一种软SIM卡的实现方法   0    0

[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及一种软SIM卡的实现方法。

[0002] 经过十几年的发展，智能手机的使用已经布满全世界，其内部结构也不断演变。目前较为普遍的智能手机或平板的硬件架构如图1所示。其中，应用处理器和内存是决定智能手机性能好坏的最重要硬件部分，主要处理用户应用程序，例如数码相机、游戏、视频等。基带处理器相当于协议处理器，负责数据处理与存储，例如基带编码/译码、声音编码及语音编码等。大容量NAND存储器用来存储用户数据和应用程序等。作为手机身份识别的重要部件，SIM卡也称为用户身份识别卡、智能卡，GSM数字移动电话机必须装上此卡方能使用。SIM(subscriber identity module用户身份模块，简称SIM)卡的作用是存储唯一的号码和密钥，以便在用户进行网络通讯时识别其身份。只要多数的语音通话都通过蜂窝网络传输，SIM就可以发挥不错的效果。它的芯片很难破解：试图通过物理破解的方式获取里面存储的信息会导致芯片自毁。由于只有移动运营商可以发行SIM卡，给了他们很大的发挥余地，使之可以通过月租费的模式抵消手机的补贴成本。这种用物理芯片实现的SIM卡不仅占用面积大，而且不同的运营商所使用的SIM卡规格不一样，如果用户想更换号码或这更换运营商，就必须更换SIM卡，更换手续繁琐而且还浪费芯片成本，这是用户和运营商都不愿意看到的。为了免去频繁更换SIM卡的麻烦以及更换运营商的手续，降低手机制造成本，近年来提出了一种“软SIM卡”的概念。但是在手机中植入软SIM卡的行为，牵涉到用户的信息安全以及运营商的利益，实施起来难度不小。

[0003] FPGA即现场可编程门阵列，由大量可重构逻辑电路组成，它是专用电路领域中一种半定制电路，既解决定制电路的不足，又克服原有可编程器件门电路数有限的缺点。比特流形式的配置信息一般存储在外部的非易失性存储器或者嵌入式存储器中。传统的FPGA一般采用体硅工艺，漏电较大，在能耗比上的灵活性较差，而且配置信息加载速度也较慢。

[0004] 针对上述问题，本发明提出了一种软SIM卡的实现方法，所述软SIM卡采用可重构逻辑电路实现，所述方法包括：

[0005] 用户通过软件配置所述可重构逻辑电路，以实现移动运营商的选择或切换。

[0006] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述方法还包括：

[0007] 采用全耗尽SOI工艺制备所述可重构逻辑电路。

[0008] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述可重构逻辑电路包括晶体管，所述方法中：

[0009] 通过分别调节所述可重构逻辑电路的不同模块的背栅电压，以使所述不同模块获得不同的阈值电压，所述晶体管能在所述晶体管近阈值电压的电压下正常工作。

[0010] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述方法中：

[0011] 降低所述可重构逻辑电路中与配置文件下载相关的逻辑电路的阈值电压，以使所述可重构逻辑电路的配置速度加快。

[0012] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，部分基带处理器功能模块由所述可重构逻辑电路实现。

[0013] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，通过分时复用的方式使所述基带处理器的不同功能模块共享所述可重构逻辑电路资源。

[0014] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，将未使用或空闲的所述可重构逻辑电路的电源电压关闭或者配置在趋近阈值电压处，以降低待机功耗。

[0015] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述可重构逻辑电路的配置信息或比特流数据存储于嵌入式新型存储器中。

[0016] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述嵌入式新型存储器为嵌入式磁存储器或嵌入式相变存储器或嵌入式阻变存储器或嵌入式铁电存储器。

[0017] 上述的软SIM卡的实现方法，其中，所述嵌入式新型存储器采用局部分散的分布方式以支持大容量并行在线可配置。

[0018] 综上所述，本发明提供了一种软SIM卡的实现方法，通过设置可重构逻辑电路作为硬件基础，将移动手持设备内部模块与所述可重构逻辑电路连接，使得用户可以通过所述移动手持设备对所述可重构逻辑电路进行软件配置操作，以实现现有的SIM卡功能，消除卡槽，免去频繁更换SIM卡的麻烦以及更换运营商的手续，降低了成本。

[0024] 下面结合附图对本发明的一个具体的实施例作进一步的说明。

[0025] 本发明提出一种软SIM卡的实现方法，与传统的用纯软件或者纯硬件实现方法不同，本发明这种软SIM卡是通过采用可重构逻辑硬件电路加上软件配置的方法来实现的，如图2所示。本发明这种软SIM卡是不可移动和去除的，安全性能更高、成本低、形状因数(form factor)低。当用户想更换SIM卡号或者运营商时，无需更换新的SIM卡，只需要将特定运营商的特定SIM卡配置数据或信息通过软件配置下载到本发明可重构逻辑电路中，就完成了SIM卡的更换，更加方便、快捷、安全。

[0026] 实施例一

[0027] 如图3所示的是本发明软SIM卡的应用实现方法，用户通过软件方式对本发明可重构逻辑电路进行编程，不同运营商的配置数据可存储于移动手持设备中的NAND存储器中。软件层面上，例如打开应用程序1，通过用户界面，用户可选择指定的运营商，选择不同的SIM卡号，点击确定即可实现SIM卡的更换。而在硬件层面上实现的是将用户指定的运营商配置数据连同相应的用户选择信息下载到本发明可重构逻辑电路中，使本发明可重构逻辑电路实现特定运营商支持的SIM卡功能。相比传统纯硬件实现方法，本发明这种SIM卡灵活性更高，更省成本，相比纯软件实现方法，安全性能更高，可实施性更强。

