CN101529262A

CN101529262A - 用于测试智能卡的系统及其方法

Info

Publication number: CN101529262A
Application number: CNA2006800251639A
Authority: CN
Inventors: 克里福德·V·路德维格; 丹·P·布拉德; 米查尔·R·菲尔兰德; 艾瑞克·N·帕克; 詹姆斯·W·St.简; 戴维·D·雷诺兹
Original assignee: Nextest Systems Corp
Current assignee: Nextest Systems Corp
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2009-09-09
Also published as: KR20130069853A; JP5480498B2; US7765080B2; WO2006125193A3; KR20080022091A; JP2008546063A; US20060276989A1; KR101311405B1; WO2006125193A2

Abstract

提供了一种用于并行和异步地测试多个智能卡设备的系统和方法。该系统包含可被容易地插入数字测试系统中的智能卡模块。智能卡模块包含多个智能卡仪器通道，其中每个针对其它的独立并且异步地测试单独智能卡设备。智能卡仪器通道采用基于由两个数据位之间的转换所形成的模板波形的新颖的调制技术。

Description

用于测试智能卡的系统及其方法

对相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2005年5月19日提交的美国临时专利申请60/683,376的优先权，其全部公开内容以参考的方式被包含于此。

技术领域

本发明涉及电路测试技术，并且尤其涉及非接触式智能卡设备的自动测试。

技术背景

非接触式智能卡设备通常是信用卡大小的电子设备，其被用于金融交易、安全和信息存储。非接触式智能卡在其通过到计算机系统的射频(″RF″)连接的无线通信能力方面来说是独一无二的。例如，非接触式智能卡可充当地铁系统的″票″，并且包含票购买价格的内部表示。随着购买者进入地铁门，门区域中的智能卡读取器与购买者的智能卡无线通信，把乘车的费用记入智能卡，并且开启门以便购买者进入列车站台。智能卡可放在购买者身上或接近的任何地方，并且使用时不必从钱包或皮夹中拿出来。

智能卡的内部是提供存储器并且控制实现各种计算系统的逻辑的各种电子设备。智能卡设备还包含提供智能卡与外界通信的机制的RF收发器。对于利用任何半导体集成电路，智能卡制造过程的必要部分包括测试电路是可工作的，包含智能卡中的无线RF链路，以及确定智能卡是否满足各种电信号指标。

虽然存在许多通过与集成电路上的接点(pad)进行直接接触的用于测试逻辑和集成电路上的存储器的测试系统，但是这些系统缺乏灵活产生、接收以及测试与智能卡通信和测试智能卡所必须的RF信号的能力。例如，美国专利6,466,007中所公开的能够测试智能卡设备的测试系统也许能并行和同步测试多个智能卡设备，却因而对其处理大量智能卡设备的异步响应时间的能力有限制。在有些情况下，由于试验系统的限制，正确操作的智能卡设备可能无法正确地测试，因而必须被重新测试。这是非常低效的，并且使测试成本增加。

因此存在对提供用于测试智能卡设备的自动、灵活和高效的系统的需要。

发明内容

考虑到以上所述，本发明提供了一种用于测试多个射频智能卡设备的系统。该系统包含具有多个适于测试多个射频智能卡设备中的一个的智能卡仪器通道的智能卡模块。每个智能卡设备相对于其它的被独立和异步地测试。

在一个实施例中，每个智能卡仪器通道包含用于利用具有至少两位的测试信号测试多个智能卡设备的新型调制器。调制器基于对应于两个数据位之间的转换的模板波形。调制器包含被配置成存储多个模板波形的模板存储器，连接到所述模板存储器以便针对每个模板波形产生模拟信号的数模转换器，以及连接到所述数模转换器以便滤波所述模拟信号的重构滤波器。

附图说明

在有些情况下是某种程度的示意的、并且并入本说明书以及组成本说明书的一部分的附图图解了本发明的若干实施例，并且连同前面的说明一起被用来说明本发明的原理。

图1根据本发明示出了用于测试非接触式智能卡设备的智能卡测试系统的示意图；

图2A示出了置入图1的智能卡测试系统中的数字测试系统的一个实施例的示意图；

图2B示出了置入图1的智能卡测试系统中的数字测试系统的另一个实施例的示意图；

图3示出了安装在操纵器上并且包含利用本发明的智能卡测试系统的数字测试系统的示例性SST的透视图；

图4示出了对接到晶片检测器上的图3的SST的示意图；

图5示出了置入图1的智能卡测试系统中的数字测试系统的结构的示例性框图；

图6示出了图5的数字测试系统中的现场测试硬件的示例性示意图；

图7示出了供图5的数字测试系统使用的混合信号管脚卡板的结构的示例性框图；

图8示出了供图7的混合信号管脚卡板使用的智能卡模块的示例性示意图；

图9示出了图8的智能卡模块中包含的公共系统资源的示例性示意图；

图10示出了图9的公共系统资源中包含的电容仪器的示例性示意图；

图11示出了图9的公共系统资源中包含的捕获仪器的示例性示意图；

图12示出了用于图8的智能卡模块中的智能卡仪器通道的结构的示例性示意图；

图13示出了用于图12中所示的SCI的可编程发送和接收状态机的示例性示意图；

图14示出了用于图12的智能卡仪器通道的传送数据存储器的示例性示意图；

图15示出了用于图12的智能卡仪器通道的接收器的示例性示意图；

图16示出了用于图12的智能卡仪器中的接收机数据存储器的示例性示意图；

图17示出了图7的混合信号管脚卡板和图8的智能卡模块上的继电器组的示例性示意图；

图18示出了图8的智能卡模块中的RF通道路径和继电器的示例性示意图；

图19示出了用于图8的智能卡模块中的公共系统资源的继电器矩阵的示例性示意图；

图20A和20B示出了供图12的调制器使用的B型调制的简化图解；

图21图解了用于图12中所示的调制器的符号转换；

图22图解了用于图12中所示的调制器的采样的转换和载波信号的重构；

图23示出了图12中所示的调制器的示例性实施例的示意图；

图24示出了图12中所示的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图25图解了供图24中所示的调制器使用的示例性调制波形；

图26示出了图12中所示的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图27图解了用于图12中所示的调制器的模板库中的转换边布局；

图28示出了图12中所示的、具有附加模板库硬件的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图29示出了图12中所示的、具有模板库映射的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图30示出了图12中所示的、具有模板样本长度的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图31图解了供图12中所示的调制器使用的模板波形压缩；

图32示出了图12中所示的、具有固定电平压缩的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图33示出了图12中所示的、具有所选择的固定电平压缩的库的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图34示出了图12中所示的、实现最后样本重复功能的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图35示出了图12中所示的、具有可调节模板尺寸的调制器的另一个示例性实施例的示意图；

