(57)【要約】  第２マイクロコンピュータ（１１３）の制御で選択可能な動作モードを有する。第１モードでは、メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラ（１０５）の動作とＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータ（１０６）の動作とを別々に行う。第２モードでは、ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが動作する。第３モードでは、ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータが動作する。第４モードでは、メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータが動作する。ＩＣカード機能とメモリカード機能を有する半導体装置の利便性が向上される。
2007141999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、
メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、
ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、
メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラとを接続する第１バスと、
前記第１バスの途中に配置された第１スイッチと、
ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第１マイクロコンピュータとを接続する第２バスと、
前記第２バスの途中に配置された第２スイッチと、
前記第２スイッチと第１マイクロコンピュータとの間の第２バスを前記メモリコントローラに接続する第３バスと、
前記第３バスの途中に配置された第３スイッチと、
前記ＩＣカードインタフェース端子と第２スイッチとの間の第２バスに接続されると共に、前記第１スイッチと前記メモリコントローラとの間の第１バスに接続された第２マイクロコンピュータと、を備え、
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして、前記第３スイッチを切断状態、第２スイッチ及び第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答する前記メモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる第１モードと、
前記第１スイッチ及び第３スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる第２モードと、を有する半導体装置。
【請求項２】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチ及び第３スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ及び前記第１マイクロコンピュータを動作させることができる第３モードを有する請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第２スイッチを切断状態、前記第１及び第３スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ及び前記第１マイクロコンピュータを動作させることができる第４モードを有する請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第２モードを設定する請求項３記載の半導体装置。
【請求項６】
前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して、動作モードを第３モードに変更する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１モード又は第２モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記ＩＣカードインタフェース端子から外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して第２バスに出力する、請求項８又は９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第３バスを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項８又は９記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定回数のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する、請求項４又は５記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する、請求項１２又は１３記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第３バスを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項１２又は１３記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記メモリコントローラ及び前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する請求項３記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有し、
前記メモリコントローラは、前記第３スイッチのスイッチ制御信号を入力し、前記スイッチ制御信号による前記第３スイッチの切断指示状態において前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記スイッチ制御信号による前記第３スイッチの接続指示状態において前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する請求項３記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域である請求項１７記載の半導体装置。
【請求項１９】
ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含み、前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む、請求項１乃至３の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、
前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続された、請求項１乃至１９の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、
前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続された、請求項１乃至１９の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項２２】
電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、
メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、
ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、
第１ポートを用いて前記メモリカードコントローラに接続された第２マイクロコンピュータと、
メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラと前記第２マイクロコンピュータの第２ポートを接続する第１バスと、
前記第１バスを選択的にメモリカードインタフェース端子から切断状態にする第１スイッチと、
ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第２マイクロコンピュータの第３ポートを接続する第２バスと、
前記第２マイクロコンピュータの第４ポートと第１マイクロコンピュータを接続する第３バスと、
第２バスと第３バスを選択的に接続する第２スイッチと、を備え、
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして、第２スイッチ及び第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる第１モードと、
前記第１スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる第２モードと、を有する半導体装置。
【請求項２３】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチを接続状態とし、第１ポート、第３ポート及び第４ポートを使用して前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータを動作させることができる第３モードを有する請求項２２記載の半導体装置。
【請求項２４】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第１スイッチを接続状態、前記第２スイッチを切断状態とし、前記第１ポート及び第４ポートを使用して前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータを動作させることができる第４モードを有する請求項２３記載の半導体装置。
【請求項２５】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する請求項２４記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する請求項２４記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項２８】
前記前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項２９】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して第３モードを設定する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項３０】
前記第１モード又は第２モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンを前記第３ポートからモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記第３ポートからＩＣカードインタフェース端子を介して外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項３１】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスを介して前記第３ポートに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して前記第３ポートから第２バスに出力する、請求項２９又は３０記載の半導体装置。
【請求項３２】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから前記第３ポートに第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが前記第１ポートと前記第４ポートを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項２９又は３０記載の半導体装置。
【請求項３３】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項３４】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスを介して第３ポートに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する、請求項２５又は２６記載の半導体装置。
【請求項３５】
前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する、請求項３３又は３４記載の半導体装置。
【請求項３６】
前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第１ポート及び第４ポートを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項３３又は３４記載の半導体装置。
【請求項３７】
前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する請求項２４記載の半導体装置。
【請求項３８】
前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有し、
前記メモリコントローラは、前記第１モード及び第２モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記第３モード及び第４モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する請求項２４記載の半導体装置。
【請求項３９】
前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域である請求項３８記載の半導体装置。
【請求項４０】
ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含み、前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む、請求項２２乃至２４の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項４１】
前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、
前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続された、請求項２２乃至４０の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項４２】
前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、
前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続された、請求項２２乃至４０の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項４３】
電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、
メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、
ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、
メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラとを接続する第１バスと、
前記第１バスの途中に配置された第１スイッチと、
ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第１マイクロコンピュータとを接続する第２バスと、
前記第２バスの途中に配置された第２スイッチと、
前記ＩＣカードインタフェース端子と第２スイッチとの間の第２バスに接続されると共に、前記第１スイッチと前記メモリコントローラとの間の第１バスに接続された第２マイクロコンピュータと、
前記メモリコントローラに接続された第３マイクロコンピュータと、を備え、
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして、第１スイッチ及び第２スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる第１モードと、
前記第１スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる第２モードと、を有する半導体装置。
【請求項４４】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチを接続状態とし、第１ポート及び第２ポートを使用して前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第３マイクロコンピュータを動作させることができる第３モードを有する請求項４３記載の半導体装置。
【請求項４５】
前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして更に、前記第２スイッチを切断状態、前記第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第３マイクロコンピュータを動作させることができる第４モードを有する請求項４４記載の半導体装置。
【請求項４６】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する請求項４５記載の半導体装置。
【請求項４７】
前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する請求項４５記載の半導体装置。
【請求項４８】
前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項４９】
前記前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項５０】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して、動作モードを第３モードに変更する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項５１】
前記第１モード又は第２モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記ＩＣカードインタフェース端子から外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項５２】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して第２バスに出力する、請求項５０又は５１記載の半導体装置。
【請求項５３】
前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第３マイクロコンピュータが連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項５０又は５１記載の半導体装置。
