选的是天线集成在芯片中。在本示例中，天线为磁类型。然而根据特定的需求，它可以为例如赫兹类型或其他类型。

根据本发明的一个方面，系统20包括电磁抑制元件，该电磁抑制元件允许保护包含在第一ic24a中的数据。这避免以非法方式读取/写入数据。

在第一实施例中，参照图7，电磁抑制元件为干扰元件并且包括第二集成电路或第二ic24b，优选地也为oca类型。电磁抑制元件与ic卡21的第一支撑23关联，该ic卡与其中集成有ic24a的相同表面相一致。在所示示例中，第一ic24a与第二ic24b是共面的，彼此相邻布置并且关于第一支撑23的纵轴是连续的。

此外，干扰元件由以下事实所限定：第一ic24a和第二ic24b丧失使用防冲突协议，并且因此如果外置设备将其激活或对其供电，则它们会同时通信而数据和信息可能相互冲突。在第一ic24a与第二ic24b之间的干扰使得难以或几乎不可能与收发器/应答器电路30或外置设备通信。

如一名本领域技术人员所知的那样，可以将第一ic24a和第二ic24b实施为使其丧失防冲突协议，或者它们中的每一个中可以存在防冲突协议但是该防冲突协议被禁止。在此后者情况下，该禁止可以如下地发生：例如可以在测试晶片的步骤期间或在测试工艺结束时，通过熔丝链或者通过将适合的代码写入存储器元件(诸如第一ic24a和第二ic24b的非易失性存储器)来发生。

收发器/应答器电路30包括与天线32关联的至少一个集成电路31，天线32在本示例中为磁类型并且在集成电路31之外形成。

系统20还包括耦合元件22，该耦合元件与第一ic24a的至少天线36或第二ic24b的天线36关联以用于暂时使相应电磁抑制元件失效。这允许第一ic24a或第二ic24b与收发器电路30之间的通信。耦合元件22包括至少一个电磁扩展26，该电磁扩展具有连接至第二天线28的第一天线27。

根据非限制性的实施例，耦合元件包括第二支撑25，该第二支撑也是卡片形状的，叠置在第一支撑23上。叠置优选地是在可滑动的接口中。第二支撑25包括在表面上面向第一支撑23的电磁扩展26。

电磁扩展26通过限定第一天线的第一线圈27和限定第二天线的第二线圈28来实现。该两种线圈都基本为环并且具有方形，并且适当相互连接以限定磁偶极天线。电磁扩展26允许收发器电路30与第一ic24a或第二ic24b之间的无线通信。具体而非排它性地，无线通信为“近场(nearfield)”的，并且基本上当通信数据被认为是保密的时使用无线通信。

电磁扩展26具有第一线圈27，第一线圈27具有相对于线圈28，的尺寸的基本更大的尺寸。具体而言，第二线圈28外限第一ic24a的至少一个天线36或第二ic24b的至少一个天线36。

收发器电路30的天线32与第一线圈27通信，第一线圈27供给磁场，该磁场限定第一磁通量ψ1，其继而允许限定与第二线圈28相符的第二磁通量ψ2，其中ψ2大于ψ1。减小第二线圈28的表面具有聚集并且增加电磁波的强度的效果，该电磁波承载在收发器电路30的天线32与第一ic24a的天线36或第二ic24b(第二线圈28与其耦合)的天线36之间的数据。这允许相互之间的通信。

电磁扩展26允许扩展第一ic24a或第二ic24b(第二线圈28与其耦合)的作用距离并且增加其操作距离或通信范围。

电磁扩展26允许在与其耦合的集成电路与收发器30之间至少在特定频率f1上的无线通信。这减小并且最多消除不与第二线圈28耦合的其他集成电路的干扰作用。电磁扩展26有利于与它所耦合的集成电路通信，并且因此阻碍与其他集成电路(不与其耦合)的通信。

下文可以省略对于用于无线通信的天线的明确引用，该天线与第一ic24a和第二ic24b关联并且优选地集成在第一ic24a和第二ic24b中，而可以在暗示每个天线存在时仅论述集成电路。

