接触式IC卡接口原理与不同实现方式对比精要.doc

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接触式IC卡接口原理与不同实现方式对比精要

接触式IC卡接口原理与不同实现方式对比 技术分类: HYPERLINK /TechChannel/embedded/Default.aspx \t _blank 嵌入式系统 来源:单片机与嵌入式系统应用 发表时间:2007-01-05 摘要:详细介绍 HYPERLINK /word/62791.aspx \o 接触式 接触式 HYPERLINK /word/62792.aspx \o IC卡 IC卡读写原理;结合一个基于不同读写 HYPERLINK /word/62795.aspx \o 芯片 芯片、可以同时操作6片接触式IC卡的系统,对包括并行 HYPERLINK /word/62793.aspx \o 通信 通信、半双工串行通信和I2C通信的几种不同 HYPERLINK /word/62794.aspx \o 接口 接口形式的IC卡读写芯片进行了详细的对比分析。 关键词:ISO/IEC7816 接口技术 接触式IC卡 并行通信 半双工串行通?? I2C总线通信 作者单位:李永清(北京交通大学)    引 言 IC卡 (Integrated Circuit Card,集成电路卡)是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡在有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent card)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中,做成卡片形式;已经十分广泛地应用于包括金融、交通、社保等很多领域。   IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁,在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(Interface Device)。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分,根据实际应用系统的不同,可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。   1 接触式IC卡接口技术原理   IC卡读写器要能读写符合ISO7816标准的IC卡。IC卡接口电路作为IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道,为保证通信和数据交换的安全与可靠,其产生的电信号必须满足下面的特定要求。   1.1 完成IC卡插入与退出的识别操作   IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别,即卡的激活和释放,有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求,IC卡就不能正常进行操作;严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。   (1)激活过程   为启动对卡的操作,接口电路应按图1所示顺序激活电路:   ◇RST处于L状态;   ◇根据所选择卡的类型,对VCC加电A类或B类,正常操作条件下VCC的电特性见表1;   ◇VPP上升为空闲状态;   ◇接口电路的I/O应置于接收状态;   ◇向IC卡的CLK提供时钟信号(A类卡1~5MHz,B类卡1~4MHz)。 ?         如图1所示,在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期(ta)内被置于高阻状态Z(ta 时间在t’a之后)。时钟加于CLK后,保持RST为状态L至少400周期(tb)使卡复位(tb在t’a之后)。在时间t’b,RST被置于状态H。I/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40 000个时钟周期(tc)内开始(tc在t’b之后)。   在RST处于状态H的情况下,如果应答信号在40 000个时钟周期内仍未开始,RST上的信号将返回到状态L,且IC卡接口电路按照图2所示对IC卡产生释放。 ?            (2)释放过程   当信息交换结束或失败时(例如,无卡响应或卡被移出),接口电路应按图2所示时序释放电路:   ◇RST应置为状态L;   ◇CLK应置为状态L(除非时钟已在状态L上停止);   ◇VPP应释放(如果它已被激活);   ◇I/O应置为状态A(在td时间内没有具体定义);   ◇VCC应释放。   1.2 通过触点向卡提供稳定的电源   IC卡接口电路应能在表1规定的电压范围内,向IC卡提供相应稳定的电流。 ?            1.3 通过触点向卡提供稳定的时钟   IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间,应在以下范围内:A类卡,时钟应在1~5MHz;B类卡,时钟应在1~4MHz。   复位后,由收到的ATR(复位应答)信号中的F(时钟频率变换因子)和D(比特率调整因子)来确定。   时钟信号的工作周期应为稳定操作期间周期的40%~60%。当频率从一个值转换到另一个值时,应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。   

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