JPH02220189A - 携帯用ｉｃカード端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、携帯用ＩＣカード端末装置に関し、詳しく
は、電池駆動の携帯用端末装置において、装着されたＩ
Ｃカードを駆動するときの電力消費を低減することがで
きるような携帯用ＩＣカード端末装置に関する。

［従来の技術］ 従来のＩＣカードが行う外部装置との間のデータ授受動
作としては、例えば、外部装置の１つであるホストコン
ピュータ、ＩＣカードリーダ・ライタ、或いは端末装置
（以下、これらを含めて端末装置で代表する）にＩＣカ
ードが装着されたときに、端末装置から発信されたコマ
ンドをＩＣカードの内部制御プログラムで解読し、その
内容に従ってメモリのアクセス、例えばデータの書込み
、読出し及び消去を実行し、その結果をコマンドに対す
るレスポンスとして端末装置に返答するシーケンスに従
って行われる。この場合、端末装置は、常に、マスター
杖態にあって、ＩＣカードはスレーブとなり、端末装置
から送出されるコマンドを待って動作するコマンド待ち
杖態がある。

このような従来のＩＣカードでは、その消費電力が１チ
ツプ型ＩＣを内蔵するものでは約５０ｍＷ程度であり、
２チツプ型ＩＣを内蔵するものでは約２１０ｍＷ程度で
ある。これは、卓上電子計算機等の消費電力が０．３〜
１５ｍＷ程度であるのに比べ、比較的大きな消費電力で
あると言える。

一方、近年、−枚のＩＣカードで種々の機能を持たせて
、あるときは銀行用に、あるときは病院用に、またある
ときは、クレジット用にと各種の用途に使用できるよう
にすることがＩＣカードに要求されている。しかも、各
種の要求を清たすために、ＩＣカードが携帯用端末装置
に装着されて使用されるようになってきている。

［解決しようとする課題］ ＩＣカードが携帯用端末装置であるハンディターミナル
等の端末装置で使用される場合、端末装置側は、通常、
電池駆動のＩＣカード端子付き端末装置（以下、ハンデ
ィ端末）となっていて、比較的大容量の電池が組込まれ
ている。それがハンディ端末の重量を重クシ、その軽減
の障害となるばかりか、充電式電池を内蔵するものでは
、ＩＣカードの消費電力が大きくなると、その充電回数
も多くなる欠点がある。しかも、充電式の大型電池を使
用した場合には、ハンディ端末をポケットに入る程度ま
で小型化することが難しくなる。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、小容量電池等を使用してＩＣカードに電力
供給をしても長時間ＩＣカードを駆動することができ、
小型化が容易な携帯用ＩＣカード端末装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の携帯用ＩＣ
カード端末装置の特徴は、ＩＣカードに設定された定格
のクロック数周波数より低い周波数のクロック信号（以
下クロック）を発生するクロック信号発生回路と、この
クロックの周波数と定格のクロック周波数との比率に対
応する比率の伝送速度でＩＣカードへデータを送出し、
ＩＣカードからデータを受けるインターフェイスとを備
えていて、低い周波数のクロックをＩＣカードに供給し
てＩＣカードとデータの授受を行うものである。

［作用］ ところで、ＩＣカードに内蔵されているマイクロフロセ
ッサの消費電流は、およそクロック周波数が高（なると
それに比例して増加する。そこで、ＩＣカードは、低消
費電流化を目的にクロック周波数を低減させることが可
能であるが、クロックを規準にしてデータの送受信動作
を行うため、ハンディ端末が定格伝送速度でＩＣカード
とデータ伝送が行えなくなる。しかし、伝送速度を定格
伝送速度×（供給クロック周波数）／（定格クロック周
波数）に低減すれば、データ伝送は可能である。

したがって、前記のように構成してＩＣカードへの供給
クロック周波数を低減させ、もって、その消費電力を低
減することができる。しかし、この場合、ＩＣカード内
の処理速度が低下する。そこで、ＩＣカードとの間で多
量のデータを伝送してＩＣカードに対してリード／ライ
トを行うような場合には多くの時間を要する。このよう
な場合に、処理速度の大きな低下をさせずに消費電流を
低減させるために、定格周波数のクロック又はそれより
少し低い周波数とこれらよりさらに低いクロックの複数
のクロック周波数を発生させる手段を設けて、ＩＣカー
ドが特定の処理を実行しているときには定格の周波数或
いは定格周波数からあまり大きく下げていないクロック
周波数でＩＣカードを動作させ、このことにより処理速
度の低下を抑えることができる。

