Cu接口技术要求第1部分物理电气和逻辑特性1.docx
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Cu接口技术要求第1部分物理电气和逻辑特性1
YD/T1762.1-2008TD-SCDMA/WCDMA网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：
物理、电气和逻辑特性_1>
TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与
终端间Cu接口技术要求第1部分：
物理、电气和逻辑特性
1范围
本部分规定了USIM-ME（Cu）接口的物理、电气和逻辑特性。
具体内容包括USIM的物理特性、USIM和终端间的电气接口、初始通信的建立以及传输协议、USIM逻辑结构基础模型、通信命令和程序以及独立于应用的文件和协议等。
本部分适用于TD-SCDMA移动通信终端和TD-SCDMA移动通信终端所使用的USIM卡，也适用于WCDMA移动通信终端和WCDMA移动通信终端所使用的USIM卡。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
ETSIETSITS123038数字蜂窝通信系统（阶段2+）：
通用移动通信系统（UMTS）:
字母表和特定语言信息（3GPPTS23.038Release4）
ETSITS102223智能卡；卡应用工具箱（CAT）
ETSITS101220智能卡，用于通信应用提供商的ETSI编号系统
ITU-TRecommendationE．118国际电信支付卡
ISO/IEC7816-1识别卡带触点的集成电路卡第1部分：
物理特性
ISO/IEC7816-2识别卡带触点的集成电路卡第2部分：
触点的尺寸和位置
ISO/IEC7816-3识别卡带触点的集成电路卡第3部分：
电信号和传输协议
ISO/IEC7816-4识别卡带触点的集成电路卡第4部分：
用于交换的行业间命令
ISO/IEC7816-5识别卡带触点的集成电路卡第5部分：
应用标识符的国家编号体系和注册规程
ISO/IEC7816-6识别卡带触点的集成电路卡第6部分：
行业间数据元
ISO/IEC7816-8识别卡带触点的集成电路卡第8部分：
与安全相关的行业间命令
ISO/IEC7816-9识别卡带触点的集成电路卡第9部分：
附加的与安全相关的行业间命令
ISO/IEC7811-1识别卡记录技术第1部分：
凸印
ISO/IEC7811-3识别卡记录技术．第3部分：
ID-I卡片凸饰特性定位
ISO/IEC7810识别卡物理特性
ISO/IEC10646-1信息技术-信息技术通用多八位编码字符集（UCS）第一部分：
体系结构和基本多文种平面
此处需声明，以上3GPP和ETSI相关条文的版本均为R4版本。
3定义、符号、缩略语和编码协定
3.1定义
下列定义适用于本部分：
3V技术的智能卡：
操作在3V±10%和5V±10%的电压下的智能卡。
1.8V技术的智能卡：
操作在1.8V±10%和3V±10%的电压下的智能卡。
3V技术的终端：
在3V±10%和5V±10%的电压下操作智能卡一终端Cu接口的终端。
1.8V技术的终端：
在1.8V±10%和3V±10%的电压下操作智能卡一终端Cu接口的终端。
ADM:
EF的访问条件，其受控于创建该文件的权限。
应用DF:
一个应用的入口点。
访问条件：
一组与文件相关的安全属性。
应用：
包含一组安全机制、文件、数据和协议（除了传输协议）。
注：
一个应用可以是第一级应用，也可以是第二级应用。
应用协议：
一组应用所要求的程序。
卡会话：
卡与外部世界间的联络，它开始于一个ATR，结束于卡的复位或去激活。
信道会话：
在卡会话期间，在给定信道上，卡与外部世界的联络。
它开始于打开逻辑信道，结束于关闭逻辑信道或终止卡会话。
A类操作条件：
终端或智能卡操作在5V±10%的电压下。
B类操作条件：
终端或智能卡操作在3V±10%的电压下。
C类操作条件：
终端或智能卡操作在1.8V±10%的电压下。
当前目录：
最近一次所选择的MF、DF或ADF。
当前EF：
最近一次所选择的EF。
数据对象：
编码为TLV对象的信息，也即包含Tag,Length和Value三个部分。
专用文件（DF）：
包含访问条件和基本文件（EF）或其他专用文件（DF）的文件。
目录：
MF、DF和ADF的泛指。
基本文件（EF）：
只包含访问条件和数据的文件。
文件：
USIM中一组有序的字节或记录。
文件标识：
2字节，用于对USIM中的文件进行识别和定位。
第一级应用：
在MF的EFDIR中指示的可选应用（例如：
USIM应用）。
功能：
包含一组命令和响应对。
GSM会话：
卡会话的一部分，专用于GSM操作。
Lc：
在情况3和情况4命令下，由应用层发送的命令数据的长度。
