ISO/IEC 7816-12标准智能卡接口的研究与实现
发布时间：2021-09-03 08:47
ISO/IEC7816标准是国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布的集成电路卡（IC卡）技术规范。2005年,ISO联合IEC发布了ISO/IEC7816标准的第12部分——“带触点的卡USB电气接口和操作规程”。该部分定义了IC卡在通用串行总线（USB）接口下的工作规范,将IC卡的通信速度从ISO/IEC7816标准第3部分定义的约20KB/s提高到1MB/s,从而解决了高性能IC卡的数据传输瓶颈。本文以ISO/IEC7816标准的第12部分为核心,从工程实现的角度出发,研究并实现一款符合该技术标准的智能卡USB接口控制器。作者通过对标准规范的分析以及产业界遇到的实际问题,提出了高精度时钟源配合USB设备控制器的工程实现方法。为此,本文主要研究并解决了以下三个技术问题：第一,利用全定制集成电路设计方法进行USB设备控制器的逻辑设计；第二,使用时钟跟踪技术,在工作时钟漂移的情况下实现可靠的数据接收；第三,使用时钟调整技术,在芯片内置的电阻／电容（RC）振荡器上获得高稳定性的工作时钟。目前,本课题已经在中芯国际0.18微米CMOS数模混合工艺下完成投片工作,验证了设计...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院大学人工智能学院)北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO/IEC7816识别卡的触点位置(单位:毫米)
通过对ISO/IEC 7816-3异步半双工通信协议的分析可知，收发双方的最大波特率由/、与Z)的组合所确定。这三个参数的值不可随意选取，合法的数值己经在标准中进行定义。通过标准定义可知，ISO/IEC 7816-3标准的IC卡，理论最大传输波特率约为270kbps，有效数据传输速度约22KB/S ( / = 5MHz、F = 372 . D 二 20)。这种每秒千字节的传输速度对于当前高复杂性与高数据流量的应用环境来说是不可接受的。基于上述的现实问题，国际标准化组织适时地推出了 ISO/IEC 7816标准的第12部分，作为智能卡标准体系的有力补充。2. 3 ISO/IEC 7816 标准第 12 部分ISO/IEC 7816标准的第12部分，是国际标准化组织于2005年首次发布的。该标准将通用串行总线（USB)技术引入到识别卡的ISO标准体系中来，首次以国际标准的形式肯定了 USB规范在计算机接口领域的事实垄断地位（USB规范不是ISO框架内的技术标准）[13]。ISO/IEC 7816-12的电气规范与USB标准相同，并在总体的电气接口规范上，借鉴了 USB组织的Inter-Chip标准。在接口设备的操作规则上直接引用了 USB
通过引用USB技术，智能卡与计算机之间的交互更加简便。在计算机上使用传统的智能卡，需要使用卡片阅读器等专用设备，并通过专用接口连接到计算机上，即增加用户的使用成本（需要专用的智能卡阅读器），又增加系统复杂性(计算机与阅读器之间还需要相应的软、硬件配置）。而使用ISO/IEC 7816-12接口的智能卡，只需做适当的机械转换，就可以与配置有USB主机接口的计算机直接通信。主流的个人计算机操作系统中，Windows Vista以上的操作系统己经集成了 USB智能卡驱动程序，做到了“即插即用”，无需用户自行配置。下一节将对与ISO/IEC 7816标准第12部分有关的USB协议做详细分析。2.4 USB总线协议分析本节主要从USB设备端的角度出发，详细分析USB总线协议的技术特点。由于USB体系处于不断更新与升级之中，USBU、2.0、3.0各发行版本难免在文字上对同一事物的表述存在差异。为了论文的表述严谨，本章讨论的内容，均16
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于分频链的时钟校准方法[J]. 严迪超,徐东明,陈文宣. 中国集成电路. 2011(07)
[2]应用于CDR电路的DPLL设计与实现[J]. 余发强,徐东明,张云军. 科技信息. 2010(01)
[3]一种适用于NRZ数据的时钟数据恢复电路[J]. 胡建赟,闵昊. 微电子学. 2005(06)
[4]CRC校验在USB控制器设计中的实现[J]. 徐海英,蒋本珊. 计算机与现代化. 2005(02)
[5]浅谈智能卡的相关标准[J]. 曹从军,周世生,顾璟. 今日印刷. 2004(09)
[6]我国智能卡的现状与发展[J]. 丁富强. 电子与封装. 2001(01)
硕士论文
[1]低功耗USB设备IP设计[D]. 顾良.浙江大学 2010