そこで、例えば、ＩＣカードがコマンド待ち状態にある
間はクロック周波数を大きく下げて低い周波数のクロッ
クを供給することで消費電力を下げ、かつ、特定の処理
実行時には定格のクロック周波数に近い低い周波数とし
て処理速度を通常の場合より大きく低下させることなく
処理を実行させることができる。

なお、ＩＣカードは、コマンドに対する処理時間よりも
コマンド待ち時間の方が長い時間であるので、前記のよ
に、コマンド待ちの間にクロック周波数を大きく下げる
ことにより、平均消費電流を太き（低減させることがで
きる。この場合、電力消費を抑えるためにＩＣカードに
対する供給電源を切ったりしたときのようにＩＣカード
内のＲＡＭの情報が失われてしまうというような危険性
はない。また、コマンド待ちの間は、ＩＣカード内のＬ
ＳＩの正常動作範囲内で特にクロックの供給をストップ
させて、さらに、電力消費を低減させることもできる。

ＩＣカード内のＬＳＩには、書込み可能な不揮発性メモ
リ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）の書込み／消去の動作シー
ケンスを生成するために発振器を内蔵したものがあって
、普通、この発振器はＩＣカード供給クロックとは独立
に動作する。そこで、このようなＥＥＰＲＯＭに対して
データの書込み／消去を行う場合には、ＩＣカードの内
部の制御プログラムは、この発振器の動作シーケンスに
同期して動作するが、内部に格納された書込み／消去の
制御プログラム自体は、ＩＣカードに対して外部から供
給される定格のクロック周波数で動作することになる。

その結果、クロック周波数が低下した場合にはＥＥＰＲ
ＯＭへのデータの書込み／消去が行えなくなる欠点があ
る。

このような場合に、ＥＥＰＲＯＭへのデータの書込み／
消去を正常に行い、消費電流を低減させるために、ＥＥ
ＰＲＯＭを内蔵しているＩＣカードでは、データの書込
み／消去を行う間だけ定格クロック周波数でクロックを
ＩＣカードに供給するようにし、それ以外の場合には定
格クロック周波数より低い周波数のクロックを供給して
消費電力を低減することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明による携帯用ＩＣカード端末装置を
ハンディ端末に適用した一実施例の回路構成図であり、
第２図は、そのハンディ端末の外観図、第３図は、その
動作タイミングチャート、第４図は、ＩＣカードにＥＥ
ＦＲＯＭが内蔵されている場合のデータの書込処理の一
例を示すタイミングチャート、そして、第５図は、この
発明を適用したハンディ端末におけるＥＥＦＲＯＭにデ
ータを書込む場合の一実施例の動作タイミングチャート
である。

第１図において、１６は、ハンディ端末であって、ＩＣ
カード２が装着され、このＩＣカード２とデータ交換を
行う。ハンディ端末１θは、マイクロプロセッサ９と、
マイクロプロセッサ９とＩＣカード２とのインタフェー
スとなるｔＣカードインターフェース回路１、電源制御
回路８、表示制御回路１０１キーボードインタフエース
回路１１、そしてメモリ１２とを有していて、表示制御
回路１０には液晶表示装置（ＬＣＤ）１３が接続され、
キーボードインタータエース回１１にはキーボード１４
が接続されている。

電源制御回路８は、電源スィッチ９と電池７とが接続さ
れていて、電池７の電力が電源スィッチ９の“０Ｎ１０
ＦＦ”に応じてハンディ端末１６を構成する前記の各回
路に供給される。そして、ＩＣカード２にはマイクロプ
ロセッサ９の制御の下にＩＣカードインタフェース回路
１を介して電池７から電力が供給される。

ＩＣカードインタフェース回路１は、制御信号に応じて
ＩＣカード２に電力を供給するＩＣカード電源制御回路
３と、定格クロック周波数（＝ｆ）のクロック信号を発
生し、これを、例えば、１７８に低減する１／８分周回
路を内蔵し、定格周波数の１７８の周波数（＝ｆ’）の
クロックを生成するクロック制御回路４、そしてマイク
ロプロセッサ９から出力されるパラレルデータをシリア
ルに変換してＩＣカード２に出力し、ＩＣカード２から
のシリアルのデータをパラレルに変換してマイクロプロ
セッサ８に送出するシリアルコミユニケージＵンインタ
フェース回路（ＳＣＩ）５とを備えている。