Le：
应用层期望的在情况2和情况4命令的响应中数据的最大长度。
Lr：
．在响应情况2和情况4命令时，USIM发送给终端的数据长度。
LUSIM：
在响应USIM所接收的情况2和情况4命令时，可从USIM获得的数据的确切长度。
主文件（MF）：
独一无二的必选文件，包含访问条件和DF和／或EF。
多应用终端：
可支持一个以上第一级应用的终端，每一个应用都有各自的用户认证要求。
多应用卡：
有一个以上可选应用的卡。
多会话卡：
在卡会话期间支持并发一个以上的可选应用会话的卡。
多认证USIM：
有一个以上第一级应用，且支持每一个应用都有各自的用户认证要求的卡。
填充：
为了使消息包含所要求数量的比特或字节，附加于消息中的一个或多个比特。
proactiveUSIM:
可以向终端发起命令的USIM。
记录：
在EF中作为单独实体的字节串。
记录编号：
在EF中标识一个记录的数字。
记录指针：
在EF中指向一个记录的指针。
第二级应用：
只能在第一级应用的会话过程中被激活的应用。
第二级应用可以有一个AID，该AID不存储在EFDIR。
中，除非它也是一个第一级应用。
可选应用：
在终端-USIM接口上可以使用AID来选择的应用。
可选应用会话：
在卡会话期间，应用与外部世界的联络。
它开始于选择该应用，结束于终止选择该应用或终止卡会话。
单认证USIM:
对于所有第一级应用只提供一个用户认证要求的卡。
状态H：
在I/0线上的高状态（Vcc）。
状态L：
在I/0线上的低状态（Gnd）。
类型1USIM:
在热复位后总是进入协商模式的USIM。
类型2USIM:
在热复位后总是进入特定模式的USIM。
卡应用工具箱程序：
参见ETSITS102223[4]。
USIM会话：
对于一个USIM应用的可选应用会话。
3.2符号
下列符号适用于本部分：
ffrequency频率
tFFalltime下降时间（从信号幅度的90%
下降到10%之间的时间）
tRRisetime上升时间（从信号幅度的
10%上升到90%之间的时间）
VccSupplyVoltageVCC上的电源电压
VIH.InputVoltage（high）高电平输入电压
VILInputVoltage（low）低电平输入电压
VOHOutputVoltage（high）高电平输出电压
VOLOutputVoltage（low）低电平输出电压
VppProgrammingvoltageVPP上的编程电压
3.3缩约语
ACAccessCondition访问条件
ACKACKnowledge应答
ADFApplicationDedicatedFile应用专用文件
AIDApplicationIdentifier应用标识
ALWALWays始终
AMAccessMode访问模式
AM-DOAccessModeDataObject访问模式数据对象
APDUApplicationProtocalDataUnit应用协议数据单元
ARRAccessRuleReference访问规则引用
ATRAnswerToReset复位响应
BGTBlockGuardTime块保护时间
BWTBlockWaitingTime块等待时间
C-APDUCommandAPDUAPDU命令
CATCardApplicationToolkit卡应用工具箱
CLACLAss类别
CLKCLocK时钟
CRTControlReferenceTemplate控制引用模板
C-TPDUCommandTPDUTPDU命令
CWICharacterWaitingInteger字符等待整数
CWTCharacterWaitingTime字符等待时间
DADDestinationAddress目的地址
DFDedicatedFile专用文件
DODataObject数据对象
EDCErrorDetectionCodebyte错误检测码
EFElementaryFile基本文件
etuElementarytimeunit基本时间单元
FCPFileControlParameter文件控制参数
FiClockrateconversionfactor时钟速率转换因子
FIDFileIdentifier文件标识
GSMGlobalSystemforMobilecommunication全球移动通信系统
I/0Input/Output输入/输出
I-BlockInformationBlock信息块
ICCIntegratedCircuitCardIC卡
IDIdentifier标识
IECInternationalElectrotechnical国际电工委员会
Commission
IFSInformationFieldSizes信息字段大小
IFSCInformationFieldSizefortheUSIMUSIM信息字段大小