【請求項５４】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、
前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項５５】
前記第１モード又は第２モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する、請求項４６又は４７記載の半導体装置。
【請求項５６】
前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第３マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する、請求項５４又は５５記載の半導体装置。
【請求項５７】
前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第３マイクロコンピュータが連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する、請求項５４又は５５記載の半導体装置。
【請求項５８】
前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する請求項４５記載の半導体装置。
【請求項５９】
前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有し、
前記メモリコントローラは、前記第１モード及び第２モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記第３モード及び第４モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する請求項４５記載の半導体装置。
【請求項６０】
前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域である請求項５９記載の半導体装置。
【請求項６１】
ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含み、前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む、請求項４３乃至４５の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項６２】
前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、
前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続された、請求項４３乃至６１の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項６３】
前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、
前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有し、
前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続された、請求項４３乃至６１の何れか１項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣ（Integrated Circuits）カード機能にメモリカード機能が付加された半導体装置に関し、例えばＩＣカードモジュール若しくはＳＩＭ（Subscriber Identity Modul）カードモジュールの機能拡張に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはＭＭＣカード（MultiMediaCard：登録商標）規格のカード基板にメモリカードユニットと共にＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードユニットを搭載したマルチファンクションメモリカードについて記載がある。カード基板に設けられたコネクタ端子は千鳥状に２列配置されて、ＭＭＣカードやＳＤカードに対する互換性を備えるようになっている。【０００３】
特許文献２にはベースカードにＩＣカード用マイクロコンピュータが搭載され、そのＩＣカード用マイクロコンピュータにアクセスするための接触端子がベースカードの表面に形成されたＩＣカードに、フラッシュメモリとこのフラッシュメモリにアクセスする為の接触端子を追加したＩＣカードについて記載がある。【０００４】
特許文献３にはマイクロコンピュータ、フラッシュメモリおよびコントローラチップが搭載され、メモリカード機能を有するＳＩＭカードが記載されている。【０００５】
【特許文献１】国際公開第０１／８４４９０号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−３３４２０５公報
【特許文献３】特開２００５−３２２１０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、ＩＣカード機能にメモリカード機能が付加された半導体装置における相互機能の連携、一部機能の非活性化、非活性化回路の電力消費削減、既存カードとの互換性、等を考慮した動作モードについて検討されていない。それを満足させ得る動作モードをダイナミックに切換え可能にすることが、ＩＣカード機能にメモリカード機能が付加された半導体装置の利便性を向上させる上で重要なことが本発明者によって認識された。【０００７】
本発明の目的は、ＩＣカード機能とメモリカード機能を有する半導体装置の利便性を向上させることにある。【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。【００１０】
〔１〕《動作モード》図１に例示される本発明に係る第１の半導体装置は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラとを接続する第１バスと、前記第１バスの途中に配置された第１スイッチと、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第１マイクロコンピュータとを接続する第２バスと、前記第２バスの途中に配置された第２スイッチと、前記第２スイッチと第１マイクロコンピュータとの間の第２バスを前記メモリコントローラに接続する第３バスと、前記第３バスの途中に配置された第３スイッチと、前記ＩＣカードインタフェース端子と第２スイッチとの間の第２バスに接続されると共に、前記第１スイッチと前記メモリコントローラとの間の第１バスに接続された第２マイクロコンピュータと、を備える。この半導体装置は、前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして、第１乃至第４モードを有する。第１モード(SIM_MMC)は、前記第３スイッチを切断状態、第２スイッチ及び第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答する前記メモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。第２モード(SIM)は、前記第１スイッチ及び第３スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる動作モードである。第３モード(X_SIM)は、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチ及び第３スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ及び前記第１マイクロコンピュータを動作させることができる動作モードである。第４モード(XMC)は、前記第２スイッチを切断状態、前記第１及び第３スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ及び前記第１マイクロコンピュータを動作させることができる動作モードである。【００１１】
上記した手段によれば、第１モードはＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対しても下位互換（backward compatibility）を実現できる。第２モードはホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。第３モードはＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第１マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。第４モードはメモリカードコマンドを用いて第１マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。上記第１乃至第４モードは不第２マイクロコンピュータの制御によって選択可能であるから半導体装置の利便性が向上する。【００１２】
《初期動作モード》具体的な一つの形態として、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する。或いは、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第２モードを設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しい。特に第２モードを初期動作モードとするのは、ホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合である。【００１３】
《動作モードの遷移；電源遮断》具体的な一つの形態として、前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。また、前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有摺る場合にも、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。半導体装置全体としての低消費電力に寄与する。第２モードにおいて第１スイッチは切断状態になっているので、メモリコントローラの動作電源が遮断されることによって第１バスに接続するメモリコントローラの入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子に接続するホスト装置から半導体装置に向かって不所望な電流が流れ込んだりするホスト装置にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。【００１４】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与える。前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して、動作モードを第３モードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００１５】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定回数のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記ＩＣカードインタフェース端子から外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００１６】
《X_SIMの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して第２バスに出力する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラとの連携動作に対応することができる。【００１７】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第３バスを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００１８】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００１９】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定回数のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００２０】
《XMCの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する。メモリコントローラと第１のマイクロコンピュータとによる連携動作に対応することができる。【００２１】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第３バスを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００２２】
《XMCモード端子》具体的な一つの形態として、前記メモリコントローラ及び前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する。第１モードから第４モードに遷移する手順をサポートしないメモリカードホスト装置に半導体装置が接続される場合、或いはインタフェースプロトコル変換回路に半導体装置が接続される場合等において、それらがサポートする第４モードに初期設定可能にするためである。また、上記モード端子の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【００２３】
《機密保護》具体的な一つの形態として、前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有する。前記メモリコントローラは、前記第３スイッチのスイッチ制御信号を入力し、前記スイッチ制御信号による前記第３スイッチの切断指示状態において前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記スイッチ制御信号による前記第３スイッチの接続指示状態において前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ単独では第２不揮発性記憶領域に対するアクセスを排除するので当該記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域とされる。【００２４】
《インタフェース端子》具体的な一つの形態として、ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含む。前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む。ＩＣカードインタフェース端子とメモリカードインタフェース端子の双方をＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子配列とすることができ、ＩＣカードコマンドをサポートするホスト装置に対する下位互換性を可能とすることができる。【００２５】
《端子機能の変換》具体的な一つの形態として、前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続される。従って、半導体装置におけるメモリカードインタフェースのための外部インタフェース端子は特定のメモリカードインタフェースに限らず、別のメモリカードインタフェース或いはＵＳＢ等の別のインタフェースであってもよくなる。【００２６】
《非接触インタフェース機能への変換》具体的な一つの形態として、前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続される。ＩＣカードインタフェース機能を非接触インタフェースによって実現することができる。【００２７】
〔２〕《動作モード》図２に例示される本発明に係る第２の半導体装置は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、第１ポートを用いて前記メモリカードコントローラに接続された第２マイクロコンピュータと、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラと前記第２マイクロコンピュータの第２ポートを接続する第１バスと、前記第１バスを選択的にメモリカードインタフェース端子から切断状態にする第１スイッチと、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第２マイクロコンピュータの第３ポートを接続する第２バスと、前記第２マイクロコンピュータの第４ポートと第１マイクロコンピュータを接続する第３バスと、第２バスと第３バスを選択的に接続する第２スイッチと、を備える。前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして、第１乃至第４モードを有する。第１モード(SIM_MMC)は、第２スイッチ及び第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。第２モード(SIM)は、前記第１スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる動作モードである。第３モード(X_SIM)は、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチを接続状態とし、第１ポート、第３ポート及び第４ポートを使用して前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータを、バスの衝突を回避しながら動作させることができる動作モードである。第４モード(XMC)は、前記第１スイッチを接続状態、前記第２スイッチを切断状態とし、前記第１ポート及び第４ポートを使用して前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第１マイクロコンピュータを動作させることができる動作モードである。【００２８】
上記した手段によれば、第１モードはＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対しても下位互換を実現できる。第２モードはホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。第３モードはＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第１マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。第４モードはメモリカードコマンドを用いて第１マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。上記第１乃至第４モードは不第２マイクロコンピュータの制御によって選択可能であるから半導体装置の利便性が向上する。【００２９】
