Cu接口技术要求第1部分物理电气和逻辑特性2.docx

1、Cu接口技术要求第1部分物理电气和逻辑特性2YD/T 1762.1-2008 TD-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_26初始通信建立程序 6.1 USIM激活和去激活终端应根据4.4.2节的要求对USIM的触点进行激活和去激活的操作。在6.2节中定义的激活期间供电电压的转换应取代任何与供电电压转换无关的下一步行为而成为最优先的行为。6.2供电电压的转换终端应首先用可用的最低电压类别来激活USIM。如果没有收到ATR，USIM应被去激活并用终端所支持的高一级的电压来激活USIM。如果在第一次旅加的电压类别后收到ATR，那

2、么终端将分析ATR的内容。如果终端所使用的电压操作类别USIM不支持，那么终端应去激活USIM并使用USIM所指示的供电电压类别来激活USIM。如果ATR被破坏，终端应在拒绝USIM前使用同样的操作电压类别执行激活程序至少3次。如果连续3次ATR都被破坏，终端应使用高一级的电压类别来激活USIM。在本情况下，终端被限制仅能使用相邻的下一更高级别的电压类别来进行第二次尝试。6.2.1 供电电压类别供电电压类别由USIM中的ATR (TAi，i2)来指示。表13：ATR中指示的供压类别符号最小值最大值单位类别编码（二进制）Vcc4.55.5VAxx xxx1Vcc2.73.3VBxx xx1xVc

3、c1.621.98VCxx x1xxVccRFURFUVDxx 1xxxVccRFURFUVEx1 xxxx注：A类和B类的值符合ISO/IEC 7816-3的要求。C类、D类和E类在ISO/IEC 7816-3中被指定用于将来的应用。允许同时支持数个电压类别，但这种支持必须是连续的，例如：AB，BC。跨越式的组合如AC是不允许的。6.2.2在ATR期间的USIM的功率消耗表14和15指定了在ATR期间USIM消耗的最大功率。在ATR期间USIM的功率消耗应与ATR手旨示的电压类别相一致。如果USIM支持多个供电电压类别，那么每一个类别都应符合表14和表15指定的相应的最大ATR功率消耗。该要

4、求是必须满足的，因为在接收到ATR并选择一个应用前终端无法知道USIM的功率消耗。表14：在最大外部时钟频率下的ATR期间的功率消耗符号电压类别最大值单位IccA10mAIccB7.5mAIccC5mAIccDRFUmAIccERFUmA表15：在4MHz下，ATR期间的功率消耗符号电压类别最大值单位IccB6mA IccC4mAIccDRFUmAIccERFUmA注：在GSM中对于3V或更低的电压，4MHz是指定的最大时钟频率。6.2.3与应用相关的电气参数USIM的最大消耗功率要取决于操作条件和它所运行的应用。在一个应用被选择前USIM的功率消耗要受限于表14和表15所规定的值（当应用的访

5、问条件被成功验证，则认为该应用被选择）。如果一个应用没有要求访问条件，那么当与该应用相关的命令在所选应用内被执行则认为该应用已被选择。选择一个应用和执行一个STATUS命令不被认为是与应用相关的命令的执行。终端可以通过选择一个应用，从而在SELECT命令的响应中得到应用功率消耗的指示。它也可以在应用内发出一个STATUS命令，然后在命令响应中得到该信息。表16：在USIM会话期间USIM的最大功率消耗符号电压类别最大值单位IccA60mAIccB50mAIccC30mAIccDRFUmAIccERFUmA注：所有值都是假设在最大外部时钟频率条件下。应用可以指定他们自己的最大功率消耗值，但不能超

6、过表16所规定的最大值。如果一个应用没有指示它的最大功率消耗值，那么终端则假定其最大功率消耗为表17所规定的值。表17规定了在最大时钟频率下，在应用会话期间终端应能够给USIM提供的最小功率。表17：在USIM会话期间终端提供的最小电压符号电压类别最小值单位IccA10mAIccB10mAIccC10mAIccDRFUmAIccERFUmA 注：所有值都是假设在最大外部时钟频率条件下。6.3：复位响应的内容ATR是执行复位操作后USIM发送给终端的字节中的第一个字符串。ISO/IEC 7816-3中第6章对ATR进行了定义。即使终端只使用了T=O和T=1协议，终端也应能够接收除T=O和T=1以