IFSDInformationFieldSizefortheterminal终端信息段大小
INFINFormationfield信息字段
INSINStruction指令
ISOInternationalOrganizationfor国际标准化组织
Standardization
LCSILifeCycleSatesInformation生命周期状态信息
LENLENgth长度
LRCLongitudinalRedundancyCheck纵向冗余校检
LSBLeastSignificantBit最低有效位
MFMasterFile主文件
MSBMostSignificantBit最高有效位
NADNodeAddressbyte节点地址字节
NEVNEVer从不
OSIOpenSystemInterconnection开放系统互连
P1Parameterl参数1
P2Parameter2参数2
P3Paramrter3参数3
PCBProtocolControlByte协议控制字节
PINPersonalIdentificationNumber个人识别号码
PPSProtocolandParameterSelection协议和参数选择
PSPINStatusPIN状态
PSDOPINStatusDataObjectPIN状态数据对象
R-APDUResponseAPDUAPDU响应
R-BlockReceive-readyBlock接受准备块
RFUReservedforFutureUse保留用于将来的使用
RSTReSeT复位
R-TPDUResponseTPDUTPDU响应
SADSourceAddress源地址
S-BlockSupervisoryBlock监控块
SCSecurityCondition安全条件
SCDOSecurityConditionDataObject安全条件数据对象
SESecurityEnvironment安全环境
SEIDSecurityEnvironmentIdentifier安全环境标识
SFIShort（elementary）FileIdentifier短文件标识
SWStatusWord状态字
TLVTagLengthValue标签长度值
TPDUTransferProtocolDataUnit传输协议数据单元
USIMUniversalSubsciberIdentityModule通用用户身份识别模块
WIWaitingtimeInteger等待时间整数
WTXWaitingTimeeXtension等待时间扩展
WWTWorkWaitingTime工作等待时间
3.4编码协定
下列编码协定适用于本部分。
除非另有声明，所有长度以字节（byte）表示。
每个字节由比特b8到bl表示，其中b8是MSB，bl是LSB。
在每一个表示中，最左边的比特是MSB。
在USIM中，所有被指定为RFU的字节应被设置为‘00’，并且被指定为RFU的所有比特应被设置为O。
如果USIM中有GSM和／或USIM应用，或在普通电信卡上有GSM和／或USIM应用，那么其他的值可用于申请非GSM或非USIM的应用。
这些值应在这种卡和应用的相应规范中被定义。
在GSM或3G会话中，终端不应对这些字节和比特进行解释。
本部分中数据对象的编码符合ISO/IEC7816-6的规定。
4物理特性
本部分定义了两种物理类型的USIM。
一种是“ID-1USIM”，另一种是“Plug-inUSIM”。
符合本部分的终端必须至少支持其中一种物理类型的USIM。
除非本部分另有声明，两种类型的USIM的物理特性都应与ISO/IEC7816-1和ISO/IEC7816-2相一致。
为了保证USIM能够在电信环境中正确运作，以下附加要求也必须满足。
4.1ID-1USIM
ID-IUSIM的物理特性应满足ISO/IEC7816-1和ISO/IEC7816-2的要求。
终端应可以接受压纹ID-1USIM。
压纹应符合ISO/IEC7811-1和ISO/IEC7811-3的要求。
ID-1USIM的触点应位于卡的正面（压纹面，参见ISO/IEC7810）
4.2Plug-inUSIM
Plug-in的长度为25.00mm±0.10mm，宽度15.00mm±0.10mm，厚度为0.76mm±0.08mm，同时USIM应有一个插入方向的标志。
Plug-inUSIM的物理尺寸和各触点的分布应符合图1的要求（图中长度单位为mm）
图1Plug-inUSIM
4.3卡操作的温度范围
卡的完全操作温度范围应在－25℃到+70℃之间，允许其峰值偶尔达到+85℃。
这里偶尔是指在卡的生命期内温度达到+85℃的次数总共不超过100次，每次不超过4小时。
4.4触点
4.4.1触点的规定
4.4.1.1终端
终端中触点C4和C8为RFU。
C4和C8对USlM应呈现高阻抗。
终端可以不提供触点C6，如果存在触点C6，那么C6应对USIM己呈现高阻抗.