[2]USB IP物理层接口验证的研究与实现[D]. 胡瑾.西安电子科技大学 2010
[3]USB设备控制器的设计与验证[D]. 张义恒.北京交通大学 2009
[4]MCU&USB设备控制器的设计与实现[D]. 陈训亮.湖南大学 2009
[5]USB设备控制器的硬件电路设计与实现[D]. 彭琰.湖南大学 2009
[6]USB2.0协议层的实现[D]. 李娜.北方工业大学 2008
[7]USB协议在智能卡上的多应用研究[D]. 李菲菲.北京邮电大学 2007
本文编号：3380803
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院大学人工智能学院)北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ISO/IEC7816识别卡的触点位置(单位:毫米)
通过对ISO/IEC 7816-3异步半双工通信协议的分析可知，收发双方的最大波特率由/、与Z)的组合所确定。这三个参数的值不可随意选取，合法的数值己经在标准中进行定义。通过标准定义可知，ISO/IEC 7816-3标准的IC卡，理论最大传输波特率约为270kbps，有效数据传输速度约22KB/S ( / = 5MHz、F = 372 . D 二 20)。这种每秒千字节的传输速度对于当前高复杂性与高数据流量的应用环境来说是不可接受的。基于上述的现实问题，国际标准化组织适时地推出了 ISO/IEC 7816标准的第12部分，作为智能卡标准体系的有力补充。2. 3 ISO/IEC 7816 标准第 12 部分ISO/IEC 7816标准的第12部分，是国际标准化组织于2005年首次发布的。该标准将通用串行总线（USB)技术引入到识别卡的ISO标准体系中来，首次以国际标准的形式肯定了 USB规范在计算机接口领域的事实垄断地位（USB规范不是ISO框架内的技术标准）[13]。ISO/IEC 7816-12的电气规范与USB标准相同，并在总体的电气接口规范上，借鉴了 USB组织的Inter-Chip标准。在接口设备的操作规则上直接引用了 USB
通过引用USB技术，智能卡与计算机之间的交互更加简便。在计算机上使用传统的智能卡，需要使用卡片阅读器等专用设备，并通过专用接口连接到计算机上，即增加用户的使用成本（需要专用的智能卡阅读器），又增加系统复杂性(计算机与阅读器之间还需要相应的软、硬件配置）。而使用ISO/IEC 7816-12接口的智能卡，只需做适当的机械转换，就可以与配置有USB主机接口的计算机直接通信。主流的个人计算机操作系统中，Windows Vista以上的操作系统己经集成了 USB智能卡驱动程序，做到了“即插即用”，无需用户自行配置。下一节将对与ISO/IEC 7816标准第12部分有关的USB协议做详细分析。2.4 USB总线协议分析本节主要从USB设备端的角度出发，详细分析USB总线协议的技术特点。由于USB体系处于不断更新与升级之中，USBU、2.0、3.0各发行版本难免在文字上对同一事物的表述存在差异。为了论文的表述严谨，本章讨论的内容，均16
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于分频链的时钟校准方法[J]. 严迪超,徐东明,陈文宣. 中国集成电路. 2011(07)
[2]应用于CDR电路的DPLL设计与实现[J]. 余发强,徐东明,张云军. 科技信息. 2010(01)
[3]一种适用于NRZ数据的时钟数据恢复电路[J]. 胡建赟,闵昊. 微电子学. 2005(06)
[4]CRC校验在USB控制器设计中的实现[J]. 徐海英,蒋本珊. 计算机与现代化. 2005(02)
[5]浅谈智能卡的相关标准[J]. 曹从军,周世生,顾璟. 今日印刷. 2004(09)
[6]我国智能卡的现状与发展[J]. 丁富强. 电子与封装. 2001(01)
硕士论文
[1]低功耗USB设备IP设计[D]. 顾良.浙江大学 2010
[2]USB IP物理层接口验证的研究与实现[D]. 胡瑾.西安电子科技大学 2010
[3]USB设备控制器的设计与验证[D]. 张义恒.北京交通大学 2009
[4]MCU&USB设备控制器的设计与实现[D]. 陈训亮.湖南大学 2009
[5]USB设备控制器的硬件电路设计与实现[D]. 彭琰.湖南大学 2009
[6]USB2.0协议层的实现[D]. 李娜.北方工业大学 2008
[7]USB协议在智能卡上的多应用研究[D]. 李菲菲.北京邮电大学 2007
本文编号：3380803
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