ДВОЙНАЯ СИСТЕМА УНИВЕРСАЛЬНЫХ КАРТОЧЕК НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ (UICC) ДЛЯ ПЕРЕНОСНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2007 года по МПК G06K19/07 H04M1/72 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к модулю идентификации абонента (SIM), в частности, к SIM, который может связываться с антенной для бесконтактного применения.

Предпосылки изобретения

Для оказания самых разных услуг абонентам созданы сети связи. Некоторыми из широко используемых и хорошо известных услуг являются услуги мобильной связи, например сотовые телефоны. Для улучшения функций электронных устройств широко используются карточки с поверхностными контактами, имеющие специальные схемы. Например, SIM-карта (карта модуля идентификации абонента) вставляется в мобильный телефон для выделения определенных функций телефона данному владельцу SIM-карты. При замене SIM-карты один и тот же телефон может использоваться как личный телефон несколькими владельцами SIM-карт. Другие сети связи оказывают услуги, связанные с банковскими операциями и функциями для осуществления сделок. Один из способов обеспечить безопасную передачу данных - это использовать модуль идентификации абонента (SIM), который можно вставлять или вынимать из сотового телефона. Данные, хранящиеся в SIM, управляют доступом телефона к сетевой услуге. Последние версии SIM содержат интерпретатор программ, написанный на машинном языке высокого уровня, например, JAVA. Такой SIM описан Европейским институтом стандартов электросвязи (ETSI) в документе "Технические условия на глобальную систему мобильной связи GSM 11.11, июль 1996 г., версия 5.3.0" (GSM Technical Specification GSM 11.11 of July 1996, Version 5.3.0), текст которого настоящей ссылкой включается в данное описание. Как известно, SIM содержит идентификатор абонента мобильной связи (международный идентификатор абонента мобильной связи - IMSI), индивидуальный ключ абонента (Ki), алгоритм аутентификации, личный идентификационный номер (PIN) и другие постоянные и временные данные.

Как уже отмечалось выше, SIM-карты наиболее широко используются в устройствах связи для обеспечения доступа пользователя к индивидуальной учетной записи или конкретной сети беспроводной телефонной связи в конкретной стране. Каждая SIM-карта содержит информацию о конфигурации выбранной сети, а также информацию, идентифицирующую пользователя, например, номер мобильного телефона пользователя. Идентификационная карточка или карточка памяти вставляется в корпус мобильного телефона через доступный для пользователя интерфейс, обычно выполненный в корпусе мобильного телефона или на его поверхности, например, как поверхность, которая закрыта портативным батарейным источником питания телефона и находится в контакте с ним. При вставке в телефон карточка электрически соединяется с внутренней схемой мобильного телефона, обеспечивая тем самым доступ мобильного телефона к информации на идентификационной карточке/карточке памяти. Обычный механизм удерживания карточки SIM имеет основание, выполненное из изолирующего материала, и крышку, шарнирно присоединенную к основанию. Основание смонтировано на печатной плате (РСВ) мобильного телефона и имеет несколько штырьковых контактов. Крышка поворачивается вверх в открытое положение, и SIM-карта вставляется в приемные канавки, выполненные на противоположных сторонах крышки. Затем крышка поворачивается вниз в закрытое положение, и контактные площадки SIM-карты приводятся в электрический контакт со штырьковыми контактами на основании.

Портативные интегральные электронные карточки обычно имеют стандартные размеры с чипом, расположенным в заданном месте относительно краев карточки в зависимости от типа электронного устройства. SIM-карты обычно выпускаются одного или двух размеров, т.е., полноразмерная карта или карта размера ISO и микрокарта или карта вставного размера (plug-in sized card). Полноразмерная карта имеет приблизительно размер стандартной кредитной карточки, а карта вставного размера имеет приблизительно длину 25 мм и ширину 15 мм и толщину менее 1 мм. Для того чтобы обеспечить правильную ориентацию SIM-карты вставного размера при вставке в мобильный телефон, один уголок карты, которая вообще имеет прямоугольную форму, срезан под углом так, что длина одной стороны карты уменьшается примерно до 21 мм, а ширина прилегающего края - примерно до 12 мм. Карту можно вставить в телефон только в том случае, если срезанный уголок будет в правильном положении.