如图9所示，第一支撑23和第二支撑25可滑动地与彼此关联。可以安排和驱动适合的调节装置(未在图中示出)用于允许第一支撑23和第二支撑25的相对运动。调节装置可以是手动的，因此由最终用户移动以用于允许无线通信，或者调节装置可以是机械的。机械装置可以是与可能的机械引导件关联的弹簧或者由例如光学器件所驱动的相似类型的机械装置。光学器件可以要求使用透明材料以用于形成第一支撑23和/或第二支撑25。

根据本公开另一个方面，优选的是第一ic24a和第二ic24b属于相同的半导体材料裸片，该裸片源自例如由锯或激光沿着一些晶片自身上存在的将各种芯片相互分离的划切线来划切操作的划切晶片，如图8所示。实际上，当第一ic24a与第二ic24b之间的防冲突协议不存在时，第一ic24a与第二ic24b彼此越靠近，干扰就可以越大。

在注意单个集成电路排列在彼此附近的同时在划切晶片之后，可以在ic卡21的第一支撑23上组装单个集成电路。

此外，耦合元件22(具体而言第二支撑25)可以永久地与第一支撑23关联，或者在第一ic24a或第二ic24b与收发器电路30之间通信期间与收发器电路30关联。

可以要求减小第一ic24a和第二ic24b的尺寸以供给高电磁场以用于对第一支撑21的集成电路供电。这尤其允许降低欺骗性读数的风险。

此外，优选的是第一ic24a和第二ic24b以高频率操作，但不仅在uhf带上。例如，操作频率可以在频率868mhz(根据欧洲标准的rfid)或915mhz(根据美国标准的rfid)上以便减小集成天线36的尺寸和复杂度。

本公开具有全部在相同发明构思内的若干实施例。在下面的描述中可以参考前述的系统20，并且具有相同的结构和功能的配合部件和细节可以由相同的参考表号和缩写所表明。

在一个实施例中，如图10所示，耦合元件22包括电磁扩展26，该电磁扩展具有板载电容器(边缘电容器(fringingcapacitor))fc，其与收发器电路30限定在很精确的谐振频率上谐振的系统。板载电容器fc具有两个电容器板，该电容器板由扩展电磁扩展26的第一线圈27的板金属来获得。板载电容器fc的谐振频率允许系统20具有更高等级的安全性。

图11中示出了另一个实施例，其中第一ic24a和第二ic24b在第一支撑23的相同表面上形成并且可以在彼此侧面或者彼此相邻。它们垂直于纵轴x-x。在这种情况下，由第二支撑25在第一支撑23上关于轴x-x的侧向滑动限定电磁扩展26的第二线圈28与相应的第一ic24a和第二ic24b之间的耦合。

在图11的表示和随后表示中，在其中有第二支撑25耦合在第一支撑23上时，为了更为清楚，仅描述第二支撑25的电磁扩展26。

图12中所示的实施例不同于图11的示例，因为第二线圈28具有同时包含第一ic24a和第二ic24b的形状。第一ic24a或第二ic24b与收发器电路30之间的通信通过第二支撑25在第一支撑23上的侧向滑动发生，以便第二线圈28单独或一同包含第一ic24a和第二ic24b。

根据本发明的另一个方面，第一支撑23和第二支撑25可以为任何形状，在图13所示的示例中，第一支撑23为环形，其中第一ic24a和第二ic24b被布置在相同直径上与其圆心等距的固定位置上。

由围绕第一支撑23的圆心的旋转来限定：集成在第二支撑25中的电磁扩展26的第二线圈28分别与第一ic24a或第二ic24b之间的耦合。

根据本发明的另一个方面，系统20又可以在纸质证件50中实现，诸如例如签证和/或临时身份证(transitionalidentitycards)，如图14和图15所示。

在图14所示的实施例中，第一支撑23基本上是证件50的一页并且包括至少第一ic24a和第二ic24b。基本上由证件50的两页25a和25b来限定耦合元件22。每页分别包括电磁扩展26a、26b用于分别与第一ic24a和第二ic24b耦合。在纸质证件50中，在耦合元件22的两页25a与26a之间插入第一支撑23的页。

为了无线通信，打开证件50，并且通过第二线圈28分别外限第一ic24a或第二ic24b，第一支撑23的页分别与页25a或页25b耦合。

当证件50闭合时，第一ic24a和第二ic24b分别与第一电磁扩展26a和第二电磁扩展26b耦合但使其丧失通信协议。根据本发明，在有非法通信企图时它们相互干扰，从而保护相应数据。

