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1、ICIC卡技术及其应用卡技术及其应用 杨振野杨振野 编著编著 中国科学院教材建设专家委员会教材建设立项项目 高等院校信息与电子技术类规划教材 第一章第一章 基础知识基础知识 n n 1.11.1ICIC卡的概念卡的概念 n n 1.21.2I2CI2C总线总线 n n 1.31.3CRCCRC码原理码原理 n n 1.41.4ICIC卡技术有关标准卡技术有关标准 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的主要特点卡的主要特点 n n 高可靠性高可靠性 n n 高安全性高安全性 n n 大存储量大存储量 n n 方便使用方便使用 n n 多应用类型多应用类型 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的发
2、展历程卡的发展历程 n n 19681968年，德国，将集成电路装入身份识别卡年，德国，将集成电路装入身份识别卡 n n 19691969年年1212月，日本，提出一种制造安全可靠月，日本，提出一种制造安全可靠 的信用卡方的信用卡方 n n 19741974年，法国，系统的年，法国，系统的ICIC卡运作方案卡运作方案 ICIC卡的概念卡的概念 n n 19771977年年6 6月，月，CII-Honeywell BullCII-Honeywell Bull公司，存储公司，存储 型型ICIC卡的雏形卡的雏形 n n 19781978年，年，第一张第一张采用采用Siemens SIKARTSiem
3、ens SIKART集成电集成电 路芯片的路芯片的ICIC卡身份识别及交易卡卡身份识别及交易卡 n n 19801980年年3 3月，法国的存储卡研究组织（月，法国的存储卡研究组织（ memory card groupmemory card group）正式成立）正式成立 n n 19801980年年1111月，月，第一张第一张装有装有CPUCPU的的ICIC卡诞生卡诞生 ICIC卡的概念卡的概念 国际组织国际组织 n n 国际标准化组织，国际标准化组织，ISOISO，International International Organization for StandardizationOrg
4、anization for Standardization n n 国际电工技术委员会，国际电工技术委员会，IECIEC，International International Electro-technical CommissionElectro-technical Commission ICIC卡的概念卡的概念 国外主要国外主要ICIC卡企业卡企业 n n SiemensSiemens、AtmelAtmel、MotorolaMotorola、BullBull（法国布（法国布 尔公司）、尔公司）、SchlumbergerSchlumberger（法国斯伦贝谢公（法国斯伦贝谢公 司）、司）、I
5、SSIISSI、STMicroelectronicsSTMicroelectronics（意法半导（意法半导 体有限公司）、体有限公司）、SamsungSamsung、PhilipsPhilips、ToshibaToshiba 、Hitachi Hitachi ICIC卡的概念卡的概念 国内主要国内主要ICIC卡企业卡企业 n n 上海复旦微电子、深圳市明华澳汉、北京上海复旦微电子、深圳市明华澳汉、北京 握奇、北京航天金卡、北京中电智能卡公握奇、北京航天金卡、北京中电智能卡公 司、华旭金卡、北京华大、上海贝岭、北司、华旭金卡、北京华大、上海贝岭、北 京大唐微电子、上海华虹集团、天津环球京大唐微
6、电子、上海华虹集团、天津环球 磁卡、深圳德诚信用卡制造有限公司磁卡、深圳德诚信用卡制造有限公司 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的应用领域卡的应用领域 n n 电信行业电信行业 n n 公安行业公安行业 n n 公共交通公共交通 n n 建设及公用事业建设及公用事业 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的应用领域卡的应用领域 n n 劳动和社会保障行业劳动和社会保障行业 n n 税务行业税务行业 n n 组织机构代码组织机构代码ICIC卡卡 n n 石油石化行业启动了石油石化行业启动了ICIC加油卡工程加油卡工程 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的分类卡的分类 根据集成电路类型分类根据
7、集成电路类型分类 n n 存储卡存储卡 n n 逻辑加密卡逻辑加密卡 n n CPUCPU卡卡 n n 信息纽扣（信息纽扣（TMTM卡）卡） ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的分类卡的分类 根据卡与外界数据交换的界面不同分类根据卡与外界数据交换的界面不同分类 n n 接触式接触式ICIC卡卡 n n 非接触式非接触式ICIC卡卡 n n 双界面卡双界面卡 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的分类卡的分类 根据卡的应用领域不同分类根据卡的应用领域不同分类 n n 金融卡金融卡 n n 又可以分为信用卡和现金卡两种又可以分为信用卡和现金卡两种 n n 非金融卡非金融卡 n n 实际包含金融卡
8、之外的所有领域，诸如电信、实际包含金融卡之外的所有领域，诸如电信、 旅游、教育和公交等旅游、教育和公交等 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡应用系统的基本组成卡应用系统的基本组成 n n ICIC卡卡 n n 用卡装置用卡装置 n n ICIC卡读写器与被控制对象的集成卡读写器与被控制对象的集成 n n 管理系统管理系统 n n 由普通微机系统和由普通微机系统和ICIC卡读写器组成卡读写器组成 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡应用系统的基本组成卡应用系统的基本组成 ICIC卡的概念卡的概念 ICIC卡的卡基材料卡的卡基材料 n n 卡基：卡基：ICIC卡的塑料卡片基体卡的塑料卡片基体 n