Как известно специалистам в данной области, бесконтактная операционная карточка имеет интегральную схему и антенну, встроенную в эту карточку. Антенна обычно выполнена рамочной или намотанной с определенной конфигурацией диаграммы направленности. Считывание информации на бесконтактную операционную карточку и с нее осуществляется радиочастотными сигналами, передаваемыми антенной. В настоящее время бесконтактная операционная карточка выпускается с размерами кредитной карточки и носится в кармане. Целью настоящего изобретения является создание бесконтактной операционной карточки с размерами, позволяющими легко и удобно хранить ее в мобильном телефоне.

Краткое описание изобретения

В свете вышеизложенного, целью настоящего изобретения является создание двойной системы универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) с функцией бесконтактных операций.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание двойной системы универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) с выпущенным позже приложением набора инструментов SIM, например, банковское обслуживание по сети сотовой связи, торговля акциями по сети сотовой связи и т.п.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание двойной системы универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) с расширенной памятью для SIM-приложения.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание двойной системы универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) с услугой NFC (ближнепольной связи).

В соответствии с указанной целью, настоящее изобретение раскрывает двойную систему универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) для переносного устройства, причем это переносное устройство представляет собой сотовый телефон или карманный компьютер. Система содержит карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС), имеющую первую интегральную схему (ИС). Подложка используется для размещения на ней карточки на главной интегральной схеме (ИС), имеющей вторую интегральную схему (ИС) и контактный интерфейс. Контактный интерфейс связан с первой и второй интегральными схемами (ИС). Для передачи информации, со второй интегральной схемой (ИС) связана антенна.

Антенна выполнена отдельно от подложки или встроена в нее и адаптирована к стандарту универсальных карточек на интегральных схемах (UICC), включая SIM, универсальный модуль идентификации абонента (USIM), модуль идентификации пользователя (UIM), сменный модуль идентификации пользователя (RUIM) и т.п.

Первая интегральная схема (ИС) - это SIM (модуль идентификации абонента). Вторая интегральная схема (ИС) - это управляющая интегральная схема (ИС), SIM (модуль идентификации абонента) или запоминающее устройство.

Кроме того, система содержит контроллер переносного устройства, связанный со второй интегральной схемой (ИС) для управления первой или второй интегральной схемой (ИС).

Кроме того, система содержит проводящие провода для подсоединения к первой и второй интегральным схемам (ИС) соответственно.

Кроме того, двойная система универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) для переносного устройства содержит карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС), имеющую первую интегральную схему (ИС) с первыми несколькими выводами ввода/вывода. Подложка используется для размещения на ней карточки на главной интегральной схеме (ИС), соединенной с карточкой на подчиненной интегральной схеме (ИС). Карточка на главной интегральной схеме (ИС) имеет несколько контактов ввода/вывода и вторую интегральную схему (ИС). Вторая интегральная схема (ИС) имеет вторые несколько выводов ввода/вывода. Несколько контактов ввода/вывода связаны с первыми и вторыми несколькими выводами ввода/вывода соответственно. Для передачи информации, со второй интегральной схемой (ИС) связана антенна.

Карточка на подчиненной интегральной схеме (ИС) имеет отверстие для размещения в нем второй интегральной схемы (ИС). Первая интегральная схема (ИС) - это SIM (модуль идентификации абонента). Вторая интегральная схема (ИС) - это управляющая интегральная схема (ИС), SIM (модуль идентификации абонента) или запоминающее устройство. Запоминающим устройством является электрически-стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM).

Кроме того, система содержит контроллер переносного устройства, связанный со второй интегральной схемой (ИС) и предназначенный для управления первой или второй интегральной схемой (ИС).

Кроме того, система содержит проводящие провода для подсоединения к первым и вторым нескольким выводам ввода/вывода соответственно.

Вторые несколько выводов ввода/вывода используются для связи между системой услуг мобильной телефонной связи и указанной карточкой на главной интегральной схеме (ИС). Вторые несколько выводов ввода/вывода используются для связи между системой услуг бесконтактных операций и указанной карточкой на главной интегральной схеме (ИС).

Краткое описание чертежей

Упомянутые аспекты и многие из присущих преимуществ этого изобретения станут более понятными из приведенного ниже подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

на фиг.1 представлена предлагаемая двойная система UICC;

на фиг.2 представлена предлагаемая подчиненная UICC;

на фиг.3 представлена предлагаемая главная UICC.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Чертежи и приведенное ниже описание служат только цели иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и не ограничивают его объем.

