[發明專利]非接觸式通信裝置、非接觸式IC卡以及移動信息終端

有效

• 申請號: 201110360024.4
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102467648A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 鳥山顯宏;渡邊一希;進藤誠;豐島誠;丹野洋祐
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00;G06K19/07
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

相關申請的交叉引用

通過引用將2010年11月17日提交的日本專利申請No.2010-257057的公開(包括說明書、權利要求書、附圖和摘要)整體引入在此。

技術領域

本發明涉及用于電子貨幣、運輸通關(ticket?gate)之類的非接觸式通信裝置和非接觸式IC卡，特別涉及被有效地應用到比如用于IC卡的半導體裝置的技術。

背景技術

根據國際標準ISO/IEC14443和ISO/IEC18092，具有非接觸式接口的IC卡被稱為PICC，并執行與被稱為PCD的讀/寫器的RF(射頻)通信。ISO代表國際標準化組織，IEC代表國際電氣委員會(International?Electrical?Commission)，PICC代表鄰近式感應卡(proximity?card)，PCD代表鄰近式耦合裝置。

從PCD到PICC的傳輸數據被定義為“下游數據”，從PICC到PCD的傳輸數據被定義為“上游數據”。非接觸式通信的一般順序是PICC從PCD接收下游數據，執行內部處理，并響應于下游數據將上游數據發送到PCD。下游數據和上游數據的重復使得非接觸式通信成為可能。

近些年，隨著應用的多樣化，PICC的內部處理時間(事務時間(transaction?time))穩步增加。

在PICC的內部處理中，處理時間可以隨著處理速度的增加而減少。也就是說，PICC的處理速度的增加使得能夠在PICC的發送和接收之間的周期期間實現多種處理。然而，PICC的消耗電流隨著PICC的內部處理速度的增加而增加。提供給PICC的功率是通過電磁感應從提供自PCD的載波產生的，因此允許進行非接觸式通信的通信距離隨著PICC消耗電流的增加而增加。盡管可以通過減小PICC的消耗電流來增加通信距離，但是為了減小消耗電流必須降低PICC的內部處理速度。也就是說，PICC的消耗電流和處理速度具有折衷關系，允許進行非接觸式通信的通信距離和處理速度具有折衷關系。

應用到PICC的非接觸式通信裝置將從天線端子輸入的信號整流，并提供整流所得到的直流電至調節器以產生預定電平的源電壓。根據WO2003/091819(專利文獻1)，如果確定流經作為調節器的電壓調節單元的直流電不小于預定電流，則執行控制以使得特定的電路(比如，協處理器)能夠工作。根據日本未審查專利公開No.2005-191961(專利文獻2)，根據IC卡所接收的功率水平和IC卡中消耗的功率水平之間的相對幅度關系來控制IC卡中的工作時鐘頻率。例如，如果半導體集成電路中消耗的功率水平比接收的功率水平小預定的量，則增加工作時鐘頻率。在相反的情況下，則降低工作時鐘頻率。根據日本未審查專利公開No.2006-119693(專利文獻3)，為了監控接收的能量，參考輸入到天線端子的信號的接收電壓，并通過將接收的能量的裕量(margin)與控制規則進行比較，來計算所需處理速度以控制邏輯單元的處理速度，從而在保證非接觸式通信距離和高速處理之間相容性。

發明內容

以上專利文獻描述了用于根據接收功率狀態的檢測結果控制中央處理單元(CPU)等的工作速度的技術。根據專利文獻1和2，可以檢測接收功率狀態的裕量，但這僅僅是相對裕量。在時鐘頻率增加而沒有比較大的裕量的情況下，認為，根據比如加速器(accelerator)的外圍電路的工作情況，未提供足夠的功率。根據專利文獻3，為了接收功率的檢測狀態不受CPU等的工作狀態的影響，須在與包括整流器和調節器的功率生成系統不同的路徑中提供不同能量監控單元，并須增加新電路，該新電路用于通過將采樣的能量與控制規則相比較來確定CPU等的處理速度，這增加了電路尺寸及其功耗。

發明人研究了根據來自天線端子的輸入而生成的直流電的剩余量(surplus)的檢測結果控制用于確定CPU和協處理器等的數據處理速度的時鐘信號的頻率，以盡可能減小電路尺寸。特別地，考慮到專利文獻3，多個檢測電路使用不同閾值來檢測流經調節器的剩余電流作為對于源電壓的直流電的剩余量。為了控制時鐘信號的頻率，從具有多個頻率的時鐘信號中選擇一個時鐘信號，所述多個頻率是通過分割13.56MHz的通信載波頻率而獲得的。研究中發現了以下問題。