(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、
当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、
外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、
上記端末装置と通信する通信手段と、
上記端末装置の種別を検出する検出手段と、
上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、
上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられる信号の値がハイレベルか否かによって上記端末装置が電池駆動か否かを検出し、
上記制御手段は、電池駆動の場合は、電池駆動でない場合に比べて、上記内部クロック信号の周波数を低く設定することを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
上記内部クロック生成手段は、上記端末装置から供給された外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
電池駆動型の端末装置であり、
接続される端末装置と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記通信手段が受け取る信号に基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、
上記通信手段と通信可能な端末側通信手段と、
上記初期期間に、上記端末装置が電池駆動型であることを示す信号を、上記端末側通信手段に出力させる端末側制御手段とを備えていることを特徴とする端末装置。
【請求項４】
電池駆動ではない据え置き型の端末装置であり、
接続される端末装置と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記通信手段が受け取る信号に基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、
上記通信手段と通信可能な端末側通信手段と、
上記初期期間に、上記端末装置が据え置き型であることを示す信号を、上記端末側通信手段に出力させる端末側制御手段とを備えていることを特徴とする端末装置。
【請求項５】
上記電力供給手段が上記端末側通信手段の機能を有するものであり、
上記電力供給手段が供給する電源電圧のレベルが、上記端末装置の種別が電池駆動型であることを示すレベルに設定されていることを特徴とする請求項３に記載の端末装置。
【請求項６】
上記電力供給手段が上記端末側通信手段の機能を有するものであり、
上記電力供給手段が供給する電源電圧のレベルが、上記端末装置の種別が据え置き型であることを示すレベルに設定されていることを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
【請求項７】
上記ＩＣカードは、書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合にデータを書き込み可能な不揮発性メモリと、上記端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段とを有しているものであり、
上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、上記不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段を備えており、
上記書き込み手段が上記端末側通信手段の機能を有するものであり、
上記書き込み手段が指示する書き込み用電圧の電圧レベルが、上記端末装置の種別が電池駆動型であることを示すレベルに設定されていることを特徴とする請求項３に記載の端末装置。
【請求項８】
上記ＩＣカードは、書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合にデータを書き込み可能な不揮発性メモリと、上記端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段とを有しているものであり、
上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、上記不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段を備えており、
上記書き込み手段が上記端末側通信手段の機能を有するものであり、
上記書き込み手段が指示する書き込み用電圧の電圧レベルが、上記端末装置の種別が据え置き型であることを示すレベルに設定されていることを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
【請求項９】
上記内部クロック生成手段は、外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路を備えていると共に、
上記端末装置は、上記端末側制御手段により設定された周波数の外部クロック信号を、上記フェーズ・ロック・ループ回路へ供給する外部クロック供給手段を備え、
上記電力供給手段が供給する電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数は、当該電源電圧レベルにおける上記フェーズ・ロック・ループ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されていることを特徴とする請求項３または４に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型の端末装置に好適に接続可能なＩＣカードおよび端末装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＩＣカードは、その使用目的に広がりを見せ、電子決済をはじめ、交通機関、医療、流通など、様々な分野で使用可能なアプリケーションが開発されている。さらに、使用者の利便性を考慮して、１枚のＩＣカードは、必要に応じて、これらのアプリケーションを同時にダウンロードして、それぞれの端末装置で使用できることが望まれている。
【０００３】
この要求を満たすために、多目的なＩＣカードでは、様々な情報を高速に通信できるように、高速Ｉ／Ｏと高速かつ高機能なＣＰＵとの採用が求められ、大容量の不揮発性メモリの内蔵が推奨されている。推奨値の一例として、ＣＰＵの動作周波数が１０［ＭＨｚ］〜２０［ＭＨｚ］程度、ＣＰＵのビット幅が１６ビット以上、不揮発性メモリの容量が４Ｍビット〜８Ｍビット以上などの値が挙げられる。
【０００４】
ここで、例えば、ＩＳＯ（国際標準化機構）７８１６規格（以下では、単にＩＳＯ規格として参照する）では、ＩＣカードに入力される外部クロック信号の周波数が、４．９１［ＭＨｚ］に設定されている。したがって、ＣＰＵを高速化するためには、ＩＣカード内で、外部クロック信号を所定の倍率で逓倍して、より高速な内部クロック信号を生成する必要がある。
【０００５】
一方、ＩＣカードは、さまざまな端末装置での使用が想定されており、例えば、所定の場所に設置された据え置き型の端末装置だけではなく、ＩＣカードの情報を迅速に確認できるように、携帯可能な電池駆動型の端末装置なども広く使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、据え置き型の端末装置での使用を前提に、内部クロック信号の周波数を高く設定すると、消費電力が増大して、携帯型の端末装置の稼働時間を著しく短縮させたり、携帯型の端末装置で想定されている消費電力を超過して、使用できない虞れがある。
