CoolRunner-II器件的设计范例及其实现-基础电子

精品文档-下载后可编辑CoolRunner-II器件的设计范例及其实现-基础电子设计SmartCard读卡器使用AdvancedCardSystemACOS1，这是一种基于微处理器的卡。卡中的信息包括姓名、性别、状态、年龄和银行收支，性别、状态和年龄被编码在同一个记录中。TS设置为正向模式，格式字符和接口字符预先确定。由于应用了T=0协议，因此在复位应答阶段没有TCK字符。共有19个字节，包括历史字符。为了简化设计，我们对接收到的字节进行计数，以确定有效数据。没有检验位，也没有处理其他协议的分支操作。在这种情况下，只有ACOS1卡可以用于此读卡器。(1)SmartCardControl∶SmartCard控制逻辑如图1和如图2所示分别为SmartCard控制逻辑框图和状态机，当卡被插入到卡适配器时状态机就会被使能，按照ISO7816-3标准激活SD卡。CoolRunner-II设备设置Reset引脚为高，状态机进入等待状态WaitState。等待卡发出的低电平信号，即TS起始位。

图1SmartCard控制逻辑框图

图2SmartCard控制逻辑状态

波特率计数器BaudRateCounter用来控制位宽，无论是接收位还是发送位，计数值都是372并以同步数据传输。接收数据时，当计数器值为186时采样接收位，这恰好是接收位的中央。计数器BitCounter用来统计发送/接收字符的位数。计数器ByteCounter用来统计发送/接收的字节数，字节数还被用来确定读数据周期或发送命令周期的结束。此ACOS1卡接收到19个复位应答字符后，状态机进入发送命令状态SendCommand。SmartCard控制器这时会按照T=0协议，准备好发送命令和接收响应。解码器会检测字符计数器以确定什么时候发送命令、发送什么命令，以及多少个字符将会被接收到。发送到卡的第1个命令由5个字节组成，即80、A4、00、00和02，当卡回应一个字节A4后，控制器发送两个字节，即F0和00，SmartCard日向应状态字节为91和00。从T=0命令表中可以看出，A4

用来选择文件地址，F0和00为选定的文件地址。接下来的命令是选择数据记录并取数据，所有的数据和命令长度都己经定义并且是固定的。在此设计中，io_rw控制移位寄存器从Cardio读数据或从dataencoder移位数据到card_io，所有操作都是基于字节计数器的。在本设计中，姓名记录位于第38～69个字节。性别、状态和年龄记录是字节92、93和94；存款余额记录是字节126和127。Data_ready信号用来滤除无用数据，此信号被SRAM接口用来控制从SmartCard到SRAM写数据。(2)MainControlLogic（主控逻辑）主控状态机用来控制各功能模块的工作顺序，并控制从SRAM读数据，然后将其解码后发给LCD控制逻辑以供显示。主控逻辑包含一个延迟计数器，用其拆分发送到LCD上显示的数据，因此显示在LCD上的每条信｀患之间将会有1～2s的间隔。主控逻辑框图如图3所示，流程如图4所示。状态机上电进入IDLE状态，等待SmartCard控制器读数据，并将其存储于SRAM中；当smartcarddone变高，状态机进入standby状态，等待lcd_ready。卡名与LCD显示采用的是相同的ASCII格式，因此不需要解码卡名字符，所有从SRAM读取的字符将会被送到LCD显示。下一个记录为性别，解码后如果是“1”，则代表男性；“2”代表女性。之后是状态记录，解码后如果是“1”，则代表单身；“2”代表已婚。年龄信息以二进制存储在SmartCard中，发送到LCD之前必须转换为ASCII码，二进制码到ASCII码转换模块独立于顶层模块。

图3主控逻辑框图

图4主控逻辑流程

(3)SRAMInterface：SRAM接口SRAM接口由主控逻辑控制，sram_w为SRAM接口写使能信号，在读smartcard过程中保持为高。当主控状态机进入standby状态写数据到LCD屏时，地址计数器将被复位，然后数据按照存储顺序被读出。(4)LCDControl：LCD控制LCD控制逻辑用来初始化LCD屏，并将解码数据送到LCD显示。此模块使用简化的时序控制LCD显示，每个字符的写周期被设置为30000个时钟周期，这个值远远高于LCD控制器所要求的