ISO-IEC7816-3-2006学习总结.ppt

关于BSISO IEC7816 3 2006之分析 Copyright C 2005PekingUbiquitousICTagTechnologyCo Ltd Allrightreserved 二零一零年七月二十八日 1 2 7816 3 2006的相关术语和简写 3 4 目录 ISO IEC 7816 3 2006简介 7816 3 2006具体内容应用 一 ISO IEC ISO InternationalStandardsOrganization国际标准化组织 和IEC InternationalElectrotechnicalCommission国际电工委员会 建立了世界范围标准化的专用系统 ISO或IEC的国家成员团体通过由各自的组织建立的技术委员会所涉及的专门领域的技术活动 来参与国际标准的制定 ISO和IEC技术委员会在共同感兴趣的领域合作 其他与ISO和IEC有联系的官方或非官方的各国际组织也参与此项工作 在信息技术领域 ISO和IEC建立了一个联合技术委员会 即ISO IECJTC1 由联合技术委员会提出的国际标准草案须分发给各成员团体进行表决 作为国际标准批准发行至少需要75 的成员团体投票赞成 国际标准ISO IEC7816 3由联合技术委员会ISO IECJTC1 信息技术 的分技术委员会SC17 识别卡和相关设备 制定 国际标准身份证集成电路卡一共有15个部分 我们要讨论的是第三部分 带触点的电接口卡及其传输协议ISO IEC是一系列具体说明集成电路卡的标准 并且也可阐述信息交换 这些卡是识别卡 用来在外部和卡的集成电路之间进行信息交换 作为信息交换的结果 卡传递信息 计算结果 存储数据 和 或修改其内容 数据存储 事件存储 本部分规定了电源 信号结构以及集成电路卡与诸如终端这样的接口设备之间的信息交换 它还包括信号速率 电压电平 电流数值 奇偶约定 操作规程 传输机制以及与集成电路卡的通信 它不包括信息和指令的内容 如发卡方和用户的标识 服务和限制 安全特性 日志和指令定义 二 7816 3 2006简介 三 7816 3 2006相关术语和定义 UIH 高电平输入电压UIL 低电平输入电压UOH 高电平输出电压UOL 低电平输出电压Ucc 在VCC的电压IIH 高电平输入电流IIL 低电平输入电流IOH 高电平输出电流IOL 低电平输出电流Icc 在VCC的电流tR 上升时间 从信号振幅的10 90 tF 下降时间 从信号振幅的10 90 TS 初始字符T0 格式字节 T1 T2 历史字节TA TB 接口字节TCK 检验字符StateH 高电平StateL 低电平PPS 传输和参数选择SPU 标准 自定义用法触点P1P2 参数字节CIN 输入电容COUT 输出电容CLA 类字节Dd Di Dn D的缺省值 指明的值和可变的值 Fd Fi Fn F的缺省值 指明的值和可变的值 etu 基本时间单元f 接口设备提供给卡片的时钟信号频率值WT 等待时间GT 保护时间 IFS 最大信息字段尺寸IFSC 卡片的IFSIFSD 接口设备的IFSINF 信息字段Lcfield 代码Nc的长度字段Le字段 代码Ne的长度字段Na 可用数据字节的准确数量Nc 在命令数据字节中的字节数量Ne 在响应数据字段中被期望的字节的最大数量Nm 剩余数据字节数量Nr 在响应数据字段中字节的数量Nx 多余的并仍可用的字节数量RFU 为今后使用保留TPDU 传输协议数据单元APDU 应用协议数据单元 四 7816 3 2006具体内容应用 4 1 触点的电特性 4 2 触点具体分析 4 3 4 4 4 5 4 6 集成电路卡的操作过程 异步字符 复位应答 协议类型选择 4 7 协议T 0 字符的半双工传输 4 8 协议T 1 块的半双工传输 4 9 命令响应对的传输 附录 描述 当T 1 4 1触点的电特性概述 4 1 1触点的分配 ISO IEC7816 3中规定的触点分配至少支持下列电路 C1 电源输入 C2 复位信号输入 C3 时钟信号输入 C5 接地 C6 标准 自定义的用法 C7 输入 输出串行数据注意 协议不支持用C6触点作为程序设计 因从1990始在卡内部已经安装了程序设计 4 1 2测量规定 根据定义 当卡和接口设备通过机械件连接在一起 那么每个触点和对应的接口设备的触点一起构成一个 电回路 所有测量应相对于触点GND并在周围温度0 50 的范围内定义 所有流入卡的电流定义为 正 所有定时应该根据合适的门限电平进行测量 根据定义 当触点GND的电压保持在0V 0 4V 流入接口设备的电流小于1mA的时候认为此电回路没有工作 4 1 3操作状态类 此协议定义了三类操作状态 这三种状态都是基于接口设备通过VCC提供给卡片的额定电压 nominalsupplyvoltage 5V A类 3V B类 1 8V C类卡可以支持更多种类 如果接口设备用了一个卡支持的种类 卡就能按规定的方式运行了 如果卡可以支持多个类别 那么这些类别要按照顺序彼此连续的 如果接口设备支持多个类别 那么应用这些类别的顺序不在此协议所给的范围内 卡即使用了自己不支持的类别 卡也不会损坏 根据规定 损坏的卡不能正常操作 或是已经包含了错误数据 4 2触点具体分析 4 2 1触点VCC C1 