【０００７】
具体的には、上述したような高機能なＩＣカードでは、ピーク時の消費電流が、例えば、約１００［ｍＡ］にまで達するが、例えば、１次のリチウム電池など、通常、携帯端末に使用される電池では、推奨負荷瞬時電流値が２５［ｍＡ］程度である。したがって、当該ＩＣカードは、携帯型の端末装置で使用できなくなってしまう。
【０００８】
一方、携帯型のＩＣカードで使用することを想定して、ＩＣカードの内部クロック信号の周波数を低く設定すると、据え置き型の端末装置において、ＩＣカードの応答速度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池駆動型など、消費電力が制限された端末装置にて好適に使用可能なＩＣカードと、端末装置とを含むＩＣカードシステムを実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられるデータ信号のハイ／ローレベルに基づいて、あるいはデータ信号によって伝送されるデータ列に基づいて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、ＩＣカードが端末装置に接続されると、検出手段は、接続されている端末装置の種別を判定し、制御手段は、内部クロック信号生成手段が生成する内部クロック信号の周波数を変更する。これにより、演算処理部は、当該内部クロック信号で駆動して、内部クロック信号の周波数に応じた電力が消費される。
【００１２】
また、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、例えば、据え置き型など、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、例えば、電池駆動型の端末装置など、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できる。
【００１３】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられる信号の値がハイレベルか否かによって上記端末装置が電池駆動か否かを検出し、上記制御手段は、電池駆動の場合は、電池駆動でない場合に比べて、上記内部クロック信号の周波数を低く設定することを特徴とする。
【００１４】
当該構成によれば、電池駆動の端末装置の内部クロック信号は、電池駆動ではない端末装置よりも周波数が低く設定されるので、電池駆動型の端末装置におけるＩＣカードの処理速度を犠牲にすることなく、電池駆動型の端末装置の稼働時間を延長できる。
【００１５】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記端末装置との接触端子を通じて、上記端末装置よりＩＣカードに供給される電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１６】
当該構成によれば、検出手段は、端末装置の種別を検出する。この結果、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００１７】
また、本発明に係るＩＣカードは、上記課題を解決するために、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段と、上記端末装置から指示された書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合に、データを書き込み可能な不揮発性メモリとを備え、上記書き込み用電圧は、上記端末装置との接触端子を通じて入力され、上記検出手段は、上記書き込み用電圧のレベルを検出し、その検出した書き込み用電圧レベルに基づいて、当該端末装置の種別を検出することを特徴とする。
【００１８】
当該構成によれば、検出手段は、書き込み用電圧の電圧レベルに基づき、端末装置の種別を検出する。この結果、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００１９】
上記構成に加え、本発明に係るＩＣカードにおいて、上記内部クロック生成手段は、上記端末装置から供給された外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路（ＰＬＬ回路）である方が好ましい。
【００２０】
当該構成によれば、ＰＬＬ回路は、端末装置から供給される外部クロック信号を逓倍して、内部クロック信号を生成する。したがって、例えば、据え置き型などの端末装置では、従来と同様の外部クロック信号を変更することなく、内部クロック信号の周波数を増大させて、ＩＣカードの処理を高速化できる。また、電池駆動型などの端末装置では、稼働時間を延長できる。これにより、高速処理が必要な端末装置の外部クロック信号を変更することなく、いずれの種別の端末装置にＩＣカードが接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。
【００２１】
また、上記の各構成に加え、本発明に係るＩＣカードにおいて、上記検出手段による上記端末装置の種別の検出、上記制御手段による上記内部クロック信号の周波数の変更が実行されるのは、上記端末装置と通信する通信手段が、上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間である方が好ましい。
【００２２】
当該構成によれば、検出手段は、初期応答前に端末装置の種別を検出する。したがって初期応答後に判定するよりも早い時点で、端末装置の種別を判定でき、制御手段は、より早い時点から、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。この結果、不適切な値に設定される期間を短縮でき、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できる。
【００２３】
一方、本発明に係る端末装置は、接続される端末装置と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記通信手段が受け取る信号に基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記通信手段と通信可能な端末側通信手段と、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示す信号を、上記端末側通信手段に出力させる端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、端末装置の端末側通信手段は、ＩＣカードの通信手段へ与える信号として、自らの種別を通知する。これにより、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知することができる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２５】
また、本発明に係る端末装置は、接続される端末と通信する通信手段と、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置がＩＣカードに供給する電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記電力供給手段が供給する電源電圧のレベルを、自らの種別を示すレベルに設定する端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、端末装置の電力供給手段は、ＩＣカードへ供給する電源電圧レベルによって、自らの種別を通知する。これにより、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知することができる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２７】
