《一種移動支付智慧卡及其控制方法》是武漢天喻信息產業股份有限公司於2010年7月27日申請的專利，該專利的申請號為2010102373910，公布號為CN101916391A，公布日為2010年12月15日，發明人是周軍龍、吳俊軍。該發明涉及一種雙晶片移動支付智慧卡及其控制方法。
《一種移動支付智慧卡及其控制方法》描述的移動支付智慧卡以SIP方式集成有主控的通信智慧卡晶片和用作支付功能的金融智慧卡晶片，主控晶片與手機或其它外設進行通信，並對附屬支付智慧卡晶片進行訪問控制，該發明具有接觸式和非接觸式功能，接觸式功能由主控晶片控制，非接觸功能由金融智慧卡晶片控制。主控晶片是大容量軟掩膜晶片，可支持變化多端的通信套用需求，而主控晶片對附屬支付晶片的訪問控制，使得該發明藉由主控晶片提供的電信功能，實現對金融賬戶信息查詢、空中圈存等STK擴展。附屬支付晶片獨立於主控晶片執行非接觸功能，兩塊晶片並行處理架構使得該發明綜合穩定性更高；而附屬支付晶片的物理獨立，保證了數據具有金融級別的高安全性。
2013年10月，《一種移動支付智慧卡及其控制方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種移動支付智慧卡及其控制方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種移動支付智慧卡及其控制方法
- 類別：發明專利
- 公布號：CN101916391A
- 公布日：2010年12月15日
- 申請號：2010102373910
- 申請日：2010年7月27日
- 申請人：武漢天喻信息產業股份有限公司
- 地址：湖北省武漢市東湖開發區廟山小區華工大學科技園天喻樓
- 發明人：周軍龍、吳俊軍
- 分類號：G06K19/18（2006.01）I
- 專利代理機構：華中科技大學專利中心
- 代理人：朱仁玲
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
移動支付在終端上的實現主要依賴於兩種方式。第一種方式是直接在手機提供的硬體平台上開發套用來實現，比如日本NTT DoCoMo的NFC（Near Field Communication，近距離無線通訊）手機，用於實現無線通訊的射頻晶片以及實現安全控制的晶片都集成到手機的主機板上，手機上搭載由運營商提供的支付套用，從而為用戶提供移動支付服務；另外一種方式則是通過在手機上集成帶支付功能的通信智慧卡來實現。由於第二種方式在支付套用的集成方面更靈活，而且無需綁定特定的手機，降低了用戶使用門檻，因此更為運營商所青睞。
帶集成支付功能的通信智慧卡要求在實現對通信功能支持的同時，還可以支持RF接口以支持近場支付等非接觸功能，因此也是一種典型的雙界面卡，能夠同時套用在手機通信和非接觸支付領域。
通過晶片的兩種不同接口，POS（Point Of Sale，銷售終端）端發來的交易請求或者服務後台經由手機終端下發的指令被處理，從而完成與支付相關的各種操作，如扣費、充值等。
移動支付智慧卡通常包括一顆通信控制晶片，該控制晶片既可以和手機完成通信功能要求的接觸式通信功能，也可以通過無線方式完成和POS端的通信，然後藉由處理器完成協定指令的處理。
與2010年7月以前金融領域使用的一般雙界面卡不同的是，帶支付功能的通信智慧卡要求卡片可以保證接觸式接口的功能和非接觸式接口的功能互不干擾，能夠處理兩個接口數據可能的碰撞情況。
