本實用新型涉及IC卡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單芯片方案的金融音頻IC卡。

背景技術(shù)：

作為同世界接軌的重要手段，金融標準化是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)性工作。借鑒國外EMV2000標準，中國人民銀行于2005年頒布了《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范(2005)》(簡稱PBOC2.0規(guī)范)。2010年對PBOC2.0規(guī)范做了修編，頒布了《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范(2010)》，增加了非接觸式通訊規(guī)定和小額支付規(guī)范，在應(yīng)用上修改完善了借貸記功能，增加了自行設(shè)計的基于借貸記的小額支付業(yè)務(wù)，集兼容性、實用性及可操作性于一體，且具有較好的前瞻性，全面推進了金融IC卡的應(yīng)用。

金融IC卡主要包括接觸式卡、非接觸式卡及接觸/非接觸的雙界面卡。隨著人們對新興支付方式的需求，市場上逐漸出現(xiàn)了金融音頻IC卡。金融音頻IC卡是在金融IC卡內(nèi)嵌入音頻通信模塊電路，同時具有接觸模塊、非接觸模塊及音頻模塊，使金融IC卡不僅具備傳統(tǒng)的接觸通信模式和非接觸通信模式外，還具備音頻通信模式。

現(xiàn)有技術(shù)中，金融音頻IC卡通常采用雙芯片方案，其卡內(nèi)具有兩顆安全芯片，其中接觸模塊和非接觸模塊共用一顆安全芯片，音頻模塊單獨使用一顆安全芯片，從而使音頻模塊與接觸模塊和非接觸模塊物理上隔絕，相互獨立，互不干擾。雖然雙芯片方案原理簡單，容易實現(xiàn)且不存在工作模式選通和干擾的問題，但是仍存在如下缺陷：同時使用兩顆安全芯片，成本高；與現(xiàn)有芯片燒錄流程不兼容，需更改現(xiàn)有燒錄設(shè)備和流程，設(shè)備改造成本高，代價大：需要在IC卡上放置兩個獨立電路，造成電路的布局走線復(fù)雜，加工難度大；使用兩顆安全芯片，數(shù)據(jù)分別存儲在兩顆安全芯片內(nèi)，這兩顆芯片物理上相互隔離，互不影響，使用過程中產(chǎn)生故障的概率增加，穩(wěn)定性和可靠性差，也給兩顆安全芯片內(nèi)數(shù)據(jù)的一致性帶來麻煩。

因此，有必要提出一種新的單芯片金融IC卡以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、加工難度小、兼容性好、安全性高、穩(wěn)定可靠的單芯片方案的金融音頻IC卡。

本實用新型提供了一種單芯片方案的金融音頻IC卡，包括一顆安全芯片、接觸模塊、非接觸模塊、音頻模塊，其中：

所述安全芯片用于控制、分析和處理數(shù)據(jù)，控制、分析和處理數(shù)據(jù)三個模塊共用所述安全芯片；

所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口；

所述非接觸模塊具有非接觸通信功能，包括射頻線圈；

所述音頻模塊具有聲波通信功能，包括開關(guān)，蜂鳴片，電池；

所述接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊并聯(lián)接入所述安全芯片。

優(yōu)選的，所述安全芯片包括接觸端口，非接觸端口和音頻端口。

優(yōu)選的，所述接觸端口為7816接口定義的5個引腳，分別為VCC，GND，CLK，RST和IO這5個引腳；

優(yōu)選的，非接觸端口為LA和LB兩個引腳，分別與所述射頻線圈的兩端連接；

優(yōu)選的，音頻端口包括VCC，GND和2個以上的GPIO引腳，其中VCC和GND兩個引腳與接觸端口共用，GPIO引腳數(shù)量必須達到2個或2個以上。

優(yōu)選的，所述音頻模塊包括電池，開關(guān)和蜂鳴片，其中電池一極與安全芯片直接連接，另一極與開關(guān)直接連接；所述開關(guān)有3個引腳，分別為第一引腳，第二引腳，第三引腳，其中第一引腳接所述電池負極，第二引腳接所述安全芯片GND，第三引腳接安全芯片其中1個GPIO引腳，設(shè)為GPIO1，在接通開關(guān)前，開關(guān)的每個引腳都是相互斷開，相互不導(dǎo)通，接通開關(guān)后，開關(guān)的3個引腳相互導(dǎo)通；蜂鳴片的兩個引腳A和引腳B分別與安全芯片其中2個GPIO引腳連接，其中1個為GPIO1，另1個為GPIO2。

優(yōu)選的，所述開關(guān)串聯(lián)于所述電池與安全芯片之間，通過開關(guān)控制電池是否向安全芯片供電；同時開關(guān)連接著安全芯片的GPIO1，用來區(qū)分接觸模塊外部電源供電和音頻模塊電池供電，向安全芯片提供啟動音頻模塊的信號；

優(yōu)選的，所述蜂鳴片兩個引腳A引腳和B引腳中，A引腳可與VCC，GND或其他GPIO口直接連接，B引腳與安全芯片的GPIO1之外的其他任意1個或幾個GPIO引腳直接連接，用來接收從安全芯片發(fā)出的音頻信號。