7、外的传输协议的接口字符，包括历史字节和校验字节。USIM应返回T=15的全局接口参数。本部分的附件D列举了ATR内容的样例。6.3.1 历史字节的编码历史字节向外部世界指示了如何使用卡。USIM的历史字节所携带的信息遵循ISO/IEC 7816-41123中第8章的规定。历史字节最多由15个字节构成。如果有历史字节，则它包含3个域，一个是类别指示1字节，然后是可选的COMPACT-TLV数据对象，之后还有3字节的状态指示。类别指示是USIM发送的第一个历史字节。它的值应为80，表示历史字节使用COMPACT-TLV数据对象编码。USIM发送的第一个信息是“卡的数据服务”数据对象。这个数据对象由

8、标签31引入。卡发送的第二个信息是“卡的能力”数据对象，这个数据对象由标签73引入。其他的数据对象是可选的。6.3.2速率增强终端和USIM除了缺省值(372，1)外，应至少支持(F，D)=(512，8)和(512，16)。当然，其他值也可以被支持。如果终端使用以上以外的值请求PPS，那么应根据相应的值来发起PPS程序。USIM在ATR的TA1中给出了传输因子F和D的值。6.4 PPS程序为了使用缺省值以外的传输参数，终端和USIM应支持PPS程序。替代的参数在ATR中被指示出。这些参数依照ISO/IEC 7816-3中第7章的要求来解释。终端应在IS0/IEC 7816-3所定义的USIM指

9、示中选择一个值。6.5复位程序本部分中定义了两种类型的复位，一种是冷复位，另一种是热复位。冷复位是指发生在触点激活之后的第一次复位。热复位是指除冷复位以外的其他所有复位。6.5.1冷复位冷复位依照ISO/IEC 7816-3的要求执行，并且USIM应进入协商模式。冷复位后，安全状态应被重置。冷复位过程参见图2。6.5.2热复位热复位依照ISO/IEC 7816-3的要求执行，并且USIM应进入协商模式或特定的模式。如果USIM进入特定的模式，它应呈现出与热复位前的会话同样的协议和接口参数(Fi，Di)。无论当前什么应用是活动的，在同一会话内发出的每一个热复位后USIM都应用同样的ATR来响应。

10、在热复位后，安全状态应被重置。热复位过程见图4。6.5.3复位的反应遵照本部分的USIM可以是类型l的USIM，也可以是类型2的USIM。图5描绘了两种类型的USIM分别如何对冷复位和热复位做出反应。图5复位的反应详细信息请参见附件I。6.6时钟停止模式USIM应支持本节所定义的时钟停止模式。时钟停止模式在ATR的T=15的TAi (i2)中指示，参见ISO/IEC 7816-3。对于只支持A类操作条件的USIM，时钟停止模式“不允许”可能被指示，参见6.3节。如果USIM支持任何其他的操作条件即使同时也支持A类操作条件，则时钟停止模式应被支持并且相应的指示应被设置。终端应遵循该指示，而不去管

11、卡中所指示的操作条件。终端在接收到响应的最后一个字符后应至少等待1860个时钟周期（包括2etu保护的时间）才可以去关闭时钟（如果允许这么做）。终端在启动时钟后应至少等待744个时钟周期才可以开始发送第一个命令。6.7 比特字符的持续时间和采样时间比特字符的持续时间和采样时间在ISO/IEC 7816-3的6.3.2节中定义。在I/O上使用的最小的位持续时间被定义为基本时间单元etu。在ATR期间，初始etu为372/fi秒，频率fi由接口设备在CLK上提供，fi的取值范围为l-5MHz。6.8错误处理在接收到一个不符合本部分要求的ATR后（例如：禁止的ATR字符或过少的ATR字节），终端应执

12、行复位操作。终端在连续3次接收到错误的ATR前不应拒绝USIM。在ATR发送期间，ISO/IEC 7816-3的6.3.3节定义的错误检测和字符重传程序对于终端是可选项，而随后基于T=O的发送，对于终端则为必选项。对于USIM，错误检测和字符重传程序对于所有使用T=O的通信都是必选项。6.9兼容性仅操作在A类操作条件下并且符合5.1节定义的电气参数的终端应能够操作一个3V技术的智能卡。为了和现有的终端相兼容，用于应用的USIM（其供电电压类别基于STATUS响应程序，参见6.2.3节）除了要支持本部分定义的ATR内的供电电压类别指示外，还必须支持本程序。如果USIM不支持任何供电电压指示，终端

