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IC卡接口芯片TDA8007的读写器设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:阐述T=0传输协议,给出IC卡读写器中使用的IC卡APDU指令流程和原理框图;重点介绍其中的IC卡接口芯片Philips的TDA8007,给出通过TDA8007对CPU IC卡上下电过程、具体程序及TDA8007使用中应注意的问题。

    关键词:CPU IC卡 TDA8007 ISO7816

IC卡(Integrated Circuit card)即集成电路卡,是将一个集成电路芯片镶嵌于朔料基片中,封装成卡的形式,外形与常用的覆盖磁条的磁卡相似。IC卡芯片具有写入和存储数据的能力。IC卡存储器中的内容根据需要可以有条件地供外部读取,或供内部信息处理和判定。根据卡中所镶嵌的集成电路的不同,可以分成存储器卡、逻辑加密卡、CPU卡三类。其中CPU卡即为由中央处理器CPU、EEPROM、随机存储器RAM以及固化在只读存储器ROM中的片内操作系统COS(Chip Operation System)组成的IC卡。IC卡按与外界数据传送的形式来分,有接触式和非接触式两种。

图1 T=0的CPU卡APDU指令实现流程

1 CPU IC卡T=0的协议介绍

目前大多数CPU IC卡采用T=0模式。所谓T=0,即CPU IC卡与接口设备(即读写器)中数据传输方式为异步半双工字符传输模式。

从T=0协议的功能出发,该协议的实现可以分为物理层、数据链路层、终端传输层和应用层。其中物理层和数据链路层可以具体参看ISO7816标准。在T=0协议应用,终端传输层和应用层实际上是不易分割来说明的,下面简单说明。

终端传输层根据卡片返回的过程字符和状态字节执行相应的操作,使读写器对数据的处理过程明朗清晰。卡片返回的过程字节和状态字节跟应用层发送给卡的APDU(Application Protocol Data Unit,应用协议数据单元)和VPP使用等有关。表1为VPP未用时的终端传输层中返回的过程字节。

表1 

字  节 值

结   果

ACK INS VPP空闲,所有其余的数据字节相继续被传送 INS+'FF' VPP空闲,下一个数据字节随后被传送 SW1 SW2 VPP空闲,接口设备等待SW2字节

应用层即为由CLA、INS、P1、P2、P3作为命令头组成的命令消息体的APDU响应和应答处理层。其中CLA为指令类别,INS为指令码,P1、P2为参数,P3为根据APDU的不同格式为发送给卡的数据长度或期望响应的数据长度。APDU的几种情况如表2所列。

表2 

命令头 发送数据长度 发送的数据 期望应答的数据长度 通用APDU CLA INS P1 P LC Data LE 情况一 CLA INS P1 P       情况二 CLA INS P1 P     LE 情况三 CLA INS P1 P LC Data   情况四 CLA INS P1 P2 LC Data LE

CPU卡对接口设备(即读写器)的应答APDU情况如表3所列。

表3

体 尾 数据Data SW1 SW2

其中体中的数据字节数由命令APDU中的LE指出;SW1、SW2是必备的,可以指明命令APDU执行正确或执行出错的错误类型。

2 基于T=0传输协议的CPU IC的APDU指令流程

根据目前CPU卡的常用T=0协议、自带编程升压电路的应用情况,以及本读写器接收IC卡数据报文直接发送PC机处理的特点,本读写器可行的APDU命令和响应的处理流程如图1所示。

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