专利名称：一种clf与sim卡的通信方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种CLF与SIM卡的通信方法。
背景技术：
SIM卡的接口 SIM卡引脚定义符合IS07816识别卡带触点的集成电路卡规范。IS07816规范中对SIM卡引脚做了定义，如图1所示。其中C1， C2， C3， C5， C7五个引脚是常规的SIM卡引脚；C6定义为VPP高压编程引脚，现已失去作用；C4、C8己被国际标准组织扩展为新一代SIM卡USB接口 。 SIM卡与CLF芯片的连接需要在上述8个引脚内寻找解决方案。
SWP方案是Gemalto公司提出来的关于连接CLF与UICC (SIM卡)的连接方案。它是采用SIM卡的C6引脚单线连接CLF，如图2所示。
SWP的信号传输定义了两个信号，如图3所示。SI和S2信号均为数字电压信号。Sl信号采用电压调制，S2信号采用电流调制，实际上采用的是负载调制方式，其中S2信号必需在Sl信号为高电平时才有效。SIM卡通过电压表检测SI信号的高低变化，同时可以在S1信号的编码基础上恢复出时钟信号；S2信号必须在S1信号为高电平的阶段才有效，CLF通过电流表检测S2信号的变化区分"1"、 "0"信号。S2信号和Sl信号叠加在一起通过SWP单线进行传输。
图4为SWP方案中信号S1的编码图。S1信号的编码方式是每个周期T中，若信号在前3/4T为高电平、后1/4T为低电平，代表S1传输的信号为'T'，而若信号前1/4T为高电平后3/4T为低电平则代表Sl传输的信号为"0"。
图5为S2信号传输时序图，由图可以看到，只有当S1信号为高电平时，S2信号才有效。
发明内容
为了克服现有技术SWP方案的Sl信号为低电平时S2信号不能传输的问题，本发明提供了一种CLF与SIM卡的通信方法。
所述通信方法通过一根DATA线，将SIM卡的C6引脚与CLF芯片的DATA端口连接;S1信号利用SIM卡内部的Sl信号解调模块，采用电压调制方式，通过DATA线从CLF传送到SIM卡；S2信号利用SIM卡内部的S2信号调制部分和CLF芯片内部的S2信号解调部分，采用电流调制方式，通过DATA线从SIM卡传送到CLF，从而实现CLF与SIM卡的全双工通信；其中，所述通信方法还包括CLF芯片内设 置一 Sl信号调制模块，用于将Sl信号的低电平由0V提高到0.3V 0.8V，使Sl信 号无论是低电平还是高电平，S2信号都可以通过DATA线由SIM卡传送到CLF芯 片。为了提高系统的稳定性，S1信号的低电平优选为由0V提高到0.4V 0.6V。由 于信号在传输过程中会有一定的损耗，信号电平过低会使传输后的信号变得难以分 辨，过高会影响信噪比。
其中，所述S2信号解调部分包括电流电压转换及电压放大模块和电压比较及 信号还原模块。
其中，所述S1、 S2信号均为低电平为0V、高电平为3V的数字电压信号。 其中，所述S1信号、S2信号的编码方式为若S1信号、S2信号在一个信号周期
T内一直为高电平，则表示传输的信号为'T';若Sl信号、S2信号在一个信号周期T
内一直为低电平，则表示传输的信号为"O"。
其中，所述电流调制方式采用负载调制，负载调制部分SIM卡传递的S2信号控
制开关开或关，将产生两个不同的负载电阻值Rl， R2;
当S1为高电平V1时，产生电流为"贝，12 ";
/ 一2
当S1为低电平V2时，产生电流为21_1， 22—
其中，Iu， ^代表S2信号为"1"; 112， 122代表S2信号为"0"。
本发明的优点在于
1、 本发明的CLF与SIM卡的通信方法，无论Sl信号是高电平还是低电平S2 信号都可以传输，实现SIM卡与CLF的全双工数字通讯。
2、 使用本发明的CLF与SIM卡的通信方法，可降低产品成本。
3、 本发明的CLF与SIM卡的通信方法工作稳定，能在-25'C到80'C范围内正常 工作。
图l是现有技术SIM卡引脚图2是现有技术CLF与UICC的连接示意图3是现有技术SWP信号示意图； 图4是现有技术SWP方案中信号S1的编码图；图5是现有技术SWP方案中S2信号传输时序图6是本发明CLF与SIM卡的连接示意图7是本发明CLF与SIM卡连接方法模块结构图;
图8是本发明的系统整体电路结构图9是本实施例CLF模块内部电路图IO是本实施例SIM卡内部模块电路图11是本实施例S1、 S2信号编码图12是本实施例经过调制后SI信号图13是本实施例系统信号流程图。
具体实施例方式
本发明提供的CLF与SIM卡的通信方法，CLF芯片与SIM卡和手机基带芯片 的连接图如图6所示SIM卡的CI引脚(VCC)和C5引脚(GND)都与CLF和 手机基带芯片相连。由手机基带芯片向SIM卡和CLF供电。通过C6引脚，SIM卡 与CLF相连，通过一根数据线(DATA)实现全双工通信。
CLF芯片传送给SIM卡的信号定义为SI信号，SIM卡传递到CLF芯片的信号 为S2信号。SI和S2信号均为高电平为3V，低电平为0V的数字电压信号。SI信 号采用电压调制方式，S2信号采用电流调制方式(实际上是采用的负载调制方案)。
当SI信号传输时，先将SI信号进行调制，本例中，将其低电平由OV提高到 0.5V。这样，不管S1信号是高电平还是低电平时，S2信号都能向CLF芯片传递。
负载调制部分SIM卡传递的S2信号控制开关，因而通过负载调制，将会产生两 个不同的负载电阻值，设其分别为R1，R2。设S1信号的电压高低电平分别为V1，V2。
贝lj:当S1为高电平V1时，可能产生电流为11_W， 12_A2;<formula>formula see original document page 5</formula>
