采用FM1715芯片的TypeB卡閱讀器設(shè)計(jì)

IC卡發(fā)展經(jīng)歷了普通存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡和CPU卡，從接觸卡向非接觸卡迅猛發(fā)展，目前，公交、食堂、商場(chǎng)、會(huì)所等多使用TypeA卡。但是相對(duì)TypeA卡來說，TypeB卡芯片具有更高的安全性，接收信號(hào)時(shí)，不會(huì)因能量損失而使芯片內(nèi)部邏輯及軟件工作停止，支持更高的通信速率，抗干擾能力也更強(qiáng)，隨著TypeB卡的應(yīng)用越來越普遍，就需要大量的TypeB卡閱讀器。TypeB卡種類很多，如ST、Atmel、Motolola等公司均有自己的TypeB卡。本文以SR176卡為例，利用FM1715基站芯片設(shè)計(jì)一款閱讀器。

　　1 FM1715基站芯片及SR176卡介紹

　　1.1 FM1715芯片介紹

　　FM1715是復(fù)旦微電子股份有限公司設(shè)計(jì)的，基于ISO14443標(biāo)準(zhǔn)的非接觸卡閱讀器專用芯片，它采用CMOS E2PROM工藝，支持13.56MHz頻率下的Type A和TypeB兩種非接觸通信協(xié)議，以及多種加密算法。

　　FM1715的主要特點(diǎn)如下：

　　高集成度的模擬電路，只需最少量的外圍電路;

　　操作距離可達(dá)10cm;

　　支持ISO14443 TypeA及TypeB協(xié)議;

　　內(nèi)部帶有加密單元;

　　支持6種接口模式。

　　1.2 SR176卡介紹

　　SR176卡是一種非接觸的內(nèi)存芯片，使用外部的無線電磁波傳輸功率;包含176位E2PROM用戶空間，使用ST微電子公司的CMOS半導(dǎo)體技術(shù)制造;內(nèi)存結(jié)構(gòu)被分為16塊，每塊16位，其中有11塊允許用戶寫入使用。

　　經(jīng)過13.56MHz的載波對(duì)SR176進(jìn)行訪問。輸入數(shù)據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)的振幅對(duì)稱的調(diào)幅波，經(jīng)檢波、解碼后，將調(diào)幅度轉(zhuǎn)化為鍵控訊號(hào)(ASK)，這個(gè)訊號(hào)的調(diào)幅度是10%。輸出數(shù)據(jù)是利用比特的移項(xiàng)鍵控(BPSK)，加載變化產(chǎn)生一個(gè)847KHz副載波，在接收和發(fā)送模式下，SR176和閱讀器之間的傳送速率是106kb/s。

　　(1)性能參數(shù)

　　符合ISO14443-2 TypeB射頻接口規(guī)范;

　　符合ISO14443-3 TypeB數(shù)據(jù)幀格式規(guī)范;

　　工作頻率為13.56MHz;

　　副載波為847kHz;

　　數(shù)據(jù)交互速率為106kb/s;

　　256位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量;

　　64位卡片唯一序列號(hào)，8位卡芯代號(hào)，8位保護(hù)字;

　　17位可鎖定E2PROM用戶數(shù)據(jù)區(qū);

　　數(shù)據(jù)更新次數(shù)大于100 000次，保存期超過10年。

　　(2)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　SR176卡256位存儲(chǔ)區(qū)分為8組，即16個(gè)塊，每塊16位;對(duì)SR176的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作以16位為基本單位。存儲(chǔ)區(qū)的結(jié)構(gòu)如表1所列，存儲(chǔ)器的頭4個(gè)塊為卡片唯一的64位序列號(hào)，不可更改。第4-14塊為17位、可鎖定E2PROM的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，用于應(yīng)用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

　　第15塊為控制塊，低字節(jié)的高4位為保留位，應(yīng)用過程中利用卡芯代號(hào)選擇對(duì)某一特定卡片執(zhí)行操作;高字8位為用戶數(shù)據(jù)區(qū)鎖定控制字節(jié)，每一位對(duì)應(yīng)于一組存儲(chǔ)區(qū)域鎖定狀態(tài)，為0表示該組允許寫操作，為1表示該組禁止寫操作，第15塊具有一次性可編程特性，即若某位已設(shè)為1，則將被禁止重置為0?？ㄆ鰪S時(shí)該字節(jié)的缺省值為0x03，禁止了對(duì)卡片序列號(hào)的改寫。

　　(3)卡片狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

　　圖1為卡片狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

　　2 閱讀器電路原理及關(guān)鍵參數(shù)選擇

　　2.1 閱讀器原理框圖

　　圖2為閱讀器原理框圖