在图15所示的实施例中，由纸质证件50的两页23a和23b来限定第一支撑23。每页分别包括第一ic24a和第二ic24b。由页25来限定耦合元件22，页25包括电磁扩展26，其插入在两页23a和23b之间。

电磁扩展26的第一线圈28成形为在其中同时包括第一ic24a和第二ic24b。

为了与第一ic24a无线通信，打开证件50，并且通过将电磁扩展26的第二线圈28与第一ic24a耦合，第二支撑25的页与页23a耦合。类似地，为了与第二ic24b通信，电磁扩展26的第二线圈28与页23b所包含的第二ic24b耦合。

在图16所示的实施例中，耦合元件22包括具有赫兹磁偶极的电磁扩展26，该赫兹磁偶极通过与磁偶极天线28关联的赫兹偶极天线35来实现。这样的电磁扩展26允许在“远场”通信中的无线通信。具体而言，在赫兹偶极天线35的偶极之间插入的磁偶极天线28具有如下线圈，该线圈的尺寸可以定制为分别外限与第一支撑23所关联的第一ic24a或者第二ic24b。

通过暂时将电磁扩展26的磁偶极28与第一ic24a或第二ic24b关联，使得电磁抑制元件失效以允许与收发器电路30的相应通信。根据本实施例，可以将具有赫兹磁偶极的电磁扩展26有利地用于之前所示出和描述的任何实施例中。

根据本发明的另一个方面，如图17所示，优选但非排它性地，电磁抑制元件为屏蔽元件，即电磁屏蔽44。它与耦合元件22耦合，从而当它覆盖第一ic24a时，它允许屏蔽电磁波。这保护在第一ic24a中所包含的数据以避免非法无线通信。

电磁屏蔽44由至少部分金属制成，该金属形成第二支撑25中所集成的电磁扩展26并且其由例如板载电容器或边缘电容器fc的两个电容器板或小片所形成。这些小片由作为电磁扩展26的第一线圈27的边缘的扩展来获得。

在另一个实施例中，如图18所示，第一支撑23包括单个第一ic24a而第二支撑25包括使用赫兹磁偶极(即与磁偶极天线28关联的赫兹偶极天线35)实现的电磁扩展26。

有利地，由赫兹偶极天线35的至少一个部件来限定电磁屏蔽44。使用第二支撑25和第一支撑23的相对运动，通过插入的调节设备，当磁偶极28与第一ic24a耦合时，第一ic24a中所包含的数据可以通过收发器电路30读取/写入。在一个示例中，收发器电路30包括形成作为赫兹偶极天线的天线32，以用于与电磁扩展26的赫兹天线35通信。

适合地，如图19所示，不同于图18的示例，第一支撑23包括第一ic24a，也包括第二ic24b。

由赫兹偶极天线35的每个部件来限定电磁抑制元件。赫兹偶极天线35通过适合的调节设备来移动，而相应部件与第一ic24a和第二ic24b耦合，从而允许与收发器电路30的相应通信。

第一ic24a和第二ic24b设置有集成磁偶极的天线36，而收发器电路30与赫兹偶极天线32通信。因此，电磁扩展26允许收发器电路30与第一ic24a或第二ic24b之间的通信。

根据本发明的另一个实施例，如果电磁抑制元件为排它的屏蔽元件，可以避免禁止使用防冲突协议。

如图20所示，另一个实施例有所不同，因为电磁抑制元件为电磁屏蔽44，该电磁屏蔽与第二支撑25关联并且以相对于电磁扩展26以独立的方式形成，其在本示例中为具有磁偶极的类型。

当第一支撑23与第二支撑25关联时，电磁屏蔽44屏蔽第一ic24并且抑制通信，从而保护第一ic24a中所包含的数据。然而，当电磁扩展26的第二线圈28外限第一ic24a时，收发器电路30与第一ic24a无线通信。

电磁屏蔽44的位置和尺寸为设计变量。具体而言，屏蔽可以放置于电磁扩展26的内部或外部，如图21示出后者的示例。如果电磁屏蔽44外置于电磁扩展26，那么可以避免电磁扩展26的操作问题。

