(57)【要約】【課題】応答性ならびに汎用性のある非接触ＩＣカード用ＩＣチップの実現を目的とする。【解決手段】ＲＦ回路、通信インタフェース回路、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路にて構成される非接触ＩＣカード用ＩＣチップにおいて、通信インタフェース回路内に応答性が要求されるコマンドに対するコマンド解析手段を設け、ＣＰＵにて実施するコマンド解析処理を低減させることにより、応答性ならびに汎用性を持たせたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ／ライタから非接触供給される電力及びデータを送受信するコイルと、ＩＣチップで構成される非接触式ＩＣカードにおいて、
上記ＩＣチップ回路は、
上記コイルに接続されるＲＦ回路と、通信インタフェースとＣＰＵとを有し、上記通信インタフェースは、コマンドデータとコマンドデータ長に基づいて応答性の要求されるコマンドの受信の有無を判定するコマンド解析手段を有し、
上記ＣＰＵは上記コマンド解析手段によって応答性のコマンドとされた場合には処理の一部を省略することを特徴とする非接触式ＩＣカード。
【請求項２】
上記コマンド解析結果をレジスタにてＣＰＵに通知することを特徴とする請求項１記載の非接触式ＩＣカード。
【請求項３】
上記ＣＰＵは、データバッファの読み出し、コマンドデータ長のリード、コマンド解析処理、解析判定の処理を省略することを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触ＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触式ＩＣカードの受信方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式ＩＣカードシステムは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３として国際規格化されている。特に、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に代表される非接触式ＩＣカードは、電子チケット、個人認証用カードして使用されている。
【０００３】
非接触式ＩＣカードシステムは、親機のリーダ／ライタと子機の非接触式ＩＣカードから構成される。リーダ／ライタと非接触式ＩＣカードは、おのおのが内蔵するコイルによる電磁誘導方式にて、リーダ／ライタから非接触式ＩＣカードへの電力供給やリーダ／ライタと非接触式ＩＣカード間の無線通信を実現する。
【０００４】
一般的に、非接触式ＩＣカードに内蔵されるＩＣチップは、アプリケーションの多様化から、（例えば、特許文献１）、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを搭載する。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに応じた処理をすることで、非接触ＩＣカードの通信プロトコルを実現する。
【０００５】
前記非接触ＩＣカードシステムは、リーダ／ライタから送信されるコマンドに対して、非接触式ＩＣカードがレスポンスを返信する形態（リーダー・トーク・ファースト方式）を採用している。このため、リーダ／ライタは、非接触ＩＣカードのレスポンスを受け取り許容時間である応答時間を定め、応答時間内にレスポンスを受け取れなかった場合、無応答と判断する。
【０００６】
前記の応答時間は、コマンド別に規定される。例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３−ＴｙｐｅＢのＲＥＱＢコマンド応答時間は、３００μｓである。非接触式ＩＣカードは、３００μｓ以内に、前記のコマンド／レスポンス処理を実行しなければならない。非接触ＩＣカードにて対応するコマンドやパラメータが多くなれば、ＩＣチップ内蔵のＣＰＵにて実施するコマンド解析処理に要する時間が増大し、応答時間内にコマンド／レスポンス処理を完了することが困難になる。
【０００７】