图36示出了供图12中所示的调制器使用的载波斜坡发生器的示意图；以及

图37示出了与图12中所示的调制器集成在一起的、图36中所示的载波斜坡发生器的示意图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施例，通常为智能卡设备的灵活和异步测试提供智能卡测试系统和方法，以确定智能卡设备是否正常工作以及是否满足相关电气信号指标。智能卡测试系统以提供极大的灵活性、易于使用、和降低成本的方式提供适当的RF信号来激励智能卡，接收由智能卡产生的RF信号，以及确定智能卡RF接口及其内部存储器与逻辑是否良好或有缺陷。

多数智能卡设备包含RF收发器、微型计算机和存储器。如此处通常所用的，″非接触式″智能卡是指集成电路设备，其通常被封装并且具有信用卡的尺寸，其利用RF接口通信，而无需直接″有线″接触。某些RF卡可以是″双接口″卡，其具有接触(有线)和非接触接口。在所有情况下，RF智能卡芯片(die)具有数字接点(pad)，其提供对芯片上的微型计算机和存储器的访问，以及两个提供访问RF收发器的RF垫。数字和RF垫二者都可被探针测试。封装之后，只有RF管脚可用于测试。

智能卡和智能卡阅读器之间的通信利用良好归档的、行业标准的分层协议。该协议包含物理层，其中RF载波利用数字数据来调制。第二层，即数据链路层将位组合成字符。第三层，即网络层利用循环冗余校验(″CRC″)码将数据组合成帧。此外，较高的协议层在读取器与智能卡之间建立有效的应用连接。读取器和智能卡二者在字符之间和发送和接收操作之间的切换时插入时间延迟。有关该协议的细节可以在由国际标准化组织(″ISO″)出版的各种标准文献，包含ISO标准14443-2、14443-3及诸如ISO标准10373-6的其他ISO测试标准中找到，这些文献以参考的方式被包含于此。

智能卡测试系统概述

图1中所示的是根据本发明、用于测试非接触式智能卡设备的智能卡测试系统的示例性示意图。智能卡测试系统100包含测试智能卡的RF接口所需的硬件，例如与智能卡测试仪器或智能卡分析器(″SCA″)110接口的测试控制器计算机105。测试控制器105将测验参数和控制信息载入SCA 110，并且从SCA 110中收集测验结果和测定值。测试控制器105还为SCA 110提供软件开发、调试和执行环境115。

SCA 110包含用于测试半导体元件的数字测试系统120。如此处通常所用的，此类数字测试系统可包含用于测试存储器，数字、复合信号的各种仪器或卡，以及包含智能卡设备的片上系统(″SOC″)部件，二者都处于晶片和封装阶段。在一个示例性实施例中，数字测试系统120可以是具有Lighting(快速)混合信号选项的、由San Jose，CA的Nextest系统公司出售的、具有为测试智能卡定制的一或多个独特的附加模块的Maverick数字测试系统。这些模块这里一般称作智能卡模块(″SCM″)，其中的一个例子包含SCM 125。数字测试系统120还可以包含模拟捕获仪器(″ACI″)模块。下面将更详细地描述数字测试系统120的结构。

SCM 125具有多个相同硬件单元，在这里被称作智能卡仪器(″SCI″)通道，例如SCI 130、135、140和145。这些SCI中的每个测试一个智能卡设备(″SCD″)。例如，SCI 130测试SCD 150，SCI 135测试SCD 155，SCI 140测试SCD 160，SCI 145测试SCD 165。SCD这里也可一般称作邻近集成电路卡(″PICC″)。正被智能卡测试系统100测试的SCD也可被一般称作被测部件(″DUT″)。

由于SCM 125可以具有多个SCI，所以SCM 125可以同时测试多个SCD。可提供一个或多个互连(未示出)以允许将信息装载到诸如SCI通道130、135、140和145的每个SCI通道中，以便开始SCI通道的执行，以及从SCI通道读取结果。直到完成全部SCD的测试，SCI通道不与其它SCI通道通信，也不与测试硬件的其它部分或测试控制器105通信。结果，SCA 110可以同时并且异步地测试多个SCD。

每个SCI通道充当特殊智能卡读取器，其允许控制、测试和测量全部RF参数、数据值以及协议延迟。SCM 125中的每个SCI发送RF数据流给SCD，并且接收从SCD返回的RF数据流。SCI可按多种方式改变传输的RF数据流的参数，因为发送波形产生是非常灵活的，提供了对测验参数的完全控制。SCI也可以测试和测量所接收的RF数据流的参数。根据本发明，智能卡测试系统100在控制、测试和测量这些各种参数方面提供了所期望的高效、灵活和易于使用。

数字测试系统结构

根据该示例性实施例，数字测试系统120可以按两个版本设计。数字测试系统120的两个版本均包含为程序开发、调试和执行提供灵活的用户界面的软件，以及诊断和校准软件。

第一个版本(图2A中所示的版本200)是被设计成能为非接触式和双接口智能卡提供全部产品探针测试解决方案的批生产版本。该版本可包含具有Lightning选项的高管脚计数Maverick系统，即四个或八个站点系统，其中每个站点具有48个数字管脚和16个RF管脚。16个RF管脚位于下面将更详细地描述的混合信号管脚卡(″MSPC″)板上，其包含两个SCM(SCM 205和SCM 210)。版本200中的每个SCM可提供RF资源以测试四个SCD(八个管脚)。即，如图所示，版本200可同时并且异步地测试八个SCD。

数字测试系统120的第二个版本(图2B中所示的版本215)是工程配置。该版本可包含具有Lightning PTHF选项的Maverick系统，即单一站点系统，具有48个数字管脚和16个RF管脚。在这种情况下，MSPC板包含一个SCM(SCM 220)，其具有用于四个SCD的资源以及用于全速RF捕获的一个ACI(ACI 225)。版本215可支持测试高达四个SCD。

利用任意版本，数字测试系统120被集成到″站点″结构中。一个站点包含64个通道，即管脚，其提供参数的和功能的激励和响应测试能力、设备电源(″DPS″)的八个通道或管脚。站点管脚连接到将被测试的SCD上的相应管脚。测试控制器计算机105(图1)执行SCA软件环境115中的测试应用程序，并且控制站点硬件。批生产版本中的每个SCA站点包含例如所有同时和异步地测试八个SCD的所必需的资源，其中每个站点包含一个数字测试系统120中。同时测试允许多个设备被同时测试，其降低了测试的费用。因为SCD具有异步特性，由于测试器可以跟智能卡能够响应一样快地测试，并且不需要等待测试器资源来同步或变成可用，所以异步测试能力提供更好的总吞吐量。

诸如智能卡测试系统100的、根据本发明设计的智能卡测试系统可包括一个至八个站点，如其机械封装(基本上是其尺寸)所确定的。例如，在这里被称作″SST″的、批生产版本SCA四个站点系统封装的配置包含四个站点，因此能够同时测试32个SCD(其中每个站点具有一个包含能够测试八个SCD的MSPC板的批生产版本的数字测试系统)。

图3中所示的是安装在操纵器(manipulator)上的SST。SST 300是盒形机械封装，其包括测试硬件、硬件的电源以及各种电缆和机械部件。SST 300被安装在操纵器(操纵器305)上，其允许SST封装被容易地移动，并且取向为连接到其他设备的方向。包含PC、显示器、键盘、鼠标和通用接口总线(″GPIB″)的主机计算机(未示出)给用户提供程序开发能力，以及对SCA硬件的控制和应用程序执行。