13、应把该USIM当作仅支持5V供电电压的卡。7传输协议本章定义了在终端和USIM间用于数据交换的传输协议。描述了在异步半双工传输协议下由终端发起的为了实现传输控制和特定控制的命令的结构和处理过程。本部分定义了两种不同的传输协议。一种是基于字符(character)的T=O协议，一种是基于块block）的T=1的协议。终端必须同时支持T=0和T=1两种协议。USIM则可以支持其中的一种，也可以两种都支持。这两种协议应按照本部分的规定被支持。在成功进行了复位响应或PPS交换后，传输协议被启动。本章的各部分对ATR内提供的其他参数和与特定协议相关的其他参数进行了定义。本协议依据OSI参考模型的分层原则

14、，分为四层，具体如下： 物理层，所包含的定义对T=O和T=1都有效。 数据链路层，包含：字符构成、块的构成、块的标识、发送块、检测传输和序列错误、错误处理、协议同步。 传输层，定义了对于每个协议特有的源于应用的消息传输。 应用层，定义了依照应用协议进行的消息交互，它对于两种协议是通用的。7.1物理层T=0和T=1两种协议都要使用物理层和7.2.1节中所定义的字符帧。7.2数据链路层本节描述了针对于T=0和T=1两种协议的时伺要求、特定选项和错误处理。7.2.1 字符帧在I/O线上传输的字符被嵌入到一个字符帧内。在字符传输前，I/O线应处于H状态。之后，按照正向约定，字符中的逻辑1可以用I/O线

15、上的H状态表示，按照反向约定则可以用I/O线上的L状态表示。一个字符由10个连续的比特构成（见图7）：一个在L状态的开始比特；八个数据字节比特；一个奇偶校验比特。奇偶校验比特的设置遵循这样的原则：包括字符帧中的奇偶校验比特在内有偶数个比特被设置为1。时间起点被确定为最后一次观察到的H状态和第一次观察到的L状态间的中间点。接收机应在0.7个etu前（接收机时间）确认开始比特。接下来的比特应按照（n+0.50.2）etu（n表示第n个比特）的间隔来接收。bl为开始比特。在字符内，从首个比特的前沿到最后第n个比特的后沿间的时间应为(n+0.2) etu。两个连续字符开始比特的前沿间的间隔是由字符持续

16、时间（100.2）etu加上保护时间构成。在正确传输的情况下，在保护时间内USIM和终端都应处于接收模式（I/O线处于H状态）。在I/0线上总是先传送数据的最高有效字节。字节内比特的顺序（先传LSB或先传MSB）由复位响应中字符TS的内容决定（正向约定、反向约定）。7.2.2传输协议T=OT=O是基于字符的半双工异步传输协议。使用T=O协议的所有命令都是由终端通过发送五字节的命令头来发起，五字节的命令头是通知USIM去做什么。终端将总是扮演主设备而USIM则扮演从设备。终端和USIM双方都清楚传输的方向。7.2.2.1 基于T=O协议发送字符的定时和特定选项两个连续字符开始比特的前沿间的最小间

17、隔应至少为12etu。USIM发送的任何字符开始比特的前沿和USIM或终端发送的前一个字符开始比特的前沿间的间隔为WWT。WWT的时间不应超过960*WI*Fi/f。WI是一个整数，它在特定的接口字节TC2中被接收。如果没有TC2，WI的缺省值为10。时钟速率转换因子Fi和波特率转换因子Di在TAi中被指示。如果没有TAi，他们的缺省值分别为372和1。如果WWT被超过，终端应在960etu内发起去激活过程。7.2.2.2命令头命令通常由终端发起，它以五字节所谓的命令头的形式向USIM发送一个指令。命令头是由五个连续字节CLA、INS、P1、P2和P3构成。这些字节和数据一起随着命令被发送就构

