(57)【要約】 【課題】  ＩＣチップを駆動する動作クロックを切換えることにより、外部装置との間の双方向通信において、高速性と安定性を両立させた非接触ＩＣカードを提供する。【解決手段】  外部装置２０との間の双方向通信の際に異常終了が生じた場合は、その次の通信の際に非接触ＩＣカード１１の動作クロックを１段階引き下げて、消費電力の少ない双方向通信を実施する。一方、外部装置２０から受信する電磁波による生成電力量が十分であって、予め定めた規定の回数に渡って外部装置２０との間で双方向通信が連続して成功している場合には、その次の通信の際に非接触ＩＣカード１１の動作クロックを１段階引き上げて、より高速な処理を実施する。【選択図】  図１
2008225535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＣＰＵ（演算処理部）および書換え可能な不揮発性メモリを具備し、少なくとも前記ＣＰＵを駆動させる動作クロックとして、２値以上の互いに異なる複数の動作クロックの中から選択された１つの動作クロックを設定可能な動作クロック設定機能を前記ＣＰＵ自身が有する非接触ＩＣカードであって、
前記不揮発性メモリの所定のアドレスには書換え可能な動作クロック情報が予め記録されており、
前記ＣＰＵが、外部装置から活性化コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの活性化処理を実施し、
外部装置から通信開始コマンドを受信した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、少なくとも前記ＣＰＵが前記動作クロック情報に応じた動作クロックによって駆動するよう、前記動作クロック設定機能により動作クロックを設定するとともに、非接触ＩＣカードの通信開始コマンド処理を実施し、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮに１を加えた値を新しい通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
外部装置から情報交換処理コマンドを受信した場合には、外部装置と非接触ＩＣカードとの双方向の情報交換処理を実施し、
外部装置から通信終了コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの通信終了コマンド処理を実施するとともに、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して、前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮに１を加えた値を新しい通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
非接触ＩＣカードには予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの上限値が記録されており、
非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの前記所定のアドレスから前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮをそれぞれ読出して両者を比較し、
前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮと前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとが一致しなかった場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き下げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロックである場合には、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
非接触ＩＣカードの前記通信終了コマンド処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスから、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮの前記上限値、および前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して両者を比較するか、もしくは前記不揮発性メモリの所定のアドレスから通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値、および前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して両者を比較し、
前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮが予め定められた前記上限値に達していると判定した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も高い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き上げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録する機能を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】
少なくともＣＰＵ（演算処理部）および書換え可能な不揮発性メモリを具備し、少なくとも前記ＣＰＵを駆動させる動作クロックとして、２値以上の互いに異なる複数の動作クロックの中から選択された１つの動作クロックを設定可能な動作クロック設定機能を前記ＣＰＵ自身が有する非接触ＩＣカードであって、
前記不揮発性メモリの所定のアドレスには書換え可能な動作クロック情報が予め記録されており、
前記ＣＰＵが、外部装置から活性化コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの活性化処理を実施し、
外部装置から通信開始コマンドを受信した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、少なくとも前記ＣＰＵが前記動作クロック情報に応じた動作クロックによって駆動するよう、前記動作クロック設定機能により動作クロックを設定するとともに、非接触ＩＣカードの通信開始コマンド処理を実施し、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮに１を加えた値を新しい通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
外部装置から情報交換処理コマンドを受信した場合には、外部装置と非接触ＩＣカードとの双方向の情報交換処理を実施し、
外部装置から通信終了コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの通信終了コマンド処理を実施するとともに、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して、前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮに１を加えた値を新しい通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
