RST端(C2端)一一复位信号端
本触点用于IC卡集成电路复位输入,也称总清信号端;允许两种复位方式:
1、由接口设备(IFD)提供复位信号给RST触点;2、由IC卡内部附加的复位控制电路在加电时产生内部复位信号(必须提供电源电压到Vcc端)。
(IFD向IC卡发送信号以初始化指令复位序列)
正常操作状态下的RST电特性
符号
[蕪榷
at
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单也
1
V
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-20
+150
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0
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V
k
%
-200
+20
hA
C|n=30pF
1
RST电压保持在一0.3V-VDC+0J3V±fi
Vpp端(C6端)编程电压输入端
在A类操作条件下卡内非易失性存储器EEPROM编程或擦除时可以从VPP端提供电源。
空闲状态:
除编程和擦除外,均处于空闲状态。
激活状态:
编程和擦除时所处状态。
VPP为程序设计电源连接,提供各自电源(区别于操作电源)。
一般IC卡不从VPP取得电压,而由卡
内升压电路提供编程和擦除所需的电压。
在B类操作条件下,Vpp触点保留将来使用。
正常操作状态下的Vpp的电特性
fl号
亲件
債大憤
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空用狀矗..1
Q.?
5XVcr
l.OSXVcr
20
V
mA
0b375XP
■A
1.0S5XP
11
VmA
卡制播口设备提供P和1慣(歐认值:
P=5.I=50)
3.3.3IC卡的操作过程
按照《支付系统集成电路卡规范》(简称为《EMV规范》)的规定来叙述。
该规范是由万事达卡、威士
卡和欧陆卡几家在世界上支付卡的经营中占垄断地位的发卡公司,按照ISO—7816等标准制定的。
我
国金卡工程中IC卡支付系统必须和国际上最流行的IC卡支付系统能通用和相容。
对于其它应用的IC
卡,只要它符合IS0-7816的规定,其用卡过程也大体相同。
正常操作过程:
这里所说的正常操作过程,是指IC卡插入IFD设备,完成信息交换,所插入的终端设
备(IFD)将其触点断电后,持卡人才拨出IC卡而结束的用卡过程。
这种过程可划分为如下几个阶段:
第一步:
把IC卡插入IFD并接通各触点。
IC卡插入前,IFD的各个触点没有加电,所以,IC卡插入时插卡上的IC卡的引脚仅仅是和各触点相接触而已,之后触点才加上电源,则称之为接通了各个触点。
第二步:
使IC卡复位并在终端和IC卡间建立通讯。
复位、卡应答(ATR)。
第三步:
执行交易。
(信息交换)
第四步:
释放触点并取出IC卡。
所谓释放触点,即是接口设备将其各触点去电,持卡人可拔出IC卡而
结束用卡过程。
第一步触点接通序列(激活电路)
⑴IC卡插入IFD时,终端必须确保所有信号触点都处于状态L,即规定的VoL值(为0-0.4V),而Vcc
在任何触点接触之前是0.4V或0.4V以下。
⑵当IC卡按插入的方向置入时,IFD应能检测它是否定位在标称的正确位置,即IFD触点的中心恰好
和IC触点的中心相重合的位置,允许误差为土0.5mm。
⑶当IFD检测到IC卡是处在这个范围内时,且所有的触点都已接触上,则所有的触点的电特性和电信
号如下:
1终端在整个接通过程始终保持RST为状态L(0〜0.4V);②在I/O或CLK接通之前,必须首先使Vcc
加电:
③随着终端证实VCC已稳定并处在5v(状态H)的范围内时,I/O置为接收方式;④提供一个规定
的稳定而适用的时钟CLK;触点接通序列示意
I/O可在加时钟CLK之前置为接收方式,也可在不迟于施加200时钟周期的期限内置为接收方式。
终端将其I/O置为接收方式后,I/O的状态就取决于IC卡的I/O驱动器的状态。
第二步IC卡的复位
IC卡的复位有冷复位和热复位两种:
冷复位:
当IC卡的电源电压和其他信号从静止状态按一定顺序加上时,称之为冷复位(也即是随着触点接通序列的完成,由终端所启动的复位),IC卡发回应答信号(低电平有效的异步信号)。
冷复位序列
从Ta时刻起,终端施加CLK;
Ta这后最多200个时钟周期内,IC卡必须将其I/O线驱动器置为接收方式;
(由于终端也必须在这段期限内置其I/O线驱动器为接收方式,所以I/O线在Ta后不超过200个时
钟周期的时间内,将确保处于状态H(Vcc)。
为此,终端的I/O触点应经过一个上拉电阻接到Vcc)
Ta时刻开始,终端必须维持RST处于状态L至少400周期。
Tb时刻,终端置RST为状态H;
Tb后的400至40,000个时钟周期间,IC卡在I/0线上必须开始复位应答.如果IC卡未在这段时间内进行复位应答,则终端必须启动一个触点释放序列。
IC卡对终端的复位应答有着规定的规格和内容,如果终端收到的复位应答不符合规定要求时,终端将再次启动一个对IC卡的夏位信号,这一次的复位就称为热复位
IC卡的热复位
热复位:
在电源电压VCC和时钟CLK处于激活状态下,接口设备发出的复位(Reset),称之为热复位(冷复位失败,未达到预期结果,终端将启动热复位),IC卡发回应答信号(和冷复位相同)。
vccII十
热复位序列
热复位从时刻Tc开始,此时终端置RST为状态L;
在整个热复位过程中,终端应保持Vcc和CLK稳定;
在Tc之后最多200周期内,IC卡和终端都必须置I/O为接收方式,即I/O保持为H;
Td时刻,终端置RST为状态H;
Td时刻后的400至40,000个时钟周期内,IC卡必须在I/0线上开始复位应答;如果IC卡未在这段时间内进行复位应答,则终端必须启动一个触点释放序列。
第三步:
执行交易(信息交换)后续介绍
第四步:
释放触点并取出IC卡
作为用卡过程的最后一个步骤,不论交易是正常或异常结束(包括用卡过程中从IFD取回IC卡),终端
必须按以下步骤释放触点
终端以置RST为状态L来开始触点释放序列;
其次,终端把CLK和I/0也置为状态L;
最后,在实际断开触点之前,终端必须先将Vcc去电,Vcc在IFD触点实际断开之前必须为0.4v或更低些;
OX
电路的释放操作应在卡的触点与接口设备触点机械断开之前结束。
交易过程的非正常结束
如果在执行一项交易的过程中,过早地把IC卡从终端以高达1M/S的速度取出时,终端必须能够觉察
出IC卡的运动,并按照上述触点释放序列,在IC卡拔出1mm之前释放所有的触点。
在这种情况下不
得对IC卡产生任何电气的或机械的损伤。
第五节IC卡的工作流程
根据ISO/IEC7816-3:
IC卡异步传输协议(T=0和T=1)和ISO/IEC7816-4可得出IC卡的工作流程。
其中T=0为异步半双工字符传输协议;T=1为异步半双工分组传输协议;
具体采用哪种传输协议是在IC卡加电后由IC卡通知接口设备(IFD)来具体实现的。
IC卡的工作流程
1、从IC卡插入接口设备(IFD)开始工作,首先由接口设备向卡发Reset信号
2、然后由卡向设备发应答,称为复位应答(ATR)信号:
说明卡所使用的传输协议(T=0,T=1或其他)和一些工作参数:
初始字符(TS);格式字符(T0);接口字符(TAi,TBi,TCi,TDi);历史字符(T1,T2…TK)以及校验字符(TCK)等。
3、在复位应答后,首先由接口设备发命令,在7816—3协议中规定命令头由CLA、INS、P1、P2和P3
五个字节组成。
当CLA=FF时,可重新选择协议类型,在其后接口设备所发的命令均按新协议处理;
当CLA丰FF时,由INS字节给出指令(如读指令、写指令、……)。
另外在7816—4中规定命令头CLA、INS、P1和P24个字节是必须有的,而P3则由一个数据体构成,某些命令不存在数据体。
4、卡接收命令后,发应答信号,命令和应答总是成对出现的,称为命令应答对”也可理解为主-从”工作方式。
第六节异步传输的复位应答(3.3.4异步传输的复位应答)
IC卡被终端复位后,用一串称之为复位应答(ATR—AnswerToReset)的字节应答。
这些字节传达给终端
(IFD)的信息规定了IC卡和终端(IFD)之间要建立的通讯的某种特性。
字符帧的构成
r;(n+0.2)etun
复位应答信号以字符为单位(字符帧)进行传送。
每个字符由10位组成:
起始位(1位);数据位(8位);偶校验位(1位)。
起始位(开始位)--对每个字节的传输必须提供同步位,所以在字节头要加开始位,以便向终端指示
传输序列的开始。
保护时间(停止位)--向终端指示传输序列的结束。
便于接收和发射双方去准备下一字节的传输。
奇偶位--差错检测,采用偶校验
数据位(8位)――规定一个字符的最高位为b8位,最低位为b1位,其代码以16进制数表示,如“3F”
每一位在I/O线的持续时间为1etu(基本时间单元,ElementalTimeUnit)。
数位(bit)宽度
I/0线上所用的数位宽度被确定为基本时间单位(etu),它和时钟频率间存在着线性关系。
复位应答时的数位宽度称为初始etu,并由下式算出:
在9600b/s时,相应于3.5712MHz
时钟和分频值372
字符帧的出错处理
当奇偶校验不正确时,从起始位下降沿之后的10.5etu开始,收方(IFD)发送状态A作为出错信号,该信
号宽度为1个etu或2个etu。
发方(ICC)检验I/O是在起始位下降沿之后的lletu处,如I/O处于状态Z,则认为接收是正确的;女口
I/O处于状态A,则认为有错,收方(IFD)期望发方(ICC)重发有错的字符。
字符帧的错误检测和校正是强制性的;如果发送方(ICC)检测到一个错误,则在检测到此错误之后至少
延迟2etu,它必须重发此有争议的字符。
复位应答信息的内容一一ATR
IC卡产生的复位应答信息:
初始字符TS、格式字符TO、接口字符TAi、TBi、TCi、TDi(i=1,2,…),
历史字符T1、T2…TK(最多15个字符)以及校验字符TCK。
其中TS和TO是一定有的,接口字符和校验字符是可选择的。
在TS之后发送的字符数不超过32个。
ATR最多为33个字节
IC卡的复位应答的一般构成
格式字符——TO
字符的高半字节有效位(b5b6b7b8)命名为Y1,当相应位为1时,分别表示后续接口字符TA1TB1TC仃D1存在;字符的低半字节有效位b4到bl命名为K,用它指出历史字符的个数0—15;
IC卡复位应答(ATR)中TO的组成
b5=I-发送TAjb/h发送他b产1,MTC,
K—历史?
