ЧИП-КАРТЫ. УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ

ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ДПЯ ЧИП-КАРТ

На рис. 3.18 более подробно показаны приипипиальиые схемы входных и выходных цепей основных блоков микросхемы, а иа рис. 3.19 представлена функциональная схема ее системы синхронизации.

Тактовый генератор микросхемы TDA 8000 может работать либо с кварцевым резоиатоэом, либо от внешнего сигнала, взятого, например, от другой микросхемы TDA 8000 или от основной системы. На контакт синхроипзащш карты подается сигнал с частотой вдвое меньшей, чем у резонатора (2-12 МГц), или равной частоте сигнала иа контакте CLKIN (1-6 МГц). Хотя некоторые карты способны работать ш оче№ низкой частоте, ее нежелательно выбирать ме1Л.ше 1 МГц. Рекомендуемая частота резонатора - 7,16 МГц, поскольку в этом случае скорость обмена данными с большинством асинхронных карт составит 9600 бод.

К выходу тактового генератора подключен дополнительный делитель, формирующий внутреишге синхросигналы микросхемы, а на выходе CLKOUT, в зависимости от состояния контакта CLKDIV, будет сигнал с частотой, равной частоте резонатора либо вдвое меньшей.

Такое количество режимов, безусловно, позволяет использовать TDA 8000 в самых разных приложениях.

Система внутренней синхронизации TDA 8000 позволяет точно формировать последовательности включения и выключения карт. Предписываемые стандартом ISO 7816, согласно показанному иа рис. 3.20 алгоритму

Подача напряжения на TDA 8000 переводит микросхему в состояние покоя, при котором обесточены все К01ггакты картоприели^ика. Таким образом, системе безразлично, есть в нем карта или ее вставят потом. Наличие карты определяется по сигналу иа выводах PRES или PRES, а переход в шшкий уровень линии OFF сообщает об этом микроконтроллеру, обычно работающему по прерываниям. Тогда процессор начнет выполнение цикла обработки карты, переводя линию START в низкий логический уровень. После этого TD А 8000 выпол1шет следуЮ1Щ1е операции (в указанном порядке):

на KOirraKT Vcc карты подается напряжение 0-5 В;

подключаются вход/выход карты;

напряжение Vpp переходит из О в 5 В;

на карту подаются сигналы С1П1хронизации.

Рис. 3.18. Схемы входных и выходных коскодов TDA 8000

ЧИП-КАРТЫ. УСТРОЙСТВО и ПРИМЕНЕНИЕ

рийные УСТРОЙСТВА для чип-карг

XTAL CLKIN Рис. 3.19. Структурная схема цепи синхранизации TDA 8000

Рис. 3.20 Принцип работы IDA 8000

Обычно на этой стадии управляющее устройство вьшает на карту команд} сброс по лишш RSTIN. Тогда карта выдаст свой ответ на сброс - последовательность байтов, начинающихся с 3Fh (соглашение ISO 1177, инверсный) или 3Bh (соглашение ISO 1177, прямой), в которой может содержаться до 32 символов помтю головного байта, названного TS.

Это сообщение очень важно, так как оно позволяет управляющему устройству определить тип карты, особенности обмена данными и, в случае необходимости, получить краткую историю карты (15 символов максимум).

К примеру, банковская карта или карта FRANCE TELECOM (в которых ИСПОЛЬЗУЮТСЯ одни и те же кристаллы BULL СР8) может

вьщать по команде сброс следующий ответ (в шестнадцатеричном коде):

3F 66 35 10 01 04 6С 90 00

При этом система находится в режиме чтения (read), и управляющее устройство теперь может, если необходимо, начать операцию записи (write), переводя в низкий уровень линию WKH t микросхемы TDA 8000, Прн этом направление передачи данных по линии I/O изменяется на обратное, а напряжение Vpp с определенной скоростью (обычно 1 В/мкс) повышается до выбранного напряжения программирования.

