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智能卡(SmartCard)，也叫IC卡，它是一個帶有微處理器和存儲器等微型集成電路芯片的、具有標準規(guī)格的卡片。智能卡必須遵循一套標準，ISO7816是其中最重要的一個。 下面將從以下幾個方面展開，對Smart Card進行討論： 1. 電氣特性 2. 復位應答（ATR – Answer to Reset） 3. T=0 傳輸協(xié)議 電氣特性： 1. ISO7816非常嚴格地要求了卡片的外形、厚度、觸點位置和電信號。下面可以看到正常Smart Card的管腳分布： C1 電源信號VCC 3/5 V C2 復位信號RST C3 始終信號CLK 采用27MHz的分頻 – 3.375/4.5/6.75MHz C4 預留 某些CA廠商會加以利用，如NDS C5 接地信號GND C6 編程電壓VPP 一些存儲芯片需要高電壓（12.5/21V）進行編程 C7 數據通信I/O C8 預留 1.1 VCC: 對于供電又分兩種，一種是5V供電，兩外一種是3V供電。目前，市面上見得多還是5V，左右偏差在0.25V以內，也就是說壓值范圍為4.75~5.25V，另外它的電流為200mA。 1.2 CLK: Smart Card工作的時鐘信號由外部供給，一般來說有兩個，3.579545MHz和4.9152MHz。相比之下，前者用得更多一點。當然對于這兩種時鐘頻率，要得到數據通信所需的波特率9600s/s，那么他們的分頻系數自然也不一樣，分為為372分頻和512分頻。 1.3 RST: 復位信號是如何產生的呢？管腳必須滿足5個條件: 1）RST管腳拉低；2）CLK管腳拉低；3）VPP管腳不供電；4）I/O管腳拉低；5）VCC管腳不供電。 1.4 字符傳輸： Smart Card的字符傳輸采用的是異步半雙工模式，這種異步的模式很像個人電腦上的RS232通信。傳輸一個字符時，除了8Bits的數據外，還加了以下幾個Bits： 起始位 -- 用于字符幀的同步 校驗位 -- 用于校驗檢測 Guard Time -- 兩個字符間的間隔時間 Guard Time一般為兩個bit的時鐘周期，這一點很像PC上的UART的通信，用兩個停止位來間隔相連的字符。 2. 復位應答（ATR）： 當RST信號被觸發(fā)，即將RST管腳被拉低400~4000個時鐘周期，Smart Card檢測到這個信號后，將會回傳“復位應答”ATR信號出來，ATR最多包含33個字節(jié)，有以下幾個段： 初始化字符（TS） 格式化字符（TO) 接口字符（TAi, TBi, TCi, TDi） (i=0/1) 歷史字符（T1, T2, T3 … TK） 校驗字符（TCK） 它們包含哪些意思呢？請看下面的解析： 首先，TS初始化字符展示了電平的邏輯，反向約定（Inverse Convention即負邏輯）和正向約定（Direct Convention即正邏輯）。那么一般來說，回傳TS有兩個可能的HEX值0x3F和0x3B，0x3F代表反向約定，0x3B代表正向約定。 格式化字符TO段分為兩個部分，Bit Map和No of History Bytes，各占4個bits。 接口字符的TAi定義了串口傳輸中最基本的特性，其中包含兩個4-Bits的DI和FI，當中的FI是時鐘頻率的轉換因子，DI則是定義了比特率的調節(jié)因子。通過這兩個因子，我們可以通過以下的公式驗算出Work ETU的大�。� - Work ETU = (1/D)*(F/f) sec （f為工作的時鐘頻率）
正常來說，一個ETU（Elementary Time Unit），一個bit的時間周期。因此我們計算得出，傳輸一個字符幀為12個ETU=1 START + 8 DATA + 1 PARITY + 2 GUARDTIME。 接下來，便會有個問題了，字符通信是需要D和F這個兩個調節(jié)因子，保證其工作時序，而這兩個因子又是Smart Card復位后，由通過字符傳輸回傳的ATR獲得的，那么誰來保證ATR傳輸的時序呢？原因是這樣的，Card復位時，會有D和F的兩個初始值，分別D=1，F=372。而且，復位時時鐘頻率f會在1~5MHz范圍之內，比較常見的是3.579545MHz。 我們可以計算得出Default ETU = 1/1*372/3579545 sec； Baud Rate = 1/Default ETU = 9600s/s； TC提供的Guard Time也是如此，Default值為2個bit的時鐘周期。 TD則是要說明的是傳輸協(xié)議的類型，標準里羅列了16種，但是常用也就是兩種T0和T1，即異步半雙工字節(jié)傳輸和異步半雙工塊傳輸。因此，我們知道多數Smart Card復位時，是工作在3.579545MHz和9600s/s上的，一旦復位后，就根據ATR的值重新進行配置工作時鐘頻率、波特率和Guard Time。使其能更高效的通信。 3. T=0 傳輸協(xié)議： 下面兩張圖來說明T=0傳輸協(xié)議的細節(jié)， 從上圖，我們不難看出，IFD和Smart Card之間存在主從設備關系。在通信之前，我們知道ATR中協(xié)議是多于一個，因此接口設備會發(fā)一個PTS信號，以便確認通信協(xié)議的類型。 CLA - 指令集 (FF 是預留給 PTS) INS - 指令碼 (例如，讀內存) P1 - 指令跟的參數1 (例如，內存地址) P2 - 指令參數2 P3 - 數據長度 另外，再說說Smart Card的兩個狀態(tài)字SW1和SW2。它們是用來通知上位設備目前Smart Card的工作狀態(tài)，如果工作正常，則返回值如下所示： SW1，SW2 = 0x90， 0x00 如果工作異常了，也能通過這兩個狀態(tài)字獲得一些信息，如： SW1 = 6E - Card 不支持該款指令集 = 6D - 無效的指令碼 7816標準 智能卡讀卡器 smartcard T0 T1 T14協(xié)議區(qū)別和相同點： guardTime就是停止位。 區(qū)別: 1) T0 異步半雙工字符傳輸協(xié)議 停止位是2， T1是1。 2) T1是異步半雙工塊傳輸協(xié)議。 有起始域，信息域， 中止域 組成一個 塊。 3) T14叫做私有協(xié)議。 5) T14沒有奇偶校驗， ATR期間時鐘因子也不同。像irdeto是620 | 
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發(fā)表于 2011-12-23 03:35
發(fā)表于 2011-12-23 15:10