Smartcard CA智能卡之调试

最新推荐文章于 2023-02-10 21:33:03 发布

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文章标签：操作系统嵌入式

本文详细介绍了智能卡的字符传输协议，包括异步半双工模式下的起始位、校验位和间隔时间（Guard Time）。此外，还提到了复位应答（ATR）的构成及Smart Card的响应状态字SW1和SW2的含义，为理解智能卡通信提供了深入的见解。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Integrated Circuit Card 集成电路卡，也叫CA卡或智能卡，将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基内，做成卡片形式，也是一个嵌入式小系统。由CPU,ROM,RAM及E2PROM及串行通行单元组成。

其操作系统称为COS，一般带有自已的安全体系，其安全性是衡量COS的重要指标。其功能包含有传输管理，文件管理，安体体系及命令解释。

一般STB机顶盒与智能卡连接图如下：

I/O 串行输入输出
CLK 时钟信号
RST 复位信号
VCC 供电电压一般5V
GND 接地

智能卡与CPU之间按照异步方式传送字节，其具有统一的字符传输格式，一个字由连续的10个ETU完成发送，期间传送1个起始位，8个数据位和1个奇偶检验位。其数据帧传输格式：10bit

ATR结构及内容：

TS初始字节定义随后字符的逻辑电平及位序
0x3B 表示高电平为逻辑'1', lsbf
0x3C 表示低电平为逻辑'1', msbf

T0格式字符，标记协议参数，协议类型

协议参数：

其基本的读写流程图如下：

下面重点说一下smartcard驱动编写主要逻辑：

1、设定卡工作频率
打开设备的时候需要设置频率参数，而芯片实际给SCI 的时钟是由外部传入的
时钟频率参数计算的分频因子分频得来，因为计算公式会舍弃计算的分频因子的小数部分，
所以通过系统时钟分频之后给卡的时钟会存在增量误差，实际配置考虑与需求最接近的值来
设置和权衡
具体算法:
Fsci_clk = Frefclk/((clkicc+1)*2);
其中Frefclk是系统96M时钟Fsci_clk 是外部需要设置的sci时钟,实际要配入寄存器分频因子
clkicc = Frefclk/(2*Fsci_clk) -1;
clkicc 有时候计算出来是浮点数，但只取整，所以设置的频率与实际频率有偏差。

一般来说，其值设定：
对于T0，T1卡，支持频率1MHz～5MHz；对于T14卡，只支持6MHz。单位为khz

2、ETU 串口波特率 Elementary Time Unit
ETU = F / (clk * D) 其中 F 和 D 为调整因子，在TA1中，初值为372和1
则 ETU = 372 / (clk * 1) 则波特率为9600则clk值为 3.57112MHZ

对于寄存器设置如下：
ETU = ((1 + baud) / F(refclk) ) * value ETU范围：5~255

F(refclk) 参考时钟频率，一般为 96000UL
band 为 SCI_BAUD 配置的值 (波特率晚钟分频值寄存器)
value 为 SCI_VALUE配置的值 (ETU内SCI_BAUD 周期数寄存器)

以上的两个参数可能会导致数据发送成功但却无法收到数据的情况！天柏CA就比较特别需要设为[372,2]

3、中断接收数据
利用GPIO作为irq中断线用于数据处理
request_irq(IRQ_SCI,Smartcard_ISR,IRQF_DISABLED,NULL,NULL); 注册中断

利用中断可检测到 Card IN/OUT和 RX 接收数据

对于ATR数据的接收与正常的机卡通讯数据同样操作的，只不过card的状态不同时的操作而已。

init->card in->wait atr->read atr->ready--> 后面就是RX/TX两种数据状态

4、通讯协议说明（字符传输）

Smart Card的字符传输采用的是异步半双工模式，这种异步的模式很像个人电脑上的RS232通信。传输一个字符时，除了8Bits的数据外，还加了以下几个Bits：

起始位-- 用于字符帧的同步