專利名稱：一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻sim卡及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻通訊領(lǐng)域，特別是基于移動(dòng)支付的射頻智能卡應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通訊設(shè)備的普及發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)成為一種人們交 流中必不可少的日常用品，得到了越來越多的應(yīng)用。手機(jī)的發(fā)展也從原來的單純的通話工具，發(fā)展到具有收發(fā)短信的信息通訊功能，再到能夠下載圖片、拍照等多媒體功能，進(jìn)而能夠上網(wǎng)，收發(fā)電子郵件，進(jìn)行銀行、證券等業(yè)務(wù)處理，成為真正意義上的移動(dòng)信息終端，使得人們越來越離不開手機(jī)。特別是手機(jī)用于移動(dòng)支付技術(shù)的研究，使得手機(jī)的應(yīng)用更加廣闊。射頻S工M卡就是移動(dòng)支付的一種技術(shù)形式。由于射頻SM卡是通過手機(jī)獲得能量的，因此要盡可能的降低射頻SM卡的能量消耗，提高手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。通常的做法是采用定時(shí)喚醒機(jī)制。中國專利200810217240. I公開了一種采用軟件方法降低射頻SM卡功耗的方法，但該專利只是描述了一個(gè)軟件流程，硬件上如何調(diào)整定時(shí)喚醒時(shí)間，特別是當(dāng)采用外部定時(shí)電路來實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒功能時(shí)，如何將定時(shí)喚醒時(shí)間寫入外部定時(shí)電路，在該專利中都沒有描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述了一種低功耗定時(shí)喚醒射頻SM卡的裝置和方法，主要由主控芯片、定時(shí)器電路、射頻數(shù)據(jù)通訊模塊等組成。在系統(tǒng)初始化后或在未進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)通訊，不考慮射頻SM卡用于電信應(yīng)用時(shí)的通過7816接口和手機(jī)的通訊，主控芯片和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊處于休眠狀態(tài)，定時(shí)器電路上電后，產(chǎn)生定時(shí)喚醒信號，喚醒主控芯片，主控芯片控制定時(shí)器電路處于HOLD狀態(tài)，并喚醒射頻數(shù)據(jù)通訊模塊，在一定時(shí)間內(nèi)接收射頻數(shù)據(jù)，若存在射頻數(shù)據(jù)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，待通訊完成后，控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路，而且自身進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的喚醒；若在一定的時(shí)間內(nèi)，不存在射頻數(shù)據(jù)，則控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路，而且自身進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的喚醒。


圖I :具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡結(jié)構(gòu)圖2 :定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)圖3 :喚醒電路的波形圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖示對本實(shí)施方案做進(jìn)一步描述。如圖I所示，所述射頻SM卡100主要包括定時(shí)器電路101，主控芯片102，射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103。主控芯片102作為所述射頻SM卡100的CPU核心，主要有3個(gè)作用I)承載電信C0S，通過所述射頻SM卡100的7816觸點(diǎn)和手機(jī)終端相連，支持電
信應(yīng)用。2)通過通用I O接口(如SPI)和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103相連，完成對射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103的操作，如初始化、控制其進(jìn)入、退出休眠狀態(tài)，接收、發(fā)送射頻數(shù)據(jù)等。3)與定時(shí)器電路101相連，具有外部中斷喚醒功能，并輸出定時(shí)器電路101的控制信號。控制其定時(shí)產(chǎn)生中斷信號，或保持處于不工作狀態(tài)。射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103由射頻通訊芯片、射頻天線、以及天線與芯片之間的被動(dòng)元器件組成，在主控芯片102的控制下，接收來自主控芯片102的數(shù)據(jù)，按照相關(guān)射頻協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過射頻天線發(fā)射出去?；蛘呓邮諄碜陨漕l天線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過協(xié)議處理后，發(fā)送給主控芯片102。