在一个典型的测试设施的生产使用中，如图4中所示，利用晶片探针400，SST 300将被连接，即对接到晶片处理系统亦称为″晶片探针″上。SST 300经由被称为″探针接口″(探针接口405)的多部件电子机械组件可被连接到晶片上以便被测试。注意到，虽然SST 300能够同时测试32个SCD，但是典型的晶片可包含数百设备。

晶片探针400负责将晶片移动成与探针接口405接触，使得一次能够接触和测试多达32个SCD。一直重复这种移动，直到晶片上的全部设备都被测试为止。晶片探针400经由附装的GPIB通信设备(未示出)被主机计算机控制。

图5中所示的是数字测试系统120的结构的示例性框图。数字测试系统120可以具有用于控制站点的一个或多个站点控制器，例如站点控制器500、505和510。每个站点控制器包含运行嵌入由WA的Redmond的微软公司销售的Windows NTTM的单板个人计算机(″PC″)。其经由以太网520与主机计算机515通信。单板PC经由PC测试器接口(″PTI″)卡与每个站点中的测试硬件通信。单板PC和PTI插到提供电源和到两个板的通信的底板上。例如，站点控制器500与站点测试硬件525通信，站点控制器505与站点测试硬件530通信，站点控制器510与站点测试硬件535通信。

图6中所示的是站点测试硬件示例性示意图。诸如站点测试硬件525的每个站点测试硬件都包含诸如APG 600的算法模式产生器(″APG″)、诸如PE板605、610和615的三管脚电子(″PE″)板，以及MSPC板(MSPC板620)。如上所述，MSPC板包含SCI驻留其中的SCM。这些板插进提供电源和与全部板通信的底板625中。

APG 600运行这里通常被称作″模式″的专用软件程序。模式指定了每个系统时钟周期中的多个数字字段的值。这些字段包含X地址、Y地址、算法数据、向量地址和各种控制信号。APG 600将系统时钟和各种字段值分发给其它站点板。向量地址信号指明哪个模式地址是当前正在执行的。该地址由PE板605、610和615用来选择存储数据值以应用于数字驱动器或比较电路。该地址还被MSPC板620用于确定何时启/停用于合成或捕获模拟信号的时钟。

每个PE板，例如PE板605、PE板610和PE板615可提供16个通道或管脚的参数和数字功能激励(stimulus)以及响应测试。与每个管脚相关的定时发生器建立包含电平以及电平之间的转换(transition)的波形。针对每个管脚和波形指定转换时间。可以使用多达32个唯一波形定义。如由所选择的APG数字字段值指定的，与每个波形相关的电平是逻辑1或者逻辑0。每个PE板中的管脚驱动器将逻辑电平转变成特定的模拟电压值，并且将所得到的信号发送给被测设备(″DUT″)，在这种情况下是SCD。图5中所示的是连接到每个站点测试硬件中的PE板上的DUT(DUT 540)。

每个PE板中的管脚比较器从每个DUT接收信号，并且与期望值相比较。DUT的信号与期望值之间的任何误比较被认为是DUT错误，并且DUT被分类为有缺陷的。每个PE板还提供设备电源(″DPS″)的两个单独通道(管脚)和一个参数测试单元(″PMU″)。当设备的RF接口未被使用时，每个DPS管脚给一个SCD提供电源。PMU是可被连接到16个PE管脚的任何一个的″四象限的″力和测量设备(″four-quadrant″force and measure device)。其可加流测压(force current and measurevoltage)，或加压测流(force voltage and measure current)。这被用于SCA应用以执行智能卡的数字管脚上的开路、短路和泄漏测试。

MSPC结构

图7中所示的是MSPC 620的结构的示例性框图。MSPC 620提供了具有RF测试能力的16个通道(管脚)(管脚700)，以及两个DPS通道(管脚702)，即DPS通道705与710。下面更详细地描述RF测试特性。当设备的RF接口未被使用时，每个DPS管脚给一个SCD提供电源。

如图7所示，MSPC板620具有两个部分，即DC仪器部分715和AC仪器部分720。DC仪器部分715包含七个DC仪器：四个偏压供给(偏压供给725，730，735和740)，两个DPS(DPS 705和DPS 710)，以及一个V/I(V/I 745)。偏压供给和DPS是加压测流仪器，其中加压的同时可测量电流消耗。偏压的供给被用来以中等电流加压。这被用于下面更详细描述的SCM模块。当其RF接口未被使用时，DPS给被测的SCD提供电源。

V/I 745是″四象限的″力和测量设备。其可加流测压，或加压测流。这被用于SCA应用以执行智能卡的RF管脚上的开路、短路和泄漏测试。交叉点继电器矩阵允许任何偏压供给或V/I连接到任何RF管脚。DPS管脚是分立的，并且不能连接到任何其他MSPC仪器上。

AC仪器部分720提供了基础设施以支持两个独立AC仪器，就是AC仪器750和AC仪器755。这些AC仪器是附连到MSPC板620的″子卡″。这允许系统配置中的灵活性，并且允许为最优测试性能安装专用硬件。在SCA 110(图1)的情况下，定制仪器，即SCM 125被用于一个或两个AC仪器位置中。下面更详细地描述SCM的结构。

每个AC仪器接收四个具有可编程周期、脉宽和脉冲计数的独立时钟(760)。这些时钟可被向量系统，即被由APG 600(图6)生成并且经由底板625发送给PE 605、610和615以及给MSPC板620的向量地址触发，从而AC仪器可以在APG控制下启动和停止。每个AC仪器提供了八个信号连接。AC矩阵765允许每个AC仪器信号连接到两个MSPCRF管脚。AC矩阵765还将来自DC矩阵770的每个信号连接到一个RF管脚。这样，每个AC仪器可以连接到全部16个RF管脚，并且每个DC仪器可以连接到全部16个RF管脚。这提供了将仪器资源连接到设备管脚的极大的灵活性，其更方便应用程序开发，并且提供了更好的测试吞吐量。

SCA 110的一些版本，例如图2B中所示的工程版本215利用另一个AC仪器-模拟捕获仪器(″ACI″)。这种仪器包含具有可配置输入方案的14位模数转换器(″ADC″)。ADC采样施加的模拟输入信号，将信号转换成数字数值，并且将该数字数值存储在256k字存储器(每个字是一个数字数值)的连续位置中。ADC输入可被配置成八个单端输入，或四个差动输入。输入终止、放大和滤波功能提供了可编程信号调节。ACI可在1kHz到65MHz的频率范围内，捕获100mV到8V的范围内的模拟信号。这是SCA 110的选项，并且被用于高保真性捕获和SCD RF信号的分析。每个ACI可支持多达四个SCD。

SCM/SCI结构

图8中所示的是包含在MSPC板，例如图6中所示的MSPC板620中的SCM的结构。SCM 800包含测试四个SCD的RF部分所必需的资源。SCM 800是MSPC AC仪器模块，其依赖于MSPC板620的电源、接口和时钟电路。如上所述，SCM 800可以是MSPC板620中的一个或两个AC仪器750和755(参见图7)。