また、他の好適な端末装置として、本発明に係る端末装置は、書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合にデータを書き込み可能な不揮発性メモリと、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部と、上記端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを有するＩＣカードへ、電源としての電力を供給する電力供給手段と、上記ＩＣカードとの接触端子を通じて、上記不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段と、上記端末装置の種別を示すレベルの書き込み用電圧を、上記書き込み手段に指示させる端末側制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、端末装置は、書き込み用電圧によって、自らの種別を通知して、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。これにより、上述の端末装置の場合と同様に、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。
【００２９】
また、上述の各構成に加え、上記内部クロック生成手段は、外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するフェーズ・ロック・ループ回路を備えていると共に、上記端末装置は、上記端末側制御手段により設定された周波数の外部クロック信号を、上記フェーズ・ロック・ループ回路へ供給する外部クロック供給手段を備え、上記電力供給手段が供給する電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数は、当該電源電圧レベルにおける上記フェーズ・ロック・ループ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されている方が望ましい。
【００３０】
当該構成では、電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数の双方は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されているので、外部クロック信号の周波数を変更せずに、電源電圧レベルのみを設定する場合よりも、電源電圧レベルを低く設定できる。この結果、ＩＣカードの消費電力をさらに削減でき、より稼働時間の長い端末装置を実現できる。
【００３１】
さらに、上述の各構成において、端末装置は、電池駆動型の端末装置であることが望ましい。一般に、電池駆動型の端末装置は、消費電力の増大が稼働時間の短縮に直結するため、据え置き型の端末装置などよりも消費電力削減が切望されている。したがって、電池駆動型の端末装置に上記構成を適用することで、より稼働時間の長い端末装置を実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、本実施形態に係るＩＣカードシステムは、例えば、電子決済をはじめ、交通機関、医療あるいは流通など、様々な分野のアプリケーションを実行可能なＩＣカードを、例えば、電池駆動型の携帯端末や、据え置き型の端末など、電源容量の異なる多くの形態の端末装置で使用する際に好適なシステムであって、図２に示すように、高機能なＩＣカード３と、当該ＩＣカード３に接続可能な電池駆動型の携帯端末５および据え置き型の端末７とを備えている。
【００３３】
本実施形態に係るＩＣカード３は、接触型のＩＣカードであって、例えば、図１に示すように、上記携帯端末５や据え置き型の端末７などの端末装置と接続するための端子ＴVdd ・ＴVpp ・ＴRST ・ＴI/O ・ＴGND ・ＴCLK を備えている。また、ＩＣカード３は、上記アプリケーションを実行可能なＣＰＵ（演算処理部）３１と、起動時のＣＰＵ３１の動作を示すデータが格納されたブートＲＯＭ３２と、作業用のデータなど、電力が供給されない間は、保持する必要がないデータが格納されるＲＡＭ３３と、例えば、各端末装置がＩＣカード３を認証するためのデータなど、電力が供給されない間も保持すべきデータが格納される不揮発性メモリ３４と、接続された端末装置と通信するための通信回路（通信手段）３５と、当該端末装置から供給された外部クロック信号ＣＬＫを逓倍して、ＩＣカード３の内部クロック信号φを生成するクロック生成部（内部クロック生成手段）３６とを備えている。なお、ＣＰＵ３１および後述するシステム構成レジスタ４３が、特許請求の範囲に記載の制御手段に対応していると共に、本実施形態では、ＣＰＵ３１が検出手段に対応している。
【００３４】
上記構成では、ＩＣカード３がＣＰＵ３１を備えているので、磁気カードとは異なり、内部の情報を外部に出力せずに、端末装置に認証させることができる。これにより、磁気カードよりも安全なカードシステムを実現できる。さらに、上記ＩＣカード３は、必要に応じて、接続された端末装置からアプリケーションをダウンロードして実行でき、上述した種々の分野の端末装置と組み合わせて使用できる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係るＩＣカード３は、据え置き型の端末７における高速動作と、携帯端末５における消費電力削減との双方を実現するために、ＩＣカード３の各部材が低電源電圧で動作でき、しかも、高速動作可能に形成されていると共に、クロック生成部３６が端末装置の種別に応じて、内部クロック信号φの周波数を変更できるように形成されている。
【００３６】
具体的には、ＩＣカード３の各部材（３１〜３６）は、正常動作可能な電源電圧Ｖｄｄの範囲が、据え置き型の端末７が供給する電源電圧レベル（上記ＩＳＯ規格では、５．０［Ｖ］）から、後述する携帯端末５により供給される電源電圧レベル（３．０［Ｖ］）までの範囲を含むように構成されている。また、ＣＰＵ３１は、例えば、１６ビット以上のビット幅で、１０ＭＨｚから２０ＭＨｚ以上で駆動可能なものが使用されている。さらに、不揮発性メモリ３４の容量は、例えば、例えば、４Ｍビットから８Ｍビット以上に設定されている。
【００３７】
また、本実施形態に係るクロック生成部３６は、外部クロック信号ＣＬＫを逓倍するフェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）回路４１と、ＰＬＬ回路４１の出力を複数の分周比で分周するプリスケーラ４２と、システム構成レジスタ４３の値に応じて、プリスケーラ４２の各出力のうちの１つを選択するセレクタ４４と、内部クロック信号φとして、ＣＰＵ３１など、ＩＣカード３内の回路に、セレクタ４４の出力を供給するクロックジェネレータ４５とを備えており、後で詳述するように、端末装置の種別は、初期応答する前に、通信回路３５が端末装置から受け取ったデータに基づき、ＣＰＵ３１により判定され、判定結果に応じた値が上記システム構成レジスタ４３に格納される。
【００３８】
例えば、本実施形態では、上記ＰＬＬ回路４１の逓倍率は、３倍に設定されており、プリスケーラ４２は、ＰＬＬ回路４１の出力を、１、１／２、１／４および１／８倍の分周比で分周する。これにより、クロック生成部３６は、端末装置の種別に応じて、外部クロック信号ＣＬＫの３倍、３／２倍、３／４倍、３／８倍のうちのいずれかの周波数の内部クロック信号φを出力できる。
【００３９】