《初期動作モード》具体的な一つの形態として、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する。或いは、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第２モードを設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しい。特に第２モードを初期動作モードとするのは、ホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合である。【００３０】
《動作モードの遷移；電源遮断》具体的な一つの形態として、前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。また、前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。半導体装置全体としての低消費電力に寄与する。第２モードにおいて第１スイッチは切断状態になっているので、メモリコントローラの動作電源が遮断されることによって第１バスに接続するメモリコントローラの入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子に接続するホスト装置から半導体装置に向かって不所望な電流が流れ込んだりするホスト装置にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。【００３１】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与える。前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して第３モードを設定する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００３２】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンを前記第３ポートからモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記第３ポートからＩＣカードインタフェース端子を介して外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００３３】
《X_SIMの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスを介して前記第３ポートに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して前記第３ポートから第２バスに出力する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラとの連携動作に対応することができる。【００３４】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから前記第３ポートに第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが前記第１ポートと前記第４ポートを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００３５】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００３６】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスを介して第３ポートに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００３７】
《XMCの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する。メモリコントローラと第１のマイクロコンピュータとによる連携動作に対応することができる。【００３８】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第１マイクロコンピュータが第１ポート及び第４ポートを介して連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００３９】
《XMCモード端子》具体的な一つの形態として、前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する。第１モードから第４モードに遷移する手順をサポートしないメモリカードホスト装置に半導体装置が接続される場合、或いはインタフェースプロトコル変換回路に半導体装置が接続される場合等において、それらがサポートする第４モードに初期設定可能にするためである。また、上記モード端子の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【００４０】
《機密保護》具体的な一つの形態として、前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有する。前記メモリコントローラは、前記第１モード及び第２モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記第３モード及び第４モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ単独では第２不揮発性記憶領域に対するアクセスを排除するので当該記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域とされる。【００４１】
《インタフェース端子》具体的な一つの形態として、ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含み、前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む。ＩＣカードインタフェース端子とメモリカードインタフェース端子の双方をＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子配列とすることができ、ＩＣカードコマンドをサポートするホスト装置に対する下位互換性を可能とすることができる。【００４２】
《端子機能の変換》具体的な一つの形態として、前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続される。従って、半導体装置におけるメモリカードインタフェースのための外部インタフェース端子は特定のメモリカードインタフェースに限らず、別のメモリカードインタフェース或いはＵＳＢ（universal serial bus）等の別のインタフェースであってもよくなる。【００４３】
《非接触インタフェース機能への変換》具体的な一つの形態として、前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続される。ＩＣカードインタフェース機能を非接触インタフェースによって実現することができる。【００４４】
〔３〕《動作モード》図３に例示される本発明に係る第３の半導体装置は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリと、メモリカードコマンドに応答して前記不揮発性メモリを制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラと、ＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータと、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子と前記メモリコントローラとを接続する第１バスと、前記第１バスの途中に配置された第１スイッチと、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子と前記第１マイクロコンピュータとを接続する第２バスと、前記第２バスの途中に配置された第２スイッチと、前記ＩＣカードインタフェース端子と第２スイッチとの間の第２バスに接続されると共に、前記第１スイッチと前記メモリコントローラとの間の第１バスに接続された第２マイクロコンピュータと、前記メモリコントローラに接続された第３マイクロコンピュータと、を備える。前記第２マイクロコンピュータの制御により選択可能な動作モードとして第１乃至第４モードを有する。第１モード(SIM_MMC)は第１スイッチ及び第２スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラの動作と前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。第２モード(SIM)は、前記第１スイッチを切断状態、第２スイッチを接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータの動作を行うことができる動作モードである。第３モード(X_SIM)は、前記第１スイッチを切断状態、前記第２スイッチを接続状態とし、第１ポート及び第２ポートを使用して前記ＩＣカードインタフェース端子からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第３マイクロコンピュータを動作させることができる動作モードである。第４モード(XMC)は、前記第２スイッチを切断状態、前記第１スイッチを接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ及び第３マイクロコンピュータを動作させることができる動作モードである。【００４５】
上記した手段によれば、第１モードはＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対しても下位互換を実現できる。第２モードはホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。第３モードはＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第３マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。第４モードはメモリカードコマンドを用いて第３マイクロコンピュータによるセキュリティー機能をメモリコントローラによるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。上記第１乃至第４モードは不第２マイクロコンピュータの制御によって選択可能であるから半導体装置の利便性が向上する。【００４６】
《初期動作モード》具体的な一つの形態として、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第１モードを設定する。或いは、前記第２マイクロコンピュータは半導体装置への動作電源投入によって前記第２モードを設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位の半導体装置に対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しい。特に第２モードを初期動作モードとするのは、ホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合である。【００４７】
《動作モードの遷移；電源遮断》具体的な一つの形態として、前記メモリコントローラへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。また、前記前記メモリコントローラ及び不揮発メモリへの動作電源供給を選択的に遮断可能な電源スイッチを有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２モードを設定するときは前記電源スイッチをオフ状態に制御する。半導体装置全体としての低消費電力に寄与する。第２モードにおいて第１スイッチは切断状態になっているので、メモリコントローラの動作電源が遮断されることによって第１バスに接続するメモリコントローラの入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子に接続するホスト装置から半導体装置に向かって不所望な電流が流れ込んだりするホスト装置にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。【００４８】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与える。前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して、動作モードを第３モードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００４９】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて、前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致するとき、前記ＩＣカードインタフェース端子から外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記第３モードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００５０】
《X_SIMの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラに第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラから返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して第２バスに出力する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラとの連携動作に対応することができる。【００５１】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第３モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第３マイクロコンピュータが連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００５２】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第１マイクロコンピュータは、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータに、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータは前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００５３】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》具体的な一つの形態として、前記第１モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータが返したＩＣカードのレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子から第２バスに第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定回数のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バスにＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記第４モードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【００５４】
《XMCの動作形態》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記メモリコントローラは、前記メモリカードインタフェース端子から第１バスに供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第３マイクロコンピュータに発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用した不揮発性メモリのアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バスに出力する。メモリコントローラと第３のマイクロコンピュータとによる連携動作に対応することができる。【００５５】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》具体的な一つの形態として、前記第４モードにおいて前記第２マイクロコンピュータは、前記第２バスから第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラと第３マイクロコンピュータが連携動作していないことを確認してから、動作モードを第１モードに変更する。第１のマイクロコンピュータにとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【００５６】
《XMCモード端子》具体的な一つの形態として、前記第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子を有し、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子が第１状態のとき、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第１モードに設定し、前記モード端子が第２状態のときは、半導体装置への動作電源投入によって動作モードを第４モードに設定する。第１モードから第４モードに遷移する手順をサポートしないメモリカードホスト装置に半導体装置が接続される場合、或いはインタフェースプロトコル変換回路に半導体装置が接続される場合等において、それらがサポートする第４モードに初期設定可能にするためである。また、上記モード端子の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【００５７】
《機密保護》具体的な一つの形態として、前記不揮発性メモリは第１不揮発性記憶領域と第２不揮発性記憶領域とを有する。前記メモリコントローラは、前記第１モード及び第２モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域のみのアクセスを許容し、前記第３モード及び第４モードにおいて前記第１不揮発性記憶領域及び第２不揮発性記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ単独では第２不揮発性記憶領域に対するアクセスを排除するので当該記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。前記第１不揮発性記憶領域はノーマル領域、第２不揮発性記憶領域はセキュア領域とされる。【００５８】
