[發明專利]一種易于擴展的及帶USB接口的接觸式CPU卡

有效

• 申請號: 201210387063.8
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN103279166A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 苗欣;李昀
• 申請（專利權）人: 杭州晟元芯片技術有限公司
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16;G06F21/32
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及信息安全領域，尤其是一種易于擴展的及帶USB接口的接觸式CPU卡。

背景技術

CPU卡，也稱智能卡，卡內的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元（包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM（FLASH）、用戶數據存儲器EEPROM）以及芯片操作系統COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數據存儲功能，同時具有命令處理和數據安全保護等功能。

CPU卡可適用于金融、保險、交警、政府行業等多個領域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點，并已經通過中國人民銀行和國家商秘委的認證。CPU卡從外型上來說和普通IC卡，射頻卡并無差異，但是性能上有巨大提升，安全性和普通IC卡比，提高很多，通常CPU卡內含有隨機數發生器，硬件DES,3DES加密算法等，配合操作系統即片上系統,也稱COS,可以達到金融級別的安全等級。

CPU卡既有接觸式也有非接觸式的。現有的接觸式CPU卡在板上一般只包含一個CPU卡芯片，如圖1所示，CPU卡芯片通俗地講就是指芯片內含有一個微處理器，它的功能相當于一臺微型計算機。人們經常使用的集成電路卡（IC卡）上的金屬片就是CPU卡芯片。

現有的接觸式CPU卡對外提供一個符合ISO7816的接口，讀卡器必須按照ISO7816傳輸協議與卡進行通訊。接口定義如下：

在現有的接觸式CPU卡應用中，由于卡上只有一個CPU卡芯片，讀CPU卡需要專用的讀卡器，無法使用一般設備進行讀寫操作，不利于發展接觸式CPU卡的附加功能和擴展應用。我們可以發現它有如下所述的缺點：

1）由于現有的讀卡器基于7816接口，遵循ISO7816傳輸協議，所以在和PC或嵌入式設備通訊的時候需要通過讀卡器轉換成其他接口（例如USB、串口）進行通訊，從而提高了整體解決方案的成本；

2）由于需要經過接口轉換，而大部分普通用戶不可能有讀卡器等轉換器，所以大部分用戶無法使用其擴展功能；

3）目前的接口中C4、C8這兩個觸點處于保留狀態，沒有合理開發，所以造成了資源的浪費；

4）由于卡上只有CPU卡芯片，處理能力有限，可擴展性很差，并且牽涉到數據的安全性，所以很難實現卡上系統的擴展以及其他應用。

發明內容

本發明的目的就是解決現有的接觸式CPU卡在功能上比較單一和擴展性有限等問題，而提供一種易于擴展的及帶USB接口的接觸式CPU卡。本發明利用接觸式CPU卡本身保留的2個觸點來增加了CPU卡的USB接口，使CPU卡具有更好的擴展性和易于推廣。

本發明解決其技術問題采用的技術方案：這種易于擴展的及帶USB接口的接觸式CPU卡，包括CPU卡芯片、存儲模塊和接口模塊，增加USB接口、擴展處理器、擴展存儲模塊、信息安全模塊、指紋模塊及顯示模塊，接口模塊符合ISO7816標準的接口模塊，同時擴展了C4、C8作為USB的信號，由C1、C5、C4、C8組成了標準的USB接口。

所述的USB接口定義如下：觸點號C1分配為電源電壓VCC，觸點號C2分配為復位RST，觸點號C3分配為時鐘CLK，觸點號C4分配為USB_D+，觸點號C5分配為地GND，觸點號C6分配為編程電壓VPP，觸點號C7分配為輸入/輸出I/O，觸點號C8分配為USB_D-。

所述的擴展存儲模塊用于存儲擴展應用需要的數據。

本發明的益的效果：

1、擴展應用的獨立性：在普通的擴展應用中通過USB和獨立的擴展處理器和存儲模塊實現，不影響CPU卡芯片的處理能力，也不會影響CPU卡內數據的安全性；

2、降低擴展應用的成本和更易普及：USB轉接口成本比7816轉USB設備低很多，且由于USB接口已經大量普及，故使得該類應用更容易實現和普及；

3、增加CPU卡的安全性：通過信息安全模塊和指紋模塊對訪問CPU卡時進行身份驗證，可以增加CPU卡在傳統應用時的安全性；

4、提供人卡交流：通過顯示模塊提供人卡交互方式，使傳統應用和擴展應用都可以做到更人性化；

5、兼容現有標準：在傳統應用時完全兼容現有的CPU卡設備，不需要進行設備更新。

附圖說明

圖1是現有的接觸式CPU卡的結構圖；

圖2是一種易于擴展的、帶USB接口的接觸式CPU卡的結構圖；

圖3是授權階段流程圖；

圖4是使用階段流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：