SCM 800包含per-DUT(每个PUT)资源805，即分配给每个DUT或SCD的资源，以及共享的(公共)系统资源810。per-DUT资源包含SCI 815、820、825和830，其中每个包含具有相关存储器和控制逻辑的RF收发器。每个SCI生成RF信号给DUT，从DUT接收RF信号，并且将接收的信号与期望值比较。继电器将每个SCI连接到DUT的两个RF管脚上。每个SCI与其它SCI并行操作，但是完全异步并且独立于其它SCI。每个SCI保持与其相关DUT实时通信流，并且实时确定是否发生任何DUT故障。

图9中更详细地示出的公共系统资源810包含RF电容仪器900、副载波捕获仪器905、RF衰减器910和继电器驱动器915以将公共系统资源810经由继电器驱动器915供电的继电器矩阵(未示出)连接到四个DUT中的每个。每个公共系统资源810在由每个SCM支持的四个DUT上顺序操作。

如图10所示，电容仪器900包含由附装的通道电容调谐的简单张弛振荡器。该振荡器利用标称电容(电容器1000)被设置到13.56MHz中心频率，这大概是由于没有DUT时的接口线缆所预期的。振荡器输出大约是1Vpp，并且不可调节。继电器允许MSPC偏压供给725、730、735和740(图7)连接到电容仪器900，以提供高达+/-16V的DC偏置。继电器经由测量传送总线和所选择的SCI RF通道，例如SCI通道815、820、825或830(图8)将电容仪器900连接到DUT。

此外，API起到将电容仪器900连接到所选择的SCI通道、执行测量以及提供结果的作用。借助于校准电容器1005校准结果以消除任何杂散(stray)测试器通道电容或电路性能中的变化的影响。

图11中更详细地示出了捕获仪器905。捕获仪器905包含ADC1100、输入条件以及捕获存储器1105中的4096字捕获存储器。ADC1100是具有2Vpp输入范围的10位ADC。接收器输入可经由提供4∶1增益的差分增益放大器1110连接。发送器可经由具有8∶1衰减的差分衰减器1115连接。ADC 1100由MSPC时钟模块775(图7)提供时钟，因此具有显著的灵活性。ADC 1100将工作于从最低的时钟模块频率直到8MHz。ADC 1100可被数字向量系统(未示出)、计算机或TSM、RSM、TDM或RDM触发。

来自SCA软件环境115(图1)的软件读取捕获存储器1105，并且将内容格式化成标准波形对象。该对象可被DSP功能(经由API)操作，或可被载入混合信号波工具(″MSWT″)以便显示或手动操纵。校准软件补偿电路性能的任何变化。

现在参照图12，描述SCI的结构。每个SCI(由SCI1200代表)包含RF收发器、存储器和控制逻辑。由于SCI 1200的发送和接收端是独立的，具有不同的实现方式，因此分别讨论。在发送端，SCI 1200包含发送数据存储器(″TDM″)1205、编码器1210、调制器1215和功率放大器1275。在接收端，SCI 1200包含接收器1220、解码器1225、控制逻辑1230和接收数据存储器(″RDM″)1235。

SCI 1200还包含图13中更详细地示出的发送和接收状态机1240，以协调编码、解码和协议执行任务。每个状态机通过一系列状态排序。如两个分支条件输入所确定的，每个状态可分支成四个其它状态中的任何一个。每个分支条件输入具有多输入多路复用器(″mux″)，例如mux 1300和1305，其允许几个不同硬件事件中的一个被用于确定何时在转换RAM 1310中分支。针对每个状态指定mux选择，并且每个状态可激活或去激活多个输出信号或动作。

状态机可以是由测试工程师完全编程的。对于每个状态，条件mux选择、下一状态和动作输出可由用户编程。SCA软件环境115(图1)中的协议状态编译器(″PSC″)提供了定义每个状态的符号法，然后将状态定义编译成适当数据载入状态机。存在两个可编程状态机设计的实例：传送状态机(″TSM″)和接收状态机(″RSM″)，下面将更详细地讨论。

SCI发送器

SCI 1200的发送端得到存储的帧数据，利用编码器1205将数据编码成由协议指定的数字表示，然后利用独特和新颖的调制器(调制器1010)调制具有编码数据的RF载波。调制器1215的特性是″模板(Palette)波形″调制技术。基本上，每个发送帧数据位被用来从选项或″模板″中选择一个波形。该波形代表数据位之间的转换，并且被存为存储器中的数字化记录。在这里还被称作″库(bank)″的不同的模板可被选择以允许实时修改各种RF参数，例如调制深度或转换形状。

SCA软件环境115(图1)中的数据流编译器(″DSC″)接受用户指定的符号数据并且生成数值以载入TDM 1205。如图14中更详细地示出的TDM 1205是4比特宽＊1M地址深。每个地址对应于帧内的一个数据位。该地址内的4位被分成传送给连接到SCI 1200上的SCD的一个发送数据位(1400)，指定四个不同波形库中的一个的模板库选项(1405)的2位，以及用于标记数据流中的具体位置以供TSM使用的一个标记位(1410)。该标记位通常标记符号内的最后位。

SCI 1200中的调制利用存储的对应于位数值之间的转换的″模板″波形。以两倍于载波频率采样这些波形，因此包含载波和调制两者。该机制允许在建模过冲、下冲、调制深度及其他RF波形特征方面的完全用户灵活性。这些采样的、波形的数字表示被应用于RF DAC1250(图12)，其直接合成波形以被应用于连接到SCI 1200的SCD。下面更详细地描述调制器1215。

将要应用的波形由简单硬接线的状态机，即编码器1210选择。在ISO 14443B类型智能卡符合要求设备的例子中，编码器1210检查电流和先前的数据位以确定选择什么转换波形。由TSM管理传输协议的细节，所述TSM提供了排序调制器1215的各种信号以将适当的波形信号应用到RF DAC 1250中。DAC 1250的输出被应用于消除谐波的滤波器。该信号被发送到功率放大器1275(图12)，其提供了驱动连接到SCI1200的SCD的放大RF信号。

利用SCA软件环境115(图1)中的DSC生成帧。该软件包允许用户为各种数据单元和包括帧的协议开销指定符号名称。SCA软件环境115(图1)中的PSC被用来指定由TSM执行的协议所需的事件序列。载入可编程延时单元的值由API功能或GUI工具指定。调制的波形形状由混合信号波工具(″MSWT″)指定。测试工程师通过API功能和GUI工具指定这些测试。

SCI接收器

图15中所示的是SCI接收器1220的示例性示意图。接收器1220包含Vsense电阻器1500，来自连接到SCI 1200的SCD的信号穿过其最初出现。该信号由检测器1505检测，并且被滤波器1510滤波以消除其载波和副载波分量。其余调制是连接到DC恢复电路1515的AC，然后由比较器1520将其与已知的阈值比较。

