射頻IC卡技術(shù)及其應(yīng)用資料

1、IC卡技術(shù)(jsh)及其應(yīng)用楊振野 編著(binzh) 中國科學(xué)院教材建設(shè)專家委員會(huì)教材建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目高等院校信息與電子技術(shù)類規(guī)劃教材共四十六頁第一章 基礎(chǔ)知識(shí)1.1IC卡的概念1.2I2C總線1.3CRC碼原理1.4IC卡技術(shù)(jsh)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)共四十六頁IC卡的概念(ginin) IC卡的主要(zhyo)特點(diǎn) 高可靠性 高安全性 大存儲(chǔ)量 方便使用 多應(yīng)用類型 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的發(fā)展歷程 1968年，德國，將集成電路裝入身份識(shí)別卡 1969年12月，日本(r bn)，提出一種制造安全可靠的信用卡方1974年，法國，系統(tǒng)的IC卡運(yùn)作方案共四十六頁IC卡的概念(ginin

2、)1977年6月，CII-Honeywell Bull公司，存儲(chǔ)(cn ch)型IC卡的雛形1978年，第一張采用Siemens SIKART集成電路芯片的IC卡身份識(shí)別及交易卡1980年3月，法國的存儲(chǔ)卡研究組織（memory card group）正式成立1980年11月，第一張裝有CPU的IC卡誕生 共四十六頁IC卡的概念(ginin)國際組織(zzh)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，ISO，International Organization for Standardization國際電工技術(shù)委員會(huì)，IEC，International Electro-technical Commission 共四十六

3、頁IC卡的概念(ginin)國外主要IC卡企業(yè) Siemens、Atmel、Motorola、Bull（法國布爾公司(n s)）、Schlumberger（法國斯倫貝謝公司(n s)）、ISSI、STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體有限公司(n s)）、Samsung、Philips、Toshiba、Hitachi 共四十六頁IC卡的概念(ginin)國內(nèi)主要IC卡企業(yè)(qy)上海復(fù)旦微電子、深圳市明華澳漢、北京握奇、北京航天金卡、北京中電智能卡公司、華旭金卡、北京華大、上海貝嶺、北京大唐微電子、上海華虹集團(tuán)、天津環(huán)球磁卡、深圳德誠信用卡制造有限公司 共四十六頁IC卡的概念(gin

4、in)IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域電信(dinxn)行業(yè)公安行業(yè)公共交通建設(shè)及公用事業(yè)共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域勞動(dòng)(lodng)和社會(huì)保障行業(yè)稅務(wù)行業(yè)組織機(jī)構(gòu)代碼IC卡石油石化行業(yè)啟動(dòng)了IC加油卡工程共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的分類根據(jù)集成電路類型分類 存儲(chǔ)卡邏輯加密(ji m)卡CPU卡信息紐扣（TM卡） 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的分類根據(jù)(gnj)卡與外界數(shù)據(jù)交換的界面不同分類 接觸式IC卡 非接觸式IC卡雙界面卡 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的分類根據(jù)卡的應(yīng)用領(lǐng)域不同分類 金融卡又可以分為信用卡和現(xiàn)金卡兩種 非金融卡 實(shí)際(

5、shj)包含金融卡之外的所有領(lǐng)域，諸如電信、旅游、教育和公交等 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)的基本組成IC卡用卡裝置IC卡讀寫器與被控制對(duì)象的集成 管理系統(tǒng)由普通微機(jī)系統(tǒng)和IC卡讀寫器組成 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡應(yīng)用系統(tǒng)(xtng)的基本組成 共四十六頁IC卡的概念(ginin)IC卡的卡基材料(cilio)卡基：IC卡的塑料卡片基體ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）PVC（聚氯乙烯）PET（聚酯）Melinex 共四十六頁I2C總線(zn xin) 什么是I2C總線？ I2C（inter-integrated circuit）Phili

