接觸式IC卡的物理特性、觸點(diǎn)、電信號(hào)和傳輸協(xié)議

1、第第3 3章章 接觸式接觸式IC卡的物理特性、卡的物理特性、觸點(diǎn)、電信號(hào)和傳輸協(xié)議觸點(diǎn)、電信號(hào)和傳輸協(xié)議第第3 3章章 接觸式接觸式IC卡的物理特性、觸點(diǎn)、卡的物理特性、觸點(diǎn)、電信號(hào)和傳輸協(xié)議電信號(hào)和傳輸協(xié)議 接觸式接觸式IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為ISO/IEC 7816。return IC卡的測(cè)試中心中國(guó)計(jì)量局卡的測(cè)試中心中國(guó)計(jì)量局returnC1C2C3C4C5C6C7C8UCCRSTCLKGNDUPPI/Oreturnl returnQuestions & Answers 什么是異步傳輸、同步傳輸協(xié)議？什么是異步傳輸、同步傳輸協(xié)議？ 異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸異步

2、傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。是面向比特的傳輸。 異步傳輸?shù)膯挝皇亲址?，而同步傳輸?shù)膯萎惒絺鬏數(shù)膯挝皇亲址?，而同步傳輸?shù)膯挝皇潜忍?。位是比特?異步傳輸通過(guò)字符的起止碼，抓住再同步異步傳輸通過(guò)字符的起止碼，抓住再同步的機(jī)會(huì)；而同步傳輸則是以數(shù)據(jù)中抽取同的機(jī)會(huì)；而同步傳輸則是以數(shù)據(jù)中抽取同步信息。步信息。Questions & Answers 異步傳輸對(duì)時(shí)序的要求較低，同步傳輸異步傳輸對(duì)時(shí)序的要求較低，同步傳輸往往通過(guò)特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序。往往通過(guò)特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序。異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率低。異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率低。 符號(hào)符號(hào)條件條件最小值最小值最大值

3、最大值單位單位UCCA類類B類類4.52.75.53.3VICCA類類B類類時(shí)鐘停止時(shí)鐘停止60500.5mAQuestion：IC卡的工作功耗？卡的工作功耗？ 卡的復(fù)位有冷復(fù)位和熱復(fù)位?？ǖ膹?fù)位有冷復(fù)位和熱復(fù)位。babbbcbdbebfbhbiZI/OA開開始始位位下下一一開開始始位位保護(hù)保護(hù)時(shí)間時(shí)間奇奇偶偶位位8 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)圖圖 3.7 字符幀結(jié)構(gòu)字符幀結(jié)構(gòu) 12 etuTST0TA1TB1TC1TD1TA2TB2TC2TD2TA3 接口字符接口字符初始字符初始字符格式字符格式字符全局代碼全局代碼 F1和和D1全局代碼全局代碼 I1和和PI 1全局代碼全局代碼 N 代碼代碼 Y2和和T全

4、局，操作模式選擇全局，操作模式選擇全局代碼全局代碼 PI 2專專 用用 代碼代碼 Y3和和TT1TKTCK 歷史字符歷史字符最多最多15個(gè)字符個(gè)字符 校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符（可選）（可選）復(fù)位應(yīng)答一般構(gòu)成復(fù)位應(yīng)答一般構(gòu)成 ZA開開始始 babbbcbdbebfbgbh(Z)A Z Z AZ Z ZA A AA A Zbi(Z)TS為為AZZA AAAA AZ，其中，其中A為邏輯電平為邏輯電平“1”，解碼后的，解碼后的字符值為字符值為3F，表示首先傳送的是字符的最高有效位。，表示首先傳送的是字符的最高有效位。其中其中bd、be、bf位位AAA，稱為反向約定；，稱為反向約定；TS為為AZZA ZZZA