这个触点是用来给卡提供电源输入的 表一在正常操作状态下的电特性 为卡定义的最大电流 接口设备可以在一定电压范围内通过这个电流也有可能通过更多 电压将要在规定范围内保持这个电压值尽管如表2显示的 会有极小的能量损耗 最大电量 最大持续时间 电流的最大变化值 表二SpikesonICC 在Icc上的尖峰 4 2 2触点RST C2 RST触点是用来设置复位信号的 表三在正常操作状态下RST的电特性 详见4 32 冷复位 和4 33 热复位 4 2 3触点CLK C3 CLK触点是用来设置时钟信号的 时钟信号的频率的实际值用f来表示 最小值将设置成1MHz 在激活 见4 31 和冷复位 见4 32 期间 最大值至少要设置在5MHz 根据卡来设置最大值 除非其它特别规定 不然时钟信号周期将会是稳定状态下周期的40 60 当频率从一个值转换到另一个值时 应注意保证没有比短周期的40 更短的脉冲 转换频率的时候没有信息交换 调整频率的时候建议使用两个不同的时间 或是当卡在等待一个特征值时 复位应答完成后 或是当卡在等待一个特征值时 一个成功的协议参数选择交换后 表四在正常操作状态下CLK的电特性 4 2 4触点SPU C6 这个触点在作为输入或输出端口时既支持标准用法 也支持自定义 卡是否应用SPU功能 取决于第一个TB interfacebytes 在 复位应答 上置T 15还是置空 这个全局的TB将要指出用 标准 还是 自定义 ISO IECJTC1 SC17为了将来使用而保留的标准用法 当给VCC上电 如果触点C6与接口设备连接 电压将要保持在 0 3V Ucc 0 3V 当接口设备符合先前版本 ISO IEC7816 3 1997 卡不会因为触点C6经过接口设备连接到VCC或者GND而损坏 4 2 5触点I O C7 这个触点被用来作为输入 接入模式 或输出 传输模式 的 信息交换用电回路的两种状态 状态H 卡和接口设备在接入状态或者人为强制此状态 状态L 人为强制此状态 当卡和接口设备都在接入模式时 电回路在状态H 当卡和接口设备在 不匹配 传输模式时 电回路处于 不确定 状态 在操作期间 接口设备和卡不能同时地处于传输状态 接口设备能够通过一定范围内的输入电流并且输入电压也要在规定范围内 接口设备对卡的阻抗可以使卡的输出电压在规定范围内 接口设备安装启用不需要卡低于500 A 图表5 在正常操作状态下的I O的电特性 4 3集成电路卡的操作过程 当卡的触点通过机械方式连接到接口设备时 电路才能运行 通过下面几条规则 我们可以看到接口设备和卡的互动方式 接口设备需要适用一类电路的操作状态 比如 激活 冷复位 和一个或多个 热复位 如果卡支持这一类 卡将要根据 第4 5节 来回复 接口设备用一个完整和有效的 复位应答 和一类操作状态结束工作 并且接口设备也能完整地重复此操作过程 对于交换信息 卡和接口设备能支持同一个传输协议和传输参数值 第4 7节 指定T 0时 为半双工字符传输协议 第4 8节 指定T 1时 为半双工块传输协议 第4 9节 根据T 0和T 1指定传输协议命令对 当不考虑传输时 例如 在处理一个命令响应对后和处理下一个之前 如果卡片支持时钟停止的话 接口设备可以停止时钟信号 接口设备将要执行 去激活 作用 应该在卡的触点和接口设备的触点用机械件连接以前完成 去激活 作用 4 3 1 激活 为了触发一个已经通过机械方式连接的卡片 接口设备需要激活电路通过一类操作状态 A B或者C RST将要被置成L VCC将要上电 接口设备上I O将要被置成 接入 模式 并且在激活期间接口设备不考虑I O的状态 CLK将要被给一个时钟信号 注意1 在VCC上电 设置I O口和设置时钟信号的延时是没有明确的 注意2 如果发生短路 接口设备可以执行 去激活 作用 HL Answer Ta Tb ta 200 f 400 f tb 400 f tc 40000 f 图表1概况了激活 Ta之前 和冷复位 Ta之后 4 3 2 冷复位 到激活前为止 RST在L状态 VCC上电 接口设备I O在接收模式 CLK有一个适合的并且稳定的时钟信号 卡已经准备好冷复位 在冷启动之前 卡的内部状态没有定义 根据图表1 在时间Ta时 时钟信号开始 卡将要在时钟信号用于CLK Ta ta 之后 在200个周期内 延时ta 设置I O口的状态是H CLK Ta tb 信号计时之后 冷复位开始 并且RST保持在L状态至少400个时钟周期 延时tb 当RST置L时 接口设备不考虑I O状态 在Tb时 RST置成H状态 在RST Tb tc 上升沿信号后 I O的应答将要在400 40000时钟周期内开始 延时tc 如果RST在H状态时 应答没有在40000时钟周期内开始 接口设备将要允许 去激活 作用 4 3 2 热复位 热复位的应答可以不同于以前的复位应答 接口设备可以在任何时候热复位卡片甚至可在复位应答期间 但不能在强制字符TS和T0接入以前 热复位不能在字符T0的 前沿 少于4464 12 372 个时钟周期的情况下开启 警告 如果热启动在复位应答期间进行的话 可能损坏旧协议 ISO IEC7816 3 1997 版本的卡片 根据图表2 当VCC保持上电状态并且CLK有一个适合且稳定的时钟信号 置RST为L状态在至少400时钟周期 延时te 在200时钟周期内 卡片在RST