当S1为低电平V2时，可能产生电流为2' — ^，22 —"。
设A1/2'代表S2信号为"l"; 712 ， /22代表S2信号为"0"。则只需 过检测DATA 线上的电流值，并将其转换为电压，再对其进行放大后进行比较就可以解调出SIM 卡要传递的S2信号。
图7是本发明CLF与SIM卡连接方法模块结构图。
① S1信号调制模块将S1信号的低电平由0V提高到0.5V。
② S1信号解调模块由于Sl信号经过调制，低电平提高了，而且Sl信号在DATA单线上传输时也会有一定的电平损失，因而Sl信号解调模块用来将SI信号 的高低点平还原。
③S2信号调制部分由负载调制模块完成，S2信号经过负载调制模块转换为
S2的电流信号在DATA线上传输。
S2信号解调部分包括电流电压转换以及电压放大模块和电压比较及信号还
原模块。S2电流信号经过DATA —根线传输到CLF内部后，依次经过电流电压转换，
电压放大模块，电压比较及信号还原模块，就可以成功解调出原始的S2电压信号。 图8为本发明的系统整体电路结构图，其中，CLF模块内部电路图如图9所示。 图9中，Rl为0.5KQ， Rf为120KQ， RO为4KX2， R2为5KQ， R3为1KQ。 与Sl端口相连的四级CMOS反相器中每个管子的沟道长度L均为180nm， 一
二三四级的P管的沟道宽度W分别为660nm， 3.3um， 16.5um， 82.5um; —二三四
级的N管的W分别为220nm， l.lum， 5.5um， 27.5um。
图9中其它三个CMOS反相器的所有P管和N管的L为180nm， W均为220nm。 运算放大器是用VerilogA语言描写的一个模块，它的增益为835000。 SIM卡内部模块电路如图IO所示
图10中Rl为2.5KQ， R2为160KQ，所有PMOS管和NMOS管的沟道长度L 均为180nm，沟道宽度W为220nm。
SIM卡和CLF芯片内部模块的所有元件都是采用的SMIC 0.18um CMOS的工艺。
S1和S2信号编码如图ll所示，Sl信号经过调制后如图12所示。 在整个系统中，S1和S2信号的调制，解调过程信号的流程图如图13所示。 其中，^(旨是指由两级反相器组成的电压比较模块的转换电压1.158V。 将本实施例所涉及的电路经过版图设计后分别集成到NFC芯片和SIM卡芯片的
内部。通过将修改后的NFC芯片和SIM卡芯片都添加到手机中，就可以实现手机的
非接触支付功能。
权利要求
1、一种CLF与SIM卡的通信方法，所述方法通过一根DATA线，将SIM卡的C6引脚与CLF芯片的DATA端口连接；S1信号利用SIM卡内部的S1信号解调模块，采用电压调制方式，通过DATA线从CLF传送到SIM卡；S2信号利用SIM卡内部的S2信号调制部分和CLF芯片内部的S2信号解调部分，采用电流调制方式，通过DATA线从SIM卡传送到CLF，从而实现CLF与SIM卡的全双工通信；其特征在于，所述通信方法还包括CLF芯片内设置一S1信号调制模块，用于将S1信号的低电平由0V提高到0.3V～0.8V，使S1信号无论是低电平还是高电平，S2信号都可以通过DATA线由SIM卡传送到CLF芯片。
2、 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述S2信号解调部分包括 电流电压转换及电压放大模块和电压比较及信号还原模块。
3、 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述S1信号、S2信号均为 低电平为OV、高电平为3V的数字电压信号。
4、 根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述S1信号、S2信号的编 码方式为若Sl信号、S2信号在一个信号周期T内一直为高电平，则表示传输的信 号为"l";若S1信号、S2信号在一个信号周期T内一直为低电平，则表示传输的信 号为"O"。
5、 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述电流调制方式采用负载 调制，负载调制部分SIM卡传递的S2信号控制开关开或关，将产生两个不同的负载 电阻值Rl， R2;当S1为高电平V1时，产生电流为当S1为低电平V2时，产生电流为 其中，111， Iu代表S2信号为"l"; 112， 122代表S2信号为"0"。
6、 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述S1信号的低电平由0V 提高到0.4V 0.6V。
全文摘要
本发明涉及一种CLF与SIM卡的通信方法，所述方法通过一根DATA线，将SIM卡的C6引脚与CLF芯片的DATA端口连接；S1信号利用SIM卡内部的S1信号解调模块，采用电压调制方式，通过DATA线从CLF传送到SIM卡；S2信号利用SIM卡内部的S2信号调制部分和CLF芯片内部的S2信号解调部分，采用电流调制方式，通过DATA线从SIM卡传送到CLF，从而实现CLF与SIM卡的全双工通信；其中，所述通信方法还包括CLF芯片内设置一S1信号调制模块，用于将S1信号的低电平由0V提高到0.3V～0.8V，使S1信号无论是低电平还是高电平，S2信号都可以通过DATA线由SIM卡传送到CLF芯片。
文档编号G06K7/00GK101661548SQ20081011914
公开日2010年3月3日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者李云岗, 琪 王, 王东辉 申请人:中国科学院声学研究所