CN101131666A

CN101131666A - 接触式智能卡仿真卡

Info

Publication number: CN101131666A
Application number: CNA2006100303993A
Authority: CN
Inventors: 许国泰
Original assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: CN101131666B

Abstract

本发明公开了一种接触式智能卡仿真卡，包括仿真芯片、程序存储器、电源模块、电平转换器件、外部电源接口、控制外部电源接口是否向电平转换器件供电的可控开关和监控模块。电源模块向仿真芯片、程序存储器、电平转换器件和监控模块供电；监控模块始终检测读卡机上的外部电源接口，在发现电源后，监控模块将可控开关闭合，使读卡机的供电电源连接到电平转换器件的电源端；仿真芯片引出信号输出给电平转换器件的信号方向控制端，在仿真芯片和用户程序工作时，仿真芯片的信号输出与仿真芯片的接口信号方向一致。本发明可以自动兼容3.3V和5V读卡机，可以用于测试和认证在7816接口信号电平随读卡机供电电压波动时用户程序的通信状况。

Description

接触式智能卡仿真卡

技术领域

本发明涉及一种接触式智能卡仿真卡，特别是涉及一种可以自动配合读卡机工作电平的接触式智能卡仿真卡。

背景技术

采用符合ISO 7816标准接口的接触式智能卡在工作时，都是从读卡机与卡连接的7816接口中的VCC电源引脚上获取供电电源的，卡与读卡机IO和RST信号电平与VCC的电压相对应。如图1所示，接触式智能卡1(简称卡1)通过标准的ISO 7816接口与读卡机2连接并通信，连接信号包括读卡机2给卡1的供电电源VCC，通信口IO，地信号GND和读卡机2发送给卡1的复位信号RST。来自读卡机2的RST信号电平与IO信号一致，该信号为单向信号，其方向为从读卡机2到卡1。随着接触式智能卡产品技术的不断深入以及产品分类的不断细化，大部分接触式智能卡芯片都已经可以兼容5V和3.3V两种工作电压和信号电平。在低功耗要求日益广泛的今天，除了传统的5V的接触式读卡机(7816接口的VCC上向卡提供5V电压)以外，3.3V的接触式读卡机(7816接口的VCC上向卡提供3.3V电压)也日益增多。由于接触式智能卡是直接从读卡机获取电源的，因此只需要卡内芯片能够兼容5V和3.3V，卡上7816的IO口和RST信号就会自动与读卡机的信号电平匹配上。

在用户程序的测试和认证中需要使用接触式智能卡仿真卡，主要包含仿真芯片、程序存储器和7816接口。传统的接触式智能卡仿真芯片功能都比较简单，功耗较小，因此现有的接触式智能卡仿真卡中，仿真卡没有独立的电源，卡上的仿真芯片和程序存储器都是通过7816接口从读卡机获取供电电源的。由于仿真卡上的仿真芯片使用读卡机提供的工作电源，仿真芯片IO口和RST信号电平可以与读卡机保持一致。但是，随着智能卡技术和仿真技术的不断发展，接触式智能卡仿真芯片所包含的功能越来越多，结构也越来越复杂，功耗也随之有很大的上升，特别是某些非芯片形式的仿真芯片，例如使用FPGA芯片加外围电路构成的FPGA形式的仿真芯片，更是有着极大的功耗，不可能使用读卡机提供的电源。因此，针对这类大功耗的接触式智能卡仿真芯片，在设计制作仿真卡时，需要在卡上放置独立的5V和3.3V两组供电电源。在配合5V的读卡机工作，运行、测试和认证用户程序时，为了使仿真芯片7816接口上的IO和RST信号电平与读卡机匹配，也是5V，必须用卡上的5V给仿真芯片和程序存储器供电。而在配合3.3V的读卡机工作，运行、测试和认证用户程序时，为了使仿真芯片7816接口上的IO和RST信号电平与读卡机匹配，也是3.3V，必须用卡上的3.3V给仿真芯片和程序存储器供电。在更换使用5V或3.3V读卡机时，为了保证读卡机和仿真卡的IO和RST信号电平的匹配，必须根据连接哪种读卡机同步人为切换仿真卡上器件的供电电源，不仅极为不方便，而且容易发生人为错误。例如，当错误地用5V为卡上仿真芯片和程序存储器供电，却连接3.3V读卡机时，由于仿真芯片的IO电平仍旧是5V，易造成3.3V读卡机的损坏以及由于信号电平不匹配引起的通信问题；又如，当错误地用3.3V为卡上仿真芯片和程序存储器供电，却连接5V读卡机时，由于仿真芯片的IO电平仍旧是3.3V，易造成5V读卡机对IO信号的不识别，引起通信问题，会给使用仿真卡的测试和认证工作带来极大的不便。