ここで、５ＣＩ５は、マイクロプロセッサ９に制御され
て、クロック制御回路４が発生するクロック信号が１／
８　（：ｌ’　／ｆ）となったときに、それに対応して
そのデータ伝送速度を１／８を低減させてＩＣカード２
とデータ交換を行う。また、表示制御回路１０は、マイ
クロプロセッサ９の制御に応じてマイクロプロセッサ９
等から受けたデータをＬＣＤ１３に転送して所定の情報
を表示する制御をし、キーボードインターフェース回路
１１は、キーボード１４からの入力情報を受けて、マイ
クロプロセッサ９に割込みをかけ、所定の入力情報をマ
イクロプロセッサ９に送出スる。

次に、以上のような構成からなるハンディ端末１８の動
作について説明すると、まず、電源スィッチ８が投入（
“ＯＮ”）されると、電源制御回路８が動作し、電池７
から一定電圧の電力がマイクロプロセッサ９と、ＩＣカ
ードインターフェース回路１、表示制御回路１０、キー
ボードインターフェース回路１１．メモリ１２、ＬＣＤ
１３、そしてキーボード１４にそれぞれ供給される。マ
イクロプロセッサ９は、電力供給を受けると、内蔵され
たプログラム格納ＲＯＭ１５内の所定のプログラムを起
動してこれに従って、ＩＣカードインターフェース回路
１と、表示制御回路１０、キーボードインターフェース
回路ＩＬ　メモリ１２、そして電源制御回路８を制御し
てハンディ端末！６に設定されたアプリケ−シロン処理
を実行する。

このアプリケージ日ン処理の実行過程においてＩＣカー
ド２に対してアクセス要求が生じた場合には、ＩＣカー
ドインターフェース回路１をマイクロプロセッサ９が制
御して、ＩＣカードインターフェース回路１がＩＣカー
ド２に電力供給信号線１ａを介して電力（電源Ｖｃｃ）
を供給し、クロック供給線１ｂを介してクロック（ＣＬ
Ｋ）を供給し、制御線１ｄから加えるリセット信号（π
ＩＴ）をＨｈ　ｉ　ｇｈレベル（以下“Ｈ”）に設定し
、Ｉ１０信号線１ｃを通してデータを送信或は受信する
。なお、１ｅは、接地（ＧＮＤ）信号線である。

ここで、ＩＣカード２は、例えば、ＩＳＯ規格に基づい
た定格クロツク周波数ｆ　＝４．９１５２ＭＨ７１定格
デ一タ伝送速度９８００ＢＰＳのカードであると仮定す
ると、この実施例では、クロック制御回路４により前記
の定格クロック周波数の１／８のｆ′＝Ｂ璽４．４０Ｋ
Ｈｚの周波数のクロックをＩＣカード２へ送出する。

ＩＣカード２は、受けた４、９１５２ＭＨｚ　ツクＣ’
　−／　りを規準にして、９８００８ＰＳのデータ伝送
処理を行うように規格化されているので、ここで、Ｇ１
４．４０ＫＨ２のクロックを印加した場合には、９８０
０８ＰＳではデータ伝送を行えなくなる。そこで、マイ
クロプロセッサ９が５ＣＩ５を制御して、５Ｃｆ５によ
り、 すなわち、定格データ伝送速度の１／８の伝送速度１２
００ＢＰＳでデータ伝送をするように制御し、このこと
でＩＣカードとハンディ端末１６との間でのデータ伝送
が可能となる。このようにすることにより、ＩＣカード
の消費電流は約１／８となり、小型電池による電力供給
が可能となり、ハンディ端末１６の小型、軽量化ができ
る。

一方、このようなハンディ端末１６がＩＣカード２に対
して多量のデータを一括書込みするときには、或は−括
読出しをするときなどの処理では、前記の方式だけでは
データの伝送時間が長くなる。

そこで、このような欠点を排除するため、ハンディ端末
１６は、第３図に示すような動作する。

すなわち、第３図は、ハンディ端末１６からＩＣカード
２に送出されるクロック（ＣＬＫ）、！：ハンディ端末
１８とＩＣカード２との間の伝送データ（Ｉｌｏ）との
関係を示している。