5、AZ，其中，其中Z為邏輯電平為邏輯電平“1”，解碼后的字，解碼后的字符值為符值為3B，表示首先傳送的是字符的最低有效位。，表示首先傳送的是字符的最低有效位。其中其中bd、be、bf位位ZZZ，稱為正向約定；，稱為正向約定；Y1接口字符存在的指示符；接口字符存在的指示符； b51，發(fā)送，發(fā)送TA1 b41，發(fā)送，發(fā)送TB1 b31，發(fā)送，發(fā)送TC1 b21，發(fā)送，發(fā)送TD1;K 歷史字符個(gè)數(shù)，（歷史字符個(gè)數(shù)，（015）b8b7b6b5b4b3b2b1Y1KYi+1接口字符存在的指示符；接口字符存在的指示符； b51，發(fā)送，發(fā)送TAi+1 b41，發(fā)送，發(fā)送TBi+1 b31，發(fā)送，發(fā)送TCi+1

6、 b21，發(fā)送，發(fā)送TDi+1;T 后繼發(fā)送的協(xié)議形式（后繼發(fā)送的協(xié)議形式（015）b8b7b6b5b4b3b2b1YTT0 異步半雙工字符傳輸協(xié)議異步半雙工字符傳輸協(xié)議T1 異步半雙工分組傳輸協(xié)議異步半雙工分組傳輸協(xié)議T15 不屬于傳輸協(xié)議，僅表示全不屬于傳輸協(xié)議，僅表示全局接口字節(jié)。局接口字節(jié)。設(shè)設(shè)fi為復(fù)位應(yīng)答期間接口設(shè)備提供給為復(fù)位應(yīng)答期間接口設(shè)備提供給CLK觸點(diǎn)的實(shí)際頻率，觸點(diǎn)的實(shí)際頻率，其后，由其后，由fisf372i初始時(shí)鐘周期sf1DFs工作時(shí)鐘周期 fsF10000000100100011F372372558744Fs(最大最大)4568表表 3.7 時(shí)鐘頻率變換因子時(shí)鐘頻率

7、變換因子 F TA1的的b8b5D10000000100100011DRFU124表表 3.8 比特率（位速率）調(diào)整因子比特率（位速率）調(diào)整因子 D TA1的的b4b1如果如果TA1不存在，則使用默認(rèn)值不存在，則使用默認(rèn)值F372，D1;如果如果PPS交交換成功，由換成功，由PPS1給出給出F和和D。 I100 01 10 11I2550RFURFU表表 3.9 最大編程電流因子最大編程電流因子 I TB1的的b7 b6PI1525 單位單位/VPI250250單位單位/0.1VTB1的的b5 b1TB2的的b5 b1 默認(rèn)值：默認(rèn)值：F372，D1，I50，P5，N0。N兩字符上升沿的間隔兩

8、字符上升沿的間隔0254255T0時(shí)，時(shí)，12etuT=1時(shí)，時(shí)，11etufNDF12TC1的的b8 b1 有兩種操作模式：有兩種操作模式：TA2存在時(shí)是專用模式；存在時(shí)是專用模式；TA2不存在時(shí)是協(xié)商模式。不存在時(shí)是協(xié)商模式。 專用模式中：專用模式中：當(dāng)當(dāng)TA2的的b50時(shí)，使用表時(shí)，使用表3.7和表和表3.8中由中由TA1指定的指定的F值和值和D值；值；當(dāng)當(dāng)TA2的的b51時(shí)，使用默認(rèn)值。時(shí)，使用默認(rèn)值。 協(xié)商模式中：協(xié)商模式中：如復(fù)位應(yīng)答后無(wú)如復(fù)位應(yīng)答后無(wú)PPS請(qǐng)求，則請(qǐng)求，則F和和D使用默認(rèn)值；使用默認(rèn)值；如復(fù)位應(yīng)答后有如復(fù)位應(yīng)答后有PPS請(qǐng)求，則由請(qǐng)求，則由IFD發(fā)送帶有發(fā)送帶有F