6、ps公司于20世紀(jì)80年代提出(t ch) 兩線式串行總線，用于微處理器與外圍器件的連接廣泛應(yīng)用于各種以串行通信方式作為接口的集成電路 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線(zn xin)的特點(diǎn)接口線數(shù)少除地線外只有兩條連線硬件占用的空間小可以支持多主控方工作方式 任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的器件都可以成為主控方 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線的構(gòu)成數(shù)據(jù)線SDA 雙向，即每個(gè)器件都必須以O(shè)C或OD方式(fngsh)連接 時(shí)鐘線SCL 對(duì)多主控器件的總線，雙向?qū)τ趩我恢骺仄骷目偩€，單向共四十六頁I2C總線(zn xin)狀態(tài)總線備用時(shí)，SDA和SCL，高電阻高電平狀態(tài)關(guān)閉

7、I2C總線時(shí)，SCL鉗位于(wiy)低電平速率標(biāo)準(zhǔn)模式下，100kb/s高速模式下，400kb/s 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線上的數(shù)據(jù)位傳送 SCL高電平時(shí)，SDA上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)高電平為數(shù)據(jù)(shj)1，低電平為數(shù)據(jù)(shj)0 SCL低電平時(shí)，允許SDA的電平狀態(tài)變化共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線(zn xin)上的數(shù)據(jù)位傳送 共四十六頁I2C總線(zn xin)三種類型信號(hào)起始信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變(tio bin)，開始傳送數(shù)據(jù)停止信號(hào)SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，終止傳送數(shù)據(jù) 共四十六頁I2C

8、總線(zn xin)三種類型信號(hào)(xnho)應(yīng)答信號(hào)接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù) 共四十六頁I2C總線(zn xin)串行總線上的數(shù)據(jù)通信 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線的基本操作器件(qjin)概念主器件發(fā)送控制字節(jié)到總線上的器件被稱為主器件從器件接收控制字節(jié)的器件則被稱為從器件 任一器件都可以作為主器件或從器件 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線(zn xin)的基本操作控制字節(jié)在起始信號(hào)之后bit7bit4，器件的類型識(shí)別符 bit3bit1，片選bit0，讀、寫選擇位1為讀操作，0為寫操作 共四十

9、六頁I2C總線(zn xin)I2C總線的基本操作寫操作(cozu)寫字節(jié)、寫頁操作時(shí)序共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線的基本操作讀操作隨機(jī)讀讀取指定地址(dzh)的數(shù)據(jù)當(dāng)前地址讀讀取當(dāng)前地址的數(shù)據(jù)順序讀 讀取連續(xù)的數(shù)據(jù) 共四十六頁I2C總線(zn xin)I2C總線(zn xin)的基本操作讀操作操作時(shí)序共四十六頁I2C總線(zn xin)與MCS-51系列(xli)單片機(jī)接口 P1和P3口中任選兩條作為接口線分別用電阻（通常用5.1k電阻）上拉至5V電源或者用P0或P2口按位控方式 共四十六頁CRC碼原理(yunl)基礎(chǔ)知識(shí)CRC（cyclic redundancy chec

10、k）碼：循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 目的(md)：校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送是否正確采用了r位校驗(yàn)，強(qiáng)于奇偶校驗(yàn)共四十六頁CRC碼原理(yunl)基本原理發(fā)送端：根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)用于校驗(yàn)的r位校驗(yàn)碼附在原始數(shù)據(jù)后邊，一起發(fā)送出去 接收端：根據(jù)數(shù)據(jù)碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行(jnxng)校驗(yàn)，以確定數(shù)據(jù)通信過程中是否出錯(cuò) 共四十六頁CRC碼原理(yunl)CRC碼算法一些定義一個(gè)數(shù)碼組可以表示成一個(gè)多項(xiàng)式01100101B 可表示為x6+x5+x2+1 P(x)：原始數(shù)據(jù)k-1次多項(xiàng)式G(x)：生成(shn chn)多項(xiàng)式，r-1次R(x) ：CRC多項(xiàng)式T(x)：編碼后帶有CRC

