射频IC卡技术及其应用.

IC卡技术及其应用杨振野编著中国科学院教材建设专家委员会教材建设立项项目高等院校信息与电子技术类规划教材第一章基础知识1.1IC卡的概念1.2I2C总线1.3CRC码原理1.4IC卡技术有关标准IC卡的概念IC卡的主要特点高可靠性高安全性大存储量方便使用多应用类型IC卡的概念IC卡的发展历程1968年，德国，将集成电路装入身份识别卡1969年12月，日本，提出一种制造安全可靠的信用卡方1974年，法国，系统的IC卡运作方案IC卡的概念1977年6月，CII-HoneywellBull公司，存储型IC卡的雏形1978年，第一张采用SiemensSIKART集成电路芯片的IC卡身份识别及交易卡1980年3月，法国的存储卡研究组织（memorycardgroup）正式成立1980年11月，第一张装有CPU的IC卡诞生IC卡的概念国际组织国际标准化组织，ISO，InternationalOrganizationforStandardization国际电工技术委员会，IEC，InternationalElectro-technicalCommissionIC卡的概念国外主要IC卡企业Siemens、Atmel、Motorola、Bull（法国布尔公司）、Schlumberger（法国斯伦贝谢公司）、ISSI、STMicroelectronics（意法半导体有限公司）、Samsung、Philips、Toshiba、HitachiIC卡的概念国内主要IC卡企业上海复旦微电子、深圳市明华澳汉、北京握奇、北京航天金卡、北京中电智能卡公司、华旭金卡、北京华大、上海贝岭、北京大唐微电子、上海华虹集团、天津环球磁卡、深圳德诚信用卡制造有限公司IC卡的概念IC卡的应用领域电信行业公安行业公共交通建设及公用事业IC卡的概念IC卡的应用领域劳动和社会保障行业税务行业组织机构代码IC卡石油石化行业启动了IC加油卡工程IC卡的概念IC卡的分类根据集成电路类型分类存储卡逻辑加密卡CPU卡信息纽扣（TM卡）IC卡的概念IC卡的分类根据卡与外界数据交换的界面不同分类接触式IC卡非接触式IC卡双界面卡IC卡的概念IC卡的分类根据卡的应用领域不同分类金融卡又可以分为信用卡和现金卡两种非金融卡实际包含金融卡之外的所有领域，诸如电信、旅游、教育和公交等IC卡的概念IC卡应用系统的基本组成IC卡用卡装置IC卡读写器与被控制对象的集成管理系统由普通微机系统和IC卡读写器组成IC卡的概念IC卡应用系统的基本组成IC卡的概念IC卡的卡基材料卡基：IC卡的塑料卡片基体ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）PVC（聚氯乙烯）PET（聚酯）MelinexI2C总线什么是I2C总线？I2C（inter-integratedcircuit）Philips公司于20世纪80年代提出两线式串行总线，用于微处理器与外围器件的连接广泛应用于各种以串行通信方式作为接口的集成电路I2C总线I2C总线的特点接口线数少除地线外只有两条连线硬件占用的空间小可以支持多主控方工作方式任何能够进行发送和接收的器件都可以成为主控方I2C总线I2C总线的构成数据线SDA双向，即每个器件都必须以OC或OD方式连接时钟线SCL对多主控器件的总线，双向对于单一主控器件的总线，单向I2C总线状态总线备用时，SDA和SCL，高电阻高电平状态关闭I2C总线时，SCL钳位于低电平速率标准模式下，100kb/s高速模式下，400kb/sI2C总线I2C总线上的数据位传送SCL高电平时，SDA上必须保持有稳定的逻辑电平状态高电平为数据1，低电平为数据0SCL低电平时，允许SDA的电平状态变化I2C总线I2C总线上的数据位传送I2C总线三种类型信号起始信号SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据停止信号SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，终止传送数据I2C总线三种类型信号应答信号接收数据的器件在接收到8bit数据后，向发送数据的器件发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据I2C总线串行总线上的数据通信I2C总线I2C总线的基本操作——器件概念主器件发送控制字节到总线上的器件被称为主器