移動支付智慧卡的非接觸通信能力，截至2010年7月，主要採用三種方式來實現：
（1）SWP（Single Wire Protocol）技術。該技術要求手機終端上有一顆可以和POS進行無線通信的NFC晶片，智慧卡則通過SWP協定規範定義的接口標準和該終端的NFC晶片進行數據交換，從而智慧卡間接實現了和POS的無線通信。手機上的NFC晶片的通信頻率屬於13.56兆赫茲，接口標準符合ISO/IEC14443A&B。
（2）13.56兆赫茲的單晶片雙界面卡。單晶片的雙界面卡是一種比較成熟的技術，幾大智慧卡廠商，如Infineon，NXP，Samsung等均有晶片可以提供，而且在2010年7月以前各大城市發行的“一卡通”上已經有成熟套用。其非接觸式接口支持的是ISO/IEC14443A&B標準。
（3）2.4G射頻技術。該技術在智慧卡晶片上直接集成了一顆2.4G通信控制晶片，藉助該晶片實現了和POS的射頻通信，接口標準則基本為企業標準，缺乏統一的國際標準。
上述三種技術，各有優勢，解決了移動支付套用實施的一些問題，但也存在較明顯的缺點：
（1）SWP方案的接口標準符合國際規範，可以有效兼容2010年7月以前13.56兆赫茲非接觸式套用，但是支持SWP的終端截至2010年7月還很少，大批量推出的商用終端還沒有，用戶為支付功能而更換終端的要求將是該技術方案最大的障礙。
（2）13.56兆赫茲單晶片雙界面智慧卡晶片2010年7月以前普遍用戶空間較小，而通信套用領域，截至2010年7月普遍需要支持64K以上的電信增值套用空間，這使得單晶片雙界面智慧卡難以勝任移動支付卡的套用需求，個別案例基本側重於支付功能的展現，而基本捨棄了豐富的通信套用；另外2010年7月以前單晶片雙界面智慧卡晶片基本需要進行掩膜開發，其開發周期相對較長，難以適應移動通信套用中快速變化的用戶需求。另外，由於移動支付的套用特點，從手機和卡之間的接觸式接口和卡片的無線RF接口可能同時收到數據，對於單晶片的移動支付卡，由於處理能力有限，往往就需要拋棄RF接口的數據以保證手機功能正常，這一定程度上影響了用戶使用體驗感。
（3）2.4G射頻技術。射頻（Radio Frequency，RF）智慧卡利用2.4G射頻晶片加天線體積小，信號穿透性好的特點，無需手機終端的特殊晶片支持，可以直接在2010年7月以前存量手機上使用，但是由於2.4G接口方式缺乏國際標準支持，使得要對2010年7月以前的支付環境做大量改造工作，一方面運營商需要承擔巨大的設備改造成本，另外一方面由於缺乏標準支持所帶來的不確定風險，這種技術也很難獲得一些合作方的大力支持。
綜合上述分析，由於13.56兆赫茲具有廣泛的套用基礎，支持13.56兆赫茲非接觸式套用的國際標準應該是移動支付智慧卡的最優選擇。因而，如何克服2010年7月以前一些13.56兆赫茲支付智慧卡技術方案的劣勢，使其可以有效兼容2010年7月以前13.56兆赫茲的非接支付環境，保證金融行業的高安全需求，同時還要適應多變的移動通信業務需求，對移動支付套用的推廣將具有非常重要的意義。
發明內容
專利目的
《一種移動支付智慧卡及其控制方法》的目的是克服2010年7月以前各種移動支付智慧卡技術方案存在的問題，提供一種集成了通信智慧卡晶片和支付智慧卡晶片的雙晶片移動支付智慧卡。
技術方案