Tc td 置L之后设置I O为H 在Td时 RST置成H状态 在RST Td tf 上升沿信号后 I O的应答将要在400 40000时钟周期内开始 延时tc 如果RST在H状态时 应答没有在40000时钟周期内开始 接口设备将要允许 去激活 作用 Tc Td Answer td 200 f 400 f te 400 f tf 40000 f 图表2 热复位 4 3 3类选择 图表3阐述了操作状态的类选择原理 但是这个图表是不全面的 如果带有指示器的复位应答能指示出正在被应用的类 正常的操作就可以继续 要么 接口设备可以在延时至少10ms后进行一个 去激活 作用 然后用于另一个卡支持的类 如果是不带有指示器的复位应答 接口设备将于保持当前的类 如果复位应答完成后 卡不进行操作 接口设备将要在至少10ms后进一个 去激活 作用 然后可以用于其它类 如果卡不进行复位应答 接口设备将要进行一个 去激活 作用并且 或是在一个至少10ms延时后 用于另一个类 或是终止类选择过程 一个类选择过程终止后 接口设备可以开启另一个类选择 No No No No No Yes Yes Yes Yes Yes 图表3 接口设备的类选择 一旦选择 类将要不能在正常操作期间更换 如果要更换类 接口设备将要进行一个 去激活 作用并且在至少10ms延时后可以用于另一个类 4 3 4信息交换 传输参数和协议的选择复位应答完成后 卡需要等待来自接口设备的字符 传输参数控制传输 而协议复杂解释说明 图表4说明了传输参数和协议的选择原理 如果当前TA2处于复位应答 卡在特定模式 接口设备也将用特定的传输参数值开启特定的传输协议 如果卡处于可选择的模式 对于传输参数而言 在复位应答期间 传输参数的缺省值 的参数值应该继续适用于下列情况 如果第一个被收到的字符的值是 FF 接口设备将要开启一个PPS 协议和参数选择 交换 在接口设备用经过商定后的传输参数值启动经过商定后的传输协议之后 传输参数的缺省值将要继续适用直到一个成功的PPS交换完成 另一种情况 当卡仅仅给定一个传输协议和一个传输参数缺省值时 接口设备将要开启 第一个被给定的传输协议 这种情况的卡不需要支持PPS交换 Cardinspecificmode Cardinnegotiablemode PPSexchange defaultvalues Answertoreset defaultvalues Warmreset Warmreset TA2present TA2present Specifictransmissionprotocol specificvalues Negotiatedtransmissionprotocol negotiatedvalues Firstofferedtransmissionprotocol defaultvalues 图表4 传输参数和协议的选择 注意1 PPS的值是无效的对于类字节和节点地址字节来说 注意2 在一个多协议卡T 0可选择模式下 仅有T 0能被选择 注意3 一个接口设备连接一个在可选择状态下的卡片并且既不支持PPS交换也不支持 第一个被给定传输协议 这样的卡片能执行或是热复位或是一个 去激活 注意4 当卡发送字符TA2到接口设备 并且接口设备不考虑特有模式的存在时 不能依靠热复位改变模式 注意5 接口设备如果到检测到字符TA2 那么不应该在接口设备检测到 或是接收到的字符中不被支持的值 或是一个等待时间超之前开启热复位 4 3 5时钟停止 对于支持时钟停止的卡 当接口设备认为没有来自卡的传输并当I O已经保持在H至少1860时钟周期 延时tg 根据图表5 在VCC上电并且RST在H时 接口设备可以对于CLK Te 进行时钟停止 Clockstop HL HL tg th L Nextcharacter Previouscharacter Te Tf 1860 f tg 700 f th CLK I O 图表5 时钟停止 当时钟停止时 在Te Tf CLK将要继续保持或是在H或是在L根据已被确定好的时钟指示器X 在Tf 接口设备重启时钟 在至少700时钟延时后 Tf th 在I O的信息交换可以继续 当信息交换被完成或者被终止 例如 例如卡没有应答 或检测过程中卡被移走 接口设备将使电路停按照下列规则停止工作 RST将要置L CLK将要置L 除非时钟在L状态停止 I O将要置L VCC将要置 去激活 Undefined VCC CLK RST I O HL HL HL HL 图表6 去激活 4 3 6去激活 基本时间单元一个在电路I O上的瞬时时间称作 基本时间单元 并且它的英文缩写是etu etu等同于在CLK的电回路的F D时钟周期 F和D是传输参数 F是 时钟速率变化整数 D是 波特率调整整数 1etu F D 1 f 4 4异步字符 根据图表7 一个字符由10个连续时段的数字1 10组成 每个时段或是H或是L 在时段1之前 I O的电回路将要置H 时段1要置成L 那是字符的头 时段2 9将要编码一个字节根据编码规则 时段10将要编码字符奇偶校验位 在时段10之后 卡和接口设备将对于一个特定时间的 暂停 保持在接收模式 免错误操作 以便I O电回路保持H状态 Start 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Pause