在图20和图21的实施例中，例如其中电磁屏蔽与电磁扩展26分离，系统20在它自身扩展的设计方面具有更大的自由度。

在如图22所示的实施例中，第二支撑25包括第一电磁屏蔽44a和第二电磁屏蔽44b，第一电磁屏蔽44a和第二电磁屏蔽44b基本形成为小片，并且侧向地置于电磁扩展26的第二线圈28外部。

第一支撑23包括沿第一支撑23的纵轴x-x对准的第一ic24a和第二ic24b。它们以此间隔交错以便包含电磁扩展26的第二线圈28。

具体而言，第一电磁屏蔽44a和第二电磁屏蔽44b具有如下长度：当第二线圈28与第一ic24a或第二ic24b耦合时可以分别悬置于另一ic之上。

有利地，具有像电磁屏蔽一样形成的电磁抑制元件的系统20也可以在纸质证件50(诸如例如签证和/或传统身份证)中实现，如在将在下面所描述的图23至图26中示意性地示出的那样。

在图23所示的实施例中，第一支撑23基本是页，其包括至少一个第一ic24a，该页插入在另外两页(分别为25b和25b)之间。耦合元件22由页25a所限定并且包括电磁扩展26，而页25包含电磁屏蔽44。在两页25a与25b之间插入第一支撑23的页，从而当证件50闭合时，在第一ic24a上叠置的电磁屏蔽44允许屏蔽，即抑制第一ic24a。

为了与第一ic24a通信，证件50打开，并且通过将电磁扩展26的第二线圈28与第一ic24a耦合来使第一支撑23的单页与页25a耦合。在无线通信期间，可能必需的是将包括屏蔽44的页25b维持与第一支撑23隔开足够距离，以免电磁屏蔽44阻碍电磁波到达收发器电路30的天线32。

在图24所示的实施例中，与图23所示的示例不同的是，第一支撑23包括第一ic24a，第二ic24b沿纵轴x-x布置，而两页25a和25b中的每页包括电磁扩展26a和电磁扩展26b以及相应的电磁屏蔽44a和44b，电磁屏蔽44a和44b以交替方式布置并且如同彼此的镜像。

在第二支撑的两页25a与25b之间插入第一支撑23的页，而当纸质证件50闭合时，每个屏蔽44a和44b分别叠置在第一ic24a上和第二ic24b上以允许屏蔽。为了与收发器电路30通信，证件50打开，并且两页25a和25b之一叠置在第一中央支撑23上，从而以根据所叠置页的交替方式来同时允许一个ic的屏蔽和另一个ic的通信。

在另一个实施例中，如图25所示，纸质证件50的页51，关于纵轴x-x垂直分离，上面部分中包括第一支撑23而页51的下面部分25a包括电磁扩展26。纸质文件50面对页51的另一页25b包括电磁屏蔽44。

当纸质证件50闭合而页相互叠置时，电磁屏蔽44叠置在至少一个第一ic24a上以允许保护其中所包含的数据。为了与至少一个第一ic24a通信，下面部分25a可以再折叠(如图25中箭头所突出)以将第二线圈28叠置在至少一个第一ic24a上。

这个实施例允许当纸质证件50闭合时将屏蔽44叠置在所述至少一个第一ic24a上而对电磁扩展26解耦合，因此增强所包含数据的保护。

在图26所示的示例中，纸质证件50的页51沿纵轴x-x纵向划分，而侧向部分23包括至少一个第一ic24a。页51的另一侧向部分25a包括电磁屏蔽44。纸质证件50的面对页51的另一页25b包括电磁扩展26。

当纸质文件50闭合并且侧向部分25a在侧向部分23之上时，电磁屏蔽44叠置在至少一个第一ic24a上，以允许保护其中所包含的数据。为了与收发器电路30通信，页51打开并且包含电磁扩展26的另一页25b叠置在侧向部分23上，而电磁扩展26的第二线圈28外限所述至少一个第一ic24a。