このように、本実施形態に係るＩＣカード３は、端末装置の種別に応じて、内部クロック信号φの周波数を最適な値に設定できる。したがって、据え置き型の端末７など、十分な容量の電源を有し、消費電力の削減よりも、高速応答が望まれる端末装置では、内部クロック信号φを高い周波数に設定して、高速応答を実現できる。これとは逆に、携帯端末５など、電源の容量が小さく、高速応答よりも消費電力の削減が要求される端末装置では、内部クロック信号φを低い周波数に設定して消費電力を削減できる。
【００４０】
なお、ＰＬＬ回路４１の逓倍率、および、プリスケーラ４２の分周比は、上述した値に限らず、任意の値に設定できる。ただし、外部クロック信号ＣＬＫの周波数は、十分な容量の電源を持った端末装置でＩＣカード３を高速動作させるためには、不十分なことが多いので、内部クロック信号φの最大周波数は、外部クロック信号ＣＬＫよりも大きく設定する方が望ましい。
【００４１】
一方、上記携帯端末５は、保持者が容易に携帯でき、かつ、ＩＣカード３の情報を迅速に確認できるように、図２に示すように、電源となる電池５１と、電池５１の出力電圧を安定化して、携帯端末５の各部に供給するレギュレータ５２と、ＩＣカード３の情報などを表示可能な液晶表示部５３と、保持者の入力を受け付けるキー入力部５４と、携帯端末５全体を制御するＣＰＵ（端末側制御手段）５５と、表示用のフォントデータなどが格納されたフォントＲＯＭ５６と、ＣＰＵ５４の駆動クロック信号を生成する発振器５７と、ＩＣカード３を接続するためのＩＣカードインターフェース部５８とを備えている。なお、液晶表示部５３に代えて、他の表示部を使用してもよいが、液晶表示部５３は、低消費電力で高解像に表示できるので、携帯端末５の表示部として好ましい。
【００４２】
一例として、本実施形態では、ＴＹＰ（代表値）１．５Ｖの電池２個を直列接続して電池５１を形成すると共に、レギュレータ５２で、５．０［Ｖ］の電源電圧を生成して、携帯端末５の各部に供給している。また、フォントＲＯＭ５６は、ＪＩＳ（日本工業規格）コードなどで規定された漢字に対応するフォントデータを格納しており、液晶表示部５３は、例えば、解像度などが、漢字を表示可能な値に設定されている。これにより、携帯端末５は、携帯した状態であっても、ＩＣカード３に含まれる利用履歴、残高などの情報を漢字で液晶表示できる。
【００４３】
さらに、本実施形態に係る携帯端末５では、ＩＣカード３の消費電力を削減して、ＩＣカード３を接続した場合の稼働時間を延長できるように、電源電圧Ｖｄｄの電圧レベルおよび外部クロック信号ＣＬＫの周波数が、据え置き型の端末７よりも低く設定されていると共に、ＩＣカード３へ自らの種別を通知して、内部クロック信号φを低下するように指示できる。
【００４４】
具体的には、本実施形態に係る携帯端末５は、ＩＣカード３へ供給する外部クロック信号ＣＬＫを生成するＩＣカード用発振器（外部クロック供給手段）６１を備えている。また、上記ＩＣカードインターフェース部５８は、ＩＣカード３へ電源電圧Ｖｄｄおよび書き込み用電圧Ｖｐｐを出力するＩＣカード用レギュレータ（電力供給手段）６２とＶｐｐ供給部（書き込み手段）６３と、外部クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴ、およびデータ信号Ｉ／ＯをＩＣカード３へ出力するバッファＢ１〜Ｂ３と、ＩＣカード３からデータ信号Ｉ／Ｏを受け取るバッファＢ４とを備えている。
【００４５】
一例として、本実施形態では、上記Ｖｄｄ電圧およびＶｐｐが、３．０［Ｖ］に設定されており、ＩＣカード用レギュレータ６２が電池５１の出力電圧に基づいて、３．０［Ｖ］の電圧を出力し、Ｖｐｐ供給部６３は、ＩＣカード用レギュレータ６２の出力電圧をバイパスしている。
【００４６】
また、ＩＣカード用発振器６１の発振周波数は、上記電源電圧Ｖｄｄにて、図１に示すＰＬＬ回路４１が正常にロック可能な周波数に設定されている。具体的には、通常のＰＬＬ回路は、電源電圧Ｖｄｄに応じて、逓倍可能な周波数範囲（ロックレンジ）が変動する。例えば、図３に示すように、本実施形態に係るＩＣカード３のＰＬＬ回路４１では、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］では、２．０［ＭＨｚ］〜６．０［ＭＨｚ］の外部クロック信号ＣＬＫを逓倍可能であるが、電源電圧Ｖｄｄが３．０［Ｖ］の場合、ロックレンジは、１．０［ＭＨｚ］〜３．５［ＭＨｚ］になる。したがって、仮に、上記ＩＣカード用発振器６１が上述のＩＳＯ規格の外部クロック信号ＣＬＫ（周波数４．９１［ＭＨｚ］）を供給すると、上記ＰＬＬ回路４１は、当該外部クロック信号ＣＬＫを正常にロックできなくなる。これに対して、上記ＩＣカード用発振器６１の発振周波数は、例えば、２．０［ＭＨｚ］と、上記携帯端末５が供給する電源電圧Ｖｄｄにおける、上記ＰＬＬ回路４１のロックレンジ内に設定されている。したがって、ＰＬＬ回路４１は、何ら支障なく、携帯端末５が供給する外部クロック信号ＣＬＫを逓倍できる。
【００４７】
上記各電圧Ｖｄｄ・Ｖｐｐ、接地レベルＧＮＤ、および、信号ＲＳＴ・ＣＬＫ・Ｉ／Ｏは、図示しない端子ＴVdd ・ＴVpp ・ＴGND ・ＴRST ・ＴCLK ・ＴI/O を介してＩＣカード３の対応するＴVdd ・ＴVpp ・ＴGND ・ＴRST ・ＴCLK ・ＴI/O に出力される。ここで、データ信号Ｉ／Ｏは、入出力端子なので、上記バッファＢ３およびＢ４は、３ステートバッファにより構成され、伝送方向を示す信号Ｒ／Ｗが出力（Ｗ）を示す場合、バッファＢ３のみがデータを出力し、入力（Ｒ）を示す場合、バッファＢ４のみがデータを出力する。なお、上記バッファＢ１〜Ｂ４のうち、出力バッファ（Ｂ１〜Ｂ３）は、上記電源電圧Ｖｄｄに合わせて、３．０［Ｖ］の電源電圧で動作し、入力バッファ（Ｂ４）は、上述のＩＳＯ規格の電源電圧Ｖｄｄ（５．０［Ｖ］）のみで動作するＩＣカードが接続されることも考慮して、３．０［Ｖ］〜５．０［Ｖ］の電源電圧で動作可能に形成されている。
【００４８】
さらに、本実施形態に係る携帯端末５には、例えば、カード検出スイッチなどで実現され、挿入の有無を検出する挿入検出部６４が設けられており、ＣＰＵ５５は、ＩＣカードが挿入されていない場合、ＩＣカード用発振器６１、ＩＣカード用レギュレータ６２およびＶｐｐ供給部６３へ、動作停止を示す信号ＳＨＤＮを出力する。これにより、ＩＣカードが挿入されていない間、ＩＣカードへ供給するための信号・電圧を生成する回路（６１〜６３など）が停止して、携帯端末５の電力消費を低減できる。
【００４９】
なお、図２の例では、製造を容易にするため、レギュレータ５２を含む部材（５２、６２、６３、Ｂ１〜Ｂ４）がＩＣカードインターフェース部５８として集積されているが、これに限定されるものではなく、各部材を個別に形成してもよい。
【００５０】
上記構成のＩＣカードシステム１において、ＩＣカード３を携帯端末５に挿入した際の動作を、図４ないし図６に基づき説明すると、以下の通りである。なお、以下では、説明の便宜上、電池駆動型か否かが、端末装置の種別として、端末装置からＩＣカード３に通知され、ＩＣカード３の内部クロック信号φが、最低周波数と最高周波数との間で切り換えられる場合を例にして説明する。
【００５１】
すなわち、ＩＣカード３が携帯端末５に挿入されると、挿入検出部６４が挿入を検出して、上記各回路６１〜６３へ動作開始を指示する。これにより、図４に示すように、携帯端末５は、ＩＣカード３へ、電源電圧Ｖｄｄ、外部クロック信号ＣＬＫ、リセット信号ＲＳＴなどの供給を開始する（ｔ０〜ｔ１の時点）。ここで、携帯端末５は、ＩＣカード３の誤動作を防止するために、外部クロック信号ＣＬＫの供給を開始した時点（ｔ１の時点）から、所定の期間（ＩＳＯ規格では、４００００ＣＬＫサイクル未満）、リセット信号ＲＳＴをセットし続けている。
【００５２】