4.4.1.2USIM
USIM不需要提供触点C4和C8。
如果提供了，那么在USIM内触点C4和C8不应被连接。
触点C6在USIM内不应被焊接。
4.4.2触点的激活和去激活
终端依照ISO/IEC7816-3中规定的操作程序，对USIM进行连接、激活和去激活操作。
对于任何操作电压，在正常开关情况下监控激活序列和去激活序列各触点应按照一定的顺序激活和去激活。
只要可能，建议当终端被关机时，在所有情况下部遵循ISO/IEC7816-3中5.4节定义的去激活顺序。
如果USIM时钟已经被停止并且没有被重起，终端可以以任何顺序来去激活，只要在Vcc离开高电平前所有其它触点的信号都到达低电平。
如果USIM时钟已经停止并且在去激活前重起，那么去激活的顺序应遵循ISO/IEC7816-3中5.4节的规定。
当Vpp被连接到Vcc（在本部分中只有支持A类操作条件的终端才允许这样连接），那么Vpp应和Vcc一起被激活和去激活，Vcc的激活和去激活时间应遵循ISO/IEC7816-3中5.2节和5.4节的规定。
激活和去激活过程参见图2和图3：
4.4.3非激活状态的触点
当电源连接在终端上且终端被关机，则终端上触点Cl、C2、C3、C6和C7的电压以地（C5）为参考应在OV±O.4V的范围内。
在测量C2、C3、C6和C7的电压时，测量设备的阻抗应为50kΩ。
当测量C1的电压时，测量设备的阻抗应为10kΩ。
4.4.4触点压力
触点压力应足够大以确保可靠持续的接触（例如：
克服氧化和防止由抖动引起的中断）。
在触点区域内接触单元的曲率半径应≥0.8mm。
在任何情况下每个触点的压力都应≤0.5N。
应尽量避免对触点以外的区域施加不适当的压力。
这种压力可能会对USIM内部组成部分造成损坏。
5USIM-ME接口的电气特性
本部分中规定的电气特性的电压范围包括4.5V～5.5V、2.7V～3.3V、1.62V～l.98V。
对于每一个状态（VOH，VIH，VIL，VOL），正电流定义为在该状态下电流流出实体（终端或USIM）。
3V和1.8V技术的终端或USIM都不支持Vpp。
在电源打开的状态下，USIM有两种状态：
●当USIM在执行一个命令时，USIM处于操作状态。
这个状态包括从终端发送命令，执行命令，直到向终端发回响应的整个过程。
●在其他时间，USIM则处于空闲状态。
在这个状态下USIM应保留所有相关的数据。
在空闲状态时，时钟可以依照6.6节的规定被停止。
在稳定操作期内，时钟的占空比应在40%到60%之间。
时钟周期被定义为连续两个上升沿的50%Vcc的点间，或连续两个下降沿的50%Vcc的点间的时间。
当转换时钟频率时，终端应保证没有脉冲短于80ns（所允许的最短时钟周期的40%）。
5.1A类操作条件
5.1.1供电电压Vet（触点C1）
终端应在以下的指标要求内操作USIM。
表1：
在正常操作条件下Vcc的电气特性
符号
最小值
最大值
单位
Vcc
4.5
5.5
V
在ATR期间（包括激活和去激活）USIM电流消耗值不应超过6.2.2节表14和表15所给出的值。
当USIM处于空闲状态，卡的电流消耗在1MHz和25℃下不应超过200μA。
如果时钟停止模式被激活，那么在时钟停止时电流消耗也不应超过200μA。
终端应满足以上定义的最大电流的要求。
终端也应能够中和卡的电流消耗中的一些尖峰，以保证供电电压保持在指定的范围内。
这些尖峰电流为最大到40nAs的电荷，持续时间不超过400ns，幅度不超过200mA。
注：
一个可行的解决方案是在离触点单元尽可能近的地方放置一个电容（例如：
lOOnF的陶瓷电容）。
5.1.2复位RST（触点G2）
终端应在以下的指标要求内操作USIM。
表2：
在正常操作条件下RST的电气属性
符号