На фиг.1 представлена предлагаемая двойная система универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) для переносного устройства. Переносное устройство представляет собой сотовый телефон или карманный персональный компьютер. Двойная система UICC содержит карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС) 100 и карточку на главной интегральной схеме (ИС) 101. Обе карточки на ИС можно вставлять в SIM-гнезда. Карточка на главной интегральной схеме (ИС) 101 связана с антенной 105 и переносным контроллером 106 устройства. Карточка на подчиненной ИС 100 имеет чип интегральной схемы 102, установленный на одной поверхности карточки 100. Например, чип интегральной схемы 102 представляет собой SIM, USIM, UIM, RUIM и т.п. Карточка на главной интегральной схеме (ИС) 101 имеет контактный интерфейс 103 и чип или запоминающее устройство 104. Чипом 104 предпочтительно является флип-чип (flip chip). Контактный интерфейс 103 может быть связан с чипом интегральной схемы 102 и флип-чипом 104. Флип-чип 104 может быть встроенным в многослойную печатную плату (МПП). В одном варианте осуществления флип-чип 104 может действовать в качестве интегральной схемы (ИС) контроллера для управления чипом интегральной схемы 102 карточки на подчиненной интегральной схеме (ИС) 100 через контактный интерфейс 103. Кроме того, флип-чип 104 может быть запоминающим устройством, например, электрически-стираемым программируемым ПЗУ, для хранения данных, чтобы двойная система UICC имела функцию расширения памяти для SIM-приложений, например, расширенная телефонная книга, функция передачи коротких сообщений (SMS) и т.п. Кроме того, флип-чип 104 может быть SIM, USIM, UIM, RUIM и т.п., и при этом двойная система UICC может быть обрабатываемой двойной функцией SIM, позволяя мобильному телефону получать сигналы из двух разных систем связи или идентичной системы связи. Внешняя антенна может подключаться к флип-чипу 104 МПП для ближнепольной связи (бесконтактные приложения). МПП с флип-чипом 104 контактирует с контактной поверхностью первоначального (U)SIM 102 и непосредственно взаимодействует с переносным устройством, например, мобильным телефоном, терминалом. Т.е., МПП с флип-чипом 104 создает цепь прямого контакта от флип-чипа 104 до мобильного телефона. Кроме того, контроллер 106 мобильного телефона может непосредственно управлять флип-чипом 104 для выполнения определенной функции. По приложению, находящемуся во флип-чипе 104, флип-чип 104 фактически перехватывает конкретные коммуникационные сигналы между выводом мобильного телефона и первоначальным (U)SIM 102 и преобразовывает сигнал ответов из (U)SIM 102 на вывод мобильного телефона для выполнения расширяющего приложения, например, дополнительной подписки, выпущенного позже приложения набора инструментов SIM, например, банковское обслуживание по сети сотовой связи, торговля акциями по сети сотовой связи и т.п. Флип-чип 104 объединяет меню приложения набора инструментов SIM первоначального (U)SIM 102 (при наличии такового) со своим меню, которое содержит расширяющее приложение.

На фиг.2 представлена предлагаемая карточка на подчиненной ИС. Карточка на подчиненной ИС 200 имеет чип интегральной схемы 201, смонтированный на одной поверхности карточки 200 или встроенный в нее, и срезанный уголок 205 для указания пользователю, как правильно вставить карточку 200. Как известно специалистам, срезанный уголок 205 предназначен для направления точной вставки в носитель или держатель SIM-карты 200. Например, чип интегральной схемы 201 представляет собой SIM, USIM, UIM, RUIM и т.п. Чип интегральной схемы 201 хорошо известен специалистам, и поэтому его подробное описание не приводится. Материалом подложки для SIM 201 может быть пластиковый материал, подобный используемому в кредитных или операционных карточках. Предпочтительно, материал, в одном примере, форма и размеры SIM-карты 200 адаптированы к стандартной SIM-карте. Информация, хранимая в карточке на подчиненной ИС 200, может быть доступной, когда SIM 201 находится в физическом контакте с контактными штырьками электронного устройства.

Карточка на подчиненной ИС 200 представляет собой SIM-, USIM-, UIM-, RUIM-карту и т.п. В типичной SIM-карте 200 используются шесть выводов 202 для контакта с шестью штырьками соединителя переносного устройства через проводящие провода 203.

SIM-карта может иметь отверстие 204 для размещения в нем еще одного чипа интегральной схемы (ИС).