这导致信号处于标准逻辑电平，然后其被硬接线状态机-(图12)所示的解码器1225解码。配合解码器1225，状态机1240中的RSM提供计时器资源和分支能力以执行将调制的副载波信号实时变换成解码的位流。该位流由RSM分析以确保其遵从定义的协议。该位流还实时地与RDM 1235的内容相比较。

图16中更详细地示出的RDM 1235是4比特宽＊1M地址深。每个地址包含构成接收的数据值的4位，其被分为代表接收的数据位的期望值的一个期望数据位1605，代表不与接收数据流相比较的″无关″位的标记的一个掩蔽数据位1610，用于标记数据流中的具体位置以供RSM使用的标记位1615，以及由SCI 1200接收的实际数据的接收数据位1620。标记位1615通常标记符号内的最后位。

类似于SCI 1200的发送部分，PSC将接收协议的状态描述转换成校正数据以载入RSM。如图16所示，DSC接受期望的接收数据的符号定义，并且将其转换成数值载入RDM 1235中。

DSC生成包含用户的输入文本文件中指定的每个数据值的期望、掩蔽和标记位的文件。该文件被载入RDM 1235，为执行RF功能测试做准备。随着从连接到SCI 1200的SCD中接收每位，在测试执行时间期间，接收的数据位被载入RDM 1235。每个接收的位实时地与其相应的期望和掩蔽位相比较。如果未掩蔽的接收位与期望数据位不匹配，则检测到差错，并且采取适当的操作。

SCM连接中继器

SCM中的每个SCI，例如图8中所示的SCM 800中的SCI 815、820、825和830经由继电器矩阵被连接到其相关的接口信号，并且被连接到SCM中的公共资源，例如图8中所示的公共资源810上。有时，一个SCI在使用中的同时，来自SCM中的公共资源的信号必须针对MSPC板的其它部分被路由。这一点通过从某些其它SCI″窃用″矩阵连接来实现，使得其它三个SCI在共享仪器使用期间是空闲的。该技术被用来将SCI信号通过衰减器连接到相邻模块插槽中的ACI上。这还被用于将MSPC偏压供给通过隔离扼力(isolation choke)连接到电容仪器上。

图17图解了诸如MSPC板620(图7)和SCM 800(图8)的MSPC板中的以及包含于其中的SCM中的各种继电器组，并且图解了其如何提供各种资源之间的路径。本领域的普通技术人员应当理解，所示的继电器仅用于图解的目的，并且在图17中限于篇幅可强制附图中的一些折衷。例如，虽然一些路径可包含四个、八个或十六个信号，但只有一两个连线和继电器可代表路径。同样，RF路径是差动的，但此处被显示为单端的。

图18详述了诸如SCM 800(图8)的SCM上的RF通道路径。四个SCF中只有两个，例如SCI 815和SCI 820被示出。每个SCI具有一对继电器(1800和1805)，其将SCI发送器从RF通道管脚断开。有三个可被独立连接到每个SCI上的测量总线。这些总线是：(1)″测量传送″总线1810，用于发送器输出的″高″端；(2)″测量接收″总线1820，用于接收器输入的″高″端；以及(3)″测量公共″总线1815，用于发送器输出和接收器输入两者的″低″或公共端。这些总线通到SCM的公共资源，例如SCM 800(图8)中的公共资源810以允许每个RF通道连接到各种共享仪器上。

每个SCI还具有用于校准目的、短接RF通道的继电器，例如SCI815的继电器1825和SCI 820的继电器1830。最后，有两对继电器-″次路径″1840，其允许″窃用″SCI#_1(815)或SCI#_4(830)矩阵连接，以便允许公共系统资源810之间的连接以及经由MSPC AC矩阵765连接其它MSPC资源。

如图19所示，SCM中的公共资源，例如SCM 800中的公共资源810还具有其自己的继电器矩阵。测量传送总线1810可连接到电容仪器900或者衰减器910。衰减器910的输出利用SCI#_1或者SCI#_4连接，经由次路径1840连接到ACI(例如图7中所示的ACI 750或755)。同样，诸如图7中所示的偏压供给725、730、735和740的偏压供给经由次路径1840可为电容仪器900提供DC偏置。

测量接收总线1820经由差分增益放大器1110(图11)连接到捕获仪器905中的ADC 1100上。ADC 1100也可以经由衰减器910连接到测量传送总线1810。虽然捕获仪器905不能执行SCF载波的全速捕获，其通过欠采样可确定某些载波特性(如幅度)。这一点对系统校准来说是必要的。

SCI调制器

传送每个SCI的一半包含存储帧数据的大容量存储器(TDM 1205)和RF发送器，其包含图12中所示的调制器1215和功率放大器1275。调制器1215使用新颖的″模板波形″技术来编码和生成被传输到每个DUT，即图5中所示的DUT 540中的信号。

一般说来，要在RF链路上传送信息的话，将被发送的数字数据首先被编码成符号，然后该符号被调制到RF载波上。该信号然后被放大，并且被发送给天线或其它接口。在SCA 110(图1)的例子中，没有天线，仅仅接触到每个SCD中的RF接点。

优化SCA 110以测试如ISO标准14443中定义的邻近卡。这些卡被正式地称作邻近集成电路卡(″PICC″)。相应的读取设备被称作邻近耦合设备(″PCD″)。在SCA 110的例子中，每个DUT是PICC，并且每个SCI RF通道是PCD。PCD与PICC利用将数据打包成帧的分层协议经由RF通信通道通信。通信是半双工的，通常利用作为主设备的PCD通过发送帧启动通信。PICC对帧作出响应。这种往复的活动一直持续到通信终止。

所有智能卡共享一个公共物理层RF协议。PCD以13.56MHz传送RF载波。该载波满足若干目的，即：(1)利用送往PICC的数据调制其；(2)PICC通过整流和存储接收的载波能量(″通信电源″)得到其电源；以及(3)PICC利用其自身副载波以847kHz调制该RF载波。该副载波由PICC调制(后调制)，数据被送往PCD。

下一个协议层确定位如何在调制的RF流中被表示。注意到，常用的有若干种协议。在每种情况下，协议指定0和1如何在PCD与PICC之间沿各个方向发送。下一个协议级描述位如何被合并成符号。某些符号被要求″打包″或用于建立与保持通信链路的开销。其它的是包含于帧中的实际数据。注意到，符号及其他事件之间可能有延迟。协议的较高级定义PICC和PCD的系统在多个卡同时响应时如何消除通信差错和冲突。然而较高级还处理复帧事务。

对于所有的情况，协议层可由按定义的顺序发生并且具有已知时间关系的一系列″事件″表示。事件可包含信号值中的变化，或计时器的到时。顺序指定事件应当按其发生的次序。时间关系指定事件之间的时间，通常是以最小/最大可接受时长窗口的形式表示。如果协议事件、顺序或时间窗口是不正确的，则出现差错。有些差错是可恢复的，而有些是不可以的。

