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接触式IC卡接口原理与不同实现方式对比

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:详细介绍接触式IC卡读写原理;结合一个基于不同读写芯片、可以同时操作6片接触式IC卡的系统,对包括并行通信、半双工串行通信和I2C通信的几种不同接口形式的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信I2C总线通信
  
  引言
  
  IC卡(IntegratedCircuitCard,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(smartcard)、智慧卡(intelligentcard)、微电路卡(microcircuitcard)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816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(InterfaceDevice)。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;
  
  表1正常操作条件VCC的电特性
  
  符号最小值最大值
  条件
  
  Vvcc/V4.5
  2.75.5
  3.3A类
  B类Icc/mA60500.5A类,在最大允许频率
  B类,在最大允许频率时钟停止
  ◇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)。
  
  图3
  
  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400~40000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

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