Start HL Byte Delaybetweenconsecutivecharacters Parity 图表7 字符结构 图表8说明了字符定时 随着一个最大值在接收器时间起点和发送器时间起点之间改变 接收串口将完全不同于转换窗口 发送器 接收器 扭曲的字符 图表8 字符定时 4 4 1字符结构 在每个字符内 如果状态在时段n的结尾从1 10改变 然后延时从时段n的字符 前沿 到 后沿 将要是 n 0 2 etu 当搜索一个字符时 接收器周期性地采样电回路I O 当发送器的时间起点是字符的前沿时 接收器时间起点是在H的最后一个观察数据和L的第一个观察数据之间的 平均值 起始时间的交替至多是采样时间的一半 采样时间将要少于0 2etu 接收器将要在0 7etu 在接收器时间内 之前确认开始时段 接收器将要在 1 5 0 2 etu读第二个时段 在 2 5 0 2 etu读第三个时段 在 8 5 0 2 etu读第几九个时段 在 9 5 0 2 etu读奇偶校验时段 字符奇偶校验在运行时得到确认 两个连续字符的前沿之间的延时最小值叫做 保护时间 GT 一个由卡发送的字符的前沿与上一个字符的前沿 由卡或者借口设备发送 之间的延时最大值叫做 等待时间 WT 等待时间可以被检测到 例如一个未响应的卡片 注意 根据整个说明 保护时间和等待时间对应连续字符的前沿的最小值和最大值 错误信号和字符副本的用法是协议所需要的 如图表9所示 当字符奇偶校验是错误的时候 接收器将发送一个错误信号到I O的电回路中 然后接收器将认为这是字符的一个副本 图表9 字符传输和副本 图表10 错误信号定时 4 4 2错误信号和字符副本 对于发送一个错误信号 接收器将置I O为L在 10 5 0 2 etu在接收器时间对一个最小值和两个最大值 对于检测一个错误信号 发送器将在字符的前沿后读I O 11 0 2 etu 如果是状态H 可以认为副本是正确的 如果是状态L 可以认为副本是错误的 至少两个来自错误信号检测的etu的延时之后 发送器将要重发字符 如果或是卡片或是接口设备没有 字符副本 它不考虑并且也不会因为即将到来的错误信号而损坏 字符和编码规定卡片最开始用etu将等同于372时钟周期 也可以说 在复位应答期间 传输参数的值是缺省值Fd 372和Dd 1 看下面关于TS的一个交替的etu测量 字符结构和7 2节介绍得一样 GT 12etu和WT 9600etu 错误信号和在7 3节中介绍的字符副本是强制T 0 而对于接口设备和其它卡片 图表11所示第一个字符叫 初始字符 TS 第二个字符的开始叫做 格式字符 T0 图表11 初始字符TS 初始字符TS 时段1 4的图形是LHHL 这连续的LHHL是一个同步的图形 当把两个下降沿三分之一延时作为一个交替的被卡片最初地测量的etu 在卡上的传输和接收装置将要和定时保持一致 如7 2和7 3节介绍的 时段5 7的图形或是LLL或是HHH 那说明一个在每个连续的字符 就是说 1 10的状态是L和H的字符 的编码或解码的规则 就是说 从msb到lsb的0或1的这八位 4 5复位应答 8 10的图形是LLH 初始字符TS有两种可能的图形 H LHHLLLLLLH设定相反的规则 状态L编码1 时段2传递msb 当用相反的规则解码时 被传递的字节等同于 3F H LHHLHHHLLH设定正面的规则 状态H编码1 时段2传递lsb 当用正面规则解码时 被传递的字节等同于 3B 当一个字节的偶数位被设定成1在9时段2 10时 字符奇偶校验是正确的 卡用其中一个编码规则 接口设备将支持两种编码规则 初始字符TS由一串不超过32个的字符跟随着 T0 格式字符是强制的 TA TB TC TD 接口字符是可选择的 一个由格式字符T0启动的位图技术能显示接口字符 T1T2 TK 历史的字符是可选择的 历史字符的显示取决于一个在格式字符T0中编码为K的数字 TCK 核查字符是受限制的 核查字符的显示取决于在一些接口字符TD内的T被编码的类型 根据定义 复位应答是完成的12etu在一连串连续字符的最后一个字符的前沿后 根据定义 复位应答是在连续的字符内的被编码的字节串 最多32字节 的值 基本结构图表12所示字节框今后会经常用到 字节由8位 8 1 0或者1的数字组成 第8位是最高有效位 msb 第1位是最低有效位 lsb 图表12 字节结构 表格6说明复位应答 一串最多32字节 对于符号 每个T0TATBTCTD T1T2 TK和此后TCK都代表各自的字符中被传递的字节 表格6 复位应答 图表13所示格式字节T0 在一个指示器Y1上位8 位5 位4 位1编码一个数字K从0 15 图表13 T0的编码 4 5 1格式字节T0 图表14所示接口字节TDi 每个接口字节TD是结构上的 在一个指示器Yi 1上的位8 位5 位4 位1编码一个类型T从0 15 图表14 TDi的编码 因此T0传递Y1 TD1传递Y2 TD2传递Y3 以此类推 在字节传递指示器Yi 在字节传递Yi后 位8 位5无论TAi对位5 TBi对位6 TCi对位7存在还是不存在 取决于相关的位是被置成1还是0 如果TDi是空 然后TAi 1 TBi 1 TCi 1和TDi 1也是空的 类型T与传输协议有关 或者限定接口字节 T 0 