一種接觸式智能卡芯片中的接口子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、接觸式智能卡是目前應(yīng)用最廣泛的智能卡。隨著信息安全產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,智能卡技術(shù)逐漸向一卡多用的方向發(fā)展,在滿足最新應(yīng)用需求的同時,需要降低芯片的成本,并提高芯片的兼容性和擴展能力。
　　本文分析了接觸式智能卡芯片及其接口子系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù),深入調(diào)研了接觸式智能卡的應(yīng)用場景,在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種硬件面積小、能夠兼容ISO/IEC7816標(biāo)準(zhǔn)中T=0協(xié)議和T=1協(xié)議的雙總線架構(gòu)的接口子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)能夠滿足智能卡命令響應(yīng)速度的需求,并且

2、易于擴展,可以根據(jù)應(yīng)用需求擴展為雙界面卡中的接口子系統(tǒng)。
　　首先,對接口子系統(tǒng)中的模塊進行分析和設(shè)計。對于總線設(shè)備,在分析ARM公司提出的多層總線互聯(lián)矩陣的基礎(chǔ)之上，采用復(fù)用輸入級寄存器的方法,設(shè)計了一種適合于智能卡應(yīng)用的雙總線仲裁器,其輸入級硬件面積僅為前者的一半;采用復(fù)用數(shù)據(jù)寄存器方法,設(shè)計了一種適合于智能卡應(yīng)用的串行DMA控制器,其不僅能夠滿足系統(tǒng)帶寬需求,并且具有面積小,安全性高的特點。對于接口設(shè)備,設(shè)計了一種兼容ISO

3、/IEC7816標(biāo)準(zhǔn)中T=0協(xié)議和T=1協(xié)議的接觸式智能卡接口 IP核,其中采用硬件設(shè)計的方法實現(xiàn)了T=1協(xié)議和編碼約定解析,有助于提高芯片的響應(yīng)時間,同時設(shè)計了ETU計時電路,以提高智能卡響應(yīng)時間計時的準(zhǔn)確性;設(shè)計了一種片選信號少的SPI協(xié)議接口IP核,此接口可作為擴展接口連接非接觸式模塊,從而將接觸式智能卡接口子系統(tǒng)擴展為雙界面智能卡的接口子系統(tǒng)。
　　其次,基于軟硬件協(xié)同驗證的方法,設(shè)計了系統(tǒng)驗證平臺。在此平臺上，對接口子系