前記の問題対策として、ＩＣチップ内蔵のＣＰＵ動作クロック周波数を高速化し、高速処理する方法が考えられる（例えば、特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２０６６３号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００２−１０９４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＩＣチップ内蔵のＣＰＵにて実施するコマンド解析処理に要する時間が増大し、応答時間内にコマンド／レスポンス処理を完了することが困難になるという問題対策として、上記従来技術での、動作クロック周波数の高速化に伴う消費電力の増大は、リーダ／ライタと非接触ＩＣカードの通信可能範囲を狭める結果となり、アプリケーションの利便性を損ねることとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記、非接触ＩＣカードのＩＣチップ構成にて、応答性を要求されるコマンドの受信の有無を判定するコマンド解析手段と、前記コマンド解析手段の解析結果をＣＰＵに通知する解析レジスタを設ける。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ＣＰＵは解析レジスタをリードすることで、応答性を要求されるコマンドの受信の有無が容易に判定できる。また、ＣＰＵにて実施していたコマンド解析処理が低減されることでＣＰＵの動作周波数を抑えることができる。また、ＣＰＵが実施していたすべてのコマンド解析処理をコマンド解析手段に置き換えることとならないため、コマンド解析手段の回路規模が抑えられる。以上のことから、応答性および汎用性のある非接触ＩＣカードのＩＣチップを構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明実施形態を図面参照にて説明する。
図１に本発明実施形態である非接触ＩＣカードの構成を示す。ＲＦ回路（１１０）は、ＩＣチップ内の電源制御する手段（１１２）、ＩＣチップ内の動作用クロック／リセットを生成する手段（１１３）、変調信号を復調する手段（１１１）、送信信号を変調する手段（１１４）から構成される。
【００１４】
通信インタフェース回路（１２０）は、ＲＦ回路（１１０）からの復調された信号を復号化する手段（１２１）、復号化信号から通信プロトコルで定義されるフレーム構成であるか検査し、かつ、フレーム中のコマンドデータ長を検出する手段（１２２）、フレーム検査結果およびコマンドデータ長をＣＰＵに通知するための状態レジスタ（１２３）、フレーム中のコマンドデータを抽出する手段（１２４）、ＣＰＵにコマンドデータの受け渡すデータバッファ（１２５）、データバッファからレスポンスデータを読み出してフレーム生成する手段（１２６）、フレーム化信号を符号化する手段（１２７）、データ抽出手段（１２４）からコマンドデータ、フレーム検査手段（１２２）からコマンドデータ長の情報を受け取り、応答性の要求されるコマンドの受信の有無を判定するコマンド解析手段（１２８）、コマンド解析手段（１２８）からのコマンド解析結果を格納する解析レジスタ（１２９）から構成される。
【００１５】
ＣＰＵ（１３０）は、検査レジスタ（１２３）にてフレームの正当性を把握し、解析レジスタ（１２９）から応答性を要求されるコマンド受信の有無を判断する。また、応答性を要求されるコマンド受信の有無の判断結果に応じて、データバッファ（１２５）の内容から受信コマンドを解析し、コマンドデータを処理することで、非接触式ＩＣカードシステムの通信プロトコルを実現する。ＲＯＭ（１４０）、ＲＡＭ（１５０）は、ＣＰＵ（１３０）の制御に用いられ、ＲＯＭ（１４０）は、制御プログラムが格納され、アプリケーションの多様化を吸収する。
【００１６】
周辺回路（１６０）は、アプリケーションにて使用されるデータを格納する不揮発性メモリや暗号に用いられる演算器に相当する。
【００１７】
コマンド解析手段（１２８）および解析レジスタ（１２８）を設けたことで、ＣＰＵ（１３０）が応答性の要求されるコマンド受信の有無を容易に判断することが可能となる。
【００１８】
応答性の要求されるコマンドとは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３−ＴｙｐｅＢでは、ＲＥＱＢ、ＷＵＰＢ、Ｓｌｏｔ−ＭＡＫＥＲの３つのコマンドに相当する。これらのコマンドは、リーダ／ライタが通信可能領域中の非接触ＩＣカードの存在と当該コマンドにて応答した非接触ＩＣカードの通信能力を把握するために用いられるコマンドである。
【００１９】
通信インタフェース回路（１２０）のコマンド解析手段（１２８）における解析方法を、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３−ＴｙｐｅＢのＲＥＱＢコマンドを受信した場合を例に、図２にて説明する。
【００２０】
ＲＥＱＢコマンドのコマンドデータの構成は、３バイトからなる。第１バイトはＡＰｆ（３０１）とよばれ、コマンドデータの先頭を意味する。
【００２１】