0(0-15)
接口字符――TAi、TBi、TCi、TDi
b7-
bi
1bj
*T
■++■
A
YWI-一接口字符存在的摘示符发送TAi+1瓦冃\,发送TH+i
崔:
送TCl+1ba=U崖送TOi+lr…后绒发送的协殺形式
TAiTBiTCi指示协议参数TDi协议类型和是否存在后续接口字符
IC卡复位应答(ATR)接口字符
TDi的组成
接口字符Tdi中T的意义
T=0异步半双工字符传输协议。
T=1异步半双工分组传输协议。
T=2和T=3保留,用于今后的
全双工传输协议。
T=4增强型异步半双工字符传输协议。
T=5到T=13保留,今后使用。
T=14用
于ISO非标准协议。
T=15不属于传输协议,仅表示全局接口字节。
校验字符――TCK
TCK--使复位应答中所传送的数据的完整性得以校验。
TCK的值应这样选择:
使TO到TCK的所有字
符的异或操作结果为零。
如仅用T=0协议,将不发送TCK,在所有其他情况下,都发送TCK。
历史字符――T1.T2.….TK
给出一般的信息,如:
卡的制造者,卡中所用芯片型号,芯片中的掩膜ROM,卡的寿命说明等
由T0的低四位组K来指明历史字符的个数,为T1、T2…,TK,K<=15
接口字符――全局接口字节
全局接口字节给出接口设备(IFD)用来计算的一些参数(F、D、I、P、N、X、U)。
1F是时钟频率转换因子,D是位速率调整因子,用来决定工作时钟周期,由TA1(或PPS1)确定F
和D的值,默认值为F=372;D=1。
2I是最大编程电流因子,P是最大编程电压因子用来定义Vpp的工作状态,由TB1、TB2具体给出,
默认值为I=50;P=5。
3N为额外保护时间,表示两个相邻字符上升沿之间的间隔,由TC1确定,默认值为N=0。
4X为时钟停止指示符,U为IC卡的类别指示符,由TAi(i>2)给出。
(当TDi-1指出T=15后)
全局接口字节TA2
IC卡复位应答后,由TA2具体确定处于哪种操作模式:
①TA2:
存在时是专用模式,确定传输协议和工作时钟周期。
(b4〜b1位指出要使用的协议,b5确定F
值和D值)
②TA2:
不存在时是协商模式,复位应答后无PPS请求,则F和D使用默认值,若复位应答后有PPS
请求,则由IFD发送带有F和D的PPS请求,使卡从协商模式转到专用模式,并使用该F和D。
3.3.5协议和参数选择PPS
在IC卡复位应答之后,如果处于协商模式,则允许接口设备(IFD)向IC卡发送PPS(protocoland
parametersselection)请求。
且只有接口设备(IFD)允许发出PPS请求;其过程如下:
接口设备(IFD)发送PPS的过程
1、接口设备(IFD)向IC卡发送PPS请求。
2、若IC卡收到正确的PPS请求,则发出PPS确认信号来应答,否则将超出初始等待时间。
3、若成功地交换PPS请求和PPS应答,这就选择好了新的协议类型和
(或)传送参数,然后按规定将数据从接口设备(IFD)送到IC卡中。
4、若IC卡收到错误的PPS请求,则
不发回PPS应答信号。
5、若初始等待时间超时,接口设备(IFD)将IC卡复位或予以拒绝。
6、若接口设
备(IFD)收到错误的PPS应答信号,将IC卡复位或予以拒绝
PPS请求和PPS应答信号的组成。
初始字符PPSS(代码为FF)。
格式字符PPS0;PPS0的作用与TD相似,其中b5,b6,b7分另U表示PPSI、PPS2和PPS3是否存在。
b1
一b4选择协议类型,b8留作今后使用。
任选字符PPSI、PPS2、PPS3;PPS1给出F和D的参数值。
PPS2给出N值,PPS3待定。
最后一个校验字符PCK;PCK的值是使从PPSS到PCK的所有字符的异或结果为零的值。
如果PPS应答=PPS请求,则为成功的PP