而且，仿真卡上通常不会提供很多组电源，一般只放置3.3V和5V两种电源给卡上器件供电，而在测试和认证用户程序时，往往需要控制读卡机的供电电源电压有所波动，来测试7816接口信号电平波动时用户程序的通信状况。由于仿真卡上给仿真芯片和程序存储器的供电电压只有固定的3.3V或5V，在测试和认证过程中，即使读卡机供电电压发生波动，由于仿真卡上仿真芯片的供电电源与读卡机提供的电源无关，仿真芯片7816接口的信号电平并不会随读卡机供电电压波动，这给测试和认证在7816接口信号电平波动时用户程序的通信状况带来了极大的不便。

因此，需要提出一种接触式智能卡仿真卡，可以使用大功耗的仿真芯片，仿真卡的7816接口信号电平可以自动兼容3.3V和5V读卡机，可以用于测试和认证在7816接口信号电平随读卡机供电电压波动时用户程序的通信状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种接触式智能卡仿真卡，可以自动兼容3.3V和5V读卡机，可以用于测试和认证在7816接口信号电平随读卡机供电电压波动时用户程序的通信状况。

为解决上述技术问题，本发明的接触式智能卡仿真卡，包括仿真芯片、程序存储器、电源模块、电平转换器件、外部电源接口、控制外部电源接口是否向电平转换器件供电的可控开关和监控模块。

电源模块只提供一种电源电压，输出至仿真芯片的电源端、程序存储器的电源端、电平转换器件的电源端VA和监控模块的电源端；监控模块始终检测读卡机上的外部电源接口，在发现来自读卡机的电源后，监控模块将可控开关闭合，使读卡机的供电电源连接到电平转换器件的电源端VB；仿真芯片引出IODIR信号输出给电平转换器件的信号方向控制端IODIR1，在仿真芯片和用户程序工作时，仿真芯片的IODIR输出与仿真芯片的接口IO信号方向一致；当仿真芯片的接口IO需要输入数据时，仿真芯片的IODIR向IODIR1输出0，数据信号从读卡机的接口IO送到电平转换器件，经电平转换后，数据信号输出到仿真芯片的接口IO，其电平与电平转换器件的电源端VA和仿真芯片的工作电压一致；当仿真芯片的接口IO需要输出数据时，仿真芯片的IODIR向IODIR1输出1，数据信号从仿真芯片的接口IO送到电平转换器件，经电平转换后，数据信号输出给读卡机的接口IO，其电平与电平转换器件的电源端VB和读卡机的信号电平一致。

所述电平转换器件有两个电源端VA、VB、两组接口和两个信号方向控制端IODIR1和IODIR2，接口IOA和RSTA为一组，输入输出的信号电平与VA一致，接口IOB和RSTB为一组，输入输出的信号电平与VB一致；所述接口RSTB与读卡机的接口RST连接，所述接口IOB与读卡机的接口IO连接；所述接口RSTA与仿真芯片的接口RST连接，所述接口IOA与仿真芯片的接口IO连接。

所述信号方向控制端IODIR1为0时，信号从电平转换器件的接口IOA输入从IOB输出，IODIR1为1时，信号从电平转换器件的接口IOB输入从IOA输出；所述信号方向控制端IODIR2始终接0，控制信号从电平转换器件的接口RSTB输入从RSTA输出。

用户程序存放在程序存储器中，修改后的用户程序可以重新烧写到所述的程序存储器中，实现用户程序的更新，仿真芯片在工作时可以通过程序访问通道读取用户程序。

本发明的有益效果为：本发明使接触式智能卡仿真卡可以使用大功耗的仿真芯片，仿真卡的7816接口信号电平可以自动兼容3.3V和5V读卡机，可以用于测试和认证在7816接口信号电平随读卡机供电电压波动时用户程序的通信状况，将会给测试、认证工作带来非常大的便利，满足对用户程序测试、认证过程的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的接触式智能卡与读卡机之间信号的连接示意图；