ＩＣカード２は、ハンディ端末１６からコマンドデータ
２０を受信し、レスポンスデータ２１を送信する。ＩＣ
カード２がコマンド２０に対応シた処理を行う処理実行
期間２２の期間では、ハンディ端末１６は、クロック制
御回路４により定格クロック周波数より多少低い、例え
ば、定格クロック周波数の１７２のクロック周波数ｆａ
＝２．４５７１１ＭＨｚをＩＣカード２に印加し、コマ
ンド待ち期間２３の期間では、クロック制御回路４によ
りりＣ１，り周波数ｆ　’　＝８１４．４０ＫＩＩｚを
ＩＣカード２に印加する。このようにコマンドデータ２
０、及びレスポンスデータ２１の送受信時には、ハンデ
ィ端末１６が２．４５７６ＭＨｚのりｏ　＋７りをＩＣ
７！Ｆ−）’２に印加する場合には、ハンディ端末ｌθ
の伝送速度は、定格データ伝送速度の１／２のデータ伝
送速度は、 となる。

なお、ＩＣカード２へのコマンドデータ２０゜レスポン
スデータ２１の送受信は、キーボード１４のキー押下に
対応して行われるため、その処理実行期間はコマンド待
ち時間に比べてきわめて小さい。その結果、多量データ
をＩＣカードとの間で高速に処理でき、かつ平均消費電
流を小さくすることができる。また、コマンド待ちの間
、電源を切るようなことをしないで済むため、ＩＣカー
ド２のＲＡＭ内の情報が失われるという欠点もない。

ところで、ＩＣカード２内にＥＥＰＲＯＭのチップを内
蔵するものでは、データの書込み／消去の動作シーケン
スを生成するために外部クロックとは独立する発振器を
内蔵したものがある。第４図は、このようなＥＥＰＲＯ
Ｍを有するＩＣカード２の一般的な書込み動作にっての
タイミングチャートである。

第４図に示す（ａ）は、アドレス（ＡｄｄｒｅＳ）信号
であり、データを書込むには、まず、同図（ｂ）のチッ
プイネーブル（ＣＥ）信号をり。

Ｗレベル（以下“Ｌ”）にし、同図（ｄ）のアウトプッ
トイネーブル（ＯＥ）信号をＨ”にしたあと、アドレス
データ（Ｄ　ｆ　ｎ）をセットし、同図（Ｃ）のライト
イネーブル信号を“Ｌ″にする。

その結果、同図（ｅ）の書込みデータ（Ｄ　ｉ　ｎ）が
ロードされる。このロードがなされた後に、同図（Ｃ）
のライトイネーブル信号を“Ｈ”にし、その後、最初の
１バイトデータをロードし、それから３０ＵＳ（：ｔＢ
Ｌｃ）以内であれば、再びライトイネーブル信号を“Ｌ
”にすることにより連続して３２バイトまでのデータの
書込みができる。

なお、このバイトロードサイクルｔ　ＢＬＣの最大値３
０ｕｓは、ＩＣカード２へ供給クロックとは独立な、Ｌ
ＳＩ内の発振器によって決まる。なお、同図（ｅ）は、
ビジー（Ｂｕｚ）’）信号である。

さて、この場合、ライトイネーブル信号の制御は、ＩＣ
カード２内のマイクロプロセッサ９のプログラムによっ
て行われる。そのためＩＣカード２への供給クロックに
依存するのでＩＣカード供給クロック周波数を大きく低
下させると、バイトロードサイクルｔ　ＢＬＣの最大値
以内に、ライトイネーブル信号を制御できず、書込み不
良が生じる。

このような欠点を解決するためのクロック制御の動作の
タイミング制御が第５図である。

第５図の（ｂ）に示すように、ライトイネーブル（ＷＥ
）信号を制御して、データの書込みを行うデータ書込み
実行期間２４の間は、同図の（ａ）に示すように、ＩＣ
カードの定格クロックｆ　（＝４．９１５２ＭＨｚ　）
を印加し、それ以外では低周波数のクロックｆ″　（：
８１４．４０にＨｚ　）を印加するように制御する。こ
のときのデータ伝送速度は、定格りｏ−、りｆ　（＝４
．９１５２ＭＨ２）のときには定格であり、りｏ　＋７
りｆ　’　　（＝６１４．４０ＫＨｚ　）の印加時には
１２００ＢＰＳとなる。この場合、ＩＣカード書込み実
行期間は、他のＩＣカード処理期間に比べて小さいので
、平均消費電流を低くすることができ、かつ書込み不良
が生じない。