非接触ＩＣカードには予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの上限値が記録されており、
非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの前記所定のアドレスから前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮをそれぞれ読出して両者を比較し、
前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮと前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとが一致しなかった場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き下げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロックである場合には、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、
非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、さらに、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスから、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮの前記上限値、および前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して両者を比較するか、もしくは前記不揮発性メモリの所定のアドレスから通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値、および前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して両者を比較し、
前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮが予め定められた前記上限値に達していると判定した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、
読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も高い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き上げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録する機能を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項３】
前記動作クロック設定機能が動作クロックとして固定クロックを設定可能な非接触ＩＣカードであって、
少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが、前記固定クロックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項４】
前記固定クロックが、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックがとりうる中で、最も低い動作クロックであることを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項５】
前記動作クロック設定機能が設定可能な前記動作クロックが、互いに異なる２値の動作クロックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項６】
前記動作クロック設定機能が固定クロックを設定可能な非接触ＩＣカードであって、
少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが前記固定クロックであり、前記固定クロックが前記互いに異なる２値の動作クロックのうちの低い動作クロックに一致することを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項７】
前記動作クロック設定機能が設定可能な前記動作クロックが、互いに異なる２値の動作クロック、および前記動作クロックとは異なる固定クロックの３値の動作クロックであって、
少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが、前記固定クロックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項８】
予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値が、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されており、非接触ＩＣカードの用途により前記上限値を変更することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項９】
前記ＣＰＵがＭＰＵ（主演算処理部）およびコプロセッサ（補助機能演算処理部）を有しており、前記ＣＰＵが実行する前記各動作が、前記ＭＰＵおよび／または前記コプロセッサによって実行されるものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１０】
送受信アンテナ部、変復調部および電源生成部を有し、前記外部装置から送信される電磁波を前記送受信アンテナ部により受信して受信電磁波となし、前記電源生成部にて前記受信電磁波から動作電力を生成して駆動電源となし、
前記受信電磁波を前記変復調部にて復調して受信信号を取り出すとともに、送信信号を前記変復調部にて変調して送信電磁波となし、前記送受信アンテナ部により前記外部装置へ送信することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の非接触ＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池などの電力供給源を自らは内蔵せず、外部装置から送信される電磁波を整流して各構成要素に電力として供給する非接触ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵ（演算処理部）や書換え可能な不揮発性メモリなどを備えて構成される非接触ＩＣカードが普及しつつある。非接触ＩＣカードの中でも、自らは電池などの電源を持たず、ＩＣカードリーダライタなどの外部装置から送信される電磁波から電力を取り出し、自らの消費電力とする方式のカードが多く用いられている。
【０００３】
一般に非接触ＩＣカードにおいては外部装置との双方向通信に要する処理時間が短いほどユーザの使い勝手が向上するが、カード内の各構成素子の動作クロックを引き上げてこの処理時間を短縮した場合には、各構成素子における消費電力が増加するという問題がある。内部に電池などを持たない非接触ＩＣカードでは、受信した電磁波から電力を取り出すための電源生成部が設けられており、この電源生成部としては一般にシャントレギュレータが多く採用されている。
【０００４】