9、和和D的的PPS請(qǐng)求，并使卡轉(zhuǎn)到專請(qǐng)求，并使卡轉(zhuǎn)到專用用模式。模式。 當(dāng)當(dāng)TDi-1（i2）指出）指出T15后，后，則則TAi的的b8b7為時(shí)鐘停止指示符；為時(shí)鐘停止指示符；則則TAi的的b6b1為類別指示符；為類別指示符；X100 01 10 11X不支持不支持狀態(tài)狀態(tài)L狀態(tài)狀態(tài)H無(wú)優(yōu)先無(wú)優(yōu)先TAi的的b8 b7X的默認(rèn)值是的默認(rèn)值是“不支持時(shí)鐘停止不支持時(shí)鐘停止”。表表 3.10 時(shí)鐘停止指示符時(shí)鐘停止指示符 X 當(dāng)當(dāng)TDi-1（i2）指出）指出T15后，后，則則TAi的的b8b7為時(shí)鐘停止指示符；為時(shí)鐘停止指示符；則則TAi的的b6b1為類別指示符；為類別指示符；U1000001 000

10、010 000011 其他其他U僅僅A類類僅僅B類類A和和B類類RFUTAi的的b5 b1X的默認(rèn)值是的默認(rèn)值是“僅支持僅支持A類類”。表表 3.11 類別指示符類別指示符 U (1)+(1)設(shè)備設(shè)備+(2)硬件連接硬件連接=讀寫設(shè)備內(nèi)部電路讀寫設(shè)備內(nèi)部電路接觸式接觸式IC卡內(nèi)部電路卡內(nèi)部電路存儲(chǔ)存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)備控制控制芯片芯片加密加密電路電路輸入輸入/輸輸出設(shè)備出設(shè)備單片單片機(jī)機(jī)復(fù)位復(fù)位電路電路時(shí)鐘時(shí)鐘電路電路電源電源VCCCLKGNDRSTI/OVPP(3)激活激活(4)卡冷復(fù)位卡冷復(fù)位(5) 復(fù)位應(yīng)答復(fù)位應(yīng)答AZZAAAAAAZAAZZZZZZZZAZZAAZZAZAAZZAZZAZAAAA

11、AAAAAAAZAAZZZZZZZZAZZZAAAAAAAZAZZZZZAZAZZZZZZZAAAZZAAAAAAZAAAAAZZZAAAZZAAZZAZAAZZAZZAZAAAAAAAAAAAZAAZZZZZZZZAZZZAAAAAAAZAZZZZAZZAZZZZZZZAA初始字符初始字符TS：開始ba bb bc bd be bf bg bh 校驗(yàn)AZZAAAAAAZ001111113FAZZAAAAAAZAAAAAZZZAAAZZAAZZAZAAZZAZZAZAAAAAAAAAAAZAAZZZZZZZZAZZZAAAAAAAZAZZZZAZZAZZZZZZZAA3FHF1H32H25HF

12、FH80H1FH42H01H(6)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制進(jìn)制3FHF1H32H25HFFH80H1FH42H01H字符名稱數(shù)據(jù)內(nèi)容位信息信息內(nèi)容b8b7b6b5b4b3b2b1TS3FH 00111111反向約定，A=1T0F1H 11110001TD1,TC1,TB1,TA1存在，T1存在TA1 32H 00110010F1=0011BF=744,max=8D1=0010B,D=2時(shí)鐘周期范圍62*10-6S372*10-6STB1 25H 00100101I1=01B,IPP=50mAPI1=5,編程電壓=5Vb8b7b6b5b4b3b2b1TC1FFH 1 1111111N=255，T=0

13、時(shí)，兩個(gè)字符上升沿間隔12etuTD180H 1 0000000發(fā)送TD2，協(xié)議T=0,不發(fā)送TA2，則為協(xié)商模式TD21FH 0 0011111發(fā)送TA3，T=15，TA3為全局接口TA342H 0 1000010停止指示符X=01B，時(shí)鐘停止時(shí)，CLK優(yōu)先處于L類別指示符U=000010，僅B類T101H 0 0000001版本號(hào)為00000001PPS0的作用與的作用與T0相似，其中相似，其中b5、b6、b7分別表分別表示任送字符示任送字符PPS1、PPS2、PPS3是否存在。是否存在。b1b4選擇協(xié)議類型，選擇協(xié)議類型，b8留作今后使用。留作今后使用。PPS1給出給出F和和D的參數(shù)值；