这个示例允许第一ic24a中所包含的数据保护增强。实际上，当纸质证件50闭合时，在电磁扩展26与所述至少一个第一ic24a之间插入电磁屏蔽44。

根据本发明的另一方面，电磁抑制元件可以包括屏蔽元件和干扰元件。因此，可以使第一ic24a和第二ic24b丧失防冲突协议。

在其他一些实施例中，优选地至少使用两个芯片实现第一ic24a和第二ic24b。每个芯片优选地设置有磁偶极天线，如图27a中所示意性示出的那样。第一ic24a和第二ic24b可以属于相同半导体材料裸片。以此方式，有可能以很大的精确度来设定两个集成天线36a与36b之间的距离。

然而，实现方式有可能其中至少一个第一ic24a设置有至少两个天线，如图27b所示。

自然地，在特定客户需求的情况下，芯片的数量可以变化。例如rfid类型的芯片具有很小的尺寸，基本等于500μmx500μm。这允许当在一块晶片上可以形成数万个芯片时减少成本。

如图28所示，在相同的第一支撑23中可以以特定布局集成可变数量的第一ic24a和第二ic24b。这允许具有至少一个簇(cluster)的布置，该簇具有适当布置得相互靠近的至少一个第一ic24a和第二ic24b，以用于使电磁干扰的效果更加高效。在一个实施例中，第一支撑23包括用于包括可能为加密的信息的驱动ic40，以便允许每个第一ic24a和第二ic24b的空间标识或者允许读取顺序(即必须经过一个ic转到另一个ic所依照的序列)或者替代地允许根据特定编码的读取/写入。

在其他一些实施例中，可以使驱动ic40为可访问的，并且可以使剩下的第一ic24a和第二ic24b为不可访问的，例如因为由于缺乏防冲突协议所造成的干扰。

在另一个实施例中，可以实现驱动ic40以便执行第一ic24a中和第二ic24b中所包含的信息布置的修改。可替换地，可以实现为由通过收发器电路30的写入操作来执行信息编码的修改。

在另一个实施例中，如图29所示，第一支撑23包括第一簇41a和第二簇41b，每个簇包括至少一个第一ic24a和第二ic24b。它们被布置用于分别以彼此不同的第一频率f1和第二频率f2通信。耦合元件22包括第一电磁扩展26a和第二电磁扩展26b，其可以分别与收发器电路30的第一天线32a和第二天线32b关联，以用于允许第一簇41a与第二簇41b之间的分别以第一频率f1和第二频率f2的通信。

作为第一天线32a和第二天线32b的替代，收发器电路30可以包括宽带通信系统，该系统被布置用于以第一频率f`1和第二频率f2通信。

以两个或更多频率的该实施例允许集成电路中所包含的数据的更强保护。这使得以非法方式来读取所述第一簇41a和第二簇41b的每个芯片的内容变得更困难。

为了使非法读取数据更加困难，由至少一个ic或存在于ic卡21的第一支撑23上的至少一个簇可以连续改变空间位置。这由至少耦合元件22针对ic或簇自身所必须的对支撑23的表面的保护性扫描。

在如图30所示的另一个实施例中，收发器电路30还限定耦合元件22。收发器电路30的集成电路31是具有oca(片上天线)的一个集成电路，并且以面向方式分别与第一ic24a和第二ic24b耦合以允许无线通信。这种通信被称为芯片对芯片通信，并且其提供第一ic24a和第二ic24b的操作可能所必需的电力。

在所有上面所描述的实施例中，每个元件的尺寸和布置可以根据设计需要和应用来形成。

有利地，系统20可能拥有额外的屏蔽以用于在ic卡自身与收发器电路30通信期间避免在单个集成电路(即第一ic24a和第二ic24b)中所包含的信息以非法方式被获取。当使用“远场”类型的天线时这尤其有利。

在上面所描述的示例的又一些实施例中，至少一个集成电路24a可能与外置天线36关联，该天线具有不同的尺寸，天线36通过凸块或焊线连接到ic24a。在这些实施例中，在电磁扩展26的第二线圈28外限至少一个ic24a的至少外置天线36时，发生至少一个ic24a与收发器电路30之间的通信。

根据本发明的另一个方面，第一ic24a或第二ic24b的天线36可以布置为用于以特定频率或在频带内通信。

自然地，可以全部在本公开的相同发明构思之内实现所描述的实施例与由其所得的其他一些实施例的结合。

本公开还涉及一种使用如上面所描述的系统20的、集成电路的安全无线通信的方法。具有相同的结构和功能的配合件和细节可以由相同的参考表号和缩写所表明。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