《インタフェース端子》具体的な一つの形態として、ＩＣカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子、ＩＣカード用クロック入力端子及びＩＣカード用リセット端子を含む。前記メモリカードインタフェース端子はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子、１ビットのメモリカード用コマンド端子及び１ビットのメモリカード用データ端子を含む。ＩＣカードインタフェース端子とメモリカードインタフェース端子の双方をＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子配列とすることができ、ＩＣカードコマンドをサポートするホスト装置に対する下位互換性を可能とすることができる。【００５９】
《端子機能の変換》具体的な一つの形態として、前記メモリカードインタフェース端子とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続される。従って、半導体装置におけるメモリカードインタフェースのための外部インタフェース端子は特定のメモリカードインタフェースに限らず、別のメモリカードインタフェース或いはＵＳＢ等の別のインタフェースであってもよくなる。【００６０】
《非接触インタフェース機能への変換》具体的な一つの形態として前記ＩＣカードインタフェース端子とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、前記ＩＣカードインタフェース端子の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を更に有する。前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子と前記ＲＦ通信用端子とに接続される。ＩＣカードインタフェース機能を非接触インタフェースによって実現することができる。
【発明の効果】
【００６１】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。【００６２】
すなわち、ＩＣカード機能とメモリカード機能を有する半導体装置の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は本発明の半導体装置に係る第１のＳＩＭカードを例示するブロック図である。
【図２】図２は本発明の半導体装置に係る第２のＳＩＭカードを例示するブロック図である。
【図３】図３は本発明の半導体装置に係る第３のＳＩＭカードを例示するブロック図である。
【図４】図４はメモリカードインタフェース端子とＩＣカードインタフェース端子にＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置をアサインした例を示す平面図である。
【図５】図５は図４のインタフェース端子とは別のインタフェース端子配列を示す平面図である。
【図６】図６はＳＩＭカード１００にける回路モジュールの搭載レイアウトを蓋体を取り外した状態で例示する平面図である。
【図７】図７はＳＩＭカード３００における回路モジュールの搭載レイアウトを蓋体を取外した状態で例示する平面図である。
【図８】図８は第１モード(ＳＩＭ＿ＭＭＣモード)における回路の接続形態を模式的に示す説明図である。
【図９】図９は第２モード(ＳＩＭモード) における回路の接続形態を模式的に示す説明図である。
【図１０】図１０は第３モード(Ｘ＿ＳＩＭモード) における回路の接続形態を模式的に示す説明図である。
【図１１】図１１は第４モード(ＸＭＣモード) における回路の接続形態を模式的に示す説明図である。
【図１２】図１２は電源投入時の初期化シーケンスを例示するフローチャートである。
【図１３】図１３は電源投入時の初期化シーケンスを例示するフローチャートである。
【図１４】図１４は未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順を例示するフローチャートである。
【図１５】図１５は未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順を例示するフローチャートである。
【図１６】図１６はＸ＿ＳＩＭモードにおける動作形態の一つとしてシングルリードコマンド動作を例示するフローチャートである。
【図１７】図１７はＸ＿ＳＩＭモードにおける別の動作形態の一つとしてシングルライトコマンド動作を例示するフローチャートである。
【図１８】図１８は未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードへ動作モードを遷移させる制御手順を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００  ＳＩＭカード
１０１、２０１、３０１  メモリカードインタフェース端子（ＭＭＣＩＦ）
１０２、２０２，３０２  ＩＣカードインタフェース端子（ＩＳＯＩＦ）
１０４、２０４、３０４  フラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ）
１０５、２０５，３０５  メモリコントローラ（ＭＣＮＴ）
１０６、２０６，３０６  第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）
３２０  第２マイクロコンピュータ（ＭＭＣＵ）
１０７、２０７、３０７  第１バス（ＢＵＳ１）
１０８、２０８，３０８  第１スイッチ（ＳＷ１）
１０９、２０９，３０９  第２バス（ＢＵＳ２）
１１０、２１０、３１０  第２スイッチ（ＳＷ２）
１１１  第３バス（ＢＵＳ３）
１１２  第３スイッチ（ＳＷ３）
ＰＲＴ  第１ポート
ＰＲＴ２  第２ポート
１１３、２１３、３１３  第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）
φ１、φ２、φ３  スイッチ制御信号
１１４、２１４、３１４  電源スイッチ（ＰＳＷ）
φ４  スイッチ制御信号
１１５、２１５、３１５モード端子（ＭＤ）
１１８  ホスト装置
ＩＣ＿ＩＯ（Ｃ７端子）  １ビットのＩＣカード用入出力端子
ＩＣ＿ＣＬＫ（Ｃ３端子）  ＩＣカード用クロック入力端子
ＩＣ＿ＲＥＳ（Ｃ２端子）  ＩＣカード用リセット端子
ＣＬＫ＿ＭＭＣ（Ｃ６端子）  メモリカード用クロック端子
ＣＭＤ＿ＭＭＣ（Ｃ８端子）  メモリカード用コマンド端子
ＤＡＴ＿ＭＭＣ（Ｃ４端子）  メモリカード用データ端子
ＩＣ＿ＶＣＣ（Ｃ１端子）  電源端子、
ＶＳＳ（Ｃ５端子）  グランド端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
《第１のＳＩＭカードのブロックダイアグラム》
図１には本発明の半導体装置に係る第１のＳＩＭカード１００のブロック図が示される。【００６６】
ＳＩＭカード１００は、ＩＣカード機能とメモリカード機能を有し、相互の機能を連携可能な半導体装置とされる。このＳＩＭカード１００は、メモリカード機能として例えばSecure MMC 2.0 Interface Layer Specification Version１.0 MMCA Technical Committee(MultiMediaCard Association, Inc., October 2005)に準拠した機能を備え、ＩＣカード機能として例えばISO/IEC 7816-3 Second edition 1887-12-15, Electric signal and transmission protocolsに準拠した機能を有する。【００６７】
ここで、ＳＩＭカード１００の具体的な用途として、携帯電話機に装着されて使用する場合について述べる。この時、ＩＣカード機能の用途として、個人情報のセキュリティーのための加入者情報および課金情報の格納、および、加入者ＩＤ認証・決済等を行うためのアプリケーションを実現するためのプログラムの格納などが挙げられる。また、メモリカード機能の用途として、写真等の画像データ、着信メロディー等の音楽データおよびアドレスのデータ等を格納するデータストレージ用途が挙げられる。また、メモリカード機能ではＩＣカード機能よりも大容量で高速のデータ入出力が求められることから、ＩＣカード機能で使用される不揮発性メモリの容量よりも大容量の不揮発性メモリが使用される。【００６８】
ＳＩＭカード１００は、外部インタフェースを行うために、例えばカード基板に、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子（ＭＭＣＩＦ）１０１と、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子（ＩＳＯＩＦ）１０２を備える。カード基板には、電気的に書換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ）１０４、メモリカードコマンドに応答して前記フラッシュメモリ１０４を制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラ（ＭＣＮＴ）１０５、及びＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）１０６を備える。それら回路要素を接続するために、メモリカードインタフェース端子１０１と前記メモリコントローラ１０５とを接続する第１バス（ＢＵＳ１）１０７、前記第１バスの途中に配置された第１スイッチ（ＳＷ１）１０８、ＩＣカードインタフェース端子１０２と前記第１マイクロコンピュータ１０６とを接続する第２バス（ＢＵＳ２）１０９と、前記第２バス１０９の途中に配置された第２スイッチ（ＳＷ２）１１０、前記第２スイッチ１１０と第１マイクロコンピュータ１０６との間の第２バス１０９を前記メモリコントローラ１０５に接続する第３バス（ＢＵＳ３）１１１、及び前記第３バスの途中に配置された第３スイッチ（ＳＷ３）１１２を有する。更に、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２と第２スイッチ１１０との間の第２バス１０９に第１ポート（ＰＲＴ１）を介して接続されると共に、前記第１スイッチ１０８と前記メモリコントローラ１０５との間の第１バス１０７に第２ポート（ＰＲＴ２）を介して接続された第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３を備える。第２マイクロコンピュータ１１３はＳＩＭカード１００の動作モードを制御すると共に、ＩＣカード機能とメモリカード機能の調停並びに連携を制御する。φ１、φ２、φ３は第１スイッチ１０８、第２スイッチ１１０、第３スイッチ１１２のスイッチ制御信号であり、第２マイクロコンピュータ１１３の所定のポートから出力される。スイッチ制御信号φ３は併せて前記メモリコントローラ１０５にも供給される。【００６９】
１１４はメモリコントローラ１０５とフラッシュメモリ１０４に専用化された電源スイッチ（ＰＳＷ）であり、第２マイクロコンピュータ１１３が所定のポートから出力するスイッチ制御信号φ４によって制御される。１１５は特定のモード端子（ＭＤ）であり、スイッチ制御信号φ３の信号線に接続される。１１８はホスト装置であり、例えば携帯電話機や携帯端末装置である。ここではモード端子１１５はフローティングにされ、スイッチ制御信号φ３は第２マイクロコンピュータ１１３が制御するものとする。尚、本明細書においてマイクロコンピュータのポートは特に説明しない限り入出力ポートを意味する。【００７０】
《インタフェース端子》
ここでは、メモリカード機能として、便宜上、データ端子を１ビットとするＭＭＣモードを想定し、メモリカードインタフェース端子１０１とＩＣカードインタフェース端子１０２は例えばＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置にアサインされている。すなわち、ＩＣカードインタフェース端子１０２は図４に例示されるように、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２に準拠した端子位置と端子機能を備えた１ビットのＩＣカード用入出力端子ＩＣ＿ＩＯ（Ｃ７端子）、ＩＣカード用クロック入力端子ＩＣ＿ＣＬＫ（Ｃ３端子）及びＩＣカード用リセット端子ＩＣ＿ＲＥＳ（Ｃ２端子）を含む。前記メモリカードインタフェース端子１０１はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−２で規定される端子位置と端子機能における空き端子に割り当てられたメモリカード用クロック端子ＣＬＫ＿ＭＭＣ（Ｃ６端子）、１ビットのメモリカード用コマンド端子ＣＭＤ＿ＭＭＣ（Ｃ８端子）及び１ビットのメモリカード用データ端子ＤＡＴ＿ＭＭＣ（Ｃ４端子）を含む。ＩＣ＿ＶＣＣ（Ｃ１端子）は電源端子、ＶＳＳ（Ｃ５端子）はグランド端子であり、ＳＩＭカード１００内における共通の電源供給用端子として用いられる。図４の端子配列の点において、ＩＣカードコマンドをサポートするホスト装置１１８に対する下位互換性を得ることができる。【００７１】
図６にはＳＩＭカード１００にける回路モジュールの搭載レイアウトを蓋体を取り外した状態で例示する。また、本実施の形態での蓋体は、後述の熱硬化性樹脂からなる封止樹脂、熱可塑性樹脂からなるケース、または、それら両方を包括するものとして述べる。カード基板１２０は、例えば、平面寸法が１５ｍｍ×２５ｍｍで、厚さが０．７６ｍｍの外形寸法を有する。メモリコントローラ１０５、第１のマイクロコンピュータ１０６、フラッシュメモリ１０４及び第２のマイクロコンピュータ１１３は夫々個別の半導体チップにより構成される。フラッシュメモリと１０４と第２のマイクロコンピュータ１１３はダイボンドペーストを用いてカード基板上にダイボンドされ、メモリコントローラ１０５及び第１のマイクロコンピュータ１０６はフラッシュメモリ１０４の上に順次積み重ねられて固定される。また、フラッシュメモリ１０４の平面寸法は、メモリコントローラ１０５、第１のマイクロコンピュータ１０６及び第２のマイクロコンピュータ１１３の平面寸法よりも大きい。このように、メモリコントローラ１０５及び第１のマイクロコンピュータ１０６をフラッシュメモリ１０４の上に積層させることで、ＳＩＭカード１００内のレイアウトの自由度を高め、且つ、多くの半導体チップを搭載させることが可能となる。また、本実施の形態では、フラッシュメモリ１０４が1チップの場合を記載しているが、例えば、フラッシュメモリ１０４と同様の性能のものを複数個搭載することで、メモリカード機能の大容量化が図れる。また、それら複数個のフラッシュメモリ１０４を積層させることで、多くのフラッシュメモリを搭載させることが可能となる。【００７２】
カード基板の空き領域には、スイッチ１０８，１１０，１１２，１１４が偏在され、また、パスコンデンサ１２１及びプルアップ等に用いられる抵抗素子１２２が偏在されている。これらパスコンデンサ１２１および抵抗素子１２２は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて所定個数が配置される。特に図示はしないが、夫々の回路素子の電極パッドは例えばカード基板１２０上の対応するボンディングリードにワイヤで結合される。前記ボンディングリードはカード基板１２０の配線層に接続し、配線層の一部は、カード基板１２０の表面の露出したメモリカードインタフェース端子（ＭＭＣＩＦ）１０１及びＩＣカードインタフェース端子（ＩＳＯＩＦ）１０２に結合される。【００７３】
また、これらのメモリコントローラ１０５、第１のマイクロコンピュータ１０６、フラッシュメモリ１０４及び第２のマイクロコンピュータ１１３等の半導体チップを含む各素子は、例えば、熱硬化性の樹脂からなる封止樹脂（図示せず）でカード基板の表面と共に覆われており、さらに封止樹脂を覆うように熱可塑性樹脂からなるケースで覆われ、カード基板とケースとが、図４または図５のようなＳＩＭカード１００の外形を形成している。また、他の形成方法として、上記のケースを使用せずに、熱硬化性の樹脂からなる封止樹脂のみで図４または図５のようなＳＩＭカード１００の外形を形成することもできる。この場合は、ケースの厚みが無い分、ＳＩＭカード１００の小型化を促進させることができる。【００７４】
《動作モード》
ＳＩＭカード１００は、前記第２マイクロコンピュータ１１３の制御により選択可能な動作モードとして、第１乃至第４モードを有する。【００７５】
第１モード(ＳＩＭ＿ＭＭＣモード)は、図８に例示されるように、前記第３スイッチ１１２を切断状態（ＯＦＦ）、第２スイッチ１１０及び第１スイッチ１０８を接続状態（ＯＮ）とし、前記メモリカードインタフェース端子１０１からのメモリカードコマンドに応答する前記メモリコントローラ１０５の動作と前記ＩＣカードインタフェース端子１０２からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータ１０６の動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。【００７６】
第２モード(ＳＩＭモード)は、図９例示されるように、前記第１スイッチ１０８及び第３スイッチ１１２を切断状態、第２スイッチ１１０を接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２からのＩＣカードコマンドに応答する前記第１マイクロコンピュータ１０６の動作を行うことができる動作モードである。【００７７】
第３モード(Ｘ＿ＳＩＭモード)は、図１０に例示されるように、前記第１スイッチ１０８を切断状態、前記第２スイッチ１１０及び第３スイッチ１１２を接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２からの未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ１０５及び前記第１マイクロコンピュータ１０６を動作させることができる動作モードである。【００７８】
第４モード(ＸＭＣモード)は、図１１に例示されるように、前記第２スイッチ１１０を切断状態、前記第１スイッチ１０８及び第３スイッチ１１２を接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子１０１からのメモリカードコマンドに応答して前記メモリコントローラ１０５及び前記第１マイクロコンピュータ１０６を動作させることができる動作モードである。【００７９】