ｔ２の時点において、携帯端末５がリセット信号ＲＳＴを解除すると、ＩＣカード３において、ＣＰＵ３１は、ブートＲＯＭ３２に格納されたブートプログラムに基づいて起動を開始する。具体的には、図５に示すステップ１（以下では、Ｓ１のように略称する）において、例えば、１６３８４ＣＬＫサイクルなどの間（図４に示すｔ２からｔ３までの期間）、ＣＰＵ３１をウォーミングアップする。また、Ｓ２において、システム構成レジスタ４３の値は、例えば、ＣＰＵ３１などによって、最低速を示す初期値（本実施形態では、３／８逓倍を示す値）に設定される。これに応じて、セレクタ４４は、プリスケーラ４２の出力のうち、外部クロック信号ＣＬＫの３／８逓倍の出力を選択し、クロックジェネレータ４５を介して、ＣＰＵ３１などに供給する。
【００５３】
さらに、Ｓ３において、通信回路３５は、携帯端末５からデータ信号Ｉ／Ｏを受け取り、Ｓ４において、ＣＰＵ３１は、当該データ信号Ｉ／Ｏに基づいて、ＩＣカード３が接続された端末装置の種別を判定する。ここで、本実施形態に係る携帯端末５は、ＩＣカード３がデータ信号Ｉ／Ｏを判別可能になった時点から初期応答ＡＴＲを返すまで時点の期間（ｔ３からｔ５までの期間）の少なくとも一部を含む予め定められた期間（ｔ２からｔ４までの期間）に、データ信号Ｉ／Ｏによって、ＩＣカード３へ、自端末の種別を通知するように構成されている。
【００５４】
例えば、本実施形態の場合、ウォーミングアップの期間が１６３８４ＣＬＫサイクルに設定され、この間、ＣＰＵ３１は、データ信号Ｉ／Ｏを判別できない。また、据え置き型の端末７など、通常の端末装置は、ＩＣカードが初期応答するまでの間、データ信号Ｉ／Ｏをハイレベルに保っている。これらの結果、本実施形態に係る携帯端末５のＣＰＵ５５は、上記ｔ２から約２００００ＣＬＫサイクルの間、バッファＢ３がローレベルを出力するように制御して、電池駆動型であることをＩＣカード３に通知するように設定されている。
【００５５】
したがって、ＩＣカード３が携帯端末５に挿入された場合、上記Ｓ４において、ＣＰＵ３１は、端末装置が電池駆動型であると判定する。この場合、ＣＰＵ３１は、システム構成レジスタ４３の値を特に変更せず、当該値は、初期値（最低速）のまま保たれる。
【００５６】
この結果、ＩＣカード３は、据え置き型の端末７とは異なり、高速応答よりも、消費電力の削減が強く要求される携帯端末５に接続された場合、内部クロック信号φの周波数を、当該携帯端末５に応じた周波数（最低速）に設定できる。これにより、ＩＣカード３の消費電力を携帯端末５に合わせて調整できるので、常時、高速に動作する従来のＩＣカードに比べて、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００５７】
さらに、Ｓ５において、ＩＣカード３は、通常のＯＳ（ Operating system ：処理を行い、データ信号端子ＴI/O を介して、携帯端末５へ、初期応答ＡＴＲを送出する。当該初期応答ＡＴＲは、上記ＩＳＯ規格で規定されており、１９バイトの通信フォーマット情報などを含んでいる。これにより、ＩＣカード３が正常に携帯端末５を認識したことが、携帯端末５に通知される。その後、ＩＣカード３は、携帯端末５からのコマンドを待機する状態に移行し、コマンドに応じて、所定のデータ転送フォーマットで携帯端末５にデータを送受する。
【００５８】
例えば、上記ＩＳＯ規格で規定されているデータ転送フォーマットは、図６に示すように、プロローグフィールド( Prolog Field) 、情報フィールド（ Information Field）、および、エピローグフィールド（ Epilog Field ）の３つに大別されている。より詳細に説明すると、上記プロローグフィールドは、ノードアドレス（ＮＡＤ）、プロトコル制御バイト（ＰＣＢ）およびデータ長（ＬＥＮ）を示す、それぞれ１バイトの情報が記録されている。当該ノードアドレスは、それぞれの端末装置で決められたノード番号であり、例えば、ＩＣカード３を”１Ｂ”、端末装置を”０Ｂ”とした場合、端末装置からＩＣカード３への通信は、ＮＡＤ＝”１０Ｂ”と表現される。また、プロトコル制御バイトには、データ伝送の制御に必要うな情報が格納されている。さらに、情報フィールドには、伝送すべきデータが格納され、エピローグフィールドのＥＤＣには、ＮＡＤからＤＡＴＡまでのチェックサムが格納される。なお、上記数値例の末尾に付した”Ｂ”ビット表現であることを示している。
【００５９】
一方、ＩＣカード３が据え置き型の端末７に接続された場合も、ＩＣカード３は、上記Ｓ１以降の動作を行う。ただし、据え置き型の端末７の場合、上記携帯端末５とは異なり、据え置き型の端末７は、図７に示すように、ＩＣカード３が初期応答ＡＴＲを返すまでの間、データ信号Ｉ／Ｏをハイレベルに保ちつづけている。したがって、上記Ｓ３およびＳ４において、ＩＣカード３は、ｔ３からｔ４までの間のデータ信号Ｉ／Ｏの値（ハイレベル）に基づいて、端末装置が電池駆動型ではないと判断し、ＣＰＵ３１は、Ｓ６において、システム構成レジスタ４３に、最高速（３逓倍）を示す値を格納する。この結果、セレクタ４４によって、外部クロック信号ＣＬＫの３逓倍の出力が選択され、内部クロック信号φとしてＣＰＵ３１に供給される。
【００６０】
この結果、ＩＣカード３は、携帯端末５とは異なり、消費電力削減よりも高速応答が要求される据え置き型の端末７に接続された場合、内部クロック信号φを据え置き型の端末７に応じた周波数（最高速）に設定できる。これにより、携帯端末５にも接続するために、ＩＣカード３の処理速度を、常時低く設定する従来技術に比べて、据え置き型の端末７におけるＩＣカード３の処理速度を向上できる。
【００６１】
上記Ｓ６にて、内部クロック信号φが設定されると、上記Ｓ５以降の処理が行われ、ＩＣカード３は、リセット信号ＲＳＴが解除されてから、所定の期間のうちに、据え置き型の端末７へ初期応答ＡＴＲを送出した後、コマンド待機状態に移行する。
【００６２】
なお、例えば、上記ＩＳＯ規格では、ＩＣカードは、リセット信号ＲＳＴが解除されてから、４００００ＣＬＫサイクル未満のうちに、初期応答ＡＴＲを返すことが求められている。一方、本実施形態では、内部クロック信号φの周波数は、外部クロック信号ＣＬＫの３／８逓倍から３逓倍までの範囲で変更可能である。したがって、ＩＣカード３のブートプログラムは、据え置き型の端末７に接続された場合、すなわち、内部クロック信号φが最高速（３逓倍）の場合、４００００ＣＬＫサイクル未満で初期応答ＡＴＲを返すことができるように設定されている。さらに、携帯端末５は、自らの提示した種別に応じた周波数、すなわち、内部クロック信号φが最低速（３／８逓倍）で、ＩＣカード３がブートプログラムを実行している場合であっても、上記初期応答ＡＴＲを正しく受け取ることができるように、応答待ち受け期間（ｔ２〜ｔ５までの期間）は、２０００〜１１００００ＣＬＫサイクルの間に設定されている。
【００６３】
ここで、比較例として、初期応答によって、ＩＣカード３が端末装置の種別を把握した後で、内部クロック信号φの周波数を変更する構成と比較すると、本実施形態のＩＣカード３は、初期応答前に通信回路３５が受け取ったデータに基づいて、端末装置の種別を判定しているので、端末装置の種別判定と内部クロック信号φの制御とを、より早い時点で実施できる。この結果、据え置き型の端末７では、より早い時点から高速動作できると共に、携帯端末５では、より早い時点から消費電力を削減でき、稼働時間を延長できる。
【００６４】
加えて、端末装置が内部クロック信号φの周波数を直接指定するのではなく、ＩＣカード３が端末装置の種別に応じて周波数を設定しているので、端末装置が各ＩＣカード３に適した周波数を記憶して指示する必要がなく、端末装置の処理を簡略化できる。特に、本実施形態に係るＩＣカード３では、据え置き型の端末７を示すデータ信号Ｉ／Ｏが、従来と同様（ハイレベルあるいは一定値）に設定されており、携帯端末５を示すデータ信号Ｉ／Ｏが従来と異なるように、すなわち、ローレベル、あるいは、信号レベルが変化するように設定されているので、本実施形態に係るＩＣカード３の存在を知らない従来の据え置き型の端末７と、本実施形態に係る携帯端末５とが混在するＩＣカードシステム１であっても、ＩＣカード３は、何ら支障なく、両者を区別できる。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