14、的參數(shù)值；PPS2給出給出N值，值，PPS3待定。待定。在復(fù)位應(yīng)答在復(fù)位應(yīng)答TD1字節(jié)中定義了字節(jié)中定義了T1，或在，或在PPS中定中定義了義了T1之后，將實(shí)現(xiàn)異步半雙工分組傳輸協(xié)議。之后，將實(shí)現(xiàn)異步半雙工分組傳輸協(xié)議。 本協(xié)議使用復(fù)位應(yīng)答時(shí)定義的字符幀以及全局本協(xié)議使用復(fù)位應(yīng)答時(shí)定義的字符幀以及全局接口字節(jié)定義的物理參數(shù)。接口字節(jié)定義的物理參數(shù)。若以后被若以后被PPS所修改，則采用所修改，則采用PPS定義的參數(shù)。定義的參數(shù)。 本協(xié)議采用本協(xié)議采用OSI參考模型分層原則設(shè)計(jì)，分三個(gè)參考模型分層原則設(shè)計(jì)，分三個(gè)層次。層次。物理層物理層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層應(yīng)用層1. 分組基本組成分組幀分組基

15、本組成分組幀開始字段開始字段信息字段信息字段結(jié)尾字段結(jié)尾字段NADPCBLENINFEDC1字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)0254字節(jié)字節(jié)1或或2字節(jié)字節(jié)lb1b3是源結(jié)點(diǎn)地址（是源結(jié)點(diǎn)地址（SAD），），lb5b7是目的結(jié)點(diǎn)地址（是目的結(jié)點(diǎn)地址（DAD），），lb4和和b8用于用于VPP狀態(tài)控制。狀態(tài)控制。l當(dāng)?shù)刂窡o(wú)用時(shí)，將當(dāng)?shù)刂窡o(wú)用時(shí)，將SAD和和DAD置置“0”。結(jié)點(diǎn)地址結(jié)點(diǎn)地址例：由例：由IFD發(fā)送的第一個(gè)分組的發(fā)送的第一個(gè)分組的NAD，其，其SAD的值為的值為X，DAD的值為的值為Y；確定了；確定了SAD和和NAD的邏輯關(guān)系。的邏輯關(guān)系。則由則由ICC發(fā)送的分組，其發(fā)送的分組，其SAD

16、為為Y，DAD為為X，標(biāo)記為（，標(biāo)記為（X，Y）。）。 INF字段是可選的。字段是可選的。當(dāng)它存在時(shí)，可以是應(yīng)用數(shù)據(jù)（當(dāng)它存在時(shí)，可以是應(yīng)用數(shù)據(jù)（Iblock）或控制和狀態(tài)信息（或控制和狀態(tài)信息（S-block），被傳送的字），被傳送的字節(jié)數(shù)由節(jié)數(shù)由LEN指出。指出。 2. 在復(fù)位應(yīng)答中，當(dāng)?shù)谝淮卧谠趶?fù)位應(yīng)答中，當(dāng)?shù)谝淮卧赥D(i-1)（i2）中）中出現(xiàn)出現(xiàn)T1時(shí)，則專用接口字節(jié)時(shí)，則專用接口字節(jié)TAi、TBi、TCi被被用作協(xié)議參數(shù)。用作協(xié)議參數(shù)。etu112CWTCWICWT的最小值為的最小值為12工作單元，工作單元，CWT的默認(rèn)值為的默認(rèn)值為13。etu11s )fs/3729602(B