图2是本发明接触式智能卡仿真卡与读卡机之间信号的连接示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的接触式智能卡仿真卡3包含仿真芯片4、程序存储器5、电源模块6、电平转换器件7，外部电源接口VCC、控制外部电源接口是否向电平转换器件供电的可控开关9和监控模块8。

所述电平转换器件7有两个电源端VA、VB、两组接口和两个信号方向控制端IODIR1和IODIR2，接口IOA和RSTA为一组，输入输出的信号电平与VA一致，接口IOB和RSTB为一组，输入输出的信号电平与VB一致。信号方向控制端IODIR1为0时，信号从IOA输入从IOB输出，IODIR1为1时，信号从IOB输入从IOA输出。由于7816接口的RST信号总是从读卡机10发送给仿真芯片4，电平转换器件7的信号方向控制端IODIR2始终接0，控制来自读卡机10的RST信号从RSTB输入从RSTA输出。电平转换器件7的RSTB与读卡机10的RST连接，IOB与读卡机10的IO连接。电平转换器件7的RSTA与仿真芯片4的RST连接，IOA与仿真芯片4的IO连接，IODIR1与仿真芯片4的IODIR连接。

所述读卡机10提供的外部电源接口VCC对内分别接至所述监控模块8的检测端和一个由所述监控模块8控制的开关9的一端，所述开关9的另一端连接至所述电平转换器件7的电源端VB。监控模块8始终检测读卡机10提供的外部电源接口，在发现来自读卡机10的电源后，监控模块8将开关9闭合，使读卡机10的供电电源连接到电平转换器件7的电源端VB。

所述电源模块6只提供一种输出电源电压，输出至所述仿真芯片4的电源端，所述程序存储器5的电源端，所述电平转换器件7的电源端VA，所述监控模块8的电源端。

所述仿真芯片4引出IODIR信号输出给电平转换器件7的IODIR1端口，在仿真芯片4和用户程序工作时，仿真芯片4的IODIR输出与仿真芯片4的IO端口信号方向一致，也就是，仿真芯片4的IO需要输入数据时，IODIR输出0；仿真芯片4的IO需要输出数据时，IODIR输出1。仿真芯片4的IODIR向电平转换器件7的IODIR1输出0时，数据信号从读卡机10的IO送到电平转换器件7的IOB，IOB的信号电平与VB(也就是读卡机10的信号电平)一致，经电平转换后，数据信号从IOA输出到仿真芯片4的IO，其电平与VA和仿真芯片4的工作电压一致。仿真芯片4的IODIR向电平转换器件7的IODIR1输出1时，数据信号从仿真芯片4的IO送到电平转换器件7的IOA，IOA的信号电平与VA和仿真芯片4的工作电压一致，经电平转换后，数据信号从IOB输出给读卡机10的IO，其电平与VB(也就是读卡机10的信号电平)一致。

用户程序存放在程序存储器5中，修改后的用户程序可以重新烧写到程序存储器5中，实现用户程序的更新，仿真芯片4在工作时可以通过程序访问通道11读取用户程序。

Claims

1.一种接触式智能卡仿真卡，包括仿真芯片、程序存储器、电源模块，其特征在于：还包括电平转换器件、外部电源接口、控制外部电源接口是否向电平转换器件供电的可控开关和监控模块；

2.如权利要求1所述的接触式智能卡仿真卡，其特征在于：所述电平转换器件有两个电源端VA、VB、两组接口和两个信号方向控制端IODIR1和IODIR2，接口IOA和RSTA为一组，输入输出的信号电平与VA一致，接口IOB和RSTB为一组，输入输出的信号电平与VB一致；所述接口RSTB与读卡机的接口RST连接，所述接口IOB与读卡机的接口IO连接；所述接口RSTA与仿真芯片的接口RST连接，所述接口IOA与仿真芯片的接口IO连接。

3.如权利要求1或2所述的接触式智能卡仿真卡，其特征在于：所述信号方向控制端IODIR1为0时，信号从电平转换器件的接口IOA输入从IOB输出，IODIR1为1时，信号从电平转换器件的接口IOB输入从IOA输出；所述信号方向控制端IODIR2始终接0，控制信号从电平转换器件的接口RSTB输入从RSTA输出。

4.如权利要求1所述的接触式智能卡仿真卡，其特征在于：用户程序存放在程序存储器中，修改后的用户程序可以重新烧写到程序存储器中，实现用户程序的更新，仿真芯片在工作时可以通过程序访问通道读取用户程序。