ところで、上記第１の実施形態では、ＩＣカード３がデータ信号Ｉ／Ｏに基づいて端末装置を判定する構成について説明した。これに対して、本実施形態では、別の判定方法として、初期応答前の電源電圧Ｖｄｄに基づいて判定する構成について、図８ないし図１０を参照して説明する。
【００６６】
すなわち、本実施形態に係るＩＣカード３ａは、図８に示すように、図１に示す構成に加えて、電源電圧Ｖｄｄを検出する電圧検出部（検出手段）３７ａが設けられており、システム構成レジスタ４３ａの値は、検出結果に応じて設定される。なお、説明の便宜上、上記第１の実施形態の図面に記した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６７】
具体的には、本実施形態に係る電圧検出部３７ａは、例えば、図９に示すように、電源電圧端子ＴVdd に印加された電源電圧Ｖｄｄを、抵抗Ｒ１・Ｒ２で分圧すると共に、分圧した電圧レベルと、ダイオードＤ１によって生成した基準電圧ＶｒｅｆとをオペアンプＡ１によって比較することによって、電源電圧Ｖｄｄが所定の値を越えているか否かを検出している。なお、本実施形態では、電圧検出部３７ａの出力（Ｖｉｎｔ）は、ＣＰＵ３１の割り込み入力端子に接続され、ＣＰＵ３１は、割り込みがあった場合、電源電圧Ｖｄｄが所定の値よりも低い、すなわち、携帯端末５であると判定できる。
【００６８】
ここで、本実施形態の据え置き型の端末７は、ＩＳＯ規格で規定されたレベルの電圧、すなわち、５．０±０．２５［Ｖ］を電源電圧Ｖｄｄとして供給し、携帯端末５は、上述したように、３．０±０．２５［Ｖ］を供給している。したがって、上記抵抗Ｒ１・Ｒ２の抵抗値は、比較的大きな値で、しかも、両レベルを識別可能な値、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆが約１．５［Ｖ］の場合、１［ＭΩ］および５００［ｋΩ］に設定されている。これにより、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］の場合、分圧値は、約１．６［Ｖ］になり、３．０［Ｖ］の場合は、１．０［Ｖ］になる。この結果、オペアンプＡ１は、分圧値と基準電圧Ｖｒｅｆとの比較によって、両者を区別できる。
【００６９】
また、上記抵抗値は、比較的大きく設定されており、両抵抗Ｒ１・Ｒ２を流れる電流値は、携帯端末５の場合、すなわち、電源電圧Ｖｄｄ＝３．０［Ｖ］の場合、約２［μＡ］に過ぎない。したがって、電圧判定に要する消費電力を低く抑えることができる。
【００７０】
加えて、上記電圧検出部３７ａには、例えば、抵抗Ｒ２と接地レベルＧＮＤとの間などの直流パス上に、スイッチＳＷが設けられており、例えば、ＣＰＵ３１などによって出力された信号ＥＮに応じて当該直流パスを遮断できる。同様に、オペアンプＡ１も、信号ＥＮに応じて動作を停止できる。これにより、電圧検出部３７ａは、端末装置の種別を検出しない期間、動作を停止することができ、さらに、消費電力を低減できる。
【００７１】
上記構成のＩＣカード３ａでは、図１０に示すように、図５に示すＳ３およびＳ４に変えて、Ｓ３ａおよびＳ４ａの処理が行われる。具体的には、図５と同様、Ｓ１およびＳ２において、ＣＰＵ３１のウォーミングアップが終了し、最低周波数の内部クロック信号φで動作を開始すると、Ｓ３ａにおいて、ＣＰＵ３１は、信号ＥＮを制御して、電圧検出部３７ａに電源電圧Ｖｄｄの検出を指示する。これにより、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄを検出して、端末装置が携帯端末５と判定した場合、ＣＰＵ３１へ割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。
【００７２】
例えば、ＩＣカード３ａが携帯端末５に挿入された場合、上記Ｓ３ａにおいて、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄが３．０［Ｖ］であることから、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。この場合、ＣＰＵ３１は、Ｓ４ａにおいて、携帯端末５に挿入されたと判断し、内部クロック信号φを最低速度に維持したまま、上述のＳ５以降の処理を行って、初期応答ＡＴＲを出力する。これにより、ＩＣカード３ａは、図１に示すＩＣカード３と同様に、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から消費電力を低減することができ、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００７３】
一方、ＩＣカード３ａが据え置き型の端末７に挿入された場合、上記Ｓ３ａにおいて、電圧検出部３７ａは、電源電圧Ｖｄｄが５．０［Ｖ］であることから、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力しない。この場合、ＣＰＵ３１は、Ｓ４ａにおいて、据え置き型の端末７に挿入されたと判断し、図５に示すＳ５と同様、システム構成レジスタ４３ａの値を、最高速を示す値に変更する。これにより、ＩＣカード３ａは、図１に示すＩＣカード３と同様に、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から高速動作できる。
【００７４】
〔第３の実施形態〕
本実施形態では、さらに別の判定方法として、初期応答前における、不揮発性メモリ３４の書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、端末装置の種別を判定する構成について、図１１および図１２を参照して説明する。
【００７５】
本実施形態に係るＩＣカード３ｂは、図８に示すＩＣカード３ａと略同様の構成であるが、電圧検出部３７ａに変えて、書き込み用電圧Ｖｐｐを検出する電圧検出部３７ｂが設けられている。なお、据え置き型の端末７では、書き込み用電圧Ｖｐｐは、常時、５．０［Ｖ］に保たれているが、本実施形態に係る携帯端末５では、不揮発性メモリ３４にデータを書き込まない場合、書き込み用電圧Ｖｐｐが０［Ｖ］に設定されている。したがって、電圧検出部３７ｂのしきい値は、０［Ｖ］と、５．０［Ｖ］とを識別可能な値に設定されており、０［Ｖ］と判定した場合に、割り込み信号Ｖｉｎｔを出力する。
【００７６】
当該構成では、図１２に示すように、Ｓ３ｂにおいて、電圧検出部３７ｂは、ＥＮ信号の指示に基づいて、書き込み用電圧Ｖｐｐを検出し、Ｓ４ｂにおいて、ＣＰＵ３１は、割り込みの有無に応じて、システム構成レジスタ４３ｂの値を設定し、内部クロック信号φを調整する。これにより、第１および第２の実施形態と同様に、初期応答ＡＴＲが返答される前の時点から、ＩＣカード３ｂは、内部クロック信号φの周波数を調整できる。この結果、端末装置の構成（動作）を特に複雑にすることなく、据え置き型の端末７では、より早い時点から高速動作できると共に、携帯端末５では、より早い時点から消費電力を削減でき、稼働時間を延長できる。
【００７７】
なお、本実施形態では、携帯端末５が供給する書き込み用電圧Ｖｐｐ自体に基づいて、端末装置の種別を判定したが、書き込み用電圧Ｖｐｐの電圧レベルを示す信号が供給される場合は、これに基づいて判定してもよい。
【００７８】