9、 n ABSABS（丙烯腈（丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯）苯乙烯） n n PVCPVC（聚氯乙烯）（聚氯乙烯） n n PETPET（聚酯）（聚酯） n n Melinex Melinex I2CI2C总线总线 什么是什么是I2CI2C总线？总线？ n n I2CI2C（inter-integrated circuitinter-integrated circuit） n n PhilipsPhilips公司于公司于2020世纪世纪8080年代提出年代提出 n n 两线式串行总线，用于微处理器与外围器两线式串行总线，用于微处理器与外围器 件的连接件的连接 n n 广泛应用于各种以串行
10、通信方式作为接口广泛应用于各种以串行通信方式作为接口 的集成电路的集成电路 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的特点总线的特点 n n 接口线数少接口线数少 n n 除地线外只有两条连线除地线外只有两条连线 n n 硬件占用的空间小硬件占用的空间小 n n 可以支持多主控方工作方式可以支持多主控方工作方式 n n 任何能够进行发送和接收的器件都可以成为主任何能够进行发送和接收的器件都可以成为主 控方控方 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的构成总线的构成 n n 数据线数据线SDA SDA n n 双向，即每个器件都必须以双向，即每个器件都必须以OCOC或或ODOD方式连接方式连接 n
11、 n 时钟线时钟线SCL SCL n n 对多主控器件的总线，双向对多主控器件的总线，双向 n n 对于单一主控器件的总线，单向对于单一主控器件的总线，单向 I2CI2C总线总线 状态状态 n n 总线备用时，总线备用时，SDASDA和和SCLSCL，高电阻高电平状，高电阻高电平状 态态 n n 关闭关闭I2CI2C总线时，总线时，SCLSCL钳位于低电平钳位于低电平 速率速率 n n 标准模式下，标准模式下，100kb/s100kb/s n n 高速模式下，高速模式下，400kb/s 400kb/s I2CI2C总线总线 I2CI2C总线上的数据位传送总线上的数据位传送 n n SCLSCL
12、高电平时，高电平时，SDASDA上必须保持有稳定的逻上必须保持有稳定的逻 辑电平状态辑电平状态 n n 高电平为数据高电平为数据1 1，低电平为数据，低电平为数据0 0 n n SCLSCL低电平时，允许低电平时，允许SDASDA的电平状态变化的电平状态变化 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线上的数据位传送总线上的数据位传送 I2CI2C总线总线 三种类型信号三种类型信号 n n 起始信号起始信号 n n SCLSCL为高电平时，为高电平时，SDASDA由高电平向低电平跳变由高电平向低电平跳变 ，开始传送数据，开始传送数据 n n 停止信号停止信号 n n SCLSCL为高电平时，为高电平
13、时，SDASDA由低电平向高电平跳变由低电平向高电平跳变 ，终止传送数据，终止传送数据 I2CI2C总线总线 三种类型信号三种类型信号 n n 应答信号应答信号 n n 接收数据的器件在接收到接收数据的器件在接收到8bit8bit数据后，向发送数数据后，向发送数 据的器件发出特定的低电平脉冲，表示已收到据的器件发出特定的低电平脉冲，表示已收到 数据数据 I2CI2C总线总线 串行总线上的数据通信串行总线上的数据通信 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的基本操作总线的基本操作器件概念器件概念 n n 主器件主器件 n n 发送控制字节到总线上的器件被称为主器件发送控制字节到总线上的器件被称为
14、主器件 n n 从器件从器件 n n 接收控制字节的器件则被称为从器件接收控制字节的器件则被称为从器件 任一器件都可以作为主器件或从器件 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的基本操作总线的基本操作控制字节控制字节 n n 在起始信号之后在起始信号之后 n n bit7bit7bit4bit4，器件的类型识别符，器件的类型识别符 n n bit3bit3bit1bit1，片选，片选 n n bit0bit0，读、写选择位，读、写选择位 n n 1 1为读操作，为读操作，0 0为写操作为写操作 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的基本操作总线的基本操作写操作写操作 n n 写字节、写页写字
15、节、写页 n n 操作时序操作时序 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的基本操作总线的基本操作读操作读操作 n n 随机读随机读 n n 读取指定地址的数据读取指定地址的数据 n n 当前地址读当前地址读 n n 读取当前地址的数据读取当前地址的数据 n n 顺序读顺序读 n n 读取连续的数据读取连续的数据 I2CI2C总线总线 I2CI2C总线的基本操作总线的基本操作读操作读操作 n n 操作时序操作时序 I2CI2C总线总线 与与MCS-51MCS-51系列单片机接口系列单片机接口 n n P1P1和和P3P3口中任选两条作为接口线口中任选两条作为接口线 n n 分别用电阻（通常用分
16、别用电阻（通常用5.1k5.1k电阻）上拉至电阻）上拉至5V5V 电源电源 n n 或者用或者用P0P0或或P2P2口按位控方式口按位控方式 CRCCRC码原理码原理 基础知识基础知识 n n CRCCRC（cyclic redundancy checkcyclic redundancy check）码：循环冗）码：循环冗 余校验码余校验码 n n 目的：校验数据传送是否正确目的：校验数据传送是否正确 n n 采用了采用了r r位校验，强于奇偶校验位校验，强于奇偶校验 CRCCRC码原理码原理 基本原理基本原理 n n 发送端：根据要传送的发送端：根据要传送的k k位二进制码序列，位二进制码序列， 以一定的规则产生一个用于校验的以一定的规则产生一个用于校验的r r