11、碼的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式 共四十六頁CRC碼原理(yunl)CRC碼算法P(x)乘以x ：對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼序列左移r位 除以G(x)：所得余式為R(x) T(x) = xr P(x) + R(x)接收方解碼：將T(x)除以G(x)，如果余數(shù)為0，則說明傳送中無錯(cuò)誤(cuw)發(fā)生，否則說明傳送有誤。 共四十六頁CRC碼原理(yunl)例子：待傳送的原始數(shù)據(jù)為1110B：P(x) = x3+x2+x 生成多項(xiàng)式為1100B ：G(x)=x3+x2，r=3 則R(x)=x，過程(guchng)如下： 共四十六頁CRC碼原理(yunl)例子T(x)=(x6+x5+x4)+(x2)=x6+x5+x4+x2, 即 1

12、110000B + 100B = 1110100B 接受端：無余數(shù)則傳輸正確這里的“減法(jinf)”非一般意義減法(jinf)，而是邏輯異或運(yùn)算 共四十六頁CRC碼原理(yunl)CRC碼硬件電路的實(shí)現(xiàn)方法(fngf)除法電路可以采用CPLD來實(shí)現(xiàn) 共四十六頁CRC碼原理(yunl)比特(b t)型算法 1）將新到來的bit（INPUT）與bit0（LSB）做異或運(yùn)算產(chǎn)生待移入bit7（MSB）的臨時(shí)位。2）將bit1移入bit0，bit2移入bit1。3）將bit3與臨時(shí)位做異或運(yùn)算后移入bit2。共四十六頁CRC碼原理(yunl)比特型算法(sun f)4）將bit4與臨時(shí)位做異或運(yùn)算后

13、移入bit3。5）將bit5移入bit4，bit6移入bit5，bit7移入bit6。6）將臨時(shí)位移入bit7。共四十六頁 IC卡技術(shù)有關(guān)(yugun)標(biāo)準(zhǔn) IC卡的基本(jbn)標(biāo)準(zhǔn) 接觸式IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)GB/T149161994、GB/T16649.11996、GB/T16649.21996、GB /T16649.31996、GB /T175521998、GB/T175541998、ISO/IEC7810:1995、ISO/IEC103731:1998、ISO/IEC103733:2001、ISO/IEC7816.11998 共四十六頁 IC卡技術(shù)有關(guān)(yugun)標(biāo)準(zhǔn) IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn)

14、非接觸式IC卡的基本標(biāo)準(zhǔn) 目前國際(guj)上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可供選用的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是ISO/IEC10536、ISO/IEC14443、ISO/IEC15693和ISO/IEC18000 共四十六頁 IC卡技術(shù)(jsh)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 有關(guān)IC卡應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 社會(huì)保障(sh hu bo zhn)卡建設(shè)總體規(guī)劃 中國金融集成電路（IC）卡規(guī)范V2.0 JR/T 00082000 銀行卡發(fā)卡行標(biāo)識(shí)代碼及卡號(hào) 中國石化加油IC卡應(yīng)用規(guī)范V1.0ISO 85831，2，3 共四十六頁 IC卡技術(shù)有關(guān)(yugun)標(biāo)準(zhǔn) 有關(guān)IC卡機(jī)具(jj)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 182392000、GB92541998、GB/T176181998、GB49432001 涉及IC卡機(jī)具的功能、電源適應(yīng)能力、電氣安全性、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和電磁兼容性等20多項(xiàng) 共四十六頁IC卡技術(shù)有關(guān)(yugun)標(biāo)準(zhǔn) IC卡的測試標(biāo)準(zhǔn) GB/T175541998 ，識(shí)別(shbi)卡測試方法，描述了GB/T14916、GB/T15120、GB/T17552和GB/T16649所規(guī)定的識(shí)別(shbi)卡的測試方法 共四十六頁內(nèi)容摘要IC卡技術(shù)及其應(yīng)用。中國科學(xué)院教材建設(shè)專家委員會(huì)教材建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目。1.1IC卡的概念。1.2I2C總線。1.3CRC碼原理。1.4IC卡技術(shù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。198