ここで動作クロックの高速化により、受信した電磁波からシャントレギュレータが生み出す電力よりも非接触ＩＣカードの各構成素子が消費する電力の方が大きくなった場合は、非接触ＩＣカードが異常な振る舞いを起こしたり、非接触ＩＣカードと外部装置との通信が不能となってしまう場合がある。この問題の解決のために、電源生成部であるシャントレギュレータの出力電圧を常に監視しておき、ここから取り出される電力量が規定の値よりも減少した場合には、ＣＰＵなどの非接触ＩＣカードの各構成素子を駆動するための動作クロックを低くして消費電力を低下させるといった対策が講じられている。
【０００５】
特許文献１は、ＩＣカード内での使用可能な電力量に応じて、各構成素子での動作モードを切換える機能を持つ、従来の非接触ＩＣカードの例である。図８をもとに、特許文献１に記載の非接触ＩＣカードにおける電源生成部の監視方法とその効果について説明する。図８は特許文献１に記載の非接触ＩＣカードの構成図であり、非接触ＩＣカード８１は、ＩＣカードリーダライタである外部装置９０との間で通信データを送受信するための送受信アンテナ部８２、送信データを変調したり、受信データを復調したりする変復調部８３、各種データの処理や全般的な制御を行う主演算処理部であるＭＰＵ８４、受信データの復号化および送信データの暗号化を行う補助機能演算処理部であるコプロセッサ８５、各種データを記録するＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ８６などにより構成されている。なお図８ではＭＰＵ８４とコプロセッサ８５とが独立している場合を示しているが、両者が一体化してＣＰＵ（演算処理部）を構成していても構わない。
【０００６】
以上記した非接触ＩＣカード８１では、送受信アンテナ部８２にて受信された外部装置９０からの電磁波が、電源生成部８７において整流回路にて整流、平滑され、電圧が安定化された直流電流となって非接触ＩＣカード８１内の各構成素子に駆動電力として供給される。このときの電源生成部８７による供給可能な電力量は、電力検出部８８により常に監視、検出されており、検出された値に基づいて、非接触ＩＣカード８１内の各構成素子を動作させる動作クロックをモード切換部８９が切換える。モード切換部８９がＭＰＵ８４、コプロセッサ８５、および不揮発性メモリ８６などにおける動作クロックを切換えて、その動作モードを変更することにより、電源生成部８７による供給可能な駆動電力量が少ない場合であっても、非接触ＩＣカード８１の動作を維持することができる。ただしその場合には動作クロックが低くなるため、非接触ＩＣカード８１における一連の処理に要する時間は長くなる。
【０００７】
このように、特許文献１に記載の非接触ＩＣカードにおいては、電源生成部にて生成される供給可能な電力量に応じて各構成素子を駆動する動作クロックを切換えて、動作モードの変更によって消費電力を増減させることで外部装置との通信の維持を図っている。ここで外部装置から強い電磁波が供給されていて、非接触ＩＣカードの各構成素子に十分な量の電力を供給することが可能な場合には、各構成素子の動作クロックを引き上げて、外部装置との双方向通信に要する処理時間を短縮することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２０６４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上記した特許文献１に記載の方法では、非接触ＩＣカードの構成中にＭＰＵとは独立して電力検出部およびモード切換部の回路素子を有している。これらの回路は一般にアナログ回路を含んでおり、非接触ＩＣカードを構成する単一のＩＣチップ内に、これらのアナログ素子をＭＰＵやコプロセッサ、不揮発性メモリなどのデジタル素子とともに組み込む必要があるため、ＩＣチップの構成が全体として複雑となり、そのためにＩＣチップの故障率が高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
また現状では、非接触ＩＣカードの用途によってその動作クロックを切換える閾値が異なっている。このため、電力検出部やモード切換部を１つのＩＣチップに組み込んだ構成の場合は、用途ごとに異なる仕様のＩＣチップを個別に設計する必要があり、汎用性に欠けるために一般に高価となる。このためこれらの回路素子を含まない、汎用のＩＣチップを用いた非接触ＩＣカードに比べてコストの面で不利となってしまう。さらに汎用のＩＣチップを用いた上で、電力検出部やモード切換部などの回路素子を別チップとして構成する方法では、全体の消費電力が増加することや、複数のＩＣチップをカードに組み込むために製造工程が複雑化するなどの問題が生じてしまう。
【００１１】
従って、本発明の目的は、ＩＣチップ内に電力検出部やモード切換部といった回路素子を含まない構成であって、しかも外部装置からの電磁波による供給可能な電力量に応じて、ＩＣチップ内の各構成素子を駆動する動作クロックを切換えることができる、非接触ＩＣカードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明においては、非接触ＩＣカードの動作クロックの切換えによる動作モードの変更が必要かどうかを、外部装置との双方向通信の際にＩＣチップの動作が停止したかどうかを監視することによって判断するものとする。
【００１３】
非接触ＩＣカードに外部装置から活性化コマンドが送られると、非接触ＩＣカードを構成するＩＣチップ内のＣＰＵ（演算処理部）は自分自身の活性化処理を行って、レディ状態に移行する。この状態でさらに通信開始コマンドを受信すると、ＣＰＵは通信開始コマンド処理を行って、外部装置との双方向の情報交換処理を開始する。その後、非接触ＩＣカードは外部装置とアプリケーションごとに双方向の情報交換処理を実施するが、この場合には密度の高い情報処理や高頻度の双方向通信が行われるために、一般にＣＰＵや送受信アンテナ部の消費電力が上昇する。このため、通信条件が良好ではない場合には非接触ＩＣカードの電源生成部が必要な電力を供給することができなくなってしまい、非接触ＩＣカードがその動作を停止することがある。この動作の停止は外部装置から消費電力の大きなコマンドを受信したタイミングで発生することが多く、このときは外部装置との双方向通信が中断されて、非接触ＩＣカードはパワーオフ状態に移行する。
【００１４】
外部装置から非接触ＩＣカードに再び電力供給が行われると、非接触ＩＣカードはパワーオフ状態からアイドル状態に移行し、ここで外部装置から活性化コマンドが送られると活性化処理が行われて非接触ＩＣカードは再びレディ状態に移行する。この際に、非接触ＩＣカードが今までに外部装置から受信した通信開始コマンドの受信回数、および通信終了コマンドの受信回数を不揮発性メモリに常時記録しておくようにしておいて、この両者を比較する。前回の通信では情報交換処理の途中で動作が停止したために非接触ＩＣカードは最後に通信終了コマンドを受信しておらず、両者の値は一致せずに、通信開始コマンドの受信回数の方が１回だけ多くなる。外部装置との双方向通信が正常に終了するためには非接触ＩＣカードは外部装置から通信終了コマンドを受け取る必要があるので、双方向通信が正常に終了した場合にはこの両者の値は常に一致するはずである。このことから、通信開始コマンドおよび通信終了コマンドの受信回数を比較することによって、前回の双方向通信が中断した（異常終了であった）かどうかを判定することができる。
【００１５】