定時(shí)器電路101在主控芯片102的控制下工作，當(dāng)控制信號無效(高電平)時(shí)，定時(shí)器電路101開始工作，一定時(shí)間后輸出喚醒信號，喚醒主控芯片102。當(dāng)控制信號有效(低電平)時(shí)，定時(shí)器電路101停止工作，處于保持狀態(tài)。如圖2所示，定時(shí)器電路101由阻容充放電電路電阻1011和電容1012組成，控制信號通過二極管1013反向接入電阻1011和電容1012的共有節(jié)點(diǎn)上。當(dāng)控制信號無效(高電平)時(shí)，二極管1013反向截止，阻容充放電電路開始工作，即電容充電。當(dāng)電容電壓達(dá)到一定值的時(shí)候，即超過比較器1016的參考電壓時(shí)，比較器1016輸出有效信號(低電平)，喚醒主控芯片102，主控芯片102首先將控制信號設(shè)為有效(低電平)，二極管1013正向?qū)ǎ娙?012放電，使得電容1012兩端的電壓為低，同時(shí)比較器1016輸出無效信號(高電平)。主控芯片102開始工作，待工作完成后，將控制信號設(shè)為無效(高電平)，二極管1013進(jìn)入反向狀態(tài)，阻容充放電電路又重新開始工作。比較器1016的參考電壓通過分壓電阻1014和1015得到。所述定時(shí)喚醒射頻SIM卡的系統(tǒng)工作流程如下I.手機(jī)開機(jī)，射頻SM卡100上電復(fù)位后，主控芯片100首先給定時(shí)器電路101輸出無效信號，控制定時(shí)器電路101不工作，初始化射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103，然后使其進(jìn)入休眠低功耗狀態(tài)。待手機(jī)對射頻SM卡100初始化完成后，射頻SM卡100的主控芯片102進(jìn)入休眠低功耗之前，先開啟定時(shí)器電路101，使其工作。假設(shè)不考慮射頻SIM卡100用于電信應(yīng)用時(shí)通過7816接口和手機(jī)的通訊，主控芯片102和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103處于休眠狀態(tài)；2.定時(shí)器電路101工作后，經(jīng)過一定的延時(shí)，產(chǎn)生定時(shí)喚醒信號，喚醒主控芯片102。主控芯片102使能定時(shí)器電路101的控制信號(低電平)，保證定時(shí)器電路101不工作，同時(shí)喚醒射頻數(shù)據(jù)通訊模塊102，進(jìn)行射頻操作；3.在步驟2中，若存在射頻數(shù)據(jù)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，直到全部的交易完成。然后控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103進(jìn)入休眠狀態(tài)，并撤銷定時(shí)器電路103的控制信號(高電平)，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路101，而且自身進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的喚醒。4.在步驟2中，若在一定的時(shí)間內(nèi)，未收到射頻數(shù)據(jù)，則主控芯片102控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊103進(jìn)入休眠狀態(tài)，并撤銷定時(shí)器電路101的控制信號(高電平)，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路101，而且自身進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的喚醒。
圖3描述了系統(tǒng)工作過程中幾個(gè)關(guān)鍵信號的時(shí)序波形，在控制信號為高電平期間，主控芯片102處于休眠狀態(tài)，電容1012進(jìn)行一個(gè)充電過程，當(dāng)電容1012充電到一定電壓的時(shí)候，通過和參考電壓比較，比較器1016輸出喚醒信號(低電平)，主控芯片102被喚醒，考慮到主控芯片102的中斷響應(yīng)時(shí)間，其喚醒過程有一定的時(shí)間，被喚醒后，首先將控制信號置為有效(低電平)，電容迅速放電，變?yōu)榈碗娖剑⒈３譃榈碗娖?，比較器1016輸出的喚醒信號變?yōu)楦摺Ｖ骺匦酒?02處理相關(guān)的射頻操作，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行完成后，將控制信號置為無效(高電平)，電容由開始下一輪的充·電過程。
權(quán)利要求
1.一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡，其特征在于該射頻SIM卡包括定時(shí)器電路模塊、射頻數(shù)據(jù)通訊模塊、主控芯片模塊，其中 主控芯片模塊通過所述射頻SM卡的7816觸點(diǎn)和手機(jī)終端相連，支持電信應(yīng)用，通過通用IO接口和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊相連，完成對射頻數(shù)據(jù)通訊模塊的操作；并與定時(shí)器電路模塊相連，具有外部中斷喚醒功能，輸出給定時(shí)器電路模塊控制信號，控制定時(shí)器電路模塊定時(shí)產(chǎn)生中斷信號，或保持處于不工作狀態(tài)； 射頻數(shù)據(jù)通訊模塊由射頻通訊芯片、射頻天線、以及天線與芯片之間的被動(dòng)元器件組成，在主控芯片模塊的控制下，接收來自主控芯片的數(shù)據(jù)，按照相關(guān)射頻協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過射頻天線發(fā)射出去，或接收來自射頻天線的數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)射頻協(xié)議處理后，發(fā)送給主控芯片模塊； 