-形成至少一个第一ic24a，第一ic24a设置有至少一个天线36，该天线36优选但非排它性地集成在至少一个第一ic24a中以形成具有嵌入式天线或oca(片上天线)的一个集成电路；

-形成用于与至少一个第一ic24a通信的收发器电路30，收发器电路30包括与天线32关联的一个集成集成电路31。

有利地，所述方法包括以下步骤：

-电磁抑制所述至少一个第一ic24a以保护其中所包含的数据；

-通过在至少一个第一ic24a的至少天线36与收发器电路30之间插入耦合元件22来暂时使电磁抑制失效，从而允许所述无线通信。

所述方法提供由电磁扩展26来形成耦合元件22，该电磁扩展包括与第二天线28耦合的至少一个第一天线27。

具体而言，暂时使电磁抑制失效的步骤提供将第二天线28暂时地至少关联到至少一个第一ic24a的天线36，以允许与收发器电路30的无线通信。

具体而言，所述方法提供形成具有外限至少第一ic24a的至少天线36的尺寸的第二天线28，形成具有基本上大于第二天线28的尺寸的第一天线27，以用于吸收由电磁波提供的能量的较大量。以此方式，减小第二天线28的尺寸允许通量增大，并且因此有利于发射电磁波以用于发射电路30与至少第一ic24a之间的通信。天线36与第二天线38耦合。

所述方法提供电磁抑制至少一个第一ic24a以提供电磁抑制元件，该电磁抑制元件可以由干扰元件或屏蔽元件、或同时包含它们两者的元件所形成。

所述方法通过在第一ic24a旁边布置第二ic24b以及通过使第一ic24a和第二ic24b丧失使用防冲突协议来提供干扰电磁元件，从而限定两者间的电磁干扰。

具体而言，当对第一ic24a和第二ic24b供电时，通过相应天线36，它们同时通信并且发射的数据和信息相互冲突。这产生干扰，使其不可能在它们的每个中读取/写入数据。在一个实施例中，天线36集成在第一ic24a和第二ic24b中。在又一实施例中，天线36在外部形成并且与第一ic24a和第二ic24b关联。

根据本发明的一个方面，在无线通信期间所述方法提供通过预布置的调节装置来移动耦合元件22以允许第二天线28分别外限至少第一ic24a或第二ic24b的至少天线36。这允许暂时使电磁抑制失效以同时允许收发器电路30与第一ic24a或第二ic24b之间的通信。

所述方法提供调节装置或者根据需要和应用的手动或自动类型的调节器。

根据本发明的另一个方面，所述方法包括：

-提供包括至少一个第一ic24a的第一支撑23，

-在第二支撑25中形成耦合元件22，

-形成与第二支撑25的表面一致的电磁扩展26。

所述方法继而通过如下方式提供电磁抑制元件的暂时失效：将第二支撑25与第一支撑23关联以便面对电磁扩展26，从而使第二天线28外限至少一个第一ic24a的至少天线36。

所述方法继而允许通过调节装置的第一支撑23和第二支撑25的相对运动(优选为滑动)以允许暂时失效。

如果电磁屏蔽元件由屏蔽元件形成，则所述方法通过在电磁扩展26旁边形成的至少一个电磁屏蔽44(优选为金属的)来形成屏蔽元件。

屏蔽元件44可以为电磁扩展26的一部分或者通过被布置在电磁扩展26的内部或外部而与其独立。以此方式，电磁抑制至少一个第一ic24a的步骤提供电磁屏蔽44与至少一个第一ic24a的天线36关联以屏蔽它，并且因此保护第一ic24a自身所包含的数据的至少一部分。这避免数据遭受非法读取/写入。

根据之前所描述的那样，使电磁抑制暂时失效的步骤提供移动耦合元件22，从而电磁扩展26的第二天线28外限至少一个第一ic24a的至少天线36。

在一个实施例中，其中提供第一ic24a和第二ic24b，电磁抑制元件包括电磁屏蔽和电磁抑制元件这两者。形成第一ic24a和第二ic24b，并且也使其丧失使用防冲突协议。