[0028] 优选地，本实施例中可采用诸如全耗尽绝缘体上硅(Fully Depleted Silicon-on-insulator，简称FDSOI)等工艺来制备本发明可重构逻辑电路。FDSOI是指以绝缘体上硅代替传统的衬底硅(即体硅)的基本技术，FDSOI工艺能够有效减少寄生电容，提高运行速度，同时FDSOI工艺使得晶体管电路与衬底隔离，从而大大降低泄漏功耗。采用FDSOI工艺可以通过调节可重构逻辑电路中晶体管的背栅电压来调节晶体管的阈值电压，使电路性能和功耗比达到最优。

[0029] 优选地，可通过分别调节上述可重构逻辑电路的不同模块的背栅电压，以使该不同模块获得不同的阈值电压，且可重构逻辑电路中的晶体管能在晶体管近阈值电压的电压下正常工作。

[0030] 优选地，可通过降低可重构逻辑电路中与配置文件下载相关的逻辑电路的阈值电压，以使可重构逻辑电路的配置速度加快。

[0031] 优选地，还可将未使用或空闲的可重构逻辑电路的电源电压可以关闭或者配置在接近阈值电压处，使本实施例中的可重构逻辑电路的待机功耗降低。

[0032] 优选地，部分基带处理器功能模块也可以由可重构逻辑电路实现，以获得更低的功耗，降低基带处理器的成本。

[0033] 优选地，通过分时复用的方式使上述基带处理器的不同功能模块共享可重构逻辑电路资源，可以进一步降低成本。

[0034] 优选地，可重构逻辑电路的配置信息或比特流数据可以存储于移动手持设备中的NAND存储器中，但优选的，可以存储于可重构逻辑电路内部嵌入式新型存储器中，例如嵌入式新型存储器为嵌入式磁存储器或嵌入式相变存储器或嵌入式阻变存储器或嵌入式铁电存储器等。进一步地，嵌入式新型存储器采用局部分散的分布方式从而可以支持大容量并行在线可配置，从而大大加快了编程下载速度，而且安全性能也更高。

[0035] 实施例二

[0036] 手机或者平板电脑一般都包含许多无线通讯功能模块，诸如wifi、bluetooth、GPS等，如图4所示，这些通讯功能模块一般分为两个部分，一部分为数字电路实现部分，另一部分为模拟电路实现部分以及射频天线。在日常使用过程中这些模块是很少会被全部打开的，例如现在用户一般只会打开wifi无线网络连接功能，而其余的功能模块一直是处于待机状态的，只有在很少有需要的情况下才会开启其中某项功能，比如通过GPS查看地图等。处于待机状态下的功能模块也会产生漏功耗，由此就会造成功耗的浪费。那些使用频率非常低甚至从不使用的功能模块对手机或平板电脑来说也是一种成本的浪费。而本发明这种用可重构逻辑电路除了可以实现软SIM卡，还可以进一步实现这些无线通讯功能模块的数字电路实现部分，如图5所示，从而大大减低实现成本，并且有益于降低功耗。例如，将配置文件1下载到可重构逻辑电路中可以使其实现WiFi功能模块的数字电路部分，将配置文件2下载到可重构逻辑电路中可以使其实现GPS功能模块的数字电路部分，将配置文件3下载到可重构逻辑电路中可以使其实现蓝牙功能模块的数字电路部分，当然配置文件1、2和3都必须事先存储在移动设备中的非易失性存储器中，例如NAND存储器中。当用户需要启用某一项无线通讯功能时，调用相应的配置文件并下载到本发明可重构逻辑电路中以实现该无线通讯功能模块的数字电路部分，在外部模拟电路部分和射频天线的支持下，从而完整的实现该无线通讯功能。本方案中使用可重构逻辑电路的一个重要优点就是可以做到分时复用。比如在时刻1，用户需要开启WiFi功能，那么就将配置文件1下载到可重构逻辑电路中实现WiFi功能；在时刻2，用户需要使用GPS功能，那么可重新将配置文件2下载到可重构逻辑电路中来实现GPS功能；如果在时刻3，用户需要使用蓝牙功能，那么可再将配置文件3下载到可重构逻辑电路中来实现蓝牙功能。被下载至可重构逻辑电路中的配置文件作为配置信息存储于嵌入式新型存储器中。可见，本发明通过使用可重构逻辑电路能够最大程度节省芯片资源，降低功耗。本发明可重构逻辑电路还用作物联网特定应用的硅加速器。

[0037] 综上所述，本发明提供了一种软SIM卡的实现方法，通过设置可重构逻辑电路作为硬件基础，将移动手持设备内部模块与所述可重构逻辑电路连接，使得用户可以通过所述移动手持设备对所述可重构逻辑电路进行软件配置操作，以实现现有的SIM卡功能，消除卡槽，免去频繁更换SIM卡的麻烦以及更换运营商的手续，降低了成本。

[0038] 通过说明和附图，给出了具体实施方式的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提供了具体的实施例，然而，这些内容并不作为局限。

[0039] 对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

[0019] 图1是现有技术带SIM卡移动手持设备的结构示意图；

[0020] 图2是本发明软SIM卡的具体实现方法的结构示意图；

[0021] 图3是本发明一个实施例软SIM卡的具体实现方法的结构示意图及原理图；

[0022] 图4是本发明一个实施例软SIM卡的具体实现方法的结构示意图及原理图；

[0023] 图5是本发明一个实施例软SIM卡的具体实现方法的结构示意图及原理图。