第１モード(ＳＩＭ＿ＭＭＣモード)はＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対しても下位互換（backward compatibility）を実現できる。第２モード(ＳＩＭモード)はホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。第３モード(Ｘ＿ＳＩＭモード)はＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第１マイクロコンピュータ１０６によるセキュリティー機能をメモリコントローラ１０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。第４モード(ＸＭＣモード)はメモリカードコマンドを用いて第１マイクロコンピュータ１０６によるセキュリティー機能をメモリコントローラ１０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。特に制限されないが、メモリコントローラ１０５はメモリカードモードとしてセキュアＭＭＣモードとノーマルＭＭＣモードを有し、供給されるスイッチコマンドに応答してメモリカードモードの切換えが行われるようになっている。前記セキュアＭＭＣモードは第１マイクロコンピュータ１０６によるセキュリティー機能をメモリコントローラ１０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする動作モードである。要するに、メモリコントローラ１０５が第１マイクロコンピュータ１０６と連携動作可能にされるメモリカードモードである。この意味において、ノーマルＭＭＣモードは前記連携動作不可能なメモリカードモードとされる。【００８０】
上記第１乃至第４モードは第２マイクロコンピュータ１１３の制御によって選択可能であるからＳＩＭカード１００の利便性が向上する。【００８１】
《電源投入時の初期化動作》
前記第２マイクロコンピュータ１１３はＳＩＭカード１００への動作電源投入によって前記第１モード（ＳＩＭ＿ＭＭＣ）又は第２モード（ＳＩＭ）を設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しくなるからである。特に、ホスト装置１１８がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合に、初期動作モードとして第２モードを選択するのがよい。【００８２】
図１２及び図１３には電源投入時の初期化シーケンスが例示される。ＳＩＭカード１００の電源端子ＩＣ＿ＶＣＣに動作電源が投入されると（Ｓ１）、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３が第１スイッチ１０８、第２スイッチ１１０及び第３スイッチ１１２を切断状態（ＯＦＦ）とし（Ｓ２）、次に、φ３＝Ｌ（ローレベル）にして電源スイッチ１１４を接続状態（ＯＮ）に制御し、且つ制御信号φ３にて第３スイッチ１１２を接続状態（ＯＮ）に制御する（Ｓ３）。この後、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３は、ホスト装置１１８からリセット端子ＩＣ＿ＲＥＳに与えられるリセット信号のリセット指示が解除される（Ｌ→Ｈ）のを検出する動作を行う（Ｓ４）。その一方で第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３は、メモリコントローラ１０５に対しＭＭＣプロトコルに従った初期化を行う（Ｓ５）。例えば、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３は、メモリカードコマンドとして、イニシャライズコマンドＣＭＤ０、電源電圧設定コマンドＣＭＤ１、カードＩＤ取得コマンドＣＭＤ２、カード番号付与コマンドＣＭＤ３、及びカードセレクトコマンドＣＭＤ７を順次発行して、メモリコントローラ１０５をＭＭＣモードで動作可能に初期化する。この後、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３は、リセット端子ＩＣ＿ＲＥＳに与えられるリセット信号によるリセット指示が解除をされる（Ｌ→Ｈ）のを条件に、データ入出力端子ＩＣ＿Ｉ／Ｏを介してＡＴＲ（Answer to Reset）のＩＣカードレスポンスをホスト装置１１８に返す（Ｓ６）。この後、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３はホスト装置１１８との間でＰＰＳ（Protocol and Parameters Selection）交換を行って、第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）１０６に代わってホスト装置１１８との間の通信速度条件を確定する（Ｓ７）。【００８３】
次に、第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）１１３はカードコントローラ１０５にセキュアＭＭＣモードコマンドＣＭＤ６を発行し、セキュアＭＭＣモードにおいて利用可能な書き込みコマンドＷＲＩＴＥ＿ＳＥＣ＿ＣＭＤをカードコントローラ１０５に発行して、前記ＰＰＳ交換で確定した通信速度条件に等しい通信速度条件をカードコントローラ１０５の制御レジスタ又はフラッシュメモリ１０４の制御データ格納領域に設定する（Ｓ８）。これに続いて、カードコントローラ１０５は第３バス１１１を介して第１マイクロコンピュータ１０６にリセット信号にてリセットを指示する。第１マイクロコンピュータ１０６はリセット動作が指示されると、初期化動作を行い、ＡＴＲ（Answer to Reset）のＩＣカードレスポンスをカードコントローラ１０５に返す。これを受け取ったカードコントローラ１０５は第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）１０６との間でＰＰＳ（Protocol and Parameters Selection）交換を行って、先に確定した通信速度条件(確定通信速度条件)と同じ通信速度条件を前記第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）１０６に設定する（Ｓ９）。これにより、第２マイクロコンピュータ１１３及び第１マイクロコンピュータ１０６は前記確定通信速度条件に従ってホスト装置１１８とＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスを交換することができ、また、第２マイクロコンピュータ１１３とメモリコントローラ１０５は前記確定通信速度条件に従ってメモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスを交換することができ、また、メモリコントローラ１０５と第１マイクロコンピュータ１０６は前記確定通信速度条件を以ってＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスを交換することができるようになる。【００８４】
この後、第２マイクロコンピュータ１１３は信号φ３によって第３スイッチ１１２を切断状態とし（Ｓ１０）、制御信号φ２によって第２スイッチ１１０を接続状態とする（Ｓ１１）。第２マイクロコンピュータ１１３は第１スイッチ１０８を必要に応じて接続状態にする（Ｓ１２）。ここで、必要に応じてとは、例えば、第２マイクロコンピュータ１１３によるステップＳ１３の処理ルーチンが条件分岐によって第１スイッチ１０８を接続状態に制御する場合には、所定の条件成立によって接続状態とし、不成立によって不作為（非接続状態維持）とするということである。所定の条件とは、ホスト装置１１８から与えられるメモリカード機能使用許可条件等である。第３スイッチ１１２の接続状態が選択された場合にはＳＩＭカード１００は第１モード(ＳＩＭ＿ＭＭＣモード)に初期設定される。第３スイッチ１１２が切断状態を維持する場合にはＳＩＭカード１００は第２モード(ＳＩＭモード)に初期設定される（Ｓ１３）。これによって電源投入シーケンスが完了される（Ｓ１４）。【００８５】
《電源遮断》
前記第２マイクロコンピュータ１１３は、図１３のステップＳ１２において第１スイッチ（ＳＷ１）１０８を接続状態（ＯＮ）にしない場合、即ちＳＩＭモードを初期設定するときには、制御信号φ４によって前記電源スイッチ１１４をオフ状態に制御する。ＳＩＭモードではメモリカード機能は実質的に利用不可能になるので、利用不可能な回路１０５，１０４への給電を停止して低消費電力を図ることができる。ＳＩＭモードにおいて第１スイッチ１０８は切断状態になっているので、メモリコントローラ１０５の動作電源が遮断されることによって第１バス１０７に接続するメモリコントローラ１０５の入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子１０１に接続するホスト装置１１８からＳＩＭカード１００に向かって不所望な電流が流れ込んだりする、ホスト装置１１８にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。電源遮断対象をメモリコントローラ１０５とフラッシュメモリ１０４の何れか一方とすることも可能である。待機時の消費電流はフラッシュメモリ１０４に比べてメモリコントローラ１０５の方が大きいので、その点ではフラッシュメモリ１０４よりもメモリコントローラ１０５の電源を遮断する方が効果的である。【００８６】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
第１マイクロコンピュータ１０６が認識できる既定義のＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順について説明する。前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第１マイクロコンピュータ１０６は、前記第２バス１０９から既定義の所定の第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ１１３に、第２入出力ポート（Ｉ／Ｏ２）よりモード変更指示信号φ５を与える。前記第２マイクロコンピュータ１１３は前記モード変更指示信号φ５に応答して、動作モードをＸ＿ＳＩＭモードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【００８７】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
図１４及び図１５には未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順が例示される。【００８８】
ここで先ずＩＣカードコマンドのコマンドフォーマットについて説明する。ＩＣカードコマンドとＩＣカードレスポンスのやりとりはＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−４に規定される。これに従えば、ＩＣカードコマンドはＡＰＤＵ（Application Protocol Data Unit）とも称され、そのコマンドにはクラス、命令、パラメータ及びデータ等のフィールドによって構成されるフォーマットが規定される。例えばＩＣカードコマンドの先頭バイトであるクラスは“００”が全産業共通ＩＣカードコマンド、“９０”がユーザー定義ＩＣカードコマンドであることを意味する。【００８９】
ホスト装置１１８はＳＩＭカード１００をＳＩＭ＿ＭＭＣからＸ＿ＳＩＭモードに遷移させたいとき、先ず、ホスト装置１１８はＳＩＭカード１００との間で予め決められた所定の第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ１（例えば“９０  Ａ１  Ｂ１  Ｃ１  ００”）をＩＣカードインタフェース端子１０２に供給する（Ｓ２１）。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて、第２マイクロコンピュータ１１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２から第２バス１０９に供給されるコマンドをモニタして内部に蓄積する。この間、第１マイクロコンピュータ１０６は第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ１を検出すると、その第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ１に応答して第２バス１０９からホスト装置１１８にＩＣカードエラーレスポンスとして“６Ｄ  ００”のステータスワードを返す（Ｓ２２）。ホスト装置１１８はそのステータスワードに応答して次の第１未定義コマンドＡＰＤＵ＿ａ２（例えば“９０  Ａ２  Ｂ２  Ｃ２  ００”）をＩＣカードインタフェース端子１０２に供給する（Ｓ２３）。同様に、第１マイクロコンピュータ１０６は第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ２を検出すると、その第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ２に応答して第２バス１０９からホスト装置１１８にＩＣカードエラーレスポンスとして“６Ｄ  ００”のステータスワードを返す（Ｓ２４）。以下、同様に順次ホスト装置１１８から第１未定義コマンドＡＰＤＵ＿ａｋ（例えば“９０  Ａｋ  Ｂｋ  Ｃｋ  ００”）が供給される毎に第１マイクロコンピュータ１０６はホスト装置１１８にＩＣカードエラーレスポンスとして“６Ｄ  ００”のステータスワードを返す処理を所定回数行い（Ｓ２５）、規定回数の最後である第ｎ回目の第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａｎ（例えば“９０  Ａｎ  Ｂｎ  Ｃｎ  ００”）がホスト装置１１８から第１マイクロコンピュータ１０６に供給されると（Ｓ２６）、第１マイクロコンピュータ１０７６はホスト装置１１８にＩＣカードエラーレスポンスとして“６Ｄ  ００”のステータスワードを返す（Ｓ２７）。第２マイクロコンピュータ１１３はｎ回の供給された第１未定義ＩＣカードコマンドＡＰＤＵ＿ａ１〜ＡＰＤＵ＿ａｎのモニタ結果が所定パターンに一致する場合には、第２スイッチ１１０を切断状態に制御する（Ｓ２８）。ホスト装置１１８はステップＳ２７のステータスワードに応答してｎ＋１回目として別の第１未定義コマンドＡＰＤＵ＿ａＣ（例えば“９０  Ａｃ  Ｂｃ  Ｃｃ  ００”）をＩＣカードインタフェース端子１０２に供給し、これを受ける第２マイクロコンピュータ１１３は、ステップＳ２８で第２スイッチ１１０の遮断を行なったときは、ＩＣカードインタフェース端子１０２からホスト装置１１８にＩＣカード正常レスポンスとしてステータスワード（“９０  ００）を返す（Ｓ２９）。第２マイクロコンピュータ１１３は正常レスポンスとしてステータスワード（“９０  ００）を返した後、制御信号φ３をローレベル（Ｌ）に反転して第３スイッチ１１２を接続状態とし、ＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードに動作モードを切替える（Ｓ３０）。第２のマイクロコンピュータ１０６はＸ＿ＳＩＭモードにおいてフラッシュメモリ１０４に対するアクセスコマンドなどを待つことになる。【００９０】
ステップＳ２８の判定で不一致の場合は、ステップＳ２９において正常レスポンスとしてステータスワード（“９０  ００）を返さない。ホスト装置１１８は、第１未定義コマンドＡＰＤＵ＿ａＣ（例えば“９０  Ａｃ  Ｂｃ  Ｃｃ  ００”）に対する応答として返された今回のステータスワードが（“９０  ００）が正常レスポンス（”９０  ００“）であるかを判定し（Ｓ３１）、正常であればモード切替処理を正常終了するが、異常である場合に、今回の異常応答が連続ｉ回目に達していなければ、ステップＳ２１に戻って上記処理を繰り返す（Ｓ３２）。規定回数ｉ回目に達していればホスト装置１１８はモード切替処理を中断し、カードエラーとしての異常処理を行なう（Ｓ３３）。これにより、モード切替え処理は異常終了する。【００９１】
このように、第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用してＳＩＭ＿ＭＭＣモード９からＸ＿ＳＩＭモードに動作モードを遷移させることができる。【００９２】
《X_SIMモードにおける動作形態》
図１６にはＸ＿ＳＩＭモードにおける動作形態の一つとしてシングルリードコマンド動作が例示される。Ｓ＿ＳＩＭモードにおいてホスト装置１１８から第２未定義ＩＣカードコマンドとしてＡＰＤＵ＿ＲＥＡＤ（９０ＡｒＢｒＣｒＥ１Ｅ２Ｅ３Ｅ４Ｌ１Ｌ２Ｌ３）がＩＣカードインタフェース端子１０２に供給される（Ｓ４１）。第２バス１０９からのコマンド供給を待っている第２マイクロコンピュータ１１３は当該第２未定義ＩＣカードコマンドとしてＡＰＤＵ＿ＲＥＡＤを解読し、これに対応する第１メモリカードコマンドとして例えば、シングルリードコマンドコード（ＣＭＤ１７）、３２ビットのブロックアドレス引数Ｅ１Ｅ２Ｅ３Ｅ４を第１バス１０７に出力してメモリコントローラ１０５に供給する（Ｓ４２）。メモリコントローラ１０５はそれに応答してフラッシュメモリ１０４をアクセスし、例えば１ブロック５１２バイトのデータをＣＲＣ（cyclic redundancy checksum）付きで第２マイクロコンピュータ１１３に返す（Ｓ４３）。ＣＲＣが受信データと一致しないときはメモリコントローラ１０５にコマンドコードＣＭＤ１７を再実行させる（Ｓ４４）。ＣＲＣが受信データと一致する場合には、第２マイクロコンピュータ１１３は、受け取った１ブロックデータをＩＣカードインタフェースのフォーマットに合わせ、Ｌ１Ｌ２Ｌ３で指定されたバイト数のデータと正常ステータス（９０００）をＩＣカードインタフェース端子１０２からのホスト装置１１８に供給する（Ｓ４５）。【００９３】
図１７にはＸ＿ＳＩＭモードにおける別の動作形態の一つとしてシングルライトコマンド動作が例示される。Ｓ＿ＳＩＭモードにおいてホスト装置１１８から第２未定義ＩＣカードコマンドとしてＡＰＤＵ＿ＷＲＩＴＥ（９０ＡｗＢｗＣｗＥ１Ｅ２Ｅ３Ｅ４Ｄ１〜Ｄ５１２Ｌ１Ｌ２Ｌ３）がＩＣカードインタフェース端子１０２に供給される（Ｓ５１）。第２バス１０９からのコマンド供給を待っている第２マイクロコンピュータ１１３は当該第２未定義ＩＣカードコマンドとしてＡＰＤＵ＿ＷＲＩＴＥを解読し、これに対応する第１メモリカードコマンドとして例えば、シングルライトコマンドコード（ＣＭＤ２４）、３２ビットのブロックアドレス引数Ｅ１Ｅ２Ｅ３Ｅ４、５１２バイトの書き込みデータＤ１〜Ｄ５１２、書き込みデータＤ１〜Ｄ５１２のＣＲＣを夫々第１バス１０７に出力してメモリコントローラ１０５に供給する（Ｓ５２）。メモリコントローラ１０５はそれに応答して、書き込みデータＤ１〜Ｄ５１２に対するＣＲＣチェックを行い、フラッシュメモリ１０４をアクセスし、例えば１ブロック５１２バイトのデータをＣＲＣ付きでフラッシュメモリ１０４に書き込み、正常に書き込みを完了したときは正常レスポンスを第２マイクロコンピュータ１１３に返す（Ｓ５３）。ＣＲＣチェックエラー等によって正常レスポンスが返されないとき第２マイクロコンピュータ１１３はメモリコントローラ１０５にコマンドコードＣＭＤ２４を再実行させる（Ｓ５４）。第２マイクロコンピュータ１１３はメモリコントローラ１０５より書き込み正常完了の正常レスポンスを受け取ったときにはＩＣカードインタフェースのフォーマットに従って正常書き込み終了の正常ステータス９０００をＩＣカードインタフェース端子１０２からのホスト装置１１８に供給する（Ｓ５５）。【００９４】
このように、ＡＰＤＵ＿ＲＥＡＤ，ＡＰＤＵ＿ＷＲＩＴＥに代表される第２未定義ＩＣカードコマンドコードを利用すれば、第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラ１０５との連携動作に対応することができる。【００９５】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》