前回の双方向通信が異常終了した場合には、そのときの動作モードでは、外部装置から供給される電力量に比べて非接触ＩＣカードが消費する電力量の方が大きくなる可能性があることになる。従ってその後の外部装置との双方向通信では、非接触ＩＣカードの動作モードを１段階引き下げてその動作クロック情報を変更し、ＣＰＵその他の各構成素子の消費電力を抑える必要がある。そのためには非接触ＩＣカードがレディ状態のうちに不揮発性メモリに記録されている動作クロック情報を書換えて、通信開始コマンドの受信後にはこの変更された動作クロック情報を読込んで非接触ＩＣカードを駆動するようにすればよい。またこの動作クロック情報の書換えを行った場合には、通信開始コマンドを受信する前に、不揮発性メモリに記録されている通信開始コマンドおよび通信終了コマンドの受信回数を、ともに初期値に戻しておく必要がある。なお外部装置との双方向通信の際の動作モードがすでに最低値に達している場合には、動作モードの引き下げはそれ以上行わないものの、通信開始コマンドおよび通信終了コマンドの各受信回数の初期値への書換えを行う必要がある。
【００１６】
一方、外部装置との双方向通信において、アプリケーションごとの情報交換処理での正常な通信の終了が何回も連続している場合には、通信条件は良好であるため、現在の動作モードをさらに引き上げても良好な双方向通信を実施できる可能性がある。そこで外部装置との双方向通信が連続して正常終了となり、しかもその連続回数が予め定めた規定回数に達している場合には、非接触ＩＣカードの動作モードを１段階引き上げて、通信開始コマンドの受信後にはその引き上げられた動作クロックによって非接触ＩＣカードを駆動するように定めることとする。
【００１７】
双方向通信が予め定めた規定回数に渡って連続して正常に終了したことの判定では、外部装置からの通信終了コマンドの受信後に、通信開始コマンドの受信回数、もしくは通信終了コマンドの受信回数のいずれかが予め定めた規定回数に達したかどうかを判定すればよい。これらの各コマンドの受信回数が規定回数に達している場合には、動作クロック情報を変更することで、次回からの外部装置との双方向通信の際の動作モードを１段階引き上げることができる。なお動作クロック情報の書換えを行った場合には、通信開始コマンドおよび通信終了コマンドの各受信回数を初期値に戻しておく必要がある。またこれらのコマンド受信回数が予め定めた規定回数に達したかどうかの判定を、外部装置からの通信終了コマンドの受信後ではなく、次回の外部装置からの活性化コマンドの受信後の、非接触ＩＣカードがレディ状態のときに、前記動作モードの引き下げ判定の後に引き続いて実施しても構わない。なお外部装置との双方向通信の際の動作モードがすでに最高値に達している場合には、動作モードの引き上げはそれ以上行わない。また通信開始コマンドおよび通信終了コマンドの各受信回数の初期値への書換えも必ずしも行わなくてもかまわない。
【００１８】
即ち、本発明は、少なくともＣＰＵ（演算処理部）および書換え可能な不揮発性メモリを具備し、少なくとも前記ＣＰＵを駆動させる動作クロックとして、２値以上の互いに異なる複数の動作クロックの中から選択された１つの動作クロックを設定可能な動作クロック設定機能を前記ＣＰＵ自身が有する非接触ＩＣカードであって、前記不揮発性メモリの所定のアドレスには書換え可能な動作クロック情報が予め記録されており、前記ＣＰＵが、外部装置から活性化コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの活性化処理を実施し、外部装置から通信開始コマンドを受信した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、少なくとも前記ＣＰＵが前記動作クロック情報に応じた動作クロックによって駆動するよう、前記動作クロック設定機能により動作クロックを設定するとともに、非接触ＩＣカードの通信開始コマンド処理を実施し、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮに１を加えた値を新しい通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、外部装置から情報交換処理コマンドを受信した場合には、外部装置と非接触ＩＣカードとの双方向の情報交換処理を実施し、外部装置から通信終了コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの通信終了コマンド処理を実施するとともに、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して、前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮに１を加えた値を新しい通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、非接触ＩＣカードには予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの上限値が記録されており、非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの前記所定のアドレスから前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮをそれぞれ読出して両者を比較し、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮと前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとが一致しなかった場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き下げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロックである場合には、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、非接触ＩＣカードの前記通信終了コマンド処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスから、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮの前記上限値、および前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して両者を比較するか、もしくは前記不揮発性メモリの所定のアドレスから通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値、および前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して両者を比較し、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮが予め定められた前記上限値に達していると判定した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も高い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き上げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵ、および前記不揮発性メモリが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録する機能を有することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１９】