定時(shí)器電路模塊在主控芯片模塊的控制下工作，當(dāng)控制信號無效時(shí)，定時(shí)器電路開始工作，一定時(shí)間后輸出喚醒信號，喚醒主控芯片；當(dāng)控制信號有效時(shí)，定時(shí)器電路模塊停止工作，處于保持狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡，其特征在于所述定時(shí)器電路模塊由阻容充放電電路組成，阻容充放電電路由電阻和電容組成，控制信號通過二極管反向接入電阻和電容的共有節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)控制信號無效，二極管反向截止，阻容充放電電路開始工作，即電容充電，當(dāng)電容電壓超過比較器參考電壓時(shí)，比較器輸出有效信號，喚醒主控芯片模塊，主控芯片模塊首先將控制信號設(shè)為有效，二極管正向?qū)?，電容放電，使得電容兩端的電壓為低，同時(shí)比較器輸出無效信號，主控芯片模塊開始工作，待工作完成后，將控制信號設(shè)為無效，二極管進(jìn)入反向狀態(tài)，阻容充放電電路又重新開始工作。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡，其特征在于所述比較器的參考電壓通過分壓電阻得到。
4.一種定時(shí)喚醒射頻SIM卡的方法，應(yīng)用在如權(quán)利要求I所述的一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡中，，其特征在于 (1)在射頻SIM卡初始化后或在未進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)通訊時(shí)，且射頻SIM卡沒有和手機(jī)進(jìn)行通訊，此時(shí)主控芯片模塊和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊處于休眠狀態(tài)； (2)定時(shí)器電路模塊在控制信號無效的時(shí)候，經(jīng)過一定的延時(shí)，產(chǎn)生定時(shí)喚醒信號，喚醒主控芯片，主控芯片使能定時(shí)器電路模塊的控制信號，保證定時(shí)器電路模塊不工作，同時(shí)喚醒射頻數(shù)據(jù)通訊模塊，進(jìn)行射頻操作； (3)在步驟(2)中，若存在射頻數(shù)據(jù)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，直到全部的交易完成，然后主控芯片模塊控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，并撤銷定時(shí)器電路模塊的控制信號，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路模塊，而且主控芯片模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次定時(shí)器電路模塊的喚醒； (4)在步驟(2)中，若在一定的時(shí)間內(nèi)，未收到射頻數(shù)據(jù)，則主控芯片模塊控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，并撤銷定時(shí)器電路的控制信號，重新啟動(dòng)定時(shí)器電路，而且主控芯片模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次定時(shí)器電路模塊的喚醒。
5.如權(quán)利要求2所述的一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡，其特征在于定時(shí)器電路模塊采用阻容網(wǎng)路組成充放電電路，當(dāng)電容充電到一定的電平時(shí)候，產(chǎn)生喚醒信號，待主控芯片喚醒后，主控芯片控制電容放電，并使電容兩端保持為不充電狀態(tài)，直到控制信號解除。
6.如權(quán)利要求2所述的一種具有定時(shí)喚醒功能的射頻SIM卡，其特征在于所述阻容充放電電路由主控芯片控制其 充放電，利用二極管的單向?qū)щ娦?，?dāng)控制端為低的時(shí)候，電容放電，使得電容兩端變?yōu)榈碗娖?，且不進(jìn)行充電，使定時(shí)器電路模塊保持在不工作狀態(tài)；當(dāng)控制端為高的時(shí)候，二極管反向截止，電容開始充電，定時(shí)器電路模塊開始工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定時(shí)喚醒射頻SIM卡的裝置和方法，主要由主控芯片、定時(shí)器電路、射頻數(shù)據(jù)通訊模塊等組成。在系統(tǒng)初始化后或在未進(jìn)行射頻數(shù)據(jù)通訊時(shí)，主控芯片和射頻數(shù)據(jù)通訊模塊處于休眠狀態(tài)，定時(shí)器電路產(chǎn)生定時(shí)喚醒信號，喚醒主控芯片，主控芯片控制定時(shí)器電路處于不工作狀態(tài)，同時(shí)，喚醒射頻數(shù)據(jù)通訊模塊，若存在射頻數(shù)據(jù)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；若不存在射頻數(shù)據(jù)，則控制射頻數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，啟動(dòng)定時(shí)器電路，而且自身進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的喚醒。
文檔編號G06K19/073GK102957811SQ20111025501
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者李丹 申請人:北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司