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1、CPU卡的接口特性、傳輸協(xié)議與讀寫程序設(shè)計(jì)摘要介紹IS07816-4及屮國金融集成電路（IC）卡規(guī)范所規(guī)定的T-0協(xié)議的CPU卡與終端之間的接II特性和傳輸協(xié)議，及以C51語言設(shè)計(jì)的CPU卡復(fù)位、下電及讀寫程序。關(guān)鍵詞IC卡CPU卡終端復(fù)位字符傳輸協(xié)議（T=0協(xié)議）IC卡的概念是20世紀(jì)70年代提出的。法國BULL公司首創(chuàng)IC卡產(chǎn)品，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個(gè)方面。IC卡的核心是集成電路芯片,一般為3um以下的半導(dǎo)體技術(shù)制造。IC卡具有寫入數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力。IC可存儲(chǔ)其中的內(nèi)容
2、，根據(jù)需要可以有條件地供外部讀収,或供內(nèi)部信息處理或校驗(yàn)用。根據(jù)各種集成電路的不同，IC卡可以分為以下三類：存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡與CPU卡。其中，存儲(chǔ)器卡僅有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，沒有安全措施;邏輯加密卡僅有幾個(gè)字節(jié)的密碼，卡屮有一個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器,如果指定次數(shù)驗(yàn)證密碼失敗，則卡屮數(shù)擁被自動(dòng)鎖死，該卡數(shù)據(jù)不能再更改;CPU卡是這三類1C卡屮最高級的卡,一般有ROM、RAM和EEPROM三種存儲(chǔ)器。ROM屮存放的是程序，程序是為1C卡的CPU專門設(shè)計(jì)的,用來解釋讀寫器終端送來的命令。IC卡應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用需要山終端送一
3、系列命令到CPU卡,通過改變命令的內(nèi)容和命令的順序就可以滿足不同的需要，因此有較高的靈活性；同時(shí)，因?yàn)镃PU有計(jì)算功能，存儲(chǔ)容量又大，可以進(jìn)行比較復(fù)雜的加密/解密運(yùn)算,極大提高了安全性。EEPROM主要用來存放一些應(yīng)用數(shù)據(jù)，其容雖比邏輯加密卡大，可實(shí)現(xiàn)一卡多用，是目前最安全的卡類型。因此,CPU卡是目前IC卡的禾要發(fā)展方向之一。1CPU卡的接口特性1.1觸點(diǎn)定義觸點(diǎn)的定義遵循1S07816-2的規(guī)定，如圖1所示。符號說明如表1所列。■必備恥點(diǎn)□可選融點(diǎn)C1■?C5C2■DC6C3■?C7C4□DC8VJ圖
4、1CPU卡的觸點(diǎn)表1符號說明符號Cl說明電源電壓（Vcc>符號C5說明地（GND）C2?<''1.RsIC6不使用C3時(shí)鐘倍號C7輸入輸出（l/o>C4不使用C8不使用1.2字符幀數(shù)據(jù)在I/O上以圖2所示的字符幀方式傳輸。起關(guān)8個(gè)數(shù)據(jù)位奇歸驗(yàn)位起聾"O：—IIIIIIIIIII保護(hù)時(shí)間I口圖2字符幀傳輸方式每個(gè)位寬是1個(gè)etu,etu=372/fo在此處,f=3.57Mllzo起始位山接收端通過對I/O周期采樣獲得，采樣周期應(yīng)小于0.2etu。2個(gè)連續(xù)字符起始位上升沿之間的間隔時(shí)間等于（10±0
5、.2）etu加上1個(gè)保護(hù)時(shí)間（最少2個(gè)etu）。在保護(hù)時(shí)間內(nèi)，卡與終端都應(yīng)處于接收模式（I/O為高電平狀態(tài)）。如果卡或終端作為接收方檢測出奇偶錯(cuò)謀，則I/O被置為低電平，以向發(fā)送方表明出現(xiàn)錯(cuò)誤。1.3卡操作卡操作的步驟如下：%1將卡插入終端接口設(shè)備，使兩者的觸點(diǎn)相接并激活觸點(diǎn)；%1將卡復(fù)位，建立卡與終端間的通信；%1執(zhí)行操作；%1釋放觸點(diǎn),并從接II設(shè)備取出卡片。以下是除第③步（執(zhí)行操作）以外，各步的時(shí)序要求。（1）觸點(diǎn)激活時(shí)序如圖3所示。dRsrCLK11nIlliLOV■不碓定-插入卡片200個(gè)
6、周期"圖3觸點(diǎn)激活時(shí)序（2）卡復(fù)位卡利用低電平復(fù)位來完成異步復(fù)位應(yīng)答，隨著觸點(diǎn)的激活,終端將進(jìn)行一個(gè)冷復(fù)位并從卡獲得復(fù)位應(yīng)答。冷復(fù)位時(shí)序如圖4所示。RST111111111111不定/b＞重位應(yīng)祥/a圖4冷復(fù)位時(shí)序冷復(fù)位過程之后■如果收到的復(fù)位應(yīng)答信號不滿足標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,終端將啟動(dòng)-?個(gè)熱復(fù)位并從卡獲得復(fù)位響應(yīng)。熱復(fù)位時(shí)序如圖5所示。dRSTCLKIlli1111111111LO個(gè)定iq一：—M艾位應(yīng)吾jt：>：00個(gè)周剝圖5熱復(fù)位時(shí)序在實(shí)際程序設(shè)計(jì)時(shí)，IIIReset了程序?qū)崿F(xiàn)觸點(diǎn)激活和卡復(fù)位。（3）觸
7、點(diǎn)釋放時(shí)序觸點(diǎn)釋放時(shí)序過程如圖6所示。Ver/RSTICIX1I111111I/O不定1此時(shí)抽'出卡片圖6觸點(diǎn)釋放時(shí)序2傳輸協(xié)議與卡命令處理程序1S07816—4及屮國金融集成電路（1C）卡規(guī)范所規(guī)定的異步半雙工傳輸協(xié)議，是關(guān)于終端為實(shí)現(xiàn)傳輸控制和特殊控制而發(fā)出的命令的結(jié)構(gòu)及其處理過程，包括了兩種協(xié)議：字符傳輸協(xié)議（T二0）和塊傳輸協(xié)議（T=1）o木文著重:討論字符傳輸協(xié)議（T=0）協(xié)議，它是IC卡推薦使用的通信協(xié)議。2.1命令命令包含1個(gè)連續(xù)4字節(jié)的命令頭，用CLA、INS、Pl和P2以及1個(gè)可變氏
8、度的條件體來表示。命令頭定義如下：OCLA：指令類別，除〃FF"外的任何值；OINS：在指令類別中的指令碼，當(dāng)最低位是"0",并且高位半字節(jié)既不是"6"也不是〃9〃時(shí)，INS才有效;?P］、P2完成INS的參數(shù)字節(jié)。條件體定義如下：?Lc（發(fā)送數(shù)據(jù)長度）占1個(gè)字節(jié)，在命令中定義為發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，取值范用是1?255。OData為將要發(fā)送的命令數(shù)據(jù)域，字節(jié)數(shù)山Lc定義。OLe（接收數(shù)據(jù)長度）占1個(gè)字節(jié)，指出命令響應(yīng)中預(yù)期的數(shù)據(jù)