また、上記第１ないし第３の実施形態では、クロック生成部３６がＰＬＬ回路４１〜クロックジェネレータ４５を備え、ＣＰＵ３１がシステム構成レジスタ４３〜４３ｂに設定して、内部クロック信号φを変更する場合について説明したが、これに限るものではない。通信回路３５や電圧検出部３７ａ（３７ｂ）などの検出手段が、端末装置の種別を決定した結果に基づいて、ＣＰＵ３１などの演算部に供給する内部クロック信号φの周波数を変更できれば、同様の効果が得られる。
【００７９】
さらに、上記各実施形態では、クロック生成部３６が外部クロック信号ＣＬＫを逓倍して内部クロック信号φを生成しているが、これに限らず、外部クロック信号ＣＬＫとは独立して内部クロック信号φを生成してもよい。ただし、本実施形態のように、外部クロック信号ＣＬＫを逓倍した場合、外部クロック信号ＣＬＫを変更することなく、外部クロック信号ＣＬＫに同期した内部クロック信号φを生成できる。
【００８０】
加えて、上記各実施形態では、初期応答ＡＴＲが返答される前のデータ信号Ｉ／Ｏ、電源電圧Ｖｄｄまたは書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、ＩＣカード３〜３ｂが内部クロック信号φの周波数を調整する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、初期応答ＡＴＲ、あるいは、その後の応答などに基づいて内部クロック信号φを調整しても略同様の効果が得られる。
【００８１】
ただし、内部クロック信号φを調整する時点が遅くなる程、端末装置の種別に不適切な内部クロック信号φでＩＣカード３〜３ｂが動作する期間が長くなるので、携帯端末５の稼働時間が短くなったり、据え置き型の端末７への応答時間が長くなったりしてしまう。
【００８２】
これに対して、上記各実施形態のように、初期応答ＡＴＲよりも前のデータ信号Ｉ／Ｏ、電源電圧Ｖｄｄまたは書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて、判断すれば、ＩＣカード３〜３ｂが不適切な周波数で動作する期間を短縮でき、据え置き型の端末７への応答時間を増大させることなく、携帯端末５の稼働時間を延長できる。
【００８３】
また、上記第１および第３の実施形態では、携帯端末５が据え置き型の端末７よりも低い電源電圧Ｖｄｄを供給する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。これらの実施形態では、電源電圧Ｖｄｄに基づいて判定していないので、電源電圧Ｖｄｄが据え置き型の端末７と同一の電圧であっても、ＩＣカード３・３ｂは、端末装置の種別を判定できる。ただし、携帯端末５では、消費電力の削減が強く求められているので、上記各実施形態のように、端末装置の判定方法に拘わらず、電源電圧Ｖｄｄを低く設定する方が望ましい。
【００８４】
なお、本実施形態では、携帯端末５は、常時、電池駆動型である旨を通知しているが、これに限るものではない。例えば、他から電力供給を受けているか否かに応じて、ＣＰＵ５５が図４に示すｔ２〜ｔ４に出力するデータ信号Ｉ／Ｏの値を変更したり、ＩＣカード用レギュレータ６２（Ｖｐｐ供給部６３）へ指示して、電圧Ｖｄｄ（Ｖｐｐ）のレベルを変更してもよい。この場合は、携帯端末５であっても、他から電力供給を受けている場合などには、電池駆動型ではないと通知して、ＩＣカード３〜３ｂの処理速度を向上させることができ、ＩＣカード３〜３ｂの応答時間を短縮できる。
【００８５】
さらに、上記第１ないし第３の実施形態では、端末装置の種別として、電池駆動か否かの２値が伝送される場合を例にして説明したが、これに限るものではない。例えば、端末装置が消費電力削減を要求する程度に合わせて、複数値を伝送してもよい。この場合、データ信号Ｉ／Ｏで伝送されるデータ列として種別を伝送したり、端末装置が供給する電圧Ｖｄｄ（Ｖｐｐ）を複数設定し、電圧検出部３７ａ（３７ｂ）がそれぞれを弁別したりすれば、複数種類の端末装置を識別できる。また、内部クロック信号φの調整は、一度に限るものではなく、初期応答前に内部クロック信号φを主調整し、初期応答後に微調整してもよい。ここで、ＩＣカードの消費電力を削減するためには、ＩＣカードが動作可能な範囲で、電源電圧Ｖｄｄを低く設定する方がよい。したがって、複数種類の端末装置を識別する場合、他の種別と区別するために、電源電圧Ｖｄｄを不必要に高く設定するよりは、データ信号Ｉ／Ｏや書き込み用電圧Ｖｐｐに基づいて判定する方が望ましい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられるデータ信号のハイ／ローレベルに基づいて、あるいはデータ信号によって伝送されるデータ列に基づいて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００８７】
上記構成によれば、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００８８】
本発明に係る他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置と通信する通信手段と、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記通信手段が上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間に、上記端末装置から上記通信手段を介して与えられる信号の値がハイレベルか否かによって上記端末装置が電池駆動か否かを検出し、上記制御手段は、電池駆動の場合は、電池駆動でない場合に比べて、上記内部クロック信号の周波数を低く設定する構成である。
【００８９】
当該構成によれば、電池駆動の端末装置の内部クロック信号は、電池駆動ではない端末装置よりも周波数が低く設定されるので、電池駆動型の端末装置におけるＩＣカードの処理速度を犠牲にすることなく、電池駆動型の端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００９０】
本発明に係るさらに他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とを備えており、上記検出手段は、上記端末装置との接触端子を通じて、上記端末装置よりＩＣカードに供給される電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００９１】
本発明に係るさらに他のＩＣカードは、以上のように、内部クロック信号を生成する内部クロック生成手段と、当該内部クロック信号に応じた周波数で動作する演算処理部とを有し、外部の端末装置からの電力供給を受けて動作可能なＩＣカードにおいて、上記端末装置の種別を検出する検出手段と、上記検出手段の検出結果に応じて、上記内部クロック信号の周波数を変更する制御手段と、上記端末装置から指示された書き込み用電圧の電圧レベルが書き込みレベルの場合に、データを書き込み可能な不揮発性メモリとを備え、上記書き込み用電圧は、上記端末装置との接触端子を通じて入力され、上記検出手段は、上記書き込み用電圧のレベルを検出し、その検出した書き込み用電圧レベルに基づいて、当該端末装置の種別を検出する構成である。
【００９２】
これらの構成によっても、制御手段は、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整でき、いずれの種別の端末装置に接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができる。したがって、消費電力の制限が緩やかな端末装置におけるＩＣカードの高速動作を妨げることなく、消費電力の制限が厳しい端末装置におけるＩＣカードの消費電力を削減でき、当該端末装置の稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【００９３】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、上記構成に加え、上記内部クロック生成手段は、上記端末装置から供給された外部クロック信号を逓倍して、上記内部クロック信号を生成するＰＬＬ回路である構成である。