条件
最小值
最大值
单位
VOH
IOHmax=+20μA
Vcc-O.7
Vcc（见注）
V
VOL
IOLmax=-200μA
0（见注）
0.6
V
tRtF
Cout=Cin=30pF
400
μs
注：
在动态运行过程中，RST的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。
5.1.3编程电压Vpp（触点G6）
USIM不需要Vpp上的任何编程电压。
终端不需要提供触点C6，如果终端提供了触点C6，那么，在A类操作条件下仅支持ID-1USIM的终端应向Vpp提供和Vcc同样大小的电压；如果终端支持的是Plug-inUSIM，那么不需要向触点C6提供任何电压。
对于仅支持A类操作条件的终端可以将触点C6连接到Vcc但不能接地。
5.1.4时钟CLK（触点C3）
终端应支持1MHz到5MHz的时钟频率。
时钟应由终端来提供，并使用无“内部时钟”的USIM。
在稳定操作期间，时钟占空比应在40%到60%之间。
终端应在以下的指标要求内操作USIM。
表3：
在正常操作条件下CLK的电气属性
符号
条件
最小值
最大值
单位
VOH
IOHmax=+20μA
0.7×Vcc
Vcc（见注）
V
VOL
IOLmax=-200μA
0（见注）
0.5
V
tRtF
Cout=Cin=30pF
时钟周期的9%。
最大为5μs
注：
在动态运行过程中，CLK的电压允许过冲，但应其保持在-0.3V和+0.3V之间
5.1.5I/O（触点C7）
表4定义了I/O（触点7）的电气特性。
通过下表所给出的值可以推导出终端中上拉电阻器的阻值以及终端和USIM中驱动器和接收机的阻值。
表4：
在正常操作条件下I/O的电气特性
符号
条件
最小值
最大值
单位
VIH
IIHmax=+20μA
（见注2）
0.7×Vcc
Vcc+0.3
V
VIL
IILmax=+1mA
-0.3
0.15×Vcc
V
VOH（见注1）
IOHmax=+20μA
3.8
Vcc（见注3）
V
VOL
IOLmax=-1mA（见注3）
0（见注3）
0.4
V
tRtF
Cout=Cin=30pF
1
μs
注1：
这里假设在接口设备中使用了一个上拉电阻器（建议值：
20kΩ）。
注2：
在静态条件（空闲）下只有正值适用。
在动态操作条件（发射）下，在I/O线上的短期尖峰电压会引起电流的逆转。
注3：
在动态运行过程中，I/O的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。
5.2B类操作条件
5.2.1供电电压Vcc（触点C1）
终端应在以下的指标要求内操作USIM。
表5：
在正常操作条件下Vcc的特性
符号
最小值
最大值
单位
Vcc
2.7
3.3
V
当USIM处于空闲状态，卡的电流消耗在1MHz和25℃下不应超过200μA。
如果USIM处于时钟停止模式，那么电流消耗在25℃下不应超过100μA。
终端应能提供6.2.2节表14和表15定义的最大电流。
终端也应能够中和卡的电流消耗中的一些尖峰，以保证供电电压保持在指定的范围内。
这些尖峰电流为最大到12nAs的电荷，持续时间不超过400ns，幅度不超过60mA。
5.2.2复位RST（触点C2）
终端应在以下的指标要求内操作USIM。
表6：
在正常操作条件下RST的电气特性
符号
条件
最小值
最大值
单位
VOH
IOHmax=+20μA
0.8×Vcc
Vcc（见注）
V
VOL
IOLmax=-200μA
0（见注）
0.2×Vcc
V
tRtF
Cout=Cin=30pF
400
μs
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