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1、IC卡技术及其应用 第一章 基础知识 n1.1IC卡的概念 n1.2I2C总线 n1.3CRC码原理 n1.4IC卡技术有关标准 IC卡的概念 IC卡的主要特点 n高可靠性 n高安全性 n大存储量 n方便使用 n多应用类型 IC卡的概念 IC卡的发展历程 n1968年，德国，将集成电路装入身份识别卡 n1969年12月，日本，提出一种制造安全可靠 的信用卡方 n1974年，法国，系统的IC卡运作方案 IC卡的概念 n1977年6月，CII-Honeywell Bull公司，存储 型IC卡的雏形 n1978年，第一张采用Siemens SIKART集成电 路芯片的IC卡身份识别及交易卡 n198
2、0年3月，法国的存储卡研究组织（ memory card group）正式成立 n1980年11月，第一张装有CPU的IC卡诞生 IC卡的概念 国际组织 n国际标准化组织，ISO，International Organization for Standardization n国际电工技术委员会，IEC，International Electro-technical Commission IC卡的概念 国外主要IC卡企业 n Siemens、Atmel、Motorola、Bull（法国布 尔公司）、Schlumberger（法国斯伦贝谢公 司）、ISSI、STMicroelectronics（意
3、法半导 体有限公司）、Samsung、Philips、Toshiba 、Hitachi IC卡的概念 国内主要IC卡企业 n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 n电信行业 n公安行业 n公共交通 n建设及公用事业 IC卡的概念 IC卡的应用领域 n劳动和社会保障行业 n税务行业 n组织机构代码IC卡 n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 n存储卡 n逻辑加密卡 nCP
4、U卡 n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 n接触式IC卡 n非接触式IC卡 n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 n金融卡 n又可以分为信用卡和现金卡两种 n非金融卡 n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 nIC卡 n用卡装置 nIC卡读写器与被控制对象的集成 n管理系统 n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 n卡基：IC卡的塑料卡片基体 nABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯） nPVC
5、（聚氯乙烯） nPET（聚酯） nMelinex I2C总线 什么是I2C总线？ nI2C（inter-integrated circuit） nPhilips公司于20世纪80年代提出 n两线式串行总线，用于微处理器与外围器 件的连接 n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 n接口线数少 n除地线外只有两条连线 n硬件占用的空间小 n可以支持多主控方工作方式 n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 n数据线SDA n双向，即每个器件都必须以OC或OD方式连接 n时钟线SCL n对多主控器件的总线，双向 n对于单
6、一主控器件的总线，单向 I2C总线 状态 n总线备用时，SDA和SCL，高电阻高电平状 态 n关闭I2C总线时，SCL钳位于低电平 速率 n标准模式下，100kb/s n高速模式下，400kb/s I2C总线 I2C总线上的数据位传送 nSCL高电平时，SDA上必须保持有稳定的逻 辑电平状态 n高电平为数据1，低电平为数据0 nSCL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 n起始信号 nSCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变 ，开始传送数据 n停止信号 nSCL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
7、三种类型信号 n应答信号 n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 n主器件 n发送控制字节到总线上的器件被称为主器件 n从器件 n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 n在起始信号之后 nbit7bit4，器件的类型识别符 nbit3bit1，片选 nbit0，读、写选择位 n1为读操作，0为写操作 I2C总线 I2C总线的基本操作写操作 n写字节、写页 n操作时序 I2C总线 I2C总线的
8、基本操作读操作 n随机读 n读取指定地址的数据 n当前地址读 n读取当前地址的数据 n顺序读 n读取连续的数据 I2C总线 I2C总线的基本操作读操作 n操作时序 I2C总线 与MCS-51系列单片机接口 nP1和P3口中任选两条作为接口线 n分别用电阻（通常用5.1k电阻）上拉至5V 电源 n或者用P0或P2口按位控方式 CRC码原理 基础知识 nCRC（cyclic redundancy check）码：循环冗 余校验码 n目的：校验数据传送是否正确 n采用了r位校验，强于奇偶校验 CRC码原理 基本原理 n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
9、附在原始数据后边，一起发送出去 n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 n一个数码组可以表示成一个多项式 n01100101B 可表示为x6+x5+x2+1 nP(x)：原始数据k-1次多项式 nG(x)：生成多项式，r-1次 nR(x) ：CRC多项式 nT(x)：编码后带有CRC码的数据多项式 CRC码原理 CRC码算法 nP(x)乘以x ：对应的二进制码序列左移r位 n除以G(x)：所得余式为R(x) T(x) = xr P(x) + R(x) 接收方解码：将T(x)除以G(x)，如果余数为0 ，则说明
10、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： 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 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 n1）将新到来的bit（INPUT）与bit0（LSB） 做异或运算产
11、生待移入bit7（MSB）的临时 位。 n2）将bit1移入bit0，bit2移入bit1。 n3）将bit3与临时位做异或运算后移入bit2。 CRC码原理 比特型算法 n4）将bit4与临时位做异或运算后移入bit3。 n5）将bit5移入bit4，bit6移入bit5，bit7移入 bit6。 n6）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 nGB/T149161994、GB/T16649.11996、 GB/T16649.21996、GB /T16649.31996 、GB /T175521998、GB/T175541998、 ISO/IEC
12、7810:1995、ISO/IEC103731:1998 、ISO/IEC103733:2001、ISO/IEC7816.1 1998 IC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 n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/IEC18000 IC卡技术有关标准 有关IC卡应用的标准和规范 n社会保障卡建设总体规划 n中国金融集成电路（IC）卡规范V2.0 nJR/T 00082000 银行卡发卡行标识代码及 卡号 n中国石化加油IC卡应用规范V1.0 nISO 85831，2，3 IC卡技术有关标准 n有关IC卡机具的标准 GB/T 182392000、GB92541998、 GB/T176181998、GB49432001 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 n IC卡的测试标准 GB/T175541998 ，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