また、本発明は、少なくともＣＰＵ（演算処理部）および書換え可能な不揮発性メモリを具備し、少なくとも前記ＣＰＵを駆動させる動作クロックとして、２値以上の互いに異なる複数の動作クロックの中から選択された１つの動作クロックを設定可能な動作クロック設定機能を前記ＣＰＵ自身が有する非接触ＩＣカードであって、前記不揮発性メモリの所定のアドレスには書換え可能な動作クロック情報が予め記録されており、前記ＣＰＵが、外部装置から活性化コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの活性化処理を実施し、外部装置から通信開始コマンドを受信した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、少なくとも前記ＣＰＵが前記動作クロック情報に応じた動作クロックによって駆動するよう、前記動作クロック設定機能により動作クロックを設定するとともに、非接触ＩＣカードの通信開始コマンド処理を実施し、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮに１を加えた値を新しい通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、外部装置から情報交換処理コマンドを受信した場合には、外部装置と非接触ＩＣカードとの双方向の情報交換処理を実施し、外部装置から通信終了コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの通信終了コマンド処理を実施するとともに、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して、前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮに１を加えた値を新しい通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとして前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、非接触ＩＣカードには予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの上限値が記録されており、非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの前記所定のアドレスから前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮをそれぞれ読出して両者を比較し、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮと前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとが一致しなかった場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き下げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も低い動作クロックである場合には、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、非接触ＩＣカードの前記活性化処理の際に、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記の比較処理の後で、さらに、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスから、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮの前記上限値、および前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮを読出して両者を比較するか、もしくは前記不揮発性メモリの所定のアドレスから通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値、および前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮを読出して両者を比較し、前記通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは前記通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮが予め定められた前記上限値に達していると判定した場合には、前記ＣＰＵが前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報を読出し、読出された動作クロック情報に応じた動作クロックが、とり得る最も高い動作クロック以外の場合には、前記動作クロック情報に応じた動作クロックよりも、所定の値だけ引き上げた動作クロックにて少なくとも前記ＣＰＵが駆動するように、新規の値に設定した動作クロック情報を、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録し、さらに通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮおよび通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮとしてそれぞれ初期値を前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録する機能を有することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２０】
さらに、本発明は、前記動作クロック設定機能が動作クロックとして固定クロックを設定可能な非接触ＩＣカードであって、少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが、前記固定クロックであることを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２１】
さらに、本発明は、前記固定クロックが、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックがとりうる中で、最も低い動作クロックであることを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２２】
さらに、本発明は、前記動作クロック設定機能が設定可能な前記動作クロックが、互いに異なる２値の動作クロックであることを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２３】
さらに、本発明は、前記動作クロック設定機能が固定クロックを設定可能な非接触ＩＣカードであって、少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが前記固定クロックであり、前記固定クロックが前記互いに異なる２値の動作クロックのうちの低い動作クロックに一致することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２４】
