77 智能卡ATR TA1通信速率计算

1 前言

        智能卡读卡器在读卡前期会以默认标准通信速率9600与卡片交互，期间可通过卡片返回的ATR值中TA1字段获取卡片支持的最大通信速率，然后读卡器通过PPS指令与卡片协商更改通信速率，最后以协商的速率进行通信。

        起初默认9600波特率是比较慢的，所以通过提速可加快智能卡读卡器与卡片的交互速度。那么怎么获取或计算得到卡片的通信速率呢？这就是本文所要记录的。

2 实验背景

        这两天在弄智能卡高速读卡器，目前该款读卡器已实现2.5M通信速率读写，但是该读卡器还未兼容普通卡读卡，所以就要把普通卡读卡的功能合入进来。

        在功能合入过程中，遇到普通卡读卡速度慢的问题，最后发现是普通卡读取没有做自适应速率功能，而是一直以9600速率进行读写，所以导致时间没有达到要求。

        而卡片到底支持多少的通信速率呢？ATR不会直接返回类似9600、115200字段的，那么是怎么得到卡片的通信速率呢？

        下面我们正式开始。

3 通信速率计算

        在此之前列举一点点基础知识（抄别人的）。

（1）ATR也叫复位应答，是一个字节序列，这些字节是由卡作为对复位命令的响应发送给读卡器的。在I/O电路上，每个成功的复位操作都会导致I/O上的一个由初始字符TS开始，后跟最多32个字符的复位应答。ATR的作用是告诉读卡器，我是一张什么样的卡片，以便读卡器知道接下来该以什么样的方式和卡片通信。

（2）ISO/IEC 7816-3标准中对ATR的数据串和数据元做了规定和描述。

数据元	说明
TS	起始字符
T0	格式字符
TA1，TB1，TC1，TD1，...	接口字符
T1，T2，... ，TK	历史字符
TCK	校验字符

（3）ATR的基本数据结构和数据元

（4）ATR中的TA1字段 FI和DI编码对照表

下面是FI编码表：

FI	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111
F	372	372	558	744	1116	1488	1860	RFU
FI	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
F	RFU	512	768	1024	1536	2048	RFU	RFU

下面是DI编码表： 

DI	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111
D	RFU	1	2	4	8	16	32	RFU
DI	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
D	12	20	RFU	RFU	RFU	RFU	RFU	RFU

有了上述的表格，那么我们差    计算公式：通信速率 = 晶振频率 / ( F / D )

差TA1字段的说明： TA1高4位表示 FI，低4位表示DI，公式中F = FI对应查表所得； D = DI对应查表所得；

4 计算示例

        下面给出几个不同通信速率计算示例。

4.1 智能卡9600通信速率计算

        如果卡片仅支持9600速率通信，那么其ATR中的  TA1 = 0x11，故FI = 0001、DI = 0001，查表所得F = 372 ，D = 1. 而由于晶振位3.5712M，则：

        通信速率 = 3571200 / ( 372 / 1) = 9600

4.1 智能卡55800通信速率计算

        如果卡片支持55800速率通信，那么其ATR中的  TA1 = 0x94，故FI = 1001、DI = 0100，查表所得F = 512 ，D = 8. 而由于晶振位3.5712M，则：

        通信速率 = 3571200 / ( 512 / 8) = 55,800

5 参考资料

        感谢下述链接博主的知识分享。

参考文章1： https://www.cnblogs.com/utank/p/5463269.html

参考文章2：https://blog.youkuaiyun.com/michaelcao1980/article/details/8215135 https://blog.youkuaiyun.com/michaelcao1980/article/details/8215135

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本文只是知识再总结记录，便于后续自己快速复习。

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