17、WTBWI0BWT 9，BWT9保留于將來(lái)使用，保留于將來(lái)使用，BWI的默認(rèn)值的默認(rèn)值為為4。 在復(fù)位應(yīng)答或協(xié)議類型選擇在復(fù)位應(yīng)答或協(xié)議類型選擇PPS之后的第一個(gè)之后的第一個(gè)分組是由接口設(shè)備分組是由接口設(shè)備IFD傳送到傳送到IC卡的，可以是信息卡的，可以是信息分組（分組（ 在傳送一個(gè)分組（在傳送一個(gè)分組（I-，R-或或S-block）之后，在下）之后，在下一個(gè)分組傳送之前，發(fā)方應(yīng)接收到確認(rèn)，如下：一個(gè)分組傳送之前，發(fā)方應(yīng)接收到確認(rèn)，如下： 分組傳輸協(xié)議具有鏈接功能，允許接口設(shè)備分組傳輸協(xié)議具有鏈接功能，允許接口設(shè)備IFD或或IC卡（卡（ICC）傳送信息的長(zhǎng)度大于）傳送信息的長(zhǎng)度大于IFSD（I

18、nformation Field Size for device）或）或IFSC （Information Field Size for card）所規(guī)定的長(zhǎng)度。）所規(guī)定的長(zhǎng)度。 分組的鏈接情況受分組的鏈接情況受。M位指出位指出 鏈接功能舉例：鏈接功能舉例：應(yīng)用數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)Application Data由接口設(shè)備由接口設(shè)備IFD傳送傳送到到IC卡，假設(shè)分成三個(gè)信息分組，分別為：卡，假設(shè)分成三個(gè)信息分組，分別為：Applic、ation和和Data，每次傳送信息時(shí)還傳送，每次傳送信息時(shí)還傳送PCB，以，以I（N（S），），M）表示，其中）表示，其中N（S）是發(fā)送序列號(hào)，是發(fā)送序列號(hào)，M表示后面

19、是否還有分組需要表示后面是否還有分組需要傳送。傳送。分析：分析：PCB 的編碼包括三類，的編碼包括三類，I-block、R-block和和S-block?，F(xiàn)以?，F(xiàn)以I（N（S），），M）表示，說(shuō)明該）表示，說(shuō)明該P(yáng)CB表示表示I-block的編碼情況。的編碼情況。ApplicationDataPApplicEPactionEPDataEPEPEPEIFDICCI（0，1）I（1，1）I（0，0）R（1）R（0）I（0, 0 ）P開始字段開始字段E結(jié)尾字段結(jié)尾字段鏈接功能圖例鏈接功能圖例序列號(hào)序列號(hào)二進(jìn)制二進(jìn)制IFDICCApplicI（0，1）R（1）actionI（1，1）R（0）DataI

20、（0，0）I（0,0）序列號(hào)序列號(hào)二進(jìn)制二進(jìn)制接口設(shè)備發(fā)送鏈接接口設(shè)備發(fā)送鏈接 I-blockreturn1. 觸點(diǎn)的分配觸點(diǎn)的分配兩種類型的同步卡：第兩種類型的同步卡：第1類（類（type 1） 第第2類（類（ type 1）觸點(diǎn)觸點(diǎn)C4指定：第指定：第2類同步卡的功能碼（類同步卡的功能碼（FCB）。）。 FCB和和RST一起構(gòu)成在卡中執(zhí)行的命令一起構(gòu)成在卡中執(zhí)行的命令Reset、read、write。return2. 選擇卡的類型選擇卡的類型 接口設(shè)備按第接口設(shè)備按第1類、第類、第2類卡啟動(dòng)操作條件，類卡啟動(dòng)操作條件，如果卡不應(yīng)答，或提供一個(gè)不符合的應(yīng)答，接口如果卡不應(yīng)答，或提供一個(gè)不符合的應(yīng)答，接口設(shè)備將釋放觸點(diǎn)，延遲至少設(shè)備將釋放觸點(diǎn)，延遲至少10ms后，再啟動(dòng)另后，再啟