[發明專利]一種高性能低功耗的eSIM卡芯片系統

在審

• 申請號: 202210010169.X
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114490503A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 何軍
• 申請（專利權）人: 廣州萬協通信息技術有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F13/28;G06F12/0882;G06F1/3234
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

本發明公開了一種高性能低功耗的eSIM卡芯片系統，包括CPU、MMU存儲器管理模塊、eflash模塊、ILM_RAM模塊、DLM_RAM模塊、PMU功耗控制模塊、CLK時鐘控制模塊、AHB_DMA模塊、UCAA運算模塊、HASH運算模塊、DMA直接存取模塊、SM1運算模塊、DES運算模塊、SM4運算模塊以及可配置的矢量中斷控制器。優點是：系統比目前市場上的其他eSIM卡芯片，在相同CPU頻率下，其Java卡執行效能更高，功耗控制的更低，能夠更好地作為手機、POS機等移動設備支付應用通訊的載體。

技術領域

本發明涉及eSIM卡芯片技術領域，尤其涉及一種高性能低功耗的eSIM卡芯片系統。

背景技術

eSIM卡是具有ISO7816和SWP兩個接口功能的SIM卡，目前市面上的eSIM卡芯片主要面向移動支付應用，使用在手機等移動設備的芯片。目前的市場廣泛使用的eSIM卡芯片，其芯片設計使用32-bitARM系列RISC處理器，內部具有40KB SRAM、1MB FLASH用作數據的存儲。eSIM卡芯片多使用AHB、APB總線結構。當今的市場上，各類eSIM卡應用越來越多，使用到芯片內的加解密模塊的功能的場景越來越多，因此對于手機等移動設備的電池待機時長，即有高性能又有較低的功耗的eSIM卡芯片是將來手機市場的趨勢。

目前市場上得主流eSIM卡芯片中，存在兩種主流芯片：

1、第二種eSIM卡芯片使用的總線結構為：AHB總線上掛接系統交互頻繁、數據吞吐量大、性能要求高的外設模塊，包括存儲器系統、系統控制模塊、DES、AES、SM1、SM3、SM4、PKE、CRC等。存儲器安全管理機制，可對算法提供高安全級別的保護。通過調用軟件庫的方式來實現目標算法。該芯片的APB總線上掛接與系統交互次數較少、數據量小、性能要求低的模塊，包括7816、GPIO、SWP、SPI、RNG、Timer、WDT等。

該款eSIM卡芯片，片上NVM(特指Flash)接口主要特性：頁大小為512B，支持頁/塊擦、頁寫、頁寫校驗、頁擦寫、頁擦寫校驗、BUF清除操作。NVM寫操作是以頁為最小單位，因此在執行NVM各種頁寫命令之前，軟件必須保證寫滿整頁數據，對于該頁內從未寫過的地址可以寫成全F，否則無法保證未寫入地址中數據讀出的有效性。

該款eSIM卡芯片的功耗管理：執行WFE指令進入Standby狀態后，所有中斷信號都可以喚醒芯片。Standby模式是系統主動進入的的低功耗模式。在7816接口、SWP接口都不處于工作狀態時系統才可以進入standby模式。在芯片進入standby過程中，任一接口的活動都將直接喚醒芯片退出standby狀態。在該芯片中，其ISO7816接口在讀卡器停止外部時鐘情形下，方可以進入低功耗模式。其SWP接口在C6管腳處于SUSPENDED狀態下，當UICC收到SHDLC層對UICC請求不再通信的響應信息，且SWP接口處于SUSPENDED狀態時，SWP接口方可以進入低功耗模式。

該芯片的CPU Hold模式包括PKE低功耗模式和FLASH操作低功耗模式，PKE低功耗模式具體為：為了防止PKE工作時系統功耗過大，可以通過設置功耗控制寄存器的相應參數，選擇低功耗模式。選擇PKE低功耗模式時，CPU啟動協處理器運算后，CPU時鐘將停止，以降低系統功耗。協處理器運算結束后，自動恢復CPU時鐘，退出協處理器低功耗模式。FLASH操作低功耗模式具體為：為了降低FLASH Erase和Program操作時的系統功耗，可以通過設置功耗控制寄存器的FLASHLPMode參數，選擇FLASH操作低功耗模式。在FLASHLPMode＝1時，CPU啟動FLASH Erase或Program后，CPU時鐘將停止，以降低系統功耗。Erase/Program結束后，自動CPU喚醒時鐘，退出FLASH操作低功耗模式。

從這款芯片的CPU Hold模式操作流程可以看到，對于PKE，FLASH的大功耗操作只是將CPU時鐘停止，以降低系統功耗，相當于是一種竄行的方式進行工作的。