一種移動支付智慧卡，所述移動支付智慧卡上集成有用作主控的通信智慧卡晶片和用作支付功能的金融智慧卡晶片，所述主控通信智慧卡晶片是一顆軟掩膜晶片，能夠完成對通信功能的支持，並訪問控制附屬集成的雙界面支付智慧卡晶片，所述附屬雙界面支付智慧卡晶片為13.56兆赫茲，可獨立執行非接支付功能，也可在主控通信智慧卡晶片的控制下獲得數據執行接觸式功能。
優選地，所述主控通信智慧卡軟掩膜晶片與所述13.56兆赫茲雙界面支付智慧卡晶片通過系統級封裝工藝集成在所述移動支付智慧卡上。
優選地，所述附屬雙界面支付智慧卡晶片具有接觸式接口和13.56兆赫茲非接觸式接口，所述附屬雙界面支付智慧卡晶片通過所述13.56兆赫茲RF非接觸式接口與移動支付POS終端進行數據傳輸，所述附屬雙界面支付智慧卡晶片通過所述接觸式接口IO3與主控通信智慧卡軟掩膜晶片IO2接口連線，在主控通信智慧卡晶片的控制下從外部設備如讀寫器獲得數據。附屬雙界面支付智慧卡晶片所述接觸式接口與所述通信智慧卡晶片以ISO7816-3協定連線，但兩顆晶片以其它連線協定進行連線，也應視作該方法的實施例。
優選地，所述主控通信智慧卡軟掩膜晶片通過對電源開關的控制，從而控制是否給附屬雙界面支付智慧卡晶片供電，從而決定是否啟動附屬雙界面支付智慧卡晶片的接觸式功能。
優選地，所述主控通信智慧卡軟掩膜晶片核心模組包括支撐移動通信功能的通信支撐模組和支付晶片訪問控制模組。
有鑒於此，該發明還提供一種控制移動支付智慧卡的控制方法。
優選地，所述主控通信智慧卡晶片通過IO4控制電源開關：當IO4處於低電平狀態，電源開關為斷開狀態，當IO4處於高電平狀態，電源開發為接通狀態。類似地，如果採取相反的狀態進行電源開關的控制方法，或基於IO4數據進行電源開關的控制方法，也適用於該發明。
一種控制上述移動支付智慧卡的方法，所述控制方法包括以下步驟：讀寫器等外部設備要訪問所述附屬雙界面支付智慧卡晶片時，先傳送片選附屬晶片的指令給該發明的卡片，主控通信智慧卡晶片收到該指令後，控制電源開關開關為接通狀態，使得附屬雙界面支付智慧卡晶片的接觸式功能被激活，然後主控通信智慧卡晶片繼續接收從外部讀寫器設備傳送的指令，直接透明轉並傳送給所述附屬雙界面支付智慧卡晶片；所述主控通信智慧卡晶片接收到片選主控晶片的指令時，關閉電源開關，從而使得附屬雙界面支付智慧卡晶片的接觸式接口停止工作。主控通信智慧卡晶片對附屬雙界面支付智慧卡晶片的這種控制，使得附屬雙界面支付智慧卡晶片可以藉由接觸式讀寫器完成套用下載，個人化等操作，也使得由主控通信智慧卡晶片傳送過來的金融賬戶查詢指令或者圈存指令等被執行。
優選地，所述主控通信智慧卡晶片在關閉電源開關時，該發明描述的移動支付卡包含的主控通信智慧卡晶片和附屬雙界面支付智慧卡晶片將各自獨立工作，此時附屬雙界面支付智慧卡晶片通過外接的線圈以RF非接觸方式工作。
優選地，所述主控通信智慧卡晶片控制附屬的雙界面支付智慧卡晶片時，接通電源開關，附屬雙界面支付智慧卡晶片將被上電復位切換到接觸式工作模式，即使其處於非接觸工作模式，這種切換使得附屬雙界面支付智慧卡晶片穩定地保持在一種確定工作狀態，確保其可靠性。
有益效果
《一種移動支付智慧卡及其控制方法》所提供的雙晶片移動支付智慧卡為13.56兆赫茲，可以完全兼容2010年7月以前廣泛套用的非接觸式套用環境，同時通過集成的大容量智慧卡軟掩膜晶片擴大了套用空間，而且軟掩膜方式的智慧卡晶片可以更好地適應通信套用不斷變化的需求，也縮短了開發時間。
附圖說明
圖1為《一種移動支付智慧卡及其控制方法》的優選實施例的雙晶片移動支付智慧卡的示意圖。