件从器件接收控制字节的器件则被称为从器件任一器件都可以作为主器件或从器件I2C总线I2C总线的基本操作——控制字节在起始信号之后bit7～bit4，器件的类型识别符bit3～bit1，片选bit0，读、写选择位1为读操作，0为写操作I2C总线I2C总线的基本操作——写操作写字节、写页操作时序I2C总线I2C总线的基本操作——读操作随机读读取指定地址的数据当前地址读读取当前地址的数据顺序读读取连续的数据I2C总线I2C总线的基本操作——读操作操作时序I2C总线与MCS-51系列单片机接口P1和P3口中任选两条作为接口线分别用电阻（通常用5.1kΩ电阻）上拉至5V电源或者用P0或P2口按位控方式CRC码原理基础知识CRC（cyclicredundancycheck）码：循环冗余校验码目的：校验数据传送是否正确采用了r位校验，强于奇偶校验CRC码原理基本原理发送端：根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个用于校验的r位校验码附在原始数据后边，一起发送出去接收端：根据数据码和CRC码之间所遵循的规则进行校验，以确定数据通信过程中是否出错CRC码原理CRC码算法——一些定义一个数码组可以表示成一个多项式01100101B可表示为x6+x5+x2+1P(x)：原始数据k-1次多项式G(x)：生成多项式，r-1次R(x)：CRC多项式T(x)：编码后带有CRC码的数据多项式CRC码原理CRC码算法P(x)乘以x：对应的二进制码序列左移r位除以G(x)：所得余式为R(x)T(x)=xrP(x)+R(x)接收方解码：将T(x)除以G(x)，如果余数为0，则说明传送中无错误发生，否则说明传送有误。CRC码原理例子：待传送的原始数据为1110B：P(x)=x3+x2+x生成多项式为1100B：G(x)=x3+x2，r=3则R(x)=x，过程如下：33265423323232()()1()rxPxxxxxxxxxxxGxxxxxxx33232654233232()()()1rxPxxxxxGxxxxxxxxxxxxxCRC码原理例子T(x)=(x6+x5+x4)+(x2)=x6+x5+x4+x2,即1110000B+100B=1110100B接受端：无余数则传输正确这里的“减法”非一般意义减法，而是逻辑异或运算654233232()1()TxxxxxxxGxxxxxCRC码原理CRC码硬件电路的实现方法除法电路可以采用CPLD来实现CRC码原理比特型算法1）将新到来的bit（INPUT）与bit0（LSB）做异或运算产生待移入bit7（MSB）的临时位。2）将bit1移入bit0，bit2移入bit1。3）将bit3与临时位做异或运算后移入bit2。CRC码原理比特型算法4）将bit4与临时位做异或运算后移入bit3。5）将bit5移入bit4，bit6移入bit5，bit7移入bit6。6）将临时位移入bit7。IC卡技术有关标准IC卡的基本标准接触式IC卡的基本标准GB/T14916—1994、GB/T16649.1—1996、GB/T16649.2—1996、GB/T16649.3—1996、GB/T17552—1998、GB/T17554—1998、ISO/IEC7810:1995、ISO/IEC10373—1:1998、ISO/IEC10373—3:2001、ISO/IEC7816.1—1998IC卡技术有关标准IC卡的基本标准非接触式IC卡的基本标准目前国际上还没有统一的标准，可供选用的几个标准是ISO/IEC10536、ISO/IEC14443、ISO/IEC15693和ISO/IEC18000IC卡技术有关标准有关IC卡应用的标准和规范社会保障卡建设总体规划中国金融集成电路（IC）卡规范V2.0JR/T0008—2000银行卡发卡行标识代码及卡号中国石化加油IC卡应用规范V1.0ISO8583—1，2，3IC卡技术有关标准有关IC卡机具的标准GB/T18239—2000、GB9254—1998、GB/T17618—1998、GB4943—2001涉及IC卡机具的功能、电源适应能力、电气安全性、环境适应性、可靠性和电磁兼容性等20多项IC卡技术有关标准IC卡的测试标准GB/T17554—1998，识别卡测试方法，描述了GB/T14916、GB/T15120、GB/T17552和GB/T16649所规定的识别卡的测试方法