優(yōu)選的，所述安全芯片至少具備2個GPIO引腳，其中至少1個用來向蜂鳴片輸出音頻信號，其余的GPIO口中至少1個用來為區(qū)分接觸模塊外部電源供電和音頻模塊電池供電， 同時向安全芯片提供啟動音頻模塊的信號；

優(yōu)選的，所述接觸模塊包括7816接口，所述7816接口與安全芯片的連接遵循中國金融集成電路(IC)卡相關(guān)規(guī)范，即與安全芯片的VCC，GND，CLK，RST，IO這5個引腳直接連接。

優(yōu)選的，所述非接觸模塊包括RF天線，所述RF天線與安全芯片的連接遵循中國金融集成電路(IC)卡相關(guān)規(guī)范，即所述RF天線與安全芯片的LA和LB這2個引腳直接連接。

優(yōu)選的，所述安全芯片的GPIO引腳，既可以作為輸出接口，也可作為輸入接口，可根據(jù)需要設(shè)置為輸入接口或輸出接口。

優(yōu)選的，所述接觸模塊與音頻模塊共用安全芯片的VCC和GND兩個引腳，在工作時通過VCC和GND為安全芯片供電，區(qū)別在于接觸模塊的7816接口與VCC和GND直接連接，工作時外部電源的正負極通過7816接口直接與安全芯片連通；音頻模塊中的電池正極與安全芯片VCC直接連通，負極與安全芯片GND之間串聯(lián)了開關(guān)，只有在開關(guān)閉合時才通過VCC和GND兩個接口向安全芯片。

與相關(guān)技術(shù)相比，本實用新型的單芯片方案的金融音頻IC卡通過將接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊并聯(lián)接入安全芯片，共用一顆安全芯片，使成本和加工難度降低；與現(xiàn)有芯片燒錄流程兼容，無需更改現(xiàn)有燒錄設(shè)備和流程，設(shè)備改造成本為零；安全性、穩(wěn)定性和可靠性提高。

附圖說明

圖1為本實用新型單芯片方案的金融音頻IC卡實施例一的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2為本實用新型單芯片方案的金融音頻IC卡實施例一的電路示意圖；

圖3為本實用新型單芯片方案的金融音頻IC卡實施例二的電路示意圖；

圖4為本實用新型單芯片方案的金融音頻IC卡實施例三的電路示意圖；

圖5為本實用新型單芯片方案的金融音頻IC卡實施例四的電路示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。

實施例一：

請同時參閱圖1和圖2，圖1為本實用新型的單芯片方案的金融音頻IC卡的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2為圖1中單芯片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。所述單芯片方案的金融音頻IC卡包括一顆安全芯片(安全芯片可在市場上直接購買)、接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊。所述安全芯片用于控制、分析和處理數(shù)據(jù)；所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口；所述非接觸模塊具有非接觸通信功能；所述音頻模塊具有聲波通信功能，其包括開關(guān)，電池和蜂鳴片；所述接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊并聯(lián)接入所述安全芯片開關(guān)。

在本實施例中，所述安全芯片符合PBOC2.0及以上規(guī)范。所述音頻模塊與所述接觸模塊、非接觸模塊共同使用同一顆安全芯片，所述音頻模塊的安全性得到保證，降低故障率和生產(chǎn)成本，使所述單芯片方案的金融音頻IC卡安全性高、成本低、穩(wěn)定性好且可靠性高，無需更改現(xiàn)有寫卡流程，無需改造現(xiàn)有寫卡設(shè)備。由于僅采用一顆所述安全芯片，使所述單芯片方案的金融音頻IC卡的整體電路得到簡化，電路設(shè)計的自由度更高，降低加工難度。

所述安全芯片包括接觸端口，非接觸端口和音頻端口，其中接觸端口包括VCC，GND，RST，CLK，IO五個接觸式金融IC卡要求的7816接口引腳；非接觸端口包括LA和LB兩個非接觸金融IC卡要求的引腳；音頻端口包括VCC，GND和2個以上的GPIO引腳，其中VCC和GND兩個引腳與接觸端口共用，GPIO引腳數(shù)量必須達到2個或2個以上。

所述接觸模塊具有接觸通信功能，包括7816接口：所述7816接口與安全芯片的VCC，GND，CLK，RST，IO五個接觸端口引腳電連接。當需要使用所述單芯片金融IC卡的接觸通信模式時，通過所述接觸端口引腳即可實現(xiàn)與支付終端(未圖示)的信息交換。同時，所述音頻模塊和所述非接觸模塊的工作程序和數(shù)據(jù)的燒錄設(shè)備和燒錄流程可通過所述7816接口寫入。

所述非接觸模塊具有非接觸通信功能，包括射頻線圈：當需要使用所述單芯片金融IC卡的非接觸通信模式時，通過所述非接觸端口引腳LA和LB即可實現(xiàn)與支付終端(未圖示)的信息交換。

