智能卡接口設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)智能卡接口時(shí)，需要處理多種輸入輸出電壓電平和嚴(yán)格的故障處理要求等許多問題。為了構(gòu)建牢靠的讀卡系統(tǒng)，工程師必須遵循大量的軟件和硬件標(biāo)準(zhǔn)。此外，還要解決如電路內(nèi)的靜電釋放和引腳至引腳短路等諸多復(fù)雜問題。

　　LTC1955雙智能卡接口可以為兩塊智能卡提供全部所需的電源管理、控制、靜電釋放和故障檢測(cè)電路。采用一個(gè)倍壓電荷泵和兩個(gè)低壓降線性調(diào)整器，LTC1955從一個(gè)2.7V至5.5V輸入產(chǎn)生兩路獨(dú)立的5V、3V或1.8V電壓。兩通道都有支持EMV(Europay，MasterCadr，Visa)和ISO7816智能卡標(biāo)準(zhǔn)所需的引腳，其中一個(gè)通道有額外的控制引腳(智能卡接觸凸點(diǎn)C4和C8)以支持現(xiàn)有的存儲(chǔ)卡。整個(gè)芯片通過串行接口由微控制器來控制。

　　LTC1955擁有重要的安全措施和功能，但仍然易于使用。兩組獨(dú)立的電路檢測(cè)智能卡是否存在。卡插入后有40ms的延時(shí)用于去抖動(dòng)，以保證卡在啟動(dòng)前各觸點(diǎn)接觸良好。如果在刷卡過程中卡被移走，LTC1955在卡的焊墊點(diǎn)離開連接器的接觸引腳前自動(dòng)解除卡的啟動(dòng)。在自動(dòng)解除啟動(dòng)時(shí)智能卡各引腳的電壓變化如圖1所示。
　　用3V電源向5V卡供電時(shí)，充電泵在重負(fù)載工作下以恒定頻率方式運(yùn)行，而在輕負(fù)載條件下為了省電采用自動(dòng)突發(fā)功能，充電泵可以向兩塊智能卡提供額定電流。采用恒定頻率運(yùn)行的好處是可以使用小巧扁平的電容器。
　　內(nèi)部的低壓降線性穩(wěn)壓器獨(dú)立控制兩塊智能卡的電壓，支持1.8V、3V和5V三種電壓，并調(diào)節(jié)智能卡信號(hào)至卡的適當(dāng)電平，而且與微控制器的電源電壓無關(guān)(它的范圍從1.7V至5.5V)。

　　數(shù)據(jù)通信引腳I/OX和DATA是雙向、全雙工的，允許將數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器，雙向引腳還有特別的加速上拉電源以保證短的上升時(shí)間(參見圖2)。這些上拉電源比電阻反應(yīng)更快，而且當(dāng)引腳在低電平時(shí)不會(huì)消耗過多的功率。它們檢測(cè)引腳的邊緣速率并與預(yù)定的限值比較。如果超過限值，一個(gè)附加的電流源就加到引腳以加快它的上升時(shí)間。一旦引腳電平達(dá)到本地電源電平，加速電流就停止工作。一個(gè)在智能卡和微控制器引腳上的數(shù)據(jù)波形實(shí)例如圖2所示。

　　LTC1955特別的時(shí)鐘分配器和同步電路便于智能卡的時(shí)鐘引腳與微控制器接口，獨(dú)立的時(shí)鐘輸入引腳可支持導(dǎo)步智能卡或同步存儲(chǔ)器卡。

　　圖3示出由單節(jié)鋰電池供電的雙智能卡至RS232及采用LTC1955的應(yīng)用實(shí)例。一個(gè)簡(jiǎn)單的4線命令和狀態(tài)接口加上一個(gè)4線智能卡通信接口就足夠了，命令/狀態(tài)串行口可以很容易地作菊形鏈接，而智能卡通信口可并聯(lián)以擴(kuò)展至四個(gè)或更多的智能卡，并保持與微控制器連接線的數(shù)目不變。

　　LTC1955采用了小型5mm×5mm×0.75mm無引腳封裝，只需要很少的外部器件，為智能卡系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供了一種緊湊、簡(jiǎn)單和低成本的解決方案。