以上説明してきたが、ＩＣカード内のＥＥＰＲＯＭへの
データの消去／書込み以外にも、ＩＣカード供給クロッ
クと独立な時間制限がある場合に同様にクロックを低減
させる制御が有効である。

また、定格のクロックの供給については、ＥＥＰＲＯＭ
へのデータ書込み実行期間より長い期間、例えば、消去
／書込み関係コマンドの実行時に対して定格クロック周
波数を印加するようにしてもよい。

なお、実施例で採用したクロック周波数は一例であり、
他の周波数でも同様の効果があることは言うまでもない
。したがって、この発明は、実施例に示すように定格ク
ロック周波数やそれに対して１／８にクロック周波数を
低減する場合に限定されるものではないことはもちろん
である。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明にあっては、ＩＣカード
の定格クロック周波数より遅い周波数を供給する手段と
、ＩＣカードの定格クロック周波数に対するＩＣカード
への供給クロック周波数と同比率で、定格データ伝送速
度に対して遅くしたデータ伝送速度でデータ通信する手
段を備えているのでデータ伝送障害なしにＩＣカードの
消費電流の低減ができ、携帯用ＩＣカード端末装置を小
型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による携帯用ＩＣカード端末装置を
ハンディ端末に適用した一実施例の回路構成図、第２図
は、そのハンディ端末の外観図、第３図は、その動作タ
イミングチャート、第４図は、ＩＣカードにＥＥＰＲＯ
Ｍが内蔵されている場合のデータの書込処理の一例を示
すタイミングチャート、第５図は、この発明を適用した
ハンディ端末におけるＥＥＰＲＯＭにデータを書込む場
合の一実施例の動作タイミングチャートである。 ｌ・・・ＩＣカードインターフェース回路、２・・・Ｉ
Ｃカード、３・・・ＩＣカード電源制御回路、４・・・
クロック制御回路、５・・・シリアルコミユニケージロ
ンインターフェース回路（ＳＣＩ）、６・・・電源スィ
ッチ、７・・・電池、８・・・電源制御回路、９・・・
マイクロプロセッサ、ｌＯ・・・表示制御回路、１１・
・・キーボードインタータエース回路、１２・・・メモ
リ、１３・・・ＬＣＤ。 １４・・・キーボード、１５・・・プログラム格納ＲＯ
Ｍ１１６・・・携帯用ＩＣカード端末装置、ｆ、ｆ’　
　ｆａ・・・クロック周波数、２０・・・コマンドデー
タ、２１・・・レスポンスデータ、２２・・・処理実行
期間、２３・・・コマンド待ち期間。 第１図 特許出願人　日立マクセル株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ＩＣカードが装着され、装着されたこのＩＣカ
   ードに電力とクロック信号と制御信号とを送出してこの
   ＩＣカードとデータの授受を行い、電池で駆動される携
   帯用ＩＣカード端末装置において、前記ＩＣカードに設
   定された定格のクロック数周波数より低い周波数の前記
   クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、この
   クロック信号の周波数と前記定格のクロック周波数との
   比率に対応する比率の伝送速度で前記ＩＣカードへデー
   タを送出し、前記ＩＣカードからデータを受けるインタ
   ーフェイスとを備え、低い周波数の前記クロック信号を
   前記ＩＣカードに供給して前記ＩＣカードとデータの授
   受を行うことを特徴とする携帯用ＩＣカード端末装置。
2. （２）　クロック信号発生回路はその外部から供給され
   る制御信号に応じて定格の周波数のクロック信号及びこ
   れより低い周波数のクロック信号のいずれか一方を選択
   的に発生し、前記クロック信号発生回路が発生するクロ
   ック信号が定格周波数であるときにはインターフェイス
   は前記定格周波数に対応する定格のデータ伝送速度でＩ
   Ｃカードへデータを送出し、このＩＣカードからデータ
   を受けることを特徴とする請求項１記載の携帯用ＩＣカ
   ード端末装置。
3. （３）　装着されるＩＣカードが書込み可能な不揮発性
   メモリを有していて、前記ＩＣカードへのデータ消去又
   は書込み動作時には前記ＩＣカードに定格周波数のクロ
   ック信号を供給することを特徴とする請求項２記載の携
   帯用ＩＣカード端末装置。
4. （４）　ＩＣカードがコマンド待ち状態に入ったときに
   前記ＩＣカードへ供給するクロック信号を一時的に停止
   させる手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３か
   ら選択された１項記載の携帯用ＩＣカード端末装置。