Когда запись закончена, линия WTHTE переводится обратно в высокий уровень. Вся система сразу же возвращается в режим чтения и готова к приему ответа карты, если таковой предусмотрен,

В конце сеанса выполняется цикл отключения карты, обратный циклу включения, и TDA 8000 возвращается в состояние покоя, в котором от нее можно отключить питание:

выполняется сброс карты;

отключается сигнал синхронизации карты; напряжение Vpp снижается до нуля;

лишш входа/выхода переводятся в высокопмпедансное состояние;

напряжение Vcc снижается до нуля.

Естественно, TDA 8000 в любой момент сеанса может быть переведен в режим ошибки (fault), если будет обнаружена одна из следующих аномалии:

короткое замыкание на линиях Vcc или Vpp;

чрезмерное увеличение тока на линиях данных хсарты; изъятие карты в ходе сеанса:

перегрев.

В этих случаях TDA 8000 переводит линию OFF в низкий уровень и сразу же выполняет последовательность действий для отключения картьт Все решения о дальнейшем развитии событии возлагаются на микроконтроллер.

Схема применения TDA 8000

ппчная схема применения TDA 8000 показана на рис, 3,21, В В данном случае это просто добавление функции обработка чип-карты к существующей системе, в которой микроконтроллер помимо вьтолнения своих базовых задач обеспечит и обработку карт.

ЧИП-КАРТЫ. УСТРОЙСТВО и ПРИМЕНЕНИЕ

ГШРИФЕРИЙНЬЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЧИП-КАРТ

Микросхема TDA 8000 подключена к системе через один из портов ввода/вывода микроконтроллера 80С51 и использует несколько дополнительных линий (INT1 и RST).

Естественно, такая простота схемы приводит к усложнению программного обеспечения, производящего обмен данными с картой по протоколу, который также может оказаться непростым (все зависит от типа или типов карт, с которыми предстоит работать).

УСТРОЙСГГВА ЧТЕНИЯ-ЗАПИСИ ДЛЯ КАРТ

В терминологии, действующей в сфере применения чип-карт, словом сопкесГог обоз качается интеллектуальное устройство, способное работать с максимальным количеством типов карт, а также с любым существующим прпложеиием.

Если обмен данными между блоком чтения-записи и чИп-картой происходит по очень строгому протоколу, то взаимодействие между управ.чяющей системой и устройством чтения-записи может вестись на специальном языке (в том числе самого высокого уровня), который легко разработать, даже не обладая глубоким знанием стандарта ISO 7816.

В общем, по сравнению с только что рассмотренным электрическим интерфейсом connector является скорее решением под ключ , позволяющим просто и надежно организовать использование чип-карт в самых различных областях.

Любой блок чтения-записи, достойный этого наименования, обязательно содержит микроконтроллер, работаюш1ш под управлением специального программного обеспечения, разработка которого по силам только програмю1сту самого высокого класса. Что бы ни говорили некоторые продавцы, простой интерфейсный элемент, даже с дополнительными функщ1ями, не является блоком чтения-записн. И наоборот, connector, оснащенньш интерфейсным модулем, - уже не просто блок, а практически устройство чтения-записи.

Первые устройства подобного рода, появившиеся в продаже (например, модель ecu 910 компании COREL Electronique, разработанная INNOVATR0N), выпускались в виде небольшого мощ'ля

RSI 1NT1

1/01 (.Ci

1/ог (iic)

flSTIH

12В 47 нф

ггмкФ

Включение и

Управляющая логика

синхро-

низацни

7,16 МГц С

Формирователь Vcc

Разреше-1ие синхронизации

ЦРормиро-ватвльУрр

В настоящем издании термин connector либо используется без перевода, либо вместо него употребляется понятие блок чтения-записи . (Пр1Ш.ред.)

Рис. 3.21. Схема применения TDA 8000