根据本发明的一个方面，所述方法提供以赫兹偶极天线来形成电磁扩展26的第一天线35，并且以磁偶极天线来形成第二天线28以由第一天线35的偶极中的至少一个来限定电磁屏蔽44。

根据本发明的又一方面，所述方法提供将第一ic24a和第二ic24b放置得彼此靠近以用于使产生电磁干扰更加高效。

自然地，又一些实施例可以得以实现，其全部在本发明的相同发明构思内。

甚至，或具体而言，所述方法可以提供驱动ic40，其适用于包括可能为加密的信息，以便允许每个簇的空间识别或者允许通信的顺序(即必须从一个ic转到另一个ic所依照的序列)或者同样允许根据特别编码的通信步骤。

在另一实施例中，所述方法也可以使驱动ic为可访问的，并且针对干扰使其不可访问。例如，这可能因为第一ic24a和第二ic24b中缺乏防冲突协议。

在另一实施例中，所述方法提供驱动ic40为可访问的，以在驱动ic40中允许所有信息(该信息可以是在允许与第一ic24a和第二ic24b通信的步骤中所必须的)，或者由通过收发器电路30的写入操作来执行信息编码的修改。

在又一实施例中，所述方法提供第一簇41a和第二簇41b，两者都包括至少一个第一ic24a。第一簇41a和第二簇41b适用于分别以彼此不同的第一频率f1和第二频率f2与收发器电路30通信。所述方法通过分别布置第一电磁扩展26a和第二电磁扩展26b并且将它们分别与第一簇41a或第二簇41b耦合来提供耦合元件22。所述方法包括使电磁抑制元件暂时失效的步骤。这形成为干扰元件或屏蔽元件。

所述方法还提供为收发器电路30配备相应的第一天线32a和第二天线32b，第一天线32a和第二天线32b分别以第一频率f1和第二频率f2通信。可替换地，收发器电路30包括宽带通信系统。

这个实施例增强第一簇41a和第二簇41b的每个芯片中所包含的数据的防卫，这增加存储数据的非法通信的难度。

在又一实施例中，所述方法不断变换至少一个ic或簇的位置，使得有必要例如由耦合元件22来对ic或簇进行完全扫描。这增强数据保护，并且使非法读取该数据更加困难

在又一实施例中，收发器电路30和耦合元件22形成为单个元件。集成电路31可以是具有嵌入式天线的集成电路并且其直接面对收发器天线30。这允许至少一个ic24a具有芯片对芯片通信，并且提供至少一个ic24a的操作可能所必需的电力。

根据本发明的所述系统的主要优点是获得对于“近场”通信和“远场”通信都高效的无线通信的高度保护。实际上，由于以组合的方式来操作的电磁抑制元件和耦合元件，因此当每个集成电路不与收发器电路通信时，具有对每个集成电路中所包含的数据的高效保护。

本发明的另一个优点在于所述系统所具有的通用性，实际上耦合元件和收发器电路可以形成为分离的元件。虽然它们可以在通信步骤期间关联，但根据应用其也作为单一不可分割的元件。

另一个显著优点在于以下事实：根据本发明的系统可以通过使用卡片状的支撑或纸质证件或其他来实施。因此可以创造很安全的ic或“超安全卡”或usc。

另一个优点在于紧凑性以及操作简易性。

又一个优点在于有可能以基本降低的成本来形成这个系统。

再一个优点在于有可能在包括集成电路的现有系统中使用根据本发明的系统与方法。这通过根据所使用的应用引入电磁抑制元件以及耦合元件来执行。

一般的天线、一般地扩展以及它们的类型的形式不限。

包括至少一个集成电路的第一支撑的类型以及其形式并非限制。

一般的电磁屏蔽可以为金属类型或磁类型，或者可以在金属材料中有磁颗粒，或反之亦然，在磁材料中有金属颗粒或者可以使用具有导电性质的磁材料，诸如例如镍或钴或它们的相关合金。

无线通信与可能的编码的方法(如频率或频带)不限。

显然本领域专业人员以满足偶然和特定需要为目的，可以允许引入对所述的系统与方法、或与关于所示内容与现有技术的混合形式的若干修改，其全部在如下面权利要求所限定的本发明保护范围之内。