所述音頻模塊具有聲波通信功能，包括開關(guān)，蜂鳴片和電池：所述開關(guān)有3個引腳，分別為第一引腳1、第二引腳2和第三引腳3，當所述開關(guān)斷開時，開關(guān)的3個引腳相互斷開，其中第一引腳1與電池負極電連接，第二引腳2與安全芯片的GND電連接，第三引腳3與安全芯片的GPIO引腳電連接；所述蜂鳴片有2個引腳，分別與安全芯片的兩個GPIO引腳電連接；所述電池有2個引腳，正極引腳與安全芯片的VCC電連接，負極引腳與所述開 關(guān)第一引腳1電連接。但需要使用所述單芯片金融IC卡的音頻通信模式時，按下所述開關(guān)，第一引腳1，第二引腳2，第三引腳3導(dǎo)通，所述電池開始向所述安全芯片供電，同時GPIO1的電平發(fā)生變化，安全芯片檢測到GPIO1的變化后，所述安全芯片進入音頻通信模式，驅(qū)動GPIO2向蜂鳴片發(fā)出聲波信號，所述蜂鳴片收到所述安全芯片發(fā)出的發(fā)聲信號后發(fā)出聲波，實現(xiàn)聲波通信。

在本實施方式中，所述電池正極與所述安全芯片VCC電連接，電池負極與所述開關(guān)第一引腳1電連接；所述開關(guān)第一引腳1與電池負極電連接，第二引腳2與安全芯片的GND電連接，第三引腳3與所述安全芯片的GPIO1電連接；蜂鳴片兩個引腳，引腳A與GPIO1直接電連接，引腳B與GPIO2直接電連接，所述開關(guān)和所述電池的連接與實施例1一致。在本實施方式中，只需兩個GPIO引腳資源即可，最大限度地利用了安全芯片的GPIO引腳資源。

所述單芯片方案的金融音頻IC卡的工作原理為：當所述金融IC卡插入讀卡器，ATM等接觸工作模式機器時，所述安全芯片的接觸端口被接通，所述金融IC卡金融進入接觸工作模式；當所述金融IC卡靠近非接觸讀卡器等非接觸模式機器時，RF天線收到電磁信號，并通過電磁信號產(chǎn)生電能，驅(qū)動所述安全芯片工作，同時接受和發(fā)射電磁信號，所述金融IC卡進入非接觸模式；當所述金融IC卡的所述開關(guān)被按下時，電池開始向所述安全芯片供電，驅(qū)動所述安全芯片工作，同時GPIO1引腳的電平狀態(tài)發(fā)生變化，所述安全芯片檢測到GPIO1引腳的電平變化后，所述安全芯片進入音頻工作模式，同時通過GPIO2引腳向所述蜂鳴片發(fā)出聲波驅(qū)動信號，所述蜂鳴片收到所述安全芯片發(fā)出的聲波驅(qū)動信號后，發(fā)出聲波。

實施例二：

請參閱圖1和圖3，圖3為本實用新型實施例2單芯片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。實施例二與實施例一的區(qū)別在于，單芯片方案的金融音頻IC卡中所述電池的正負極進行調(diào)換，所述電池負極直接與所述安全芯片的GND直接電連接，所述電池正極直接與所述安全芯片的VCC直接電連接，其余元器件的接法可與實施例1或?qū)嵤├?一致。

實施例三

請參閱圖1和圖4，圖4為本實用新型實施例3單芯片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。與實施例1，實施例2，實施例3的區(qū)別在于，單芯片方案的金融音頻IC卡中蜂鳴片兩個引腳，引腳A和引腳B，在所述安全芯片GPIO引腳資源豐富的情況下，每個引腳都 可以接任意多個GPIO引腳。圖中GPIO2.x和GPIO3.x中的x表示多個，x為大于或等于1的整數(shù)。

實施例四

請參閱圖1和圖4，圖5為本實用新型實施例4單芯片方案的金融音頻IC卡的電路示意圖。

與實施例1，實施例2和實施例3的區(qū)別在于，單芯片方案的金融音頻IC卡中蜂鳴片兩個引腳，引腳A和引腳B，引腳A與GND直接電連接，引腳B與GPIO2直接電連接。在此實施例中，蜂鳴片兩個引腳中的一個可以直接與安全芯片的GND直接電連接，也可與VCC直接電連接，即圖5中蜂鳴片引腳A所接的GND引腳可以替換為VCC引腳。

與相關(guān)技術(shù)相比，本實用新型的單芯片方案的金融音頻IC卡通過將接觸模塊、非接觸模塊和音頻模塊并聯(lián)接入安全芯片，共用一顆安全芯片，使成本和加工難度降低；與現(xiàn)有芯片燒錄流程兼容，無需更改現(xiàn)有燒錄設(shè)備和流程，設(shè)備改造成本為零；安全性、穩(wěn)定性和可靠性提高。同時通過開關(guān)控制音頻模塊處于工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)，避免單芯片金融IC卡同時工作在音頻通信模式和接觸/非接觸通信模式，不影響用戶體驗。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。