与特定字符的半双工传输有关 T 1 与特定块的半双工传输有关 T 2和T 3 为以后的全双工操作 T 4 为一个字符的增强型的半双工操作 T 5 T 13 为今后用于ISO IECJTC1 SC17 T 14 与ISO IECJTC1 SC17制定的非标准传输协议有关 T 15 与传输协议无关 但是限定全局接口字节 4 5 2接口字节TATBTC 注意 在TA2和PPS0 位4 位1也编码类型T 如果TD1 TD2以此类推是非空的 被编码的类型T将要进位 如果非空 T 0将是初始位 T 15将是末位 T 15是无效的在TD1 第一个被提到的传输协议 是被定义成以下规则 如果TD1是非空 然后编码第一个被提到的协议T 如果TD1是空 然后仅仅涉及T 0 每个接口字节TA TB或者TC或是全局的或是具体的 全局接口字节与卡片内的集成电路参数有关 具体接口字节与卡片提供的传输协议参数有关 TA1 TB1 TC1 TA2和TB2是全局的 TC2是具体的对于T 0 TAiTBiTCi i 2 的表达取决于在TDi 1上的被编码的类型T 在T 0 14后 TAiTBi和TCi是具体的对于传输协议T 在T 15后 TAiTBi和TCi是全局的 如果超过三个接口字节TAiTBiTCiTAi 1TBi 1TCi 1 是被定义为了相同的类型T 然后根据在第一个 第二个 在TDi 1 i 2 中的T之后的位置明确地识别每个字节 因此 对于每个类型T 第一个TATBTC 第二个TATBTC 以此类推 是可用的 注意 在位图技术中类型T的组合允许传递仅有用的接口字节 并且当被需要的时候 以便用缺省值 为了参数能匹配空的接口字节 例如 三个特定的接口字节T 1 也就是第一个TA TB和TC 如果被需要 这样一个字节将要被分别地传递 比如TA3TB3和TC3 并且在TD2指示T 1之后 这取决于是否卡片提供T 0 TD1将指示T 0要么T 1 历史字节T1T2 TK历史字节描述卡的操作特性 它们的结构和内容在ISO IEC7816 4部分详细定义 检验字节TCK只要T 0被指示出 可能通过缺省值 然后TCK将置空 如果T 0和T 15是非空 那么在所有其他情况下 TCK置非空 当TCK是非空时 所有字节T0 TCK将要置 00 任何其他值都是无效的 4 5 3历史字节T1T2TK 这一节详细描述TA1 TB1 TC1 TA2 TB2的全局接口字节内容 第一个TA T 15 如果非空 将翻译一个字节为了正确地执行任何的传输协议 如果这样一个字节是空 然后当被需要时候 缺省值将被用于相关参数 ISO IECJTC1 SC17预设操作 为今后用所有的没有在这节中定义的全局接口设备 还有所有未被使用的在这节中被定义的全局接口字节的值 TA1编码时钟率转换整数值 Fi 波特率调整整数Di和卡片给出的频率最大值 f max 缺省值是Fi 372 Di 1和f max 5MHz 根据表格7 位8 位5编码Fi和f max 表格7 Fi和f max 4 5 4全局接口字节 根据表格8 位4 位1编码Di 表格8 Di TB1和TB2是被反对的 卡片不应该传递它们 接口设备将忽略它们 注意 前两个版本的ISO IEC7816 3具体阐述了TB1和TB2如何为触点C6被禁止的用法修复集成电路的电参数 TC1编码额外的保护时间整数 N 从0 255超过八位 缺省值是N 0 如果N 0 254 然后在准备收到下一个字符前 卡需要以下的延时从上一个字符前沿 传递被卡片或者被接口设备 GT 12etu R N f 如果T 15在复位应答中是空的 然后R F D 换句话说 整数被用来计算etu 如果T 15在复位应答中是非空的 然后R Fi Di 换句话说 整数被上面的TA1定义 没有额外的保护时间被用来传递字符从卡片 GT 12etu N 255的用法是依靠协议 GT 12etu在PPS和T 0 对于N 255在T 1的用法 见11 2 TA2是特定模式字节如表格15中所示 位8指示出性能为改变 可变 特定模式 能改变的 如果位8设置为0 不能改变的 如果位8设置为1 位7和位6是为今后使用预设 设置为0当不使用的时候 位5说明了参数F和D的定义 如果位5设置为0 然后由TA1定义的整数Fi和Di将要应用 如果位5设置为1 然后绝对值 非接口设备定义的 将要应用 位4 位1编码一个类型T 图表15 TA2的编码 注意 一个支持三个值F D和T的接口设备 它被TA2应用 并且启动传输协议T用F和D 另外情况 它可以执行或是一个热复位 位8设置为0 或是一个 去激活 位8设置为1 第一个TA T 15 编码时钟停止指示器 X 和类指示器 Y 缺省值是X 未被支持的时钟停止 还有Y 仅仅类A被支持 根据表格9 位8和位7说明是否卡片支持时钟停止 00 或者不支持 00 并且当被卡片支持时 哪个状态在当时钟被停止时电回路CLK上是更优先的 表格9 X 根据表格10 位6 位1说明卡片接受的操作状态的类 每个位对应一个类 位1对于类A 位2对于类B和位3对于类C 表格10 Y 第一个TB T 15 说明卡片的SPU用法 缺省值是 未被用的SPU 编码位7 位1 此用法或是标准的 位8设置为0 或是自定义的 位8设置为1 值 00 说明卡片不用SPU ISO IECJTC1 SC17为今后使用任何位8设置为0的值预设 