図１８には未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードへ動作モードを遷移させる制御手順が例示される。【００９６】
ホスト装置１１８はＳＩＭカード１００をＸ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣに遷移させたいとき、先ず、ＳＩＭカード１００との間で予め決められた所定の第３未定義ＩＣカードコマンとしてドＡＰＤＵ＿Ｒｅｔｕｒｎ（例えば“９０  Ａｓ  Ｂｓ  Ｃｓ  ００”）をＩＣカードインタフェース端子１０２に供給する（Ｓ６０）。第２マイクロコンピュータ１１３は、当該コマンドに応答してメモリコントローラ１０５と第１マイクロコンピュータ１０６が第３バス１１１を介して連携動作していないことを確認してから、メモリコントローラ１０５にセキュアＭＭＣモードからノーマルＭＭＣモードへのメモリカードの切換えを指示するスイッチコマンドＣＭＤ６を送信する（Ｓ６１）。メモリコントローラ１０５はスイッチウコマンドを実行し、メモリカードモードをセキュアＭＭＣモードからノーマルＭＭＣモードに切替えて、切換え終了レスポンスを第２マイクロコンピュータ１１３に返す（Ｓ６２）。その第２マイクロコンピュータ１１３は、メモリコントローラ１０５の状態、例えばデータビット幅等をメモリカードコマンドを用いてノーマルＭＭＣモード用に設定変更する（Ｓ６３）。第２マイクロコンピュータ１１３はメモリコントローラ１０５に対する必要な設定変更を完了した後、必要に応じて、第３バス１１１を介して第１マイクロコンピュータ１０６に対するリセット信号ＩＣ＿ＲＥＳを用いたソフトリセット、ＰＰＳ交換による通信速度変更等も可能である（Ｓ６４）。そして第２マイクロコンピュータ１１３は制御信号φ３をハイレベル（Ｈ）に制御して第３スイッチ１１２を切断状態に変更し、メモリコントローラ１０５と第１マイクロコンピュータ１０６との接続を断つ（Ｓ６５）。第２マイクロコンピュータ１１３はホスト装置１１８に対し、コマンド正常終了のステータス９０００を返す（Ｓ６６）。ステップＳ６２等において異常があった時はマイクロコンピュータ１１３は規定のエラーレスポンスをホストシステム１１８に返し、ホストシステムは所定のエラー処理を行なうことになる。最後に第２マイクロコンピュータ１１３はポートＰＲＴ２を入力モードとし、第２スイッチ１１０を接続状態に反転し（Ｓ６７）、ＳＩＭ＿ＭＭＣモードへの切換えを完了する。ホスト装置１１８が動作モードの移行完了を認識する必要がある場合にはＩＣカードインタフェース端子１０２に所定の未定義ＩＣカードコマンドを供給し、動作モードの正常切換えが完了されておる場合に第２マイクロコンピュータ１１３は当該コマンドに応答して正常切換え完了を意味するコマンドレスポンスをホスト装置１１８に返せばよい。【００９７】
上記処理手順によれば、第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって、Ｘ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードに動作モードを遷移させることができる。【００９８】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが第１マイクロコンピュータ１０６によって認識可能な既定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて、前記第１マイクロコンピュータ１０６は、前記第２バスから第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ１３３に、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータ１１３は前記モード変更指示信号に応答して動作モードをＸＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードをＸＭＣモードに遷移させることができる。なお、このときのモード変更指示信号は、第１ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードに変更する場合に用いた信号φ５とは別の信号で無ければならない。【００９９】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１４及び図１５で説明した処理手順と同じあり、第４未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が大きく相違する。すなわち、前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ１１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２から第２バス１０９に供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して前記第１マイクロコンピュータ１０６が返したＩＣカードエラーレスポンス（“６Ｄ  ００”のようなＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子１０２から第２バス１−９に第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バス１０９にＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記ＸＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータにとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１００】
《XMCの動作形態》
前記ＸＭＣモードにおいて前記メモリコントローラ１０５は、前記メモリカードインタフェース端子１０１から第１バス１０７に供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従ってフラッシュメモリ１０４のアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータ１０６に発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用したフラッシュメモリ１０４のアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バス１０７に出力する。メモリコントローラ１０５と第１のマイクロコンピュータ１０６とによる連携動作に対応することができる。【０１０１】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸＭＣモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１８で説明した処理手順とほぼ同様であり、第５未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が大きく相違する。すなわち、前記ＸＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ１１３は、前記第２バス１０９から第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラ１０５と第１マイクロコンピュータ１０６が第３バス１１１を介して連携動作していないことを確認してから、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに変更する。第１のマイクロコンピュータ１０６にとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによってＸＭＣモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードに動作モードを遷移させることができる。【０１０２】
なお、本実施の形態で記載する第５未定義ＩＣコマンドとは、特定の動作を行うユーザー定義コマンドや、ＸＭＣモード以外での通常ＩＣコマンドを含むものである。以降の記載についても同様である。【０１０３】
《XMCモード端子》
図１に示されるモード端子（ＭＤ）１１５は、例えば、ＳＩＭカードをＸＭＣモードに強制可能なモード端子とされる。モード端子１１５は前記メモリコントローラ１０５及びスイッチ制御信号φ３の信号線に接続される。前記第２マイクロコンピュータにおける信号φ３の出力には所定の入出力ポートが割り当てられ、第２マイクロコンピュータ１１３は電源投入時の初期化処理において、動作モードを決定するとき、信号φ３の出力に用いられる入出力ポートを介してモード端子１１５の状態を参照する。即ち、前記第２マイクロコンピュータは、前記モード端子１１５がローレベル（第１状態）のとき、ＳＩＭカード１００への動作電源投入に応答して、図１２および図１３で説明したように、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに設定する。前記モード端子１１５がローレベル（第２状態）のときは、ＳＩＭカード１００への動作電源投入に応答して、第２マイクロコンピュータ１１３は動作モードをＸＭＣモードに設定する。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに遷移する手順をサポートしないホスト装置にＳＩＭカード１００が接続される場合、或いはＵＳＢをＭＭＣメモリカードインタフェースに変換するインタフェースプロトコル変換回路にＳＩＭカード１００が接続される場合等において、インタフェースプロトコル変換回路を介してＰＣ（Personal Computer）等のホスト装置がサポートするＸＭＣモードに初期設定可能にするためである。また、モード端子（ＭＤ）１１５の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【０１０４】
《機密保護》
前記フラッシュメモリ１０４は第１不揮発性記憶領域としてノーマル領域と第２不揮発性記憶領域としてセキュア記憶領域を有する。前記メモリコントローラ１０５は、前記第３スイッチ１１２のスイッチ制御信号φ３を入力し、前記スイッチ制御信号φ３による前記第３スイッチ１１２の切断指示状態において前記ノーマル記憶領域のみのアクセスを許容し、前記スイッチ制御信号φ３による前記第３スイッチ１１２の接続指示状態において前記ノーマル記憶領域及びセキュア記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ１０５単独ではセキュア記憶領域に対するアクセスを排除し、メモリコントローラ１０５と第１マイクロコンピュータ１０６が連携動作できる状態でなければセキュア記憶領域に対するアクセスが許容されないから、セキュア記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。【０１０５】
《端子機能の変換》
メモリカード機能のための外部インタフェースはメモリカードインタフェース端子１０１に限定されない。特に図示はしないが、前記メモリカードインタフェース端子１０１とは別のインタフェース端子を外部端子として備え、前記メモリカードインタフェース端子の端子機能を前記別のインタフェース端子の端子機能に変換する変換回路を備えればよい。前記変換回路は前記メモリカードインタフェース端子と前記別のインタフェース端子とに接続される。従って、ＳＩＭカードにおけるメモリカードインタフェースのための外部インタフェース端子は特定のメモリカードインタフェースに限らず、別のメモリカードインタフェース或いはＵＳＢ等の別のインタフェースであってもよくなる。【０１０６】
《非接触インタフェース機能への変換》
ＩＣカード機能のための外部インタフェースは接触インタフェースに限定されず、非接触インタフェースであってもよい。特に図示はしないが、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２とは別のＲＦ通信用端子を外部端子として備え、前記ＩＣカードインタフェース端子１０２の端子機能を前記ＲＦ通信用端子を用いた非接触インタフェースに変換する変換回路を有すればよい。前記変換回路は前記ＩＣカードインタフェース端子１０２と前記ＲＦ通信用端子とに接続される。ＩＣカードインタフェース機能を非接触インタフェースによって実現することができる。【０１０７】
《第２のＳＩＭカードのブロックダイアグラム》
図２には本発明の半導体装置に係る第２のＳＩＭカード２００のブロック図が示される。【０１０８】
ＳＩＭカード２００は、ＩＣカード機能とメモリカード機能を有し、相互の機能を連携可能な半導体装置とされる。このＳＩＭカード２００は、メモリカード機能として例えばSecure MMC 2.0 Interface Layer Specification Version1.0 MMCA Technical Committee(MultiMediaCard Association, Inc., October 2005)に準拠した機能を備え、ＩＣカード機能として例えばISO/IEC 7816-3 Second edition 1887-12-15, Electric signal and transmission protocolsに準拠した機能を有する。ＳＩＭカード２００は前記ＳＩＭカード１００に対して第２のマイクロコンピュータ１１３、第３スイッチ１１２、第３バス１１１を、第２のマイクロコンピュータ２１３に集約した構成とされる点が相違する。その他の基本的な構成は前記ＳＩＭカード１００と同様である。以下、図１のＳＩＭカード１００との相違点を中心に図２のＳＩＭカード２００を詳細に説明する。【０１０９】
ＳＩＭカード２００は、外部インタフェースを行うために、例えばカード基板に、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子（ＭＭＣＩＦ）２０１と、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子（ＩＳＯＩＦ）２０２を備える。カード基板には、電気的に書換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ）２０４、メモリカードコマンドに応答して前記フラッシュメモリ２０４を制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラ（ＭＣＮＴ）２０５、及びＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）２０６を備える。更に第１ポート（ＰＲＴ１）を用いて前記メモリカードコントローラ２０５に接続された第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）２１３と、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子２０１と前記メモリコントローラ２０５と前記第２マイクロコンピュータの第２ポート（ＰＲＴ２）を接続する第１バス２０７（ＢＵＳ１）と、前記第１バス２０７を選択的にメモリカードインタフェース端子２０１から切断状態にする第１スイッチ２０８（ＳＷ１）と、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子２０２と前記第２マイクロコンピュータ２１３の第３ポート（ＰＲＴ３）を接続する第２バス２０９（ＢＵＳ２）と、前記第２マイクロコンピュータ２１３の第４ポート（ＰＲＴ４）と第１マイクロコンピュータ２０６を接続する第３バス２１２（ＢＵＳ３）と、第２バスと第３バスを選択的に接続する第２スイッチ２１０（ＳＷ２）と、を備える。第２マイクロコンピュータ１１３はＳＩＭカード１００の動作モードを制御すると共に、ＩＣカード機能とメモリカード機能の調停並びに連携を制御する。φ１、φ２は第１スイッチ１０８、第２スイッチ１１０のスイッチ制御信号であり、第２マイクロコンピュータ１１３の所定のポートから出力される。２１４は制御信号φ４でスイッチ制御される電源スイッチである。２１５は第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子であり、前記モード端子１１５と同様に用いられる。【０１１０】
前記第２マイクロコンピュータ２１３の制御により選択可能な動作モードとして、第１乃至第４モードを有する。第１モード(SIM_MMC)は、第２スイッチ２１０（ＳＷ２）及び第１スイッチ２０８（ＳＷ１）を接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子２０１からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラ２０５の動作と前記ＩＣカードインタフェース端子２０２からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータ２０６の動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。第２モード(SIM)は、前記第１スイッチ２０８（ＳＷ１）を切断状態、第２スイッチ２１０（ＳＷ２）を接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子２０２からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータ２０６の動作を行うことができる動作モードである。第３モード(X_SIM)は、前記第１スイッチ２０８を切断状態、前記第２スイッチ２０９を接続状態とし、第１ポートＰＲＴ１、第３ポートＰＲＴ３及び第４ポートＰＲＴ４を使用して前記ＩＣカードインタフェース端子２０２からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ２０５及び第１マイクロコンピュータ２０６を動作させることができる動作モードである。第４モード(XMC)は、前記第１スイッチ２０８を接続状態、前記第２スイッチ２０９を切断状態とし、前記第１ポートＰＲＴ１及び第４ポートＰＲＴ４を使用して前記メモリカードインタフェース端子２０１からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ２０５及び第１マイクロコンピュータ２０６を動作させることができる動作モードである。【０１１１】
ＳＩＭカード２００によれば、第１モード（ＳＩＭ＿ＭＭＣ）はＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対しても下位互換を実現できる。第２モード（ＳＩＭ）はホスト装置２１８がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。第３モード（Ｘ＿ＳＩＭ）はＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第１マイクロコンピュータ２０６によるセキュリティー機能をメモリコントローラ２０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。第４モード（ＸＭＣ）はメモリカードコマンドを用いて第１マイクロコンピュータ２０６によるセキュリティー機能をメモリコントローラ２０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。上記第１乃至第４モードは不第２マイクロコンピュータ２１３の制御によって選択可能であるからＳＩＭカード２００の利便性が向上する。【０１１２】