圖2為該發明的優選實施例的支付晶片接觸式功能工作流程。
圖3為該發明的優選實施例的通信晶片對支付晶片的訪問實現STK賬戶查詢例。
圖4為該發明的優選實施例的通信晶片對支付晶片的訪問實現空中圈存例。
權利要求
1.一種移動支付智慧卡，包括用作主控的通信智慧卡晶片和附屬的用作支付的金融智慧卡晶片，該通信智慧卡晶片與金融智慧卡晶片通過系統級封裝工藝集成在移動支付智慧卡上，其中，所述通信智慧卡晶片用於與接觸式外設進行通信，並對所述金融智慧卡晶片進行訪問控制，所述金融智慧卡晶片具有接觸式接口和非接觸式接口，其通過所述非接觸式接口與無線POS終端連線，用於執行非接支付功能，同時通過所述接觸式接口與所述通信智慧卡晶片連線，在所述通信智慧卡晶片的控制下與接觸式外設通訊，執行接觸式功能；所述的通信智慧卡晶片和金融智慧卡晶片之間設定有電源開關，所述通信智慧卡晶片通過對電源開關的控制，來控制是否給所述金融智慧卡晶片供電，從而決定是否啟用所述金融智慧卡晶片的接觸式功能。
2.根據權利要求1所述的一種移動支付智慧卡，其特徵在於，所述金融智慧卡晶片的接觸式接口與所述通信智慧卡晶片以ISO7816-3協定連線。
3.根據權利要求1所述的一種移動支付智慧卡，其特徵在於，所述的通信智慧卡晶片包括通信支撐模組和支付晶片訪問控制模組，所述通信支撐模組用於支撐移動通信功能，所述對電源開關的控制通過所述支付晶片訪問控制模組實現。
4.根據權利要求2或3所述的一種移動支付智慧卡，其特徵在於，所述非接觸式接口頻率為13.56兆赫茲。
5.根據權利要求1-3之一所述的一種移動支付智慧卡，其特徵在於，所述通信智慧卡晶片為軟掩膜晶片。
6.一種控制權利要求1-5之一所述的移動支付智慧卡的方法，包括以下步驟：金融智慧卡晶片用於執行非接支付功能時，所述主控通信智慧卡晶片控制電源開關為非接通狀態，停止所述金融智慧卡晶片的接觸式功能，直接執行非接支付功能；接觸式外設需要訪問所述金融智慧卡晶片時，該接觸式外設傳送控制指令給通信智慧卡晶片從而控制電源開關為接通狀態，使得所述金融智慧卡晶片的接觸式功能被激活，然後所述通信智慧卡晶片繼續接收接觸式外設傳送的指令，直接透明轉發給所述金融智慧卡晶片，從而實現接觸式外設對金融智慧卡晶片的各種接觸式功能的執行，或者通信智慧卡根據邏輯功能的需要自主決定控制電源的開關，從而使得所述金融智慧卡晶片能夠被通信智慧卡晶片以接觸式方式訪問；其中，所述通信智慧卡晶片通過對金融智慧卡晶片的主動訪問控制，實現對金融賬戶信息的STK查詢和空中圈存。
實施方式
《一種移動支付智慧卡及其控制方法》提出了一種由雙晶片構成的具備通信功能和13.56兆赫茲非接功能的移動支付智慧卡方案。如圖1中所示，該智慧卡100上封裝了兩顆不同功能的晶片，分別是一顆用作主控晶片的通信智慧卡軟掩膜晶片M1和一顆附屬的13.56兆赫茲雙界面支付智慧卡晶片M2，其中附屬雙界面支付智慧卡晶片M2負責完成與支付相關的功能，主控通信智慧卡軟掩膜晶片M1負責通信功能，並能夠對附屬雙界面支付智慧卡晶片M2進行訪問和控制。主控通信智慧卡軟掩膜晶片M1和附屬雙界面支付智慧卡晶片M2通過SIP（System In a Package，系統級封裝）工藝集成在智慧卡100上。