4 6协议和参数选择 PPS交换仅接口设备被允许开启PPS交换 接口设备将传递一个PPS需求到卡片 如果卡收到一个错误的PPS需求 那么卡将不传递任何响应 如果卡片收到一个正确的PPS需求 卡片将要传递一个PPS响应 否则WT将要超出范围 在以下三条中 WT超时 错误PPS响应 不成功的PPS交换 接口设备将要执行一个 去激活 4 6 1PPS需求和响应 PPS需求和PPS响应每个都由一个初始的字节PPSS组成 并且被一个格式字节PPS0跟随和三个可选择的参数字节PPS1 PPS2 PPS3和一个检验字节PCK作为最后字节 PPSS识别PPS需求或者响应 并且PPSS被置为 FF 在PPS0中 每个位5 6或者7置1分别说明一个可选择的字节PPS1 PPS2 PPS3的状态 位4 位1为传输协议编码一个类型T 位8为今后使用预设并且置为0 PPS1允许接口设备为卡片假定F和D的值 像在TA1中那样编码一些值 这些值将分别地从Fd到Fi和Dd到Di 如果一个接口设备不传递PPS1 那么它可能假定继续Fd和Dd 卡片或是根据PPS1响应确认以上两个值有效 这些值成为Fn和Dn 或是不传递PPS1 不继续执行Fd和Dd Fn 372和Dn 1 PPS2允许接口设备假定一个SPU用法 PPS2将被以同第一个TB T 15 同样的方法编码 如果一个接口设备不传递PPS2 或者它传递PPS2 00 那么它可以假定不用SPU PPS3为今后使用预设 专有运算所有字节PPSS共有将置 00 任何其它值都是有效的 图表16所示PPS需求和响应结构图根据定义 PPS需求和响应是在字符传递PCK前沿后12etu完成 4 6 2成功的PPS交换 只要PPS响应按照以下关于PPS需求操作就可以判断一个PPS交换是否成功 PPS0响应的位1 位4与PPS0需求的位1 位4是相同的 PPS0响应的位5或是与PPS0需求的位5相同 或是置0 如果位5置1 PPS1响应将与PPS1需求相同 如果位5置0 PPS1响应将置空 这意味着Fd和Dd将会被用到 PPS0响应的位6或是与PPS0需求的位6相同 或是置0 如果位6置1 PPS2响应将与PPS2需求相同 如果位6置0 PPS2响应将置空 这意味着卡片不用SPU PPS0响应的位7或是与PPS0需求的位7相同 或是置0 如果位7置1 PPS3响应将与PPS3需求相同 如果位7置0 PPS3响应将置空 这意味着其为今后使用预设 在最普遍的情况下 PPS响应是与PPS相同的 4 7协议T 0 字符的半双工传输 这节定义了在一个字符的半双工传输中的结构和命令的处理过程 接口设备指明这些命令 这节包含传输控制 4 7 1字符级别 当用D 64时 对于启动一个命令 接口设备将确保在最后被接收到的字节的前沿和最后被发送的字符的前沿有一个至少16etu延时 如果当前在复位应答中 接口字节TC2编码WT成八位 而值 00 为今后使用预设 如果TC2是空 然后缺省值是WT 10 等待时间 WT WT 960 Fi f 4 7 2命令的结构和运算 接口设备指示每个命令通过发送一个五字节的 标头 告诉卡片该执行什么动作 命令操作在由卡片发送的过程字节的控制下继续一些可变数据字节的变化 假如卡片和接口设备知道一个优先传输方向 以便区分命令对于 新到的数据转换 在运算时数据字节进入卡片 和要输出的数据转换 在运算时数据字节从卡片中消除 4 7 3命令标头 标头有五个字节组成代号分别是CLA INS P1 P2和P3 CLA INS P1和P2将在ISO IEC7816 4中详细介绍 CLA是一类命令 值 FF 是无效的 为PPSS预设 注意 ISO IEC7816 4强制 FF 作为CLA的无效值 INS是指令码 值 6X 和 9X 是无效的 注意 ISO IEC7816 4强制 6X 和 9X 作为INS的无效值 P1P2是指令参数 P3把数据字节D1编码到Dn以便在命令操作期间转换 在一个输出的数据转换命令中 P3 00 从卡片引出一256字节的数据转换 在一个进入的数据转换命令中 P3 00 不能引出数据数据转换 4 7 4过程字节 在发送一串五字节标头后 接口设备将等一个字节传送一个过程字节 有三种类型的过程字节 见表格11 如果值是 60 那么它是无效的字节 它不需要在输出转换中响应 接口设备将等待一个字节传输一个过程字节 如果值是 6X 或 9X 除了 60 这种情况下它是一个SW1字节 它不需要在数据转换中响应 接口设备将要等待一个字节传输一个SW2字节 在SW2值中没有约束 注意 ISO IEC7816 4强制 60 在SW1中作为无效值 任何与 9X 和 6X 不同的值也视为无效值 如果值是INS的值 但是除了值 6X 和 9X 那么这个值是一个ACK字节 如果有剩余字节的话 那么所有剩余的数据字节 Di Dn 随后将要被转换 然后接口设备将等待一个字符传递一个过程字节 如果值是INS值的 FF 异或运算 除了值 6X 和 9X 那么它是一个ACK字节 如果存在的话 仅下一个数据字节 Di 将被转换 然后借口设备将等待一个字符传递一个过程字节 任何其它值都是无效的 表格11 过程字节 在每个过程字节中 卡片可以继续根据NULL或ACK进行命令操作 或者根据SW1SW2完成命令 再或者不进行响应 WT将超时 4 7 