《電源投入時の初期動作モード》
前記第２マイクロコンピュータ２１３はＳＩＭカード２００への動作電源投入によって前記第１モード（ＳＩＭ＿ＭＭＣ）又は第２モード（ＳＩＭ）を設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しくなるからである。特に、ホスト装置２１８がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合に、初期動作モードとして第２モードを選択するのがよい。電源投入時の初期化シーケンスは図１２及び図１３の処理とほぼ同じであるからその詳細な説明を省略する。【０１１３】
《電源遮断》
前記第２マイクロコンピュータ２１３は、図１３のステップＳ１２のような処理において第１スイッチ（ＳＷ１）２０８を接続状態（ＯＮ）にしない場合、即ちＳＩＭモードを初期設定するときには、制御信号φ４によって前記電源スイッチ２１４をオフ状態に制御する。ＳＩＭモードではメモリカード機能は実質的に利用不可能になるので、利用不可能な回路２０５，２０４への給電を停止して低消費電力を図ることができる。ＳＩＭモードにおいて第１スイッチ２０８は切断状態になっているので、メモリコントローラ２０５の動作電源が遮断されることによって第１バス２０７に接続するメモリコントローラ２０５の入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子２０１に接続するホスト装置２１８からＳＩＭカード２００に向かって不所望な電流が流れ込んだりする、ホスト装置２１８にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。電源遮断対象をメモリコントローラ２０５とフラッシュメモリ２０４の何れか一方とすることも可能である。待機時の消費電流はフラッシュメモリ２０４に比べてメモリコントローラ２０５の方が大きいので、その点ではフラッシュメモリ２０４よりもメモリコントローラ２０５の電源を遮断する方が効果的である。【０１１４】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
第１マイクロコンピュータ２０６が認識できる既定義のＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順について説明する。前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第１マイクロコンピュータ２０６は、前記第２バス２０９から第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ２１３に、モード変更指示信号φ５を与える。前記第２マイクロコンピュータ２１３は前記モード変更指示信号ファイ５に応答してＸ＿ＳＩＭモードを設定する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１１５】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順について説明する。その制御手順は図１４及び図１５で説明した手順とほぼ同じであるから、特に図示はしないが、前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて、前記第２マイクロコンピュータ２１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子２０２から第２バス２０９に供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンを前記第３ポートＰＲＴ３からモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータ２０６が返したＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子２０２から第２バス２０９に第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、前記第３ポートＰＲＴ３からＩＣカードインタフェース端子２０２を介して外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードをＸ＿ＳＩＭモードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１１６】
《X_SIMモードにおける動作形態》
Ｘ＿ＳＩＭモードでは、図１６及び図１７で説明したのとほぼ同様のシングルリードコマンド動作、シングルライトコマンド動作に代表される動作を行う。特に図示はしないが、前記Ｘ＿ＳＩＭモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ２０６は、前記ＩＣカードインタフェース端子２０２から第２バス２０９を介して前記第３ポートＰＲＴ３に供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラ２０５に第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラ２０５から返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して前記第３ポートＯＲＴ３から第２バス２０９に出力する。第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラとの連携動作に対応することができる。【０１１７】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》
未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードへ動作モードを遷移させる制御手順は図１８で説明した手順とほぼ同じである。概略を説明すると、Ｘ＿ＳＩＭモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ２１３は、前記第２バス２０９から前記第３ポートＰＲＴ３に第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラ２０５と第１マイクロコンピュータ２０６が前記第１ポートＰＲＴ１と前記第４ポートＰＲＴ４を介して連携動作していないことを確認してから、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに変更する。第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【０１１８】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが第１マイクロコンピュータ２０６によって認識可能な既定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第１マイクロコンピュータ２０６は、前記第２バス２０９から第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ２１３に、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータ２１３は前記モード変更指示信号に応答して動作モードをＸＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。なお、このときのモード変更指示信号は、第１ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードに変更する場合に用いた信号φ５とは別の信号でなければならない。【０１１９】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１４及び図１５で説明した処理手順と同じあり、第４未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が上記とは相違する。即ち、前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ２１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子２０２から第２バス２０９を介して第３ポートＰＲＴ３に供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータ２０６が返したＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子２０２から第２バス２０９に第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バス２０９にＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードを前記Ｘ＿ＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１２０】
《XMCの動作形態》
ＸＭＣモードにおける動作形態はＳＩＭカード１００の場合とほぼ同様であり、前記ＸＭＣモードにおいて前記メモリコントローラ２０５は、前記メモリカードインタフェース端子２０１から第１バス２０８に供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従って不揮発性メモリのアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第１マイクロコンピュータ２０６に発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用したフラッシュメモリ２０４のアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バス２０８に出力する。メモリコントローラ２０５と第１のマイクロコンピュータ２０６とによる連携動作に対応することができる。【０１２１】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸＭＣモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１８で説明した処理手順とほぼ同様であり、第５未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が相違する。すなわち、前記Ｘ＿ＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ２１３は、前記第２バス２０９から第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラ２０５と第１マイクロコンピュータ２０６が第１ポートＯＲＴ１及び第４ポートＰＲＴ４を介して連携動作していないことを確認してから、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに変更する。第１のマイクロコンピュータ２０６にとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【０１２２】
《XMCモード端子》
図２に示されるモード端子（ＭＤ）２１５は例えば、ＳＩＭカードをＸＭＣモードに強制可能なモード端子とされる。モード端子２１５は第２マイクロコンピュータ２１３に結合される。前記第２マイクロコンピュータ２１３は電源投入時の初期化処理において、動作モードを決定するときモード端子２１５の状態を参照する。即ち、前記第２マイクロコンピュータ２１３は、前記モード端子２１５がローレベル（第１状態）のとき、ＳＩＭカード２００への動作電源投入に応答して、前述のとおり動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに設定する。前記モード端子２１５がローレベル（第２状態）のときは、ＳＩＭカード２００への動作電源投入に応答して、第２マイクロコンピュータ２１３は動作モードをＸＭＣモードに設定する。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに遷移する手順をサポートしないホスト装置にＳＩＭカード２００が接続される場合、或いはＵＳＢをＭＭＣメモリカードインタフェースに変換するインタフェースプロトコル変換回路にＳＩＭカード２００が接続される場合等において、インタフェースプロトコル変換回路を介してＰＣ（Personal Computer）等のホスト装置がサポートするＸＭＣモードに初期設定可能にするためである。また、モード端子（ＭＤ）２１５の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【０１２３】
《機密保護》
前記フラッシュメモリ２０４は第１不揮発性記憶領域としてノーマル領域と第２不揮発性記憶領域としてセキュア記憶領域を有する。前記メモリコントローラ２０５は、ＳＩＭ＿ＭＭＣモード及びＳＩＭモードにおいて前記ノーマル記憶領域のみのアクセスを許容する。Ｘ＿ＳＩＭモード及びＸＭＣモードでは前記ノーマル記憶領域及びセキュア記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ２０５単独ではセキュア記憶領域に対するアクセスを排除し、メモリコントローラ２０５と第１マイクロコンピュータ２０６が連携動作できる状態でなければセキュア記憶領域に対するアクセスが許容されないから、セキュア記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。【０１２４】
メモリカードインタフェース機能に対する端子機能の変換、ＩＣカードインタフェースの接触インタフェース機能から非接触インタフェース機能への変換についてはＳＩＭカード１００の場合と全く事情は同じであり、ここではその詳細な説明を省略する。【０１２５】
《第３のＳＩＭカードのブロックダイアグラム》
図３には本発明の半導体装置に係る第３のＳＩＭカード３００のブロック図が示される。【０１２６】
ＳＩＭカード３００は、ＩＣカード機能とメモリカード機能を有し、相互の機能を連携可能な半導体装置とされる。このＳＩＭカード３００は、メモリカード機能として例えばSecure MMC 2.0 Interface Layer Specification Version1.0 MMCA Technical Committee(MultiMediaCard Association, Inc., October 2005)に準拠した機能を備え、ＩＣカード機能として例えばISO/IEC 7816-3 Second edition 1887-12-15, Electric signal and transmission protocolsに準拠した機能を有する。ＳＩＭカード３００は前記ＳＩＭカード１００に対して、ＩＣカード機能専用の第２のマイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）３０６と、メモリカード機能専用の第３マイクロコンピュータ（ＭＭＣＵ）３２０を別々に設け、それに伴って第３バス１１１及びお第３スイッチ１１２を廃止した構成とされる点が相違する。その他の基本的な構成は前記ＳＩＭカード１００と同様である。以下、図１のＳＩＭカード１００との相違点を中心に図３のＳＩＭカード３００を詳細に説明する。【０１２７】
ＳＩＭカード３００は、外部インタフェースを行うために、例えばカード基板に、メモリカードコマンド及びメモリカードレスポンスの入出力に利用されるメモリカードインタフェース端子（ＭＭＣＩＦ）３０１と、ＩＣカードコマンド及びＩＣカードレスポンスの入出力に利用されるＩＣカードインタフェース端子（ＩＳＯＩＦ）３０２を備える。カード基板には、電気的に書換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ（ＦＬＡＳＨ）３０４、メモリカードコマンドに応答して前記フラッシュメモ３０４を制御すると共にメモリカードレスポンスを返すメモリコントローラ（ＭＣＮＴ）３０５、及びＩＣカードコマンドに応答して動作すると共にＩＣカードレスポンスを返す第１マイクロコンピュータ（ＳＭＣＵ）３０６を備える。メモリカードインタフェース端子３０１と前記メモリコントローラ３０５とを接続する第１バス３０７（ＢＵＳ１）と、前記第１バス３０７の途中に配置された第１スイッチ３０８（ＳＷ１）と、ＩＣカードインタフェース端子３０２と前記第１マイクロコンピュータ３０６とを接続する第２バス３０９（ＢＵＳ２）と、前記第２バスの途中に配置された第２スイッチ３１０（ＳＷ２）を有する。前記ＩＣカードインタフェース端子３０２と第２スイッチ３１０との間の第２バス３０９に接続されると共に、前記第１スイッチ３０８と前記メモリコントローラ３０５との間の第１バス３０７に接続された第２マイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）３１３と、前記メモリコントローラ３０５に接続された第３マイクロコンピュータ（ＭＭＣＵ）３２０とを備える。第２マイクロコンピュータ３１３はＳＩＭカード３００の動作モードを制御すると共に、ＩＣカード機能とメモリカード機能の調停並びに連携を制御する。φ１、φ２は第１スイッチ３０８、第２スイッチ３１０のスイッチ制御信号であり、第２マイクロコンピュータ３１３の所定のポートから出力される。３１４は制御信号φ４でスイッチ制御される電源スイッチである。３１５は第２マイクロコンピュータに接続されるモード端子であり、前記モード端子１１５と同様に用いられる。図７にはＳＩＭカード３００における回路モジュールの搭載レイアウトを蓋体を取外した状態で例示する。図６との相違点は、フラッシュメモリ３０４チップの上に第１マイクロコンピュータ３０６と第２マイクロコンピュータ３２０の夫々のチップをスタックした点であり、その他は変わりない。【０１２８】
前記第２マイクロコンピュータ３１３の制御により選択可能な動作モードとして第１乃至第４モードを有する。第１モード(SIM_MMC)は第１スイッチ３０８及び第２スイッチ３１０を接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子３０１からのメモリカードコマンドに応答するメモリコントローラ３０５の動作と前記ＩＣカードインタフェース端子３０２からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータ３０６の動作とを夫々別々に行うことができる動作モードである。第２モード(SIM)は、前記第１スイッチ３０８を切断状態、第２スイッチ３１０を接続状態とし、前記ＩＣカードインタフェース端子３０１からのＩＣカードコマンドに応答する第１マイクロコンピュータ３０６の動作を行うことができる動作モードである。第３モード(X_SIM)は、前記第１スイッチ３０８を切断状態、前記第２スイッチ３１０を接続状態とし、第１ポートＰＲＴ１及び第２ポートＰＲＴ２を使用して前記ＩＣカードインタフェース端子３０２からの未定義ＩＣカードコマンドに応答してメモリコントローラ３０５及び第３マイクロコンピュータ３２０を動作させることができる動作モードである。第４モード(XMC)は、前記第２スイッチ３１０を切断状態、前記第１スイッチ３０８を接続状態とし、前記メモリカードインタフェース端子３０１からのメモリカードコマンドに応答してメモリコントローラ３０５及び第３マイクロコンピュータ３２０を動作させることができる動作モードである。【０１２９】