さらに、本発明は、前記動作クロック設定機能が設定可能な前記動作クロックが、互いに異なる２値の動作クロック、および前記動作クロックとは異なる固定クロックの３値の動作クロックであって、少なくとも非接触ＩＣカードの活性化処理を実施する際に、少なくとも前記ＣＰＵが駆動する動作クロックが、前記固定クロックであることを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２５】
さらに、本発明は、予め定められた通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮまたは通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮの前記上限値が、前記不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されており、非接触ＩＣカードの用途により前記上限値を変更することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２６】
さらに、本発明は、前記ＣＰＵがＭＰＵ（主演算処理部）およびコプロセッサ（補助機能演算処理部）を有しており、前記ＣＰＵが実行する前記各動作が、前記ＭＰＵおよび／または前記コプロセッサによって実行されるものであることを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００２７】
さらに、本発明は、送受信アンテナ部、変復調部および電源生成部を有し、前記外部装置から送信される電磁波を前記送受信アンテナ部により受信して受信電磁波となし、前記電源生成部にて前記受信電磁波から動作電力を生成して駆動電源となし、前記受信電磁波を前記変復調部にて復調して受信信号を取り出すとともに、送信信号を前記変復調部にて変調して送信電磁波となし、前記送受信アンテナ部により前記外部装置へ送信することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【発明の効果】
【００２８】
以上記述したように、本発明によれば、非接触ＩＣカードと外部装置との双方向通信において、その情報交換処理の際に双方向通信が異常終了した場合には、次回の通信では動作モードを１段階引き下げて非接触ＩＣカードの動作クロックを引き下げ、消費電力の少ない双方向通信を実施する。このため、非接触ＩＣカードの受信電力量が少ない場合であっても通信成功確率の高い、安定した通信が実行可能である。一方、受信電力量が十分であって規定の回数に渡って外部装置との双方向通信が連続して成功している場合には、次回の通信での動作モードを１段階引き上げて非接触ＩＣカードの動作クロックを引き上げることで、より高速な処理を実施することが可能である。このように、外部装置との双方向通信が成功したかどうかによってその動作クロックを変更する構成としたことにより、非接触ＩＣカードの構成中に電力検出部およびモード切換部といったアナログ回路を含む構成素子を設ける必要がない。このため、非接触ＩＣカード内からこれらの構成素子を追放することができるので、故障率が低い、もしくは消費電力が小さく、組立てが容易な非接触ＩＣカードを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態による非接触ＩＣカードについて、図１ないし図７に基づいて説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの構成図の例である。非接触ＩＣカード１１は、ＩＣカードリーダライタである外部装置２０との間でデータを送受信するための送受信アンテナ部１２、送信データを変調したり、受信データを復調したりする変復調部１３、各種データ処理や全体的な制御を行う主演算処理部であるＭＰＵ１４、受信データの復号化および送信データの暗号化を行う補助機能演算処理部であるコプロセッサ１５、各種データを記録するＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ１６、および電源生成部１７などにより構成されている。なお図１ではＭＰＵ１４とコプロセッサ１５とが独立して設けられている場合を示しているが、両者が一体化してＣＰＵ（演算処理部）を構成していても構わない。ここでＣＰＵとは、ＭＰＵ（主演算処理部）およびコプロセッサ（補助機能演算処理部）の機能を統合した素子であり、従来のＭＰＵおよびコプロセッサが行っていた処理を、単独の素子によって実施可能なものである。
【００３１】
以上記した非接触ＩＣカード１１では、送受信アンテナ部１２にて受信された外部装置２０からの電磁波を、電源生成部１７において整流回路にて整流、平滑して、電圧が安定化された直流電流として非接触ＩＣカード１１内の各構成素子に駆動電力として供給している。なお、送受信アンテナ部１２を除いた変復調部１３、ＭＰＵ１４、コプロセッサ１５、不揮発性メモリ１６、電源生成部１７の各素子は、１つもしくは複数のＩＣチップによって構成されており、送受信アンテナ部１２とともに、非接触ＩＣカードの本体内部に埋設されている。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態による非接触ＩＣカードが動作する際の各状態の遷移について、図２を参照して説明する。
【００３３】
図２は本発明の実施の形態による非接触ＩＣカードの状態遷移図の例である。非接触ＩＣカードには最初は電力が供給されていないため、パワーオフ状態ＳＴ１となっている。この非接触ＩＣカードに外部装置から電磁波として電力が供給されると、パワーオフ状態ＳＴ１からアイドル状態ＳＴ２に遷移し、活性化コマンドを受信可能な状態となる。アイドル状態ＳＴ２にて活性化コマンドを受信すると、ＣＰＵは活性化処理を行い、これにより非接触ＩＣカードはレディ状態ＳＴ３に遷移して、通信開始コマンドを受信可能な状態となる。この際に、書換え可能な不揮発性メモリに記録されている通信開始コマンド受信回数ＢＲＮ（以下ＢＲＮ）と通信終了コマンド受信回数ＥＲＮ（以下ＥＲＮ）とを比較し、両者が一致しない場合には動作クロック情報の書換えを行う。なお活性化コマンド受信以降のＣＰＵの動作クロックは、前回に行った双方向通信の際の動作クロックをそのまま引き継いでもよいが、そうせずに毎回特定の固定クロックにて動作するものとしてもよい。また前記ＣＰＵとして、ＭＰＵおよびコプロセッサの組み合わせを用いても構わない。
【００３４】
このレディ状態ＳＴ３のときに通信開始コマンドを受信すると、非接触ＩＣカードは通信開始状態ＳＴ４に遷移し、アプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信可能な状態となる。この際にＣＰＵを駆動する新しい動作モードとして書換え可能な不揮発性メモリに記録されている動作クロック情報の読出しを行い、それ以降はこの新しい動作クロックにて非接触ＩＣカードの処理を行う。前記のレディ状態ＳＴ３でのＢＲＮとＥＲＮとの比較の結果によって、この動作クロック情報の書換えが行われている場合には、動作クロックがすでに最低値に達している場合以外は、新しい動作モードは従来よりも１段階引き下げられたものとなる。その後はアプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信して情報交換処理状態ＳＴ５に遷移し、外部装置との間で双方向の情報交換処理を実施する。この処理の最中に受信電力の不足によって非接触ＩＣカードが動作停止状態に陥ることがなければ、最後に外部装置から通信終了コマンドを受信して通信終了状態ＳＴ６に遷移する。
【００３５】