RF智能卡测试涉及功能和参数测试两者。功能测试包含发送已知消息给智能卡，并且从其接收响应。注意到，正确的响应不仅按位匹配期望的响应，其还应当使各种事件时间在正确的最小和最大延迟窗口内。发送和接收帧两者都可由测试工程师指定。测试工程师还提供有关构成协议的事件的细节，以及这些事件的顺序和定时。如由状态机所规定的，这些细节由调制的波形形状、可编程延时单元中的数值以及事件的顺序规定。在功能测试中，虽然提供了有关失败的类型的信息，但是仅获得通过/失败结果。

参数测试涉及测量各种参数，以及将测量结果与规定的极限值相比较，或保存测量值以便进行进一步分析。智能卡参数测试包括PICCRF电容、协议事件时间以及副载波RF参数的测量。结果包含测量值，或捕获的波形。波形可作为数字信号处理(″DSP″)数学功能的输入，以便补充分析。

ISO 14443标准就代表13.56MHz载波上编码和调制的位的符号而言，描述了A类型和B类型PCD发送波形。此外，应当提供未调制载波来给PICC供电，并且在PICC后调制期间提供载波。加电并且与PICC初始通信要求载波以一种受控方式斜升(ramp-up)到期望的功率电平，而不是仅仅″接通″。同样，PICC RF通信和断电应当以斜降载波功率结束。

ISO 14443标准描述了用于A类型和B类型PCD传输作为13.56MHz载波的幅度调制的符号。未调制载波可被认为是″全幅度″。调制实际将载波幅度从其最大值降低了一个定义的量(虽然有规定超过标称载波最大幅度的过冲假信号)。定义符号之间的转换以具有最小和最大斜率、过冲和下冲。符号持续一个基本时间单位(″ETU″)，其包含符号之间转换的某些部分。

在ISO标准14443-2中可发现ISO 14443 RF信号规范的细节。图20A和20B中所示的是B类型调制的简化图解。

在一个示例性实施例中，SCI 1200(图12)使用了一种新颖技术来在RF载波上编码和调制数字数据。该技术使用一种类似于混合信号任意波形发生器的机制来建立编码和调制的RF波形。基本上，符号之间的转换的幅度被表示成以载波奈奎斯特速率采样的数字化数值。定义每个符号转换包含足够多的样本来跨越一个ETU周期。

这些数字化转换(被称作″模板波形″)中的每个被预存储在存储器(模板存储器或模板RAM 1245)中。因为有两个数据值(0和1)，所以有四种可能转换(0-0，0-1，1-0，1-1)。因此，模板RAM 1245应当包含四种模板波形。由于ETU被定义成是128载波(″FC″)周期，采样理论要求所得到波形包含至少256个样本。每个样本被数字地表示成12比特值。图21图解了采样的符号转换。在所示的例子中，模板RAM 1245中的1-0项将用样本的数字表示加载(所示的仅是少量样本)。

在发送期间，发送数据位的顺序被用来在每个ETU周期期间从模板存储器1245中选择模板波形，更具体地说，″当前″ETU数据位和″先前″ETU数据位被用来选择四个可能符号转换波形中的一个。所选择的数字化符号转换然后通过利用模板样本计数器在整个所选择的转换波形存储器上做索引，被转换回模拟信号。存储器输出被发送到DAC 1250，其输出被滤波以消除谐波，然后被放大，并且被发送给PICC。因为符号被以载波奈奎斯特速率采样，所以符号的幅度固有地″混合″有载波频率。因而，重构以载波奈奎斯特速率采样的符号转换产生调幅载波。图22图解了采样的转换和载波的重构。

图23示出了以2＊Fc运行的调制器1215以及模板样本计数器2300和重构滤波器2305的示例性实施例的示意图。然而，一种巧妙的技术可以允许大部分电路较慢运行，并且同时降低所需的模板存储器1245的大小。认为发送的信号实际上是围绕其中点对称的(或几乎如此)是有利的。因此，如果被存储值在交替的Fc半周期上是数字相反的，则只有模板存储器1245中的信号的″正″侧需要被存储。这一点用图24中所图解的方式来实现。注意到，模板存储器1245的输出是总线，因而连接到mux 2405的反相器2400实际上是每个总线的反相器。

如图25所示，另一个改进可以通过针对每个FC周期引入两个中间刻度(scale)采样来进行。由于中间刻度数字数值是固定码，其可以通过以两倍速度(4＊Fc)运行模板输出mux 2405而被插入数字数据中，用两个附加的输入选项(两个都是中间刻度)，从而在每个Fc循环中产生四个值易于实现这一点。当这需要模板输出mux 2405、其控制逻辑2410以及DAC 1250来以4＊Fc运行，其使得重构滤波器2305的实现更加简单和较小，并且产生较高保真度的输出信号。模板存储器1245中的每个样本现在被转变成一个调制Fc循环中的四个样本。

图26是图解了利用附加的中间刻度值2600支持4＊Fc调制的调制器中的硬件变化的框图。

测试ISO 14443设备的一个要求是对于某些测试，符号转换的时间应当因ETU的不同而不同。这意味着转换″边缘″应当在相同帧期间的不同时间从调制器得到。SCI 1200(图12)通过提供模板存储器1245的四个库(此处被称作″模板库″)来实现这一点。在每个ETU期间，通过模板库选择位唯一地选择使用的模板库，所述模板库选择位与将被传送的数字数据一起被存储在TDM 1205中。通过在不同模板库中存储具有不同转换时间的波形，可变的边缘位置的影响可以由改变通过根据需要模板库选择位来建立。图27图解了这是如何工作的。

虽然图27演示了可变转换边缘位置，但是模板库模式可被用于独立于所提供的数据位、需要波形改变每个ETU的其它目的。这可包含改变转换斜率，或改变故意的畸变。图28是具有用于执行模板库存储器模式的模板存储器地址逻辑2800的调制器的框图。

如迄今所描述的，在每个ETU周期期间，每ETU中可用的四个TDM位中的两个被用来选择模板库。这些模板库选择位在发送帧数据文件被指定，并且被编译和载入TDM 1205中。由于TDM 1205和模板存储器1245两者都较大，并且费时改变，所以期望一种改变模板库分配的更灵活的方法。因此，可提供一种模板库映射，其允许模板库选择位代码间接绑定到实际模板库。该模板库映射实质是简单的寄存器文件，其从TDM 1205中得到两位″虚拟″模板库选择代码，并且输出用户可编程序的两位代码来选择″物理″的模板库。因此，TDM 1205中的虚拟模板库选择位代码与物理模板库之间的映射完全是用户可定义的。注意到，该机制类似于数字测试器定时系统。从SCA术语到常规数字测试器术语的″映射″是：

模板库→循环类型(或时间设定)

虚拟模板库→全局循环类型

物理模板库→局部循环类型

模板库映射→全局至局部转换表

例如，可以建立先前例子中所示的具有使用四个模板库中的三个的可变边缘定时波形的模板存储器1245。相应的发送帧将具有如下面表格1中所示指定的虚拟模板库选择位。在这种情况下，TDM1205虚拟模板库选择位与物理模板库选择位之间的映射将是一对一标识映射。然而，如果发送帧导致设备失效，则可能有必要重新运行具有标称转换边缘位置的帧。