第２バイトは、ＡＦＩ（３０２）と呼ばれ、リーダ／ライタが応答を求める非接触ＩＣカードの応用識別を指定するために用いられる。非接触ＩＣカードは、自身の応用識別（３０４）がＡＦＩ（３０２）と一致する場合、応答することができる。一致しない場合、非接触ＩＣカードは応答してはならない。
【００２２】
コマンドデータの第３バイトは、ＰＡＲＡＭ（３０３）とよばれ、コマンドがＲＥＱＢコマンドであることを示す識別ビットを含むパラメータである。
【００２３】
コマンド解析手段（１２８）は、データ抽出手段（１２４）から送られてくる第１バイト：ＡＰｆ（３０１）が固定値０５ｈ（３０５）であるか検査比較（３０８）する。次に、データ抽出手段（１２４）から送られてくる第２バイト：ＡＦＩ（３０２）が非接触ＩＣカードの応用識別（３０４）と一致するか検査比較（３０９）する。更に、第３バイト：ＰＡＲＡＭ（３０３）のＲＥＱＢ識別ビット（３０６）が設定されているか検査比較（３１０）する。最後にコマンド解析手段（１２８）は、検査レジスタ（１２３）のコマンドデータ長が３バイト長であるか検査比較（３１１）する。
【００２４】
以上、４つの検査結果がすべて成り立つ場合（３１２）、応答性を要求されるコマンド（正規なＲＥＱＢコマンド）を受信したことを示すため、コマンド解析手段（１２８）は、解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）を論理値‘１’：アクティブにする。なお、前記のコマンドデータの第１バイト〜第３バイトとコマンドデータ長の検査結果が１つでも成り立たない場合、応答性を要求されるコマンド（正規なＲＥＱＢコマンド）でないと判断し、コマンド解析手段（１２８）は、解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）を論理値‘０’：非アクティブにする。
【００２５】
解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）が論理値‘１’：アクティブの場合、ＣＰＵは解析レジスタ（１２９）をリードすることで応答性の要求されるコマンドが受信されたと把握し、応答性コマンドに対応するコマンド処理ならびにレスポンス処理を実施する。また、解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）が論理値‘０’：非アクティブの場合、ＣＰＵは、応答性の要求されるコマンドは受信されなかったと把握し、データバッファ（１２５）と検査レジスタ（１２３）の内容から受信コマンドを解析し、受信コマンドに対応するコマンド処理ならびにレスポンス処理を実施する。
【００２６】
図３に本発明実施形態である非接触ＩＣカードのＣＰＵにおけるコマンド／レスポンス処理を示す。
ＣＰＵは、ＲＦ回路（１１０）および通信インタフェース回路（１２０）に対して受信許可（２０１）を与え、ＲＦ回路（１１０）および通信インタフェース回路（１２０）から通知される受信完了（２０２）を待つ。なお、前記の解析レジスタ（１２９）に格納されるコマンド解析結果は、コマンド解析手段（１２８）にてコマンド受信中に行われ、受信完了（２０２）にて有効なデータとなる。受信完了後、ＣＰＵは、検査レジスタ（１２３）からフレーム検査結果をリードし（２０３）、フレームの正当性を検査（２０４）する。
【００２７】
フレーム検査結果が異常の場合、受信コマンドは通信プロトコルに違反したフレーム構成であるため、再度受信動作へ戻る。フレーム検査結果検査が正常の場合、ＣＰＵは、解析レジスタをリードし（２０５）、受信したコマンドが応答性を要求されるものであるか解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）のアクティブ／非アクティブの状態にて把握する（２０６）。
【００２８】
解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）が論理値‘０’：非アクティブの場合、受信したコマンドは応答性を要求されるコマンドでないため、ＣＰＵは、データバッファ（１２５）に格納されるコマンドデータを読み出し（２０４）、検査レジスタ（１２３）に格納されるコマンドデータ長をリードし（２０８）、読み出したコマンドデータおよびコマンドデータ長から、通信プロトコルにて規定されているコマンドであるかコマンド解析処理（２０９）を実施する。コマンド解析処理（２０９）した結果、通信プロトコルにて規定されるコマンドであり、実行可能状態であるとＣＰＵが判断した場合、コマンド実行（２１１）、レスポンスデータ作成（２１２）、送信許可（２１３）をＲＦ回路（１１０）および通信インタフェース回路（１２０）に与えることで、レスポンスフレームを送出する。また、コマンド解析処理（２０９）した結果、通信プロトコルで未定義コマンド、または、実行不可能状態であるとＣＰＵが判断した場合、再度受信動作へ戻る。