5状态字节 状态字节SW1SW2指明卡片在命令末位的状态 它们的值将在ISO IEC7816 4中详细介绍 注意 ISO IEC7816 4强制SW1SW2的六个值的意义 详见T 0 先前的版本 ISO IEC7816 3 1989and1997 9000 正常完整的命令 6E00 不被CLA支持的 6D00 被CLA支持的 但是INS不编程或者无效 6B00 被CLAINS支持 但是P1P2不正确 6700 被CLAINSP1P2支持 但是P3不正确 6F00 不被命令支持 并且没有准确结论根据定义 命令在字符传递SW2的前沿后完成 且需要12etu 4 8协议T 1 块的半双工传输 内容和原理这节在块的半双工传输中定义命令的结构和操作 一个块在异步字符中作为字节串被传递 接口设备和卡片可以指出这些命令 这节包含数据传输控制 例如 飘动控制 块连接和错误纠正 传输协议的主要特性如下 传输协议开始于第一个由接口设备发送的块 然后继续轮流地发送块 直到块被交换前 块都是最小的数据 一个块可以被用于传递 透明的应用数据到传输协议 传输控制数据包括传输错误处理 块结构允许在执行被传递的数据前检验收到的块 传输协议适用于OSI参考模本的原理 被定义成三层 物理层在不同步的字符中发送安排好的时段在不同步的字符中 数据连接层包括一个字符量和一个块量 字符量识别块的开始和结尾 块量交换块 应用层执行命令 那涉及到了在每个方向上 至少有块的一个块或者一个链的交换 4 8 1字符结构 字符在4 4节中有详细介绍 此不赘言 在相同传输方向上 字符保护时间 CGT 是在两个连续字符的前沿间的最小延时 如果N 0 254 CGT GT 在传输的两个方向上 如果N 255 CGT 11etu 在相反方向上 块保护时间 BGT 是在两个连续字符的前沿间的最小延时 BGT 22etu 字符奇偶校验不仅允许错误探测码也允许检验块 4 8 2块结构 由图表17所示 一个块有两个或三个区域组成 起始字段由一个节点地址字节 一个传输控制字节和一个长度字节组成 信息字段由0 254字节组成 结尾字段由一个或两个字节组成 图表17 块结构 传输协议定义了三种类型的块 一个信息块 I block 被用来为应用层使用传递信息 此外 它传递一个正或者负的认证 一个接受准备块 R block 被用来传递一个正或者负的认证 它的信息字段将置空 一个管理块 S block 被用来在接口设备和卡之间交换控制信息 它的信息字段的存在取决于它的控制功能 注意 这个部分相对独立的允许设备微码的传输控制和部分应用的设计 4 8 3起始字段 节点地址字节节点地址字节 NAD 允许识别源和块的定向目标 当存在许多逻辑链接时 它经常被用来区别多重逻辑链接 值 FF 是无效的 它为PPSS预设 位1 位3是源节点地址 符号SAD 位5 位7是终点节点地址 符号DAD 位4 位8是无效的 卡置它们为00 接口设备忽略它们 注意 ISO IEC7816 3的前两个版本详细介绍了位4和位8来控制触点C6的被反对的用法 当地址被用到的时候 SAD值和DAD值将置000 任何在SAD和DAD的其它NAD值同样为今后使用预设 在第一个由接口设备发送的块中 NAD将通过联系地址SAD和DAD设置一个逻辑链接 随后的在NAD中的 包含同一对地址SAD和DAD的块通过相同的逻辑链接联系一起的 在信息交换期间 其它对地址SAD和DAD可以设置其它逻辑链接 注意 例如 接口设备通过值X为SAD和Y为DAD发送块 然后卡片通过值Y为SAD和值X为DAD发送块 以上两种形式属于一个逻辑连接 符号是 X Y 然而 接口设备通过值V为SAD和值W为DAD发送块 并且卡片通过值W为SAD和值V为DAD发送块 以上两种形式属于另一种逻辑连接 V W 4 8 4协议控制字节 协议控制字节 PCB 传递所需信息到控制传输中 PCB定义无论块是一个I block R block还是S block 在每个I block中 PCB的位8设置为0 如图表18所示 位7编码发送序列数字N S 位6是多数据位M bit 位5 位1是为今后使用预设并设置为0 图表18 I bockPCB的编码 在每个R block中 PCB的位8和位7设置为10 如图表19所示 位6 位1作为以下方式应用 0 N R 0000是一个 免错 识别 0 N R 0001指明一个冗余码错误或是一个字符奇偶校验错误 0 N R 0010指明其它错误 任何其它值都是为今后预设的 注意 值N R 表明是否R block指明了错误 可以忽视位4 位1 图表19 R blockPCB的编码 在每个S block中 PCB的位8和位7设置成11 如图表20所示 位6 位1用做以下方式应用 000000指明一个RESYNCH需求和1000000一个RESYNCH响应 000001指明一个IFS需求和100001一个IFS响应 000010指明一个ABORT需求和100010一个ABORT响应 000011指明一个WTX需求和100011一个WTX响应 100100是无效的 任何其它值都为将来使用预设 注意 位6是响应位 图表20 S blockPCB的编码 4 8 5长度字节 信息字段 结尾字段 长度字节长度字节 LEN 在块信息字段中编码字节的编号 值 00 编码0 INF是置空 值 