表1-可变定时的模板库映射

如果没有模板库映射特性，则必须建立新的帧，其中所有模板库选择位被设置为″1″。然而，利用模板库映射特性，则可以简单地将模板库映射中的所有模板库选择物理位设置为如下面表2所示的″1″。

表II-标称定时的模板库映射

图29中所示的是具有附加模板映射硬件2900的调制器的框图。

ISO 14443标准通过减少每ETU Fc循环次数而进一步提供较高的数据传输速度。默认的ETU周期是128Fc循环，其每秒大约转换106KBit。然而，通过利用每ETU仅64Fc，大约每秒212KBit的传输速度是可能的。ISO 14443标准提供128、64、32和16Fc的ETU长度，分别产生大约每秒106、212、424和848KBit。通过给模板样本计数器增加一个被称为″模板样本长度寄存器″的预载寄存器，在调制器1215中实现这一点。当模板样本计数器达到最大计数时，利用模板样本长度寄存器的内容预载计数器。注意到，这允许ETU是任何长度，而不仅仅是二进制的多个Fc计数。图30图解了该添加，即模板样本长度寄存器3000的框图。

利用每个模板波形包含两个(可能是相同的)由转换分隔的电平的识别甚至进一步增强调制器1215。″前导″(leading)电平保持恒定，直到转换到下一个电平发生为止。转换之后，″尾随″(trailing)电平保持恒定。前导或尾随电平的值为未调制载波(逻辑1)或者完全调制载波(逻辑0)。因此，这两个电平可由两个寄存器实现，每个都包含适当的逻辑1的数字数值或逻辑0调制值。每个电平被应用于Fc循环的某些时长。因此，计数器与前导和尾随时长有关。前导时长、模板样本时长和尾随时长的总和是ETU的长度。注意到，应用哪个电平是由编码器1210(图12)中的逻辑来确定的。图31中图解的是1到0符号转换的产生。

由于ETU长度是可变的，并且因此模板样本计数器2300是可编程的，所以前导和尾随电平计数器两者也应当是可预先加载的。如果假定前导和尾随计数器会始终负责产生某些部分ETU波形，则可以减少必须被存储在模板存储器1245中的样本的数量，并且模板存储器1245的总体尺寸因而减少。一个合理的假设是模板存储器1245提供ETU中的样本的1/4(25％)，而电平计数器提供样本的其它75％。假定最大长度ETU为128Fc，每个计数器应当提供最多96个样本，模板样本计数器2300应当提供最多32个样本。虽然前导和尾随电平计数的数量是可编程的，通常所有计数器的值会共计128。然而，利用该模式，可以产生比最大规格128Fc更长的ETU。这对某些测试来说是需要的，而在先前调制模式的任何一种中是不可能的。图32中图解了支持这个的硬件。除了附加的寄存器和计数器，即电平寄存器3200和3205、前导电平计数器3220、尾随电平计数器3225、前导电平长度寄存器3230和尾随电平长度寄存器3235之外，增加了控制逻辑3215来驱动选择电平寄存器3200和3205或模板存储器1245中的一个的mux 3210。

下一个调制增强增加了减少模板存储器使用以及针对每个ETU循环在ETU内移动符号转换的能力。该能力允许转换波形(或许包含唯一的上升/下降时间)和转换时间由TDM 1205中的模板库选择位来选择。这提供了类似于数字管脚通道的定时灵活性。要实现这一点，模板、前导和尾随电平长度寄存器每个都应当被改变成四项寄存器文件。由物理模板选择位从模板库映射中选择要用的项，如图33所示。

另一个调制增强利用了由调制器1215产生的波形应当始终以连续方式改变的观察。调制电平之间不会有突变，并且电平之间的每个变化由模板存储器1245中的波形执行。因此，事实是模板存储器转换波形中的最后一个值与随后的″尾随″电平值相同。实际上，先前ETU的尾随电平之后的下一个ETU的″前导″电平的值也应当相同。因此，模板存储器转换波形中的第一个值也与″前导″调制电平寄存器中的值相同。

因此，图33中所示的两个调制电平寄存器(电平寄存器3200和3205)可被省略。锁存模板存储器转换波形中的最后值可能就足够了，并且针对前导和尾随电平时长简单地重复该值，直到选择了下一个模板存储器转换波形为止。这具有若干优点，除了简化硬件之外。首先，因为电平信息仅被保存在一个地方，即模板存储器1245中，所以调制器1215更容易编程，并且更容易使波形转换一致。其次，这允许调制深度因ETU不同而有所不同，简单地通过选择具有不同调制深度的模板库就可实行。这还允许将来每ETU多位模式工作而无需增加大量的专用硬件支持。图34是图解了具有利用最后样本锁存3400实现的该最后样本重复功能的调制器1215的框图。

模板存储器管理

调制器1215的先前讨论提及可变的模板波形的尺寸、不同的大量模板库等等。在一些情况下，模板存储器1245可能大部分未被使用，这会浪费稀有资源。然而，可以允许通过地址映射模式使用否则浪费的空间来管理模板存储器1245。这由模板大小对比模板库的数量的折衷办法来决定。以下信息被用来寻址模板RAM：

模板样本地址：一个模板波形内的特定数字化样本的地址。这由模板样本计数器提供。在模板正被访问以便波形产生的同时，地址改变了每个Fc循环。最多有7比特(128个样本)。

现行数据位：这是来自编码器1210中的数据位，并且可改变每个ETU。这实质上是波形转换是正在其间转换的″下一个数据位″。现行数据位和向后(Look-behind)数据位从一个模板存储器库中选择四个波形中的一个。

向后数据位：这是来自编码器电路的单ETU延迟的数据位，并且可改变每个ETU。这是波形转换是正在其间转换的″先前数据位″。现行数据位和向后数据位从一个模板存储器库(bank)中选择四个波形中的一个。

物理模板库选择：这两个位选择四个模板存储器库中的一个。这些位来自模板库映射，并且可改变每个ETU。

以上所述共计11比特。然而，在一个示例性实施例中，模板存储器1245以现场可编程门阵列(″FPGA″)实现，其以4K字块被组织，所以寻址模板存储器1245需要12比特。该第12位作为静态即，寄存器位被提供，并且被用来选择两个″模板库组″中的一个。这可被看作选择可以在每个帧集的执行之间交换的两个不同波形集。其中一个用途是提供具有不同调制指数的两组波形。这两组可被一次性加载，然后在每个设备测试之前根据需要快速地被选择。

如所提及的，模板波形样本大小可被调节以处理较短的ETU长度。如果使用较短的波形长度，存储器可被释放以便其它使用。在这种情况下，该附加存储器表现为附加模板库组，其由寄存器静态地选择。转换波形长度的选项是另一个静态选项，由″模板尺寸″寄存器进行。下面的表格III列出了可用的模板尺寸选项：