通信終了コマンドを受信した後に、非接触ＩＣカードはＢＲＮもしくはＥＲＮが予め与えられている規定回数に達しているかを判定する。この規定回数は、情報交換処理状態ＳＴ５にて外部装置との間で行う一連の双方向の情報交換処理の際に、非接触ＩＣカードが動作停止状態に陥らずに正常に通信終了コマンドを受信した連続の回数である。この回数が規定回数に達していれば、そのときの動作モードで安定した情報交換処理を実施するために十分な量の電力が、外部装置から非接触ＩＣカードに対して与えられていると見なすことができる。その場合には次回以降の情報交換処理の速度の向上のために、動作クロックがすでに最高値に達している場合以外は動作クロック情報を書換えて、従来よりも動作モードを１段階引き上げることとする。ＢＲＮもしくはＥＲＮの判定動作の後に非接触ＩＣカードは通信終了状態ＳＴ６に遷移し、外部装置との間の一連の双方向通信を終了することとなる。
【００３６】
なおこのＢＲＮもしくはＥＲＮが予め与えられている規定回数に達しているかどうかの判定は、通信終了コマンドを受信した後の通信終了状態ＳＴ６ではなく、通信終了後の次回の非接触ＩＣカードによる双方向通信の際に、レディ状態ＳＴ３において実施しても構わない。この場合には前記のＢＲＮとＥＲＮとの比較による、動作クロック情報の書換えの判断の後に、引き続いて行うこととなる。もしＢＲＮとＥＲＮとの比較により両者が一致しない場合には、その段階でＢＲＮおよびＥＲＮはともに初期値に書換えられることになるので、これらが予め与えられている規定回数に達したと見なされることはない。
【００３７】
以上記した非接触ＩＣカードにおける、パワーオフ状態から通信終了状態に至るまでの外部装置との双方向通信における一連の処理手順について、図３〜図７を用いて説明する。図３〜図７に示す実施の形態では、非接触ＩＣカードが高い動作クロック（Ｈｉｇｈ）および低い動作クロック（Ｌｏｗ）の２種類の動作モードのみを取り得る場合を例として示しており、また非接触ＩＣカードが通信開始コマンドを受信するまでは、ＣＰＵは動作クロック情報に依存しない、固定クロックにて動作するものとしている。さらに外部装置との間の一連の双方向通信の連続回数の規定値を１０回としており、通信終了コマンドの受信後に、通信開始コマンド受信回数ＢＲＮがこの規定回数に達しているかどうかを判定することとしている。
【００３８】
本発明による非接触ＩＣカードでは、書換え可能な不揮発性メモリの各々所定のアドレスに、通信開始コマンドの受信回数ＢＲＮ、通信終了コマンドの受信回数ＥＲＮ、書換え可能な動作クロック情報、および予め定められた一連の双方向通信の連続回数の規定値の４つのパラメータが記録されている。このうち予め定められた連続回数の規定値は固定パラメータであり、非接触ＩＣカードの動作中に書換えられることがないので、書換え可能なメモリ以外の記録領域に記録されていても構わない。この規定値は通信終了コマンドの受信後にＢＲＮと比較され、後述のようにＢＲＮがこの値に達している場合には書換え可能な動作クロック情報が変更される。
【００３９】
図３は、外部装置との情報交換処理において、非接触ＩＣカードが途中で動作停止となることなく順調に推移して通信終了に至った場合の、各状態におけるＣＰＵクロックと、書換え可能な不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている各項目（メモリ項目）の内容について記した図である。メモリ項目としては動作クロック情報、通信開始コマンド受信回数ＢＲＮ、通信終了コマンド受信回数ＥＲＮの３種類を示している。図３は非接触ＩＣカードを初めて使用開始した場合を示したもので、初期の動作クロック情報をＨｉｇｈとしており、またＢＲＮ、ＥＲＮはともに最初に０である場合を示している。
【００４０】
図３では非接触ＩＣカードがパワーオフ状態、およびアイドル状態の場合を省略しているが、アイドル状態にある非接触ＩＣカードが外部装置から活性化コマンドを受信した場合には、非接触ＩＣカードの活性化処理が実施されて、外部装置との双方向通信が可能なレディ状態に移行する。このときにＣＰＵは予め定められた固定クロックにて動作している。非接触ＩＣカードが活性化コマンドを受信すると、ＩＣカードの活性化処理が実行され、ＣＰＵはまず不揮発性メモリからＢＲＮとＥＲＮを読出して比較し、その結果を判断する。両者は当然ながらともに０で一致するため、動作クロック情報を変更せずに、Ｈｉｇｈのままとする。次に通信開始コマンドを受信すると、ＣＰＵは動作クロック情報を読出して自らの動作クロックとする。この値はＨｉｇｈであるので、ＣＰＵはそれ以降Ｈｉｇｈクロックにて動作する。ＣＰＵはまた通信開始コマンドの受信を受けて、ＢＲＮの値をそれ以前よりも１だけ増加させて１に書換える。その後通信開始状態となり、外部装置からアプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信して処理を実行する。
【００４１】
非接触ＩＣカードが通信開始状態となって外部装置と双方向通信を実施する際の消費電力は、それ以外の状態で各種制御コマンドを実施する場合に比べて相当に大きくなる。非接触ＩＣカードが消費電力の大きなコマンドを受信して実行しても受信電力の不足に至らず、最後まで良好な双方向通信状態を維持することができたときには、非接触ＩＣカードはやがて通信終了コマンドを受信して通信終了状態に至る。ＣＰＵは通信終了コマンドの受信を受けて、ＥＲＮの値をそれ以前よりも１だけ増加させて１に書換える。さらにＢＲＮの値を双方向通信の連続回数の規定値である１０回と比較する。ＢＲＮは１であり、規定値より小さいのでとくに処理は行われず、非接触ＩＣカードは通信終了となる。  
【００４２】
図４は、図３に示す非接触ＩＣカードが消費電量の大きなコマンドを受信して実行した際に、受信電力の不足で途中で動作停止となった場合の動作の例について示す図である。図３の場合の通信終了の直後に非接触ＩＣカードの動作を再び開始した場合を想定していて、初期の動作クロック情報はＨｉｇｈのまま、またＢＲＮ、ＥＲＮはともに最初に１としている。また図３と同様にパワーオフ状態、アイドル状態の場合は省略している。
【００４３】
非接触ＩＣカードが活性化コマンドを受信すると活性化処理が実行され、ＣＰＵはＢＲＮとＥＲＮを読出して比較する。両者はともに１であるため動作クロック情報はＨｉｇｈのままとし、この値は通信開始コマンドの受信以降のＣＰＵの動作クロックとなる。通信開始コマンドの受信後に、ＣＰＵはＢＲＮの値を１だけ増加させて２に書換える。通信開始状態での外部装置との双方向通信による消費電力が受信電磁波からの電力生成量を上回り、非接触ＩＣカードが動作停止に至った場合には、外部装置との双方向通信は中断してしまうので、非接触ＩＣカードの動作モードを変えて双方向通信をやり直す必要がある。この場合には、非接触ＩＣカードは外部装置からの通信終了コマンドを受信しないのでＥＲＮは１のままで変わらず、また非接触ＩＣカードは動作停止によってパワーオフ状態となってしまう。この場合には外部装置は非接触ＩＣカードに対して電力供給および活性化コマンドの送信を行い、双方向通信を再び確立させようと試みることとなる。
【００４４】
図５は、図４において非接触ＩＣカードが途中で動作停止となった後で、再び双方向通信を開始した場合の動作の例について示す図である。初期の動作クロック情報およびＢＲＮ、ＥＲＮは図４の場合の動作停止の際の値をそのまま引き継いでおり、動作クロック情報はＨｉｇｈ、ＢＲＮは２、ＥＲＮは１である。図３と同様にパワーオフ状態、アイドル状態の場合は省略している。