01 FE 编码1 254 INF是非空 值 FF 是为今后使用预设 信息字段信息字段 INF 的用法取决于块类型 当I block是非空 IFN传递应用信息 INF将在一个R block中置空 当S block是非空 INF传递非应用信息 INF将用一个单独的字节在一个S block调整IFS和WTX置非空 INF将在一个S block管理链终止或者重同步中置空 结尾字段结尾字段传递块的错误探测码 或是一个纵向的冗余码 LRC 或是一个周期的冗余码 CRC LRC由字节组成 当LRC被用到时 exclusive运算所有块字节 从NAD LRCinclusive将给出 00 任何其它值都是无效的 CRC由两个字节组成 4 8 6协议参数 具体的接口字节T 1三个具体的接口字节是被确定的 第一个TA T 1 第一个TB T 1 和第一个TC T 1 它们被用来在非缺省值中设置协议参数 信息字段大小IFSC是最大的块的信息字段 它可以被接口接收 IFSD的起始值是32 在传输协议开始 IFSC和IFSD被初始化 在传输协议中 IFSC和IFSD可以被S IFS需求 和S IFS响应 调整 INF由一个字节IFS组成 无论怎样 第一个TA T 1 和每个字节IFS将被按照以下所说的编码 值 00 和 FF 为今后使用预留 值 01 FE 编码1 254注意1 这个协议推荐使用一个至少 20 的IFS值注意2 块大小是非空情况下在起始字段 信息字段和结尾字段的整个字节数 最大块大小被设置成IFS加4或5 这取决于结尾字段的大小 4 8 7等待时间 根据定义 CWT是在块中两个连续字符前沿最大的延时 最小延时是CGT 注意 当有一个潜在的错误在长度上 CWT可以用来探测块的结尾 图表21 在块内的字符定时 对于T 1 第一个TB的位4 位1编码CWT从0 15 缺省值是CWT 13 CWT是根据以下公式 通过CWI来计算的 因此最小值是CWT 12etu CWT 11 2CWI etu根据定义 BWT是卡片收到的在块的最后字符的前沿和卡片发送的下一个块的第一个字符的前沿间的最大延时 BWT被用来探测一个没有响应的卡 最小延时是BGT 第一个TB T 1 的位8 位5编码BWI从0 9 A F 是为今后使用预设 缺省值BWI 4 BWT是根据下面公式通过BWI计算出来的 BWT 11etu 2BWI 960 Fd f 图表22 块定时 4 8 8冗余码 冗余码第一个TC T 1 的位1指明错误探测码的应用 CRC如果位1设置为1 LRC 缺省值 如果位1设置成0 第一个TC T 1 的位8 位2为今后使用预设并且设置为0 在数据链接层的块组件操作在传输协议开始 接口设备有权限发送 在块中 异步字符需要分组 当或是卡片或是接口设备发送一个块时 它们要换到接收模式 当或是卡片或是接口设备通过在长度字节上被编码字节数量接收块时 也认为它们有权限发送 4 8 9在数据链接层的块组件操作 块标号以下的块用来解释传输协议 I blocks是下面符号 I N S M 在N S 上的I block是发送序列号 M是多数据位 Na S Nb S I blocks的发送序列号指明a和b 使之区别于源A和源B R blocks是按照下面符号 R N R 在N R 的R block是被期待的I block的发送序列号S blocks是按照以下符号 S RESYNCHrequest S block需要一个重新同步S RESYNCHresponse S block识别重同步S IFSrequest S block提供一个信息字段的最大值S IFSresponse S block识别IFSS ABORTrequest S block需要一个连锁终止S ABORTresponse S block识别连锁终止S WTXrequest S block需要一个等待时间延伸S WTXresponse S block识别等待时间延伸InS IFS 和S WTX INF是非空根据规则3和规则4 在11 6 2 3中介绍 4 8 10免错操作 主要过程在传输协议开始 接口设备发送的第一个到卡片的块或是一个I block或是一个S block 在发送一个块 I R或S block 后 在下一个块的传输开始前将收到一个确认 每个I block携带它的发送序列数N S 接口设备发送的I blocks和卡片发送的块都被单独计算 N S 是根据2为模计算出来的 并且通过一位编码 在传输协议开始或者重同步后 初始值是N S 0 发送每个I block后 值轮换 每个携带N R 的R block是期望I block的发送序列码N S 在免错误操作中 R blocks被用于连接I blocks 一个I block是通过接收一下两种方式确认的 一个在N S 上的I block是不同于以前收到的I block的N S 或者 一个在N R 上的R block不同于被发送的I block的N S 一个S block不携带发送序列号 S request 不携带确认功能 S response 识别S request 4 8 11链接 链接功能允许接口设备或者卡片发送信息 应用数据 更长比IFSC或者IFSD 如果接口设备或者卡片必须分别发送更长信息比IFSC或者IFSD 那么它会将信息分成片 每片的长度小于等于IFS