18、成了T=O的命令传输协议数据单元(C-TPDU)。C-APDU到C-TPDU的映射关系在7.3节描述。终端向USIM发送命令头后则等待返回的程序字节。7.2.2.3命令处理当USIM接收到命令头，一个包含程序字节的响应应被发送给终端。终端和USIM都应很清楚数据流的方向，并知道谁可以访问I/O线。7.2.2.3.1程序字节程序字节给终端指明了下一步的动作。程序字节用于保持终端和USIM间的通信。他们不应被传送到应用层。程序字节的编码和终端应采取的动作在表18中列出。表18程序字节编码字节值动作ACK等于INS字节终端应传送所有剩余的数据字节，或者终端应准备好接收从USIM发来的所有剩余的数据字

19、节。等于INS字节的补码( ) 终端应传送下一个数据字节，或者终端应准备好接收从USIM发来的下一个数据字节。NUL60NULL字节要求不要进行进一步的数据发送，终端只用等待携带程序字节的字符。此行为造成了额外的工作等待时间WWT。SW161终端应等待第二个程序字节，然后向USIM发送GET RESPONSE命令头，其中最大长度参数为XX，这里XX是第二个程序字节(SW2)的值。6C终端应等待第二个程序字节，然后立即向USIM重复前一个命令头，其中长度参数为XX，这里XX是第二个程序字节(SW2)的值。在这些动作之后，终端应等待进一步的程序字节或状态字。7.2.2.3.2状态字节状态字节SW1

20、和SW2构成了结束序列，在命令结尾指示了USIM的状态。一个正常的命令结尾由SW1SW2=90 00来指示。表19状态字节编码字节值动作SW16X或9X（除了60、61和6C）终端应等待进一步的状态字节( SW2)。终端应返回状态字（与任何适当的数据一起）给应用层，并等待另一个C-APDU。7.2.2.4 错误检测和纠错除了终端在ATR程序期间外，错误检测和纠错程序是T=O协议的必选程序。从接收机侧看，错误被定义为接收到一个不正确的奇偶校验。错误通过在字符开始比特前沿起（10. 50.2）etu后设置I/O线状态为L来指示。I/O线在状态L的时间最大为2etu，最小为1etu。从被发射字符开始

21、比特的前沿起(110.2) etu后，发射机应进行I/O线奇偶校验错误指示的检测。如果USIM或终端作为接收机在刚刚接收到的字符内检测到奇偶检验错误，则它应在字符开始比特的前沿后（10.50.2）etu时设置I/O线进入L状态来向发射机指示错误，L状态的持续时间最大为2个etu。如果从被发射字符开始比特的前沿起(110.2) etu后，发射机检测到奇偶校验错误指示，那么字符应在2etu的最小时延后再次被发送。7.2.3传输协议T=1T=1协议是基于块的半双工异步传输协议。该协议在以下情况后被发起。 由冷复位引起的ATR后； 由热复位引起的ATR后； 成功的进行PPS交换后。通信开始于终端向US

22、IM发送一个数据块。发送数据块的权限在终端和USIM间来回交互。数据块是可被发送的最小数据单元，它可以包含应用数据或传输控制数据。在对已接收数据进行处理前应首先执行对已接收数据的检测。7.2.3.1 基于T=1协议发送数据块的定时和特定选项本节定义了基于T=1协议发送数据块的时间要求、信息文件的大小以及错误检测参数。7.2.3.1.1 信息字段的大小IFSC定义了USIM可以接收的数据块信息字段的最大长度。IFSC的缺省值为32字节，在ATR的TA3中会指示非缺省值的其它的值。IFSD定义了终端可以接收的数据块信息字段的最大长度。IFSD的缺省值为32字节，在卡的会话过程中可以调整该值。IFS

23、D的最大值为254字节。7.2.3.1.2字符等待整数CWI用来计算CWT，它的值在0到5之间。该值在TB3的b4到bl比特设置。7.2.3.1.3字符等待时间CWT被定义为在一个数据块内两个连续字符前沿间的最大时延。CWT可以通过CWT=(11+ 2CWI)etu计算出来。7.2.3.1.4数据块等待整数BWI用来计算BWT，它的值在0到4之间。该值在TB3的b8到b5比特设置。7.2.3.1.5数据块等待时间BWT被定义为卡接收的数据块的最后一个字符的前沿和卡发送的下一个数据块的第一个字符的前沿间的最大时延。图9块等待时间BWT可以通过BWT=11etu+2BWT960372f（秒）计算出