ＳＩＭカード３００によれば、ＳＩＭ＿ＭＭＣモードはＩＣカード機能とメモリカード機能をそれぞれ単独に用いることができ、夫々単独のＩＣカード機能とメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対しても下位互換を実現できる。ＳＩＭモードはホスト装置がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限するのに役立つ。Ｘ＿ＳＩＭモードはＩＣカードコマンドを用いてメモリカード機能を用いることを可能にし、特に第３マイクロコンピュータ３２０によるセキュリティー機能をメモリコントローラ３０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。ＸＭＣモードはメモリカードコマンドを用いて第３マイクロコンピュータ３２０によるセキュリティー機能をメモリコントローラ３０５によるメモリアクセス制御に用いることを可能にする。上記第１乃至第４モードは不第２マイクロコンピュータ３１３の制御によって選択可能であるからＳＩＭカード３００の利便性が向上する。【０１３０】
《電源投入時の初期動作モード》
前記第２マイクロコンピュータ３１３はＳＩＭカード３００への動作電源投入によって前記第１モード（ＳＩＭ＿ＭＭＣ）又は第２モード（ＳＩＭ）を設定する。夫々単独のＩＣカード機能又はメモリカード機能を備える下位のＳＩＭカードに対応したホスト装置に対する下位互換と言う点では、電源投入に応答する処理で自動的に第１モード又は第２モードに設定することが望ましい。そうしなければ下位のホスト装置は第１モード又は第２モードに遷移するのに特別な処理が要求され、下位互換を実現することは難しくなるからである。特に、ホスト装置３１８がＩＣカード機能とは全く無関係にメモリカード機能を自由に利用することを制限したい場合に、初期動作モードとして第２モードを選択するのがよい。電源投入時の初期化シーケンスは図１２及び図１３の処理とほぼ同じであるからその詳細な説明を省略する。【０１３１】
《電源遮断》
前記第２マイクロコンピュータ３１３は、図１３のステップＳ１２のような処理において第１スイッチ（ＳＷ１）３０８を接続状態（ＯＮ）にしない場合、即ちＳＩＭモードを初期設定するときには、制御信号φ４によって前記電源スイッチ３１４をオフ状態に制御する。ＳＩＭモードではメモリカード機能は実質的に利用不可能になるので、利用不可能な回路３０５，３０４，３２０への給電を停止して低消費電力を図ることができる。ＳＩＭモードにおいて第１スイッチ３０８は切断状態になっているので、メモリコントローラ３０５の動作電源が遮断されることによって第１バス３０７に接続するメモリコントローラ３０５の入出力回路の状態がどの様な状態になっていても、メモリカードインタフェース端子３０１に接続するホスト装置３１８からＳＩＭカード３００に向かって不所望な電流が流れ込んだりするホスト装置３１８にとって異常な状態の発生を未然に防止することができる。電源遮断対象をメモリコントローラ３０５、フラッシュメモリ３０４、第３マイクロコンピュータ３２０の一部とすることも可能である。待機時の消費電流はフラッシュメモリ３０４に比べてメモリコントローラ３０５や第３マイクロコンピュータ３２０の方が大きいので、その点ではフラッシュメモリ３０４よりもメモリコントローラ２０５及び第３マイクロコンピュータ３２０の電源を遮断する方が効果的である。【０１３２】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
第１マイクロコンピュータ３０６が認識できる既定義のＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順について説明する。前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて第１マイクロコンピュータ３０６は、前記第２バス３０９から第１ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ３１３に、モード変更指示信号φ５を与える。前記第２マイクロコンピュータ３１３は前記モード変更指示信号φ５に応答して、動作モードをＸ＿ＳＩＭモードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１３３】
《動作モードの遷移；SIM_MMC→X_SIM》
未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸ＿ＳＩＭモードへ動作モードを遷移させる制御手順について説明する。その制御手順は図１４及び図１５で説明した手順とほぼ同じであるから、特に図示はしないが、前記ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて、前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から第２バス３０９に供給された第１未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第１未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータ３０６が返したＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から第２バス３０９に第１未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第１未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致するとき、前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から外部にＩＣカード正常レスポンスを出力し、動作モードを前記Ｘ＿ＳＩＭモードに変更する。第１ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第１未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１３４】
《X_SIMにおける動作形態》
Ｘ＿ＳＩＭモードでは、図１６及び図１７で説明したのとほぼ同様のシングルリードコマンド動作、シングルライトコマンド動作に代表される動作を行う。特に図示はしないが、Ｘ＿ＳＩＭモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から第２バス３０９に供給された第２未定義ＩＣカードコマンドを解読して、前記メモリコントローラ３０５に第１メモリカードコマンドを発行し、前記第１メモリカードコマンドに応答する処理結果としてメモリコントローラ３０５から返される第１メモリカードレスポンスを所定のＩＣカードレスポンスに変換して第２バス３０９に出力する。第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されているＩＣカードコマンドでは対応できないようなメモリコントローラ３０５との連携動作に対応することができる。【０１３５】
《動作モードの遷移；X_SIM→SIM_MMC》
未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードへ動作モードを遷移させる制御手順は図１８で説明した手順とほぼ同じである。概略を説明すると、Ｘ＿ＳＩＭモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記第２バス３０９から第３未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラ３０５と第３マイクロコンピュータ３２０が連携動作していないことを確認してから、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに変更する。第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されていない第３未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【０１３６】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが第１マイクロコンピュータ３０６によって認識可能な既定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第１マイクロコンピュータ３０６は、前記第２バス３０９から第２ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、前記第２マイクロコンピュータ３１３に、モード変更指示信号を与え、前記第２マイクロコンピュータ３１３は前記モード変更指示信号に応答して動作モードを第ＸＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在する場合にはそれを利用して動作モードを遷移させることができる。なお、このときのモード変更指示信号は、第１ＩＣカードコマンドを用いてＸ＿ＳＩＭモードに変更する場合に用いた信号φ５とは別の信号でなければならない。【０１３７】
《動作モードの遷移； SIM_MMC→XMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１４及び図１５で説明した処理手順と同じあり、第４未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が上記とは相違する。即ち、ＳＩＭ＿ＭＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から第２バス３０９に供給された第４未定義ＩＣカードコマンドのパターンをモニタし、第４未定義ＩＣカードコマンドに応答して第１マイクロコンピュータ３０６が返したＩＣカードエラーレスポンスに対して前記ＩＣカードインタフェース端子３０２から第２バス３０９に第４未定義ＩＣカードコマンドが所定回数供給されたとき、供給された第４未定義ＩＣカードコマンドに対する所定複数回のモニタ結果が所定パターンに一致することを条件に、第２バス３０９にＩＣカード正常レスポンスを出力してから、動作モードをＸＭＣモードに変更する。第２ＩＣカードコマンドのように第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されているＩＣカードコマンドが存在しない場合には第４未定義ＩＣカードコマンドを利用して動作モードを遷移させることができる。【０１３８】
《XMCの動作形態》
ＸＭＣモードにおける動作形態はＳＩＭカード１００の場合とほぼ同様であり、前記ＸＭＣモードにおいて前記メモリコントローラ３０５は、前記メモリカードインタフェース端子３０１から第１バス３０７に供給されたメモリカードコマンドを解読し、解読結果に従ってフラッシュメモリ３０４のアクセスを制御し、また、解読結果に従って前記第３マイクロコンピュータ３２０に発行したＩＣカードコマンドに対するレスポンスを利用したフラッシュメモリ３０４のアクセスを制御し、アクセス制御に対するメモリカードレスポンスを第１バス３０７に出力する。メモリコントローラ３０５と第３のマイクロコンピュータ３２０とによる連携動作に対応することができる。【０１３９】
《動作モードの遷移；XMC→SIM_MMC》
特に図示はしないが未定義ＩＣカードコマンドを用いてＸＭＣモードからＳＩＭ＿ＭＭＣモードに動作モードを遷移させる制御手順について説明する。基本的な処理手順は図１８で説明した処理手順とほぼ同様であり、第５未定義ＩＣカードコマンドを用いる点が相違する。すなわち、前記Ｘ＿ＭＣモードにおいて前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記第２バス３０９から第５未定義ＩＣカードコマンドが入力されるのに応答して、メモリコントローラ３０５と第３マイクロコンピュータ３２０が連携動作していないことを確認してから、動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに変更する。第１のマイクロコンピュータ３０６にとって定義されていない第５未定義ＩＣカードコマンドを利用することによって動作モードを遷移させることができる。【０１４０】
《XMCモード端子》
図３に示されるモード端子（ＭＤ）３１５は例えば、ＳＩＭカードをＸＭＣモードに強制可能なモード端子とされる。モード端子３１５は第２マイクロコンピュータ３１３に結合される。前記第２マイクロコンピュータ３１３は電源投入時の初期化処理において、動作モードを決定するときモード端子３１５の状態を参照する。即ち、前記第２マイクロコンピュータ３１３は、前記モード端子３１５がローレベル（第１状態）のとき、ＳＩＭカード３００への動作電源投入に応答して、前述のとおり動作モードをＳＩＭ＿ＭＭＣモードに設定する。前記モード端子３１５がローレベル（第２状態）のときは、ＳＩＭカード３００への動作電源投入に応答して、第２マイクロコンピュータ３１３は動作モードをＸＭＣモードに設定する。ＳＩＭ＿ＭＭＣモードからＸＭＣモードに遷移する手順をサポートしないホスト装置にＳＩＭカード３００が接続される場合、或いはＵＳＢをＭＭＣメモリカードインタフェースに変換するインタフェースプロトコル変換回路にＳＩＭカード３００が接続される場合等において、インタフェースプロトコル変換回路を介してＰＣ（Personal Computer）等のホスト装置がサポートするＸＭＣモードに初期設定可能にするためである。また、モード端子（ＭＤ）３１５の他の応用として強制的なモード遷移に使用してもよい。【０１４１】
《機密保護》
前記フラッシュメモリ３０４は第１不揮発性記憶領域としてノーマル領域と第２不揮発性記憶領域としてセキュア記憶領域を有する。前記メモリコントローラ３０５は、ＳＩＭ＿ＭＭＣモード及びＳＩＭモードにおいて前記ノーマル記憶領域のみのアクセスを許容する。Ｘ＿ＳＩＭモード及びＸＭＣモードでは前記ノーマル記憶領域及びセキュア記憶領域のアクセスを許容する。メモリコントローラ３０５単独ではセキュア記憶領域に対するアクセスを排除し、メモリコントローラ３０５と第３マイクロコンピュータ３２０が連携動作できる状態でなければセキュア記憶領域に対するアクセスが許容されないから、セキュア記憶領域の機密保護を図ることが容易になる。【０１４２】
メモリカードインタフェース機能に対する端子機能の変換、ＩＣカードインタフェースの接触インタフェース機能から非接触インタフェース機能への変換についてはＳＩＭカード１００の場合と全く事情は同じであり、ここではその詳細な説明を省略する。【０１４３】
図５には図４のインタフェース端子とは別の例が示される。図５においてＩＣカードインタフェース端子３０２は図４と同じである。図５のメモリカードインタフェース端子３０１は、データ入出力ビット数を複数ビットに拡張可能な端子配列とされる。図４の端子配列の対応するホスト装置に対してデータ１ビットのメモリインタフェースモードを選択できるように考慮され、カード基板内部において、ＤＡＴ＿ＭＭＣ（Ｃ４）はＤＡＴ０に、ＣＭＤ＿ＭＭＣ（Ｃ８）はＣＭＤに、ＣＬＫ＿ＭＭＣ（Ｃ６）はＣＬＫに結合されている。電源端子に関しては、専らメモリコントカード機能に用いられる半導体チップと、専らＩＣカード機能に用いられる半導体チップの夫々の動作電源電圧が等しければ、図示のようにＩＣ＿ＶＣＣ（Ｃ１）とＶＣＣを接続すればよいが、動作電源電圧が相違するときはＩＣ＿ＶＣＣ（Ｃ１）とＶＣＣは電気的に分離しておくことが必要である。また、ＭＤは上述した各モード選択用の端子１１５（２１５，３１５）である。その他の端子は、予備の拡張端子ＲＳＶとして形成されている。【０１４４】
これら拡張端子は、露出していても良いが、使用するまでソルダレジストやシール等の絶縁材料でカバーし、使用できない状態にしてもよい。このようにすることで、拡張端子を使用しない場合における意図しない誤作動を防ぐことができる。【０１４５】
また、これらの拡張端子ＲＳＶをフラッシュメモリ１０４のテスト用端子として用いることも可能である。このようなテスト端子を設けることで、実装後における半導体装置のテストを効率化することができる。また、メモリコントローラ１０５が静電破壊等によってメモリコントロール動作不可能にされたとき、外部からテスト端子を介してフラッシュメモリ１０４を直接アクセス制御することができる。これにより、フラッシュメモリ１０４にデータが残されていれば、それらを容易に回復させることができる。また、これらの拡張端子ＲＳＶをテスト用端子に用いた場合は、前述のソルダレジストやシール等の絶縁材料でカバーしておく。【０１４６】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。【０１４７】
例えば、ＩＣカード機能に用いる第１マイクロコンピュータがＩＳＯ／ＩＥＣ１５４０８の評価・認証機関による認証を受けていることは必須ではない。本発明の半導体装置はＧＳＭ規格の携帯電話機への適用に限定されない。３Ｇ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２００１Ｘなどの携帯電話機にも適用可能である。更に本発明は携帯電話機への適用に限定されず、キャッシュカード、交通機関の定期券やプリペイドカード、クレジットカード、その他の通信用若しくはＩＤカード等に広く適用することができる。また、ＳＩＭカードを構成するマイクロコンピュータ（ＡＭＣＵ）やメモリコントローラ（ＭＣＮＴ）等の各回路モジュールは図１乃至図３に例示されるように夫々別チップで構成することに限定されず、適宜の複数チップ若しくは回路を１個のチップに集約することも可能である。例えば図2においてマイクロコンピュータ２１３とスイッチ２１０を1チップで構成したり、メモリコントローラ２０５とフラッシュメモリ２０４を１チップで構成したりすることも可能である。図1において、フラッシュメモリ１０４以外の回路を全て１チップで構成することも不可能ではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は携帯電話機、キャッシュカード、交通機関の定期券やプリペイドカード、クレジットカード、その他の通信用若しくはＩＤカード等に広く適用することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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