На фиг.3 показана предлагаемая карточка на главной ИС. Карточка на главной ИС 300 имеет флип-чип 301, смонтированный на одной поверхности карточки 300 или встроенный в нее, несколько контактов ввода/вывода 304 и срезанный уголок 305 для указания пользователю, как правильно вставить карточку 300. Флип-чип 301 может быть встроенным в многослойную печатную плату (МПП). Флип-чип 301 имеет несколько выводов 302 для подсоединения проводов переносного коммуникационного устройства, например, сотового телефона.

Кроме того, на вставном SIM 201 может предусматриваться ниша для установки в ней флип-чипа 301. Контактные штырьки ввода/вывода первоначального (U)SIM платой МПП можно перенаправить к флип-чипу 301. Силовые контактные штырьки тоже можно перенаправить к флип-чипу 301 для лучшего управления питанием.

Одна из особенностей настоящего изобретения заключается в том, что флип-чип 301 связан с чипом интегральной схемы 201 через контакты ввода/вывода 304 и проводящие провода 203, 303 и 305. В одном варианте осуществления флип-чип 301 может действовать в качестве интегральной схемы (ИС) контроллера для управления чипом интегральной схемы 201 карточки на подчиненной интегральной схеме (ИС) 200 через контакты ввода/вывода 304. Число контактов ввода/вывода 304 не ограничено. Например, число контактов ввода/вывода 304 равняется шести (1, 2, 3, 4, 5, 6), контактирующих с Vcc (питание), GND (земля), RST (сброс), VPP (питание), I/O (ввод/вывод) и CLK (тактовые импульсы) соответственно. То есть, первоначальный (U)SIM 201 действует как подчиненный компонент для флип-чипа 301. Кроме того, флип-чип 301 может быть запоминающим устройством, например, электрически-стираемым программируемым ПЗУ, для хранения данных, чтобы двойная система UICC имела функцию расширения памяти для приложений SIM, например, расширенная телефонная книга, SMS и т.п.

Кроме того, флип-чип 301 может быть SIM, USIM, UIM, RUIM и т.п., и при этом двойная система UICC может быть обрабатываемой двойной функцией SIM. SIM-карты 200, 300 являются наиболее широко используемыми в устройствах связи для обеспечения доступа пользователю к индивидуальной учетной записи или конкретной сети беспроводной телефонной связи. Каждая SIM-карта содержит информацию о конфигурации назначенной сети, а также информацию, идентифицирующую пользователя, например, номер мобильного телефона пользователя и соответствующую учетную информацию.

Благодаря возможности флип-чипа 301 сообщаться с процессором устройства путем передачи или приема электромагнитных сигналов по воздуху, используя радиочастотный модуль переносного коммуникационного устройства, провайдер услуг может идентифицировать код пользователя или код устройства в карточке 300. Таким путем провайдер услуг может определить коммуникационные параметры карточки 300. Флип-чип 301 передает и получает информацию в виде электрического сигнала через устройство.

Кроме того, внешняя антенна 307 может подключаться к флип-чипу 301 МПП для ближнепольной связи (бесконтактные приложения). МПП с флип-чипом 301 контактирует с выводами 202 первоначального (U)SIM 201 и непосредственно взаимодействует с переносным устройством, например, мобильным телефоном, терминалом. То есть, МПП с флип-чипом 301 создает цепь прямого контакта с выводом мобильного телефона. Используя функции флип-чипа 301, например, функции управления, хранения и SIM, карточка на главной ИС 300 может управлять работой карточки на подчиненной ИС 200. Кроме того, контроллер 308 мобильного телефона может непосредственно управлять флип-чипом 301 для выполнения определенной функции. По приложению, находящемуся во флип-чипе 301, флип-чип 301 фактически перехватывает конкретные коммуникационные сигналы между выводом мобильного телефона и первоначальным (U)SIM 201 и преобразовывает сигнал ответов из (U)SIM 201 на вывод мобильного телефона для выполнения расширяющего приложения, например, дополнительной подписки, выпущенного позже приложения набора инструментов SIM, например, банковское обслуживание по сети сотовой связи, торговля акциями по сети сотовой связи и т.п. Флип-чип 301 объединяет меню приложения набора инструментов SIM первоначального (U)SIM 201 (при наличии такового) со своим меню, которое содержит расширяющее приложение.

