接触式IC卡接口原理与不同实现方式对比

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，如果应答信号在40000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

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