附屬雙界面支付智慧卡晶片M2是一顆普通的雙界面支付晶片，可以選擇包含Mifare功能，能夠兼容2010年7月以前廣泛套用的13.56兆赫茲非接觸式套用。附屬雙界面支付智慧卡晶片M2支持兩種基本接口。一種是接觸式接口（即圖1中的IO3），符合ISO7186-3協定，另一種是13.56兆赫茲的非接觸式無線接口（即圖1中的RFIO），要求符合ISO射頻標準，即ISO14443A、ISO15693等。
智慧卡100通過主控通信智慧卡晶片M1的接口IO1和手機或者其它接觸式讀寫器連線，並通過接口IO2對附屬雙界面支付智慧卡晶片M2的IO3接口進行控制。如圖2，當讀寫器選擇附屬雙界面支付智慧卡晶片M2時，主控通信智慧卡晶片M1將從IO1收到的所有接觸式指令經IO2透明轉發給附屬雙界面支付智慧卡晶片M2，而晶片M2的處理結果則從IO3經M1晶片的IO2，然後從IO1返回給讀寫器等外部設備，從而使得附屬雙界面支付智慧卡晶片M2完成接觸式環境下的工作；附屬雙界面支付智慧卡晶片M2通過接口RFIO和POS機300進行無線通信，指令在M2晶片中完成處理，處理結果也由RF接口直接返回給POS機300。
主控通信智慧卡晶片M1和附屬雙界面支付智慧卡晶片M2通過IO2-IO3接口，以ISO7816-3協定連線。主控通信智慧卡晶片M1和附屬雙界面支付智慧卡晶片M2之間設定有一個電源開關，主控通信智慧卡軟掩膜晶片M1通過對電源開關的控制，從而控制是否給附屬雙界面支付智慧卡晶片供電，從而決定是否啟動附屬雙界面支付智慧卡晶片的接觸式功能。
主控通信智慧卡晶片M1既可以按前述由片選指令選擇將外部指令透明傳輸給附屬雙界面支付智慧卡晶片M2處理，主控通信智慧卡晶片M1也可以根據功能需要，直接發起對晶片M2的訪問或控制。如圖3，以支付賬戶的STK查詢功能為實施例，當用戶通過手機STK選單選擇支付賬戶查詢功能時，由於支付賬戶信息在支付晶片M2上，於是主控晶片M1接通電源開關S，使得支付晶片M2被上電復位，進入接觸式功能模式，主控晶片M1將賬戶查詢的APDU指令通過IO2傳送到支付晶片M2，支付晶片M2進行處理，返回查詢結果給主控晶片M1，主控晶片M1關閉電源開關S，並將結果顯示到手機界面。類似的實施例，如圖4，執行空中圈存的移動支付功能時，主控晶片M1將收到的空中圈存指令組裝成APDU來控制支付晶片M2，從而完成對支付賬戶的圈存功能。
上述金融賬戶信息的STK查詢以及空中圈存都屬於該方法主控晶片對金融智慧卡晶片的移動支付功能擴展，主控晶片對金融智慧卡晶片能夠支持的其它功能訪問，也屬於該方法的實施例。
主控通信智慧卡晶片M1包含了通信支撐模組K1和支付晶片訪問控制模組K2，模組K1包含用於通信業務的各種支撐模組，符合ETSI系列標準，模組K2根據功能需要，通過IO4控制電源開關的接通或關閉，從而使得支付晶片M1處於接觸式工作模式或者非接觸工作模式。
上述智慧卡100集成了附屬雙界面支付智慧卡晶片M2，從而保留了對2010年7月以前13.56兆赫茲支付環境的優良兼容能力，而集成的另外一顆主控大容量智慧卡軟掩膜晶片M1則可以支撐電信增值套用的大容量用戶空間需求，兩顆晶片M1、M2按照上述控制方法獨立或協同工作。
該發明採用大容量軟掩膜通信智慧卡晶片和13.56兆赫茲雙界面支付智慧卡晶片進行集成，可以獲得一種同時符合通信功能需求和金融功能需求的低成本移動支付智慧卡解決方案，有助於移動支付產業的發展。
榮譽表彰
2013年10月，《一種移動支付智慧卡及其控制方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