【００２９】
一方、解析レジスタ（１２９）のＡＴＱＢビット（３１３）が論理値‘１’：アクティブの場合、受信したコマンドは応答性を要求されるコマンドであるため、データバッファの読み出し（２０７）、コマンドデータ長のリード（２０８）、コマンド解析処理（２０９）、解析判定（２１０）の４つの処理状態を経ずに、コマンド実行（２１１）、レスポンスデータ作成（２１２）、送信許可（２１３）をＲＦ回路（１１０）および通信インタフェース回路（１２０）に与えることで、レスポンスフレームを送出する。
【００３０】
コマンド解析手段（１２８）および解析レジスタ（１２９）を設けたことで、ＣＰＵは応答性を要求されるコマンドの受信の有無が容易に判定でき、また、データバッファの読み出し（２０７）、コマンドデータ長のリード（２０８）、コマンド解析処理（２０９）、解析判定（２１０）の４つの処理状態を省略することでＣＰＵコマンド解析処理が軽減され、通信プロトコルに規定される応答時間：３００μｓ以内での応答処理を実現することが可能となる。
【００３１】
図６は、本発明実施形態である非接触ＩＣカードの解析レジスタ（１２９）のビット配置例を示す。解析レジスタ（１２９）のビット配置の特徴は、応答性が要求されるコマンドが受信されたことを示すビット：ＡＴＱＢビット（３１３）をＭＳＢビットに配置することである。
【００３２】
ＣＰＵ（１３０）は、データ転送命令で扱う転送データのＭＳＢビットを正負符号として扱い、ＭＳＢビットが‘１’のときマイナス符号、‘０’のときプラス符号と判断する。これにより、ＣＰＵ（１３０）が解析レジスタ（１２９）からＣＰＵ汎用レジスタ（４０１）へデータ転送することで、ＡＴＱＢビット（３１３）の状態をＣＰＵコンディションレジスタ（４０２）の符号フラグ（４０３）へ反映される。このことは、応答性を要求されるコマンドの受信の有無の判定を、アセンブラ言語で転送命令と条件ブランチ命令の２文にて記述することが出来るため、ＣＰＵ処理の軽減することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によると応答性ならびに汎用性のある非接触ＩＣカードを実現することが可能となるため、非接触ＩＣカード用ＩＣチップに適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明実施形態の非接触ＩＣカード用ＩＣチップ構成図である。
【図２】本発明実施形態のコマンド解析手段のコマンド解析概要図である。
【図３】本発明実施形態の非接触ＩＣカード用ＩＣチップのコマンド／レスポンス処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明実施形態の解析レジスタのビット配置例である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  非接触ＩＣカード
１０１  非接触ＩＣカード用  ＩＣチップ
１０２  アンテナコイル
１１０  ＲＦ回路
１１１  復調手段
１１２  電源制御手段
１１３  クロック／リセット生成手段
１１４  変調手段
１２０  通信インタフェース回路
１２１  復号化手段
１２２  フレーム検査手段
１２３  検査レジスタ
１２４  データ抽出手段
１２５  データバッファ
１２６  フレーム生成手段
１２７  符号化手段
１２８  コマンド解析手段
１２９  解析レジスタ
１３０  ＣＰＵ
１４０  ＲＯＭ
１５０  ＲＡＭ
１６０  周辺回路
３０１  ＡＰｆバイト
３０２  ＡＦＩバイト
３０３  ＰＡＲＡＭバイト
３０４  コマンド先頭データ
３０５  非接触ＩＣカード応用識別データ
３０６  ＲＥＱＢ識別ビット
３０７  ＲＥＱＢコマンド コマンドデータ長
３０８  ＲＥＱＢコマンド第１バイトの検査
３０９  ＲＥＱＢコマンド第２バイトの検査
３１０  ＲＥＱＢコマンド第３バイトの検査
３１１  ＲＥＱＢコマンド コマンドデータ長の検査
３１２  ＲＥＱＢコマンド コマンド解析結果
３１３  応答性を要求されるコマンド受信通知ビット
４０１  ＣＰＵ汎用レジスタ
４０２  ＣＰＵコンディションレジスタ
４０３  ＣＰＵコンディションレジスタの符号フラグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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