模板尺寸位代码	可用模板尺寸(样本)	可用模板库组
模板尺寸位代码	可用模板尺寸(样本)	可用模板库组	00b	16	16
01b	32	8	00b	16	16
01b	32	8	10b	64	4
11b	128	2	10b	64	4

表格III-模板尺寸选项

图35中所示的是具有可调节模板尺寸调制器1215的框图以及模板尺寸寄存器3500和模板库组寄存器3505。

载波斜坡生成

如上所述，载波不能突然地开始；它应当通过一个用户定义的间隔斜升到其最大值。这相当于用起始于0而终止于载波最大值的斜坡(ramp)来调制载波。斜坡时长是从几微秒到几秒之间可变的。该时长范围对于将被用作斜坡波形源的模板存储器1245来说太长了。然而，由于载波及其调制被以数字方式生成，所以可利用简单的计数器电路很容易地实现其。

图36是图解载波斜坡发生器的框图。寄存器3605包含载波斜坡最大值。8位载波斜坡计数器(计数器3610)被初始化成0，并且由与SCI Fc时钟不相关的独立MSPC时钟递增。该时钟还可以预先定标以生成长持续时间斜坡。由比较器逻辑3615比较载波斜坡计数器值与载波最大值寄存器。

当计数器等于寄存器时，递增暂停。载波斜坡计数器3610还可以递减，在这种情况下当其到达0时暂停。注意到，虽然所有调制器波形值是12位的，但计数器3610仅为8位。如图36所示，计数器3610提供了12位载波斜坡波形字段的3到11位。最低的3位始终为0。较高位为符号位，并且始终为1。仅提供8计数器位平衡了载波幅度分辨率的计数器复杂度。如对于任何其他调制器波形一样，载波斜坡每Fc循环提供了一个″样本″。通过以4＊Fc速率在中间刻度、样本、中间刻度、反样本之间转变，调制器输出mux将其转变成四样本波形。图37中所示的是图解集成到调制器中的载波斜坡发生器的框图。

有利的是，本发明的调制器使用一种新颖并且独特的″模板波形″技术来提供PDC给ISO标准14443所需的PICC发送信号。该技术在波形幅度和定时特性方面提供了极大的灵活性以允许RF智能卡的功能和参数测试。

在其多个特性中，根据本发明设计的调制器提供：(1)利用可编程的斜坡时长和可编程最大载波幅度控制的载波幅度的斜升和斜降；(2)可编程ETU长度从4到384Fc循环可调节，具有″运行时″长度可调节，即每个ETU可从一组四个可能值变化的特性；(3)可编程ETU转换形状。ETU符号之间的转换可被限定为波形。可以有四个转换类型波形，基于当前ETU和先前ETU发送数据值来选择。每个波形可被用户定义，每Fc一个样本。转换波形时长可从4到128Fc编程。对于一种指定的转换类型，可以″运行时″从一组四个可能波形中选择转换波形；以及(4)可编程ETU转换位置。ETU符号之间的转换的起始时间可被编程。起始时间可以是ETU内的2至120Fc循环。起始时间可″运行时″变化，即每个ETU可从一组四个可能值中变化。

本领域的普通技术人员应当理解，虽然SCA 110以ISO标准14443指定的非接触式智能卡设备为目标，但是其实现通常足以允许测试具有未不符合协议及其他标准的设备。

仅为了图解和描述目的提供了本发明的特定实施例和最佳方式的上述描述。该描述并非旨在穷尽，或将本发明限制成精确的公开形式。在某些附图中而未在其它附图中所示的本发明的特定特征仅为了方便起见，并且根据本发明任何特征可以与其它特征组合。描述过程的步骤可被重新排序或组合，并且可以包含其它步骤。选择和描述实施例是为了提供对本发明原理及其实际应用的最优说明，并且也是为了使本领域的普通技术人员针对可以根据所考虑的具体使用情况进行各种修改，更好地使用本发明和各种实施例。根据该公开，本发明的进一步变化对本领域技术人员来说是显而易见，并且这种变化旨在落入所附权利要求书及其等同的范围内。

Claims

1.一种用于测试多个射频智能卡设备的系统，包括具有多个智能卡仪器通道的智能卡模块，所述多个智能卡仪器通道中的每个适合于测试所述多个射频智能卡设备中的一个，所述多个智能卡仪器通道中的每个对于所述多个智能卡仪器通道中的其它智能卡仪器通道是异步的，并且独立于所述多个智能卡仪器通道中的其它智能卡仪器通道。

2.如权利要求1所述的系统，还包括连接到所述智能卡模块的混合信号管脚卡板。

3.如权利要求2所述的系统，还包括连接到所述混合信号管脚卡板的模拟捕获仪器模块。

4.如权利要求1所述的系统，还包括用于将所述多个智能卡仪器通道连接到所述多个智能卡设备的继电器矩阵。

5.如权利要求4所述的系统，其中智能卡模块包含一组用于将所述多个智能卡仪器通道连接到所述多个智能卡设备的公共系统资源。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述多个智能卡仪器通道中的每个包括发送器和接收器。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述发送器包含发送数据存储器、编码器和调制器。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述接收器包含解码器、控制逻辑和接收数据存储器。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述多个智能卡仪器通道中的每个包含被配置成管理所述发送器和接收器的可编程状态机。

10.如权利要求7所述的系统，其中所述调制器包含连接到利用至少两个数据位的测试信号使用的所述编码器、并且被配置成存储多个模板波形的模板存储器，每个模板波形对应于所述两个数据位之间的转换。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述模板存储器被连接到数模转换器。

12.一种用于利用具有最少两位的测试信号测试多个射频智能卡设备的智能卡模块的调制器，包括被配置成存储多个模板波形的模板存储器，连接到所述模板存储器以便针对每个模板波形产生模拟信号的数模转换器，以及连接到所述数模转换器以便滤波所述模拟信号的重构滤波器，其中每个模板波形对应于所述两个数据位之间的转换。

13.如权利要求12所述的调制器，其中每个模板波形包含载波和对载波的调制。

14.如权利要求12所述的调制器，其中所述模板存储器是多个模板存储器库。

15.如权利要求12所述的调制器，还包括连接到所述模板存储器的模板采样计数器。

16.如权利要求15所述的调制器，还包括连接到所述模板存储器的模板库映射。

17.如权利要求16所述的调制器，还包括连接到所述模板采样计数器的模板样本长度寄存器。

18.如权利要求17所述的调制器，还包括连接到所述模板存储器的前导电平计数器、尾随电平计数器、前导电平长度寄存器和尾随电平长度寄存器。

19.如权利要求18所述的调制器，还包括连接到所述模板存储器的载波斜坡发生器。

20.一种用于并行和异步地测试多个射频智能卡设备的方法，包括从模板存储器输出一系列符号转换，将所述一系列符号转换变换成模拟信号，滤波所述模拟信号以消除谐波，放大所述滤波的模拟信号，以及将所述放大的模拟信号发送给至少一个所述智能卡设备。

21.如权利要求20所述的方法，还包括将测试信号调制成一系列符号转换。

22.如权利要求21所述的方法，其中滤波所述模拟信号包含使用重构滤波器。