【００９４】
当該構成によれば、ＰＬＬ回路は、端末装置から供給される外部クロック信号を逓倍して、内部クロック信号を生成するので、高速処理が必要な端末装置の外部クロック信号を変更することなく、いずれの種別の端末装置にＩＣカードが接続された場合であっても、端末装置の稼働時間と、ＩＣカードの速度とのバランスを良好に保つことができるという効果を奏する。
【００９５】
本発明に係るＩＣカードは、以上のように、上記構成に加え、上記検出手段による上記端末装置の種別の検出、上記制御手段による上記内部クロック信号の周波数の変更が実行されるのは、上記端末装置と通信する通信手段が、上記端末装置との接続時に初期応答を返す前の初期期間である構成である。
【００９６】
これらの構成によれば、初期応答後に判定するよりも早い時点で、端末装置の種別を判定でき、制御手段は、より早い時点から、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できる。この結果、不適切な値に設定される期間を短縮でき、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【００９７】
本発明に係る端末装置は、以上のように、初期期間に通信手段が受け取る信号に基づいて端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示す信号を、端末側通信手段に出力させる端末側制御手段を備えている構成である。
【００９８】
上記構成によれば、端末装置は、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【００９９】
本発明に係る端末装置は、以上のように、端末装置がＩＣカードに供給する電源電圧のレベルを検出し、その検出結果に応じて、端末装置の種別を検出する検出手段と、端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、初期期間に電力供給手段が供給する電源電圧のレベルを、自らの種別を示すレベルに設定する端末側制御手段を備えている構成である。
【０１００】
上記構成によれば、端末装置は、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。この結果、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【０１０１】
本発明に係る端末装置は、以上のように、端末装置が上記不揮発性メモリに印加する電圧のレベルを検出し、その検出した電圧レベルに基づいて、端末装置の種別を検出する検出手段と、端末装置の種別を検出する検出手段と、検出結果に応じて内部クロック信号の周波数を変更する制御手段とが設けられたＩＣカードに接続可能な端末装置であって、ＩＣカードの不揮発性メモリの書き込み用電圧の電圧レベルを指示する書き込み手段と、上記初期期間に、上記端末装置の種別を示すレベルの書き込み用電圧を、書き込み手段に指示させる端末側制御手段とを備えている構成である。
【０１０２】
上記構成によれば、端末装置は、書き込み用電圧によって、自らの種別を通知して、ＩＣカードの制御手段が適切な内部クロック信号の周波数を設定するための情報を通知できる。これにより、上述の端末装置の場合と同様に、ＩＣカードは、端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適な値に、内部クロック信号の周波数を調整できると共に、不適切な設定に起因する応答時間の延長あるいは稼働時間の短縮を抑制できるという効果を奏する。
【０１０３】
本発明に係る端末装置は、以上のように、上述の各構成において、上記端末側制御手段により設定された周波数の外部クロック信号を、ＩＣカードのＰＬＬ回路へ供給する外部クロック供給手段を備え、上記電力供給手段が供給する電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されている構成である。
【０１０４】
当該構成では、電源電圧レベルおよび外部クロック信号の周波数の双方は、当該電源電圧レベルにおける上記ＰＬＬ回路のロックレンジが上記周波数を含むように設定されているので、外部クロック信号の周波数を変更せずに、電源電圧レベルのみを設定する場合よりも、電源電圧レベルを低く設定できる。この結果、ＩＣカードの消費電力をさらに削減でき、より稼働時間の長い端末装置を実現できるという効果を奏する。
【０１０５】
本発明に係る端末装置は、以上のように、上述の各構成において、端末装置が電池駆動型の端末装置である構成である。当該構成によれば、内部クロック信号の周波数が端末装置とＩＣカードとの組み合わせに応じた最適値に制御されるので、消費電力の増大が稼働時間の短縮に直結する電池駆動型の端末装置において、稼働時間を延長できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図２】  上記ＩＣカードを含むＩＣカードシステムの要部構成を示すブロック図である。
【図３】  上記ＩＣカードのＰＬＬ回路のロックレンジを示すグラフである。
【図４】  上記ＩＣカードが携帯端末に挿入された場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】  上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【図６】  上記ＩＣカードシステムのブロックデータ転送フォーマットを示す説明図である。
【図７】  上記ＩＣカードが据え置き型の端末に挿入された場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】  本発明の他の実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図９】  上記ＩＣカードに設けられた電圧検出部の構成例を示す回路図である。
【図１０】  上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【図１１】  本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、ＩＣカードの要部構成を示すブロック図である。
【図１２】  上記ＩＣカードの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３・３ａ・３ｂ  ＩＣカード
５    携帯端末（端末装置）
３１    ＣＰＵ（演算処理部；検出手段；制御手段）
３４    不揮発性メモリ
３５    通信回路（通信手段）
３６    クロック生成部（内部クロック生成手段）
３７ａ・３７ｂ  電圧検出部（検出手段）
４１    フェーズ・ロック・ループ回路
４３〜４３ｂ  システム構成レジスタ（制御手段）
５５    ＣＰＵ（端末側通信手段；端末側制御手段）
６１    ＩＣカード用発振器（外部クロック供給手段）
６２    ＩＣカード用レギュレータ（電力供給手段）
６３    Ｖｐｐ供給部（書き込み手段）
【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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