24、来。BWT用于检测一个无响应的卡。7.2.3.1.6数据块保护时间图10块保护时间USIM接收到的数据块的最后一个字符和USIM发送的下一数据块的第一个字符间的延时应符合下面的要求：BGT延时BWT。7.2.3.1.7等待时间扩展WTX是一个用来请求更多的时间来处理命令的参数。7.2.3.1.8错误检测码ATR中的参数TCi是用来定义使用哪一个错误检测码。这里应使用LRC，设置bl=0。在TCi中的所有其他比特都是RFU，他们应被设置为0。7.2.3.2数据块的帧结构由数据块组成的协议在终端和USIM间传送。每一个数据块都具有以下的结构。表20 数据块的帧结构导引字段信息字段结尾字段NADPC

25、BLENINFEDC1字节1字节1字节0-254字节1字节导引字段和结尾字段是必选字段。信息字段是可选字段7.2.3.2.1导引字段导引字段包含三个必选字节：l字节的节点地址字节(NAD)，l字节的协议控制字段(PCB)和1字节的长度字节(LEN)。7.2.3.2.1.1 节点地址字节NAD字节定义了数据块的源地址和目的地址。如果两个逻辑连接共同控制Vpp状态(使用比特b8和b4)，NAD字节也可以用来辨别不同的逻辑连接。由于目前没有使用b8和b4，它们被编码为0。以下是NAD字节的结构。 表21 节点地址字节b8 b7b6b5b4b3b2bl未使用DAD未使用SAD在终端发送的第一个数据块内

26、，一个基于SAD和DAD内地址的逻辑连接被建立。之后包含同样地址对的的数据块与同样的逻辑连接相关联。目前只有缺省值SAD=DAD=O被支持。所有其他的组合都是RFU。7.2.3.2.1.2协议控制字节所有用于控制传输的信息都在协议控制字节PCB中被传送。PCB字节指示了数据块的类别。T=1协议支持以下三种不同类型的数据块： 信息块I-block用于传送APDU的命令和响应； 接收准备块R-block用于传送确认消息； 监控块S-block用于发送控制信息。以下几张表对三种数据块的编码进行了定义。表22 I-block的PCB编码b8b7b6b5b4b3b2bl0序列号N(S)链接多数据比特，M

27、RFU表23 R-block的PCB编码b8b7b6b5b4b3b2bl100序列号N(R)参见表24表24 R-block的PCB字节内的比特b4-blb4b3b2bl值含义00000容错00011EDC和/或奇偶校验错误001O2其他错误XXXXXRFU表25 S-block的PCB编码b8b7b6b5b4b3b2bl1 lX参见表26表26 S-block的PCB字节内的比特b4-blb5b4b3b2bl值含义0000O0再同步0O0O11信息字段0O01O2异常中止000113BWT的扩展001004VPP状态上的错误（见注）XXXXXXRFU注：USIM不使用，终端应符合本部分的要求

28、。b6指示了它是一个请求(b6=O)或是一个响应(b6=1)。7.2.3.2.1.3长度字节长度字节指示了数据块信息字段的字节数。不同类型的数据块其信息字段的字节数从0到254字节不等。LEN=00表明没有信息字段，FF则表示为RFU。7.2.3.2.1.4信息字段信息字段(INF)是可选项，数据块的类型决定了该字段的用途。表27信息字段数据块类型INF的用途I-block传送APDU的命令和响应。R-block不使用。S-block传送与应用无关的信息： 单字节INF用于调整有WTX的IFS; 当VPP上的信号错误，管理链接异常中断或重新同步时，INF 不出现。7.2.3.2.2结尾字段结尾

29、字段包括被发送数据块的错误检测码(EDC)，这里应使用ISO/IEC 7816-3中定义的LRC。7.2.3.2.3数据块的符号表示法7.2.3.2.3.1 I-blockI-block用I(N(S)，M)表示，其中N(S)表示发送的数据块的序列号；M表示是否使用链接功能链接多个数据比特。7.2.3.2.3.2 R-blockR-block用R(N(R)表示，其中N(R)表示所期望的I-block的序列号。7.2.3.2.3.3 S-blockS-block通常是成对使用的。一个S（请求）通常跟随一个S（响应）。S-block表示如下： S (RESYNCH请求)，再同步请求； S (RESYNCH响应