Флип-чип 301 соединен с антенной 307, благодаря чему электромагнитные сигналы могут передаваться из флип-чипа 301 и приниматься им. Карточка на главной ИС 300 сообщается с устройством считывания или записи путем передачи или приема электромагнитных сигналов по воздуху с использованием антенны 307. Следует отметить, что антенна 307 отличается от антенны переносного коммуникационного устройства. Это передающая антенна низкой мощности для бесконтактной или ближнепольной связи (NFC). А именно: антенна адаптирована к стандарту UICC или стандарту NFC. Бесконтактная передача обеспечивает преимущества по сравнению с карточками контактного типа в части более быстрого времени выполнения операции и простоты использования.

Антенна 307 проходит из флип-чипа 301. Антенна 307 введена в карточку путем связи через провода, проводящие дорожки 309 или будучи выполненной рамочной или намотанной с определенной диаграммой направленности в нижнем слое карточки. Провода антенны 307 могут присоединяться к проводящим дорожкам 309 известным способом. Альтернативно, она может образовываться на подложке или в корпусе сотового телефона.

Передача или считывание информации для бесконтактной операции через карточку на главной ИС 300 может осуществляться путем посылки радиочастотных сигналов через антенну 307, выходящую из флип-чипа 301. Пользователь просто подносит карточку на главной ИС 300 с функцией бесконтактной операции вплотную к считывателю карточки в пределах диапазона, и считыватель включается для считывания идентификационных данных, содержащихся в ИС, через антенну 307.

В случае использования бесконтактной операции в транспортной системе, ИС, установленная в карточке, содержит информацию об учетной записи пользователя или расчетную информацию. При работе пользователь может иметь доступ к своей учетной записи или обновлять ее. Карточка на главной ИС 300 и карточка на подчиненной ИС 200 могут выниматься из держателя переносного устройства, как известно специалистам в этой области. Карточка на главной ИС 300 и карточка на подчиненной ИС 200 могут изготавливаться из пластика. Размеры и форма держателя могут подбираться таким образом, чтобы практически соответствовать размерам и форме карточки на главной ИС 300 и карточки на подчиненной ИС 200.

Кроме того, антенна может выполняться на подложке сотового телефона или в ней. Например, антенна может выполняться как отрезок нити или провода, который может наноситься печатью.

Вышеупомянутые выводы 302 могут использоваться для связи между системой услуг мобильной телефонной связи или системой бесконтактных операций и карточкой на главной интегральной схеме (ИС) 300.

Специалистам понятно, что описанный выше предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения является иллюстрацией настоящего изобретения, не ограничивающей его объем. Специалистам ясно, что возможны различные изменения. Поэтому изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления, а, напротив, включает различные изменения в пределах его сущности и объема в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

В настоящем изобретении раскрыта двойная система универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) для переносного устройства, которым может быть, например, сотовый телефон или карманный персональный компьютер. Система содержит карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС), имеющую первую интегральную схему (ИС) и отверстие. Подложка используется для размещения на ней карточки на главной интегральной схеме (ИС), имеющей вторую интегральную схему (ИС), размещаемую в отверстии, и контактный интерфейс. Контактный интерфейс связан с первой и второй интегральными схемами (ИС). Для передачи информации, антенна связана со второй интегральной схемой (ИС). 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Двойная система универсальных карточек на интегральных схемах (UICC) для переносного устройства, содержащая:

карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС), имеющую первую интегральную схему (ИС) и отверстие;

карточку на главной интегральной схеме (ИС), имеющую вторую интегральную схему (ИС) и контактный интерфейс, связанный с указанной второй интегральной схемой (ИС), при этом указанный контактный интерфейс связан с указанной первой интегральной схемой (ИС), а указанная вторая интегральная схема (ИС) размещается в указанном отверстии.

карточку на подчиненной интегральной схеме (ИС), имеющую первую интегральную схему (ИС) с первыми несколькими выводами ввода/вывода и отверстие; и

карточку на главной интегральной схеме (ИС), соединенную с указанной карточкой на подчиненной интегральной схеме (ИС), причем указанная карточка на главной интегральной схеме (ИС) имеет несколько контактов ввода/вывода и вторую интегральную схему (ИС), при этом указанная вторая интегральная схема (ИС) имеет вторые несколько выводов ввода/вывода, и при этом указанные несколько контактов ввода/вывода связаны с указанными первыми и вторыми несколькими выводами ввода/вывода соответственно, а указанная вторая интегральная схема (ИС) размещается в указанном отверстии.