【００４５】
非接触ＩＣカードが活性化コマンドを受信すると活性化処理が実行され、ＣＰＵはＢＲＮとＥＲＮを読出して比較する。ここでＢＲＮとＥＲＮが異なっている（ＢＲＮの方がＥＲＮより大きい）ことから、前回の通信は途中で停止しており、現在の動作モードは外部装置との双方向通信にはふさわしくないと判断されて動作クロック情報が書換えられ、動作モードの１段階の引き下げが行われる。図５の例の場合は動作モードはＨｉｇｈとＬｏｗの２種類のみなので、動作クロック情報がＨｉｇｈ→Ｌｏｗと書換えられる。またＢＲＮとＥＲＮは初期値に戻され、ともに０となる。
【００４６】
非接触ＩＣカードが通信開始コマンドを受信して通信開始状態に移行すると、ＣＰＵはＬｏｗである動作クロック情報を読出して自らの動作クロックとするので、それ以降はＬｏｗクロックにて動作する。ＢＲＮは通信開始コマンドの受信を受けて１となる。その後非接触ＩＣカードは通信開始状態となり、外部装置からアプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信して処理を実行する。この際にはＣＰＵの動作クロックがＬｏｗクロックであるために非接触ＩＣカードの消費電力は図４の場合よりも小さくなる。そのため外部装置から消費電力の大きなコマンドを受信した場合にも非接触ＩＣカードは動作停止に至ることがなく、処理時間が長くなるものの、一連の外部装置との双方向通信を無事に実施することができる。通信終了コマンドを受信するとＣＰＵはＥＲＮを０から１に書換え、最後に外部装置との通信終了に至る。
【００４７】
図６は、図５に示す非接触ＩＣカードの動作終了の後で、再び双方向通信を開始した場合の動作の例について示す図である。初期の動作クロック情報およびＢＲＮ、ＥＲＮは図５の通信終了の際の値であり、動作クロック情報はＬｏｗ、ＢＲＮ、ＥＲＮはともに１である。図３と同様にパワーオフ状態、アイドル状態の場合は省略している。
【００４８】
活性化コマンドを受信した後の振る舞いは図３の場合と基本的に同じであり、図３の場合との違いは動作クロック情報、ＢＲＮ、ＥＲＮの初期値のみである。活性化処理におけるＢＲＮとＥＲＮとの比較では、両者がともに１であるため動作クロック情報は変更されず、Ｌｏｗのままである。このため通信開始コマンドの受信以降のＣＰＵの動作クロックもＬｏｗクロックとなる。外部装置からアプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信して双方向通信を行うが、図５の場合と同様にＣＰＵがＬｏｗクロックにて動作するために処理時間が長くなるものの、一連の双方向通信を無事に実施することができる。通信開始コマンド、通信終了コマンドの受信の際にＢＲＮ、ＥＲＮはそれぞれ１ずつ加算されるため、通信終了時にはＢＲＮ、ＥＲＮはともに２となっている。
【００４９】
図７は、図５および図６に示す非接触ＩＣカードの正常な動作終了が９回繰り返された後で、再び双方向通信を開始した場合の動作の例について示す図である。初期の動作クロック情報はＬｏｗであり、ＢＲＮ、ＥＲＮはともに９である。図３と同様にパワーオフ状態、アイドル状態の場合は省略している。
【００５０】
活性化コマンドを受信した後の振る舞いは図６の場合と基本的に同じであり、ＢＲＮとＥＲＮの初期値が異なるのみである。初期のＢＲＮとＥＲＮとがともに９で一致するため動作クロック情報は変更されず、このため通信開始コマンドの受信以降のＣＰＵの動作クロックもＬｏｗクロックとなる。通信開始コマンドの受信以降に外部装置からアプリケーションごとの情報交換処理コマンドを受信して双方向通信を行う際は、図５の場合と同様にＣＰＵがＬｏｗクロックにて動作するために処理時間が長くなるものの、低い消費電力によって一連の双方向通信を無事に実施することができる。ここで通信開始コマンド、通信終了コマンドの受信の際にＢＲＮ、ＥＲＮはそれぞれ１ずつ加算されることとなるので、通信終了コマンドの受信以降はＢＲＮ、ＥＲＮがともに１０となる。
【００５１】
通信終了状態において、このうちＢＲＮが予め定められた一連の双方向通信の連続回数の規定値である１０回と比較され、この規定回数に達しているかどうかが判定される。ＢＲＮが規定回数に達しているために、現在の動作モードにおいて外部装置との間で十分に安定な双方向通信が確立されていると見なされることから、次回以降の通信での動作モードを１段階引き上げるために動作クロック情報の書換えを行う。これにより、不揮発性メモリの所定のアドレスに記録されている動作クロック情報はＬｏｗ→Ｈｉｇｈと書換えられる。この新しい動作クロック情報は、次回の非接触ＩＣカードの双方向通信において、通信開始コマンドの受信の際にＣＰＵの動作クロックとして読込まれる。またＢＲＮ、ＥＲＮはそれぞれ初期値である０に戻される。なお図７に示した動作の例の後の非接触ＩＣカードの動作は、図３に示した場合と同一の振る舞いとなる。
【００５２】
以上示したように、本発明における非接触ＩＣカードにおいては、ＣＰＵの動作クロックの切換えを、その双方向通信の際に動作停止が起きるかどうかによって判定しているために、非接触ＩＣカードの構成中に電力検出部およびモード切換部といったアナログ回路を含む構成素子を設ける必要がない。このため、従来よりも故障率が低い、もしくは消費電力が小さい非接触ＩＣカードを提供することが可能である。なお、上記の説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの構成図の例。
【図２】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの状態遷移図の例。
【図３】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの各状態とＣＰＵクロック、メモリ項目の内容の関係を示す図の例。
【図４】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの各状態とＣＰＵクロック、メモリ項目の内容の関係を示す図の例。
【図５】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの各状態とＣＰＵクロック、メモリ項目の内容の関係を示す図の例。
【図６】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの各状態とＣＰＵクロック、メモリ項目の内容の関係を示す図の例。
【図７】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの各状態とＣＰＵクロック、メモリ項目の内容の関係を示す図の例。
【図８】従来の非接触ＩＣカードの構成図の例。
【符号の説明】
【００５４】
１１，８１  非接触ＩＣカード
１２，８２  送受信アンテナ部
１３，８３  変復調部
１４，８４  ＭＰＵ
１５，８５  コプロセッサ
１６，８６  不揮発性メモリ
１７，８７  電源生成部
８８  電力検出部
８９  モード切換部
２０，９０  外部装置
ＳＴ１  パワーオフ状態
ＳＴ２  アイドル状態
ＳＴ３  レディ状態
ＳＴ４  通信開始状態
ＳＴ５  情報交換処理状態
ＳＴ６  通信終了状態
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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