【国家标准(GB)】 识别卡 带触点的集成电路卡 第3部分:电信号和传输协议

GB/T 16649.3-1996
本标准等同采用国际标准ISO/IEC7816-3：1989识别卡带触点的集成电路卡第3部分：电信号和传输协议》、ISO/IEC7816-3：1989/Amd.1：1992《协议类型T=1，异步半双工块传输协议》、ISO/IEC7816-3：1989/Amd.2：1994《协议类型选择的修改》的内容。GB/T16649在总标题《识别卡带触点的集成电路卡》下，包括下述部分：第1部分：物理特性；
一第2部分：触点的尺寸和位置；一第3部分：电信号和传输协议。本标准的附录A是提示的附录。
本标准由中华人民共和国电子部提出。本标准由电子工业部标推化研究所归口。本标准起草单位：电子工业部标准化研究所、中国工商银行。本标准主要起草人：李韵琴、张一平、王云生、丁荣欣、易阳。79
GB/T 16649.3---1996
ISO/IEC前言
ISO(国际标准化组织)和IEC(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。
GB/T 16649.3--1996
GB/T16649的本部分是描述带触点的集成电路卡的参数和这种卡在国际交换中使用的-一系列标淮之“一。
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）。在制定本标准时，所收集的信息关系到一些相应的专利，本标准的应用可能有赖于这些专利。相应的专利已在法国和美国分别鉴定，专利的持有者是布尔S.A，。然而ISO不能提供有关专利的范围、合法性和证明方面的权威的全面的信息或类似的权力。专利持有者表示，在要求特许权方同意交换报酬的条件下，根据适当的条款，可以授予实现ISO/IEC7816本部分的权力。
进一步的信息可由下面的地方得到：BULL S.A.
Divisian de la Propriete Industrielle25,avenue de la Grande Armee75016PARIS
FRANCE
中华人民共和国国家标准
识别卡带触点的集成电路卡
第3部分：电信号和传输协议
Identification cards--Integrated circuit(s) cards with contacts-Part 3: Electronic signals and transmission protocols1范围
GB/T16649.3-1996
idt ISO/IEC 7816-3: 1989
GB/T16649的本部分规定了电源、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。2引用标准
下列标准中所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T3453-94信息处理面向起止式和同步式字符传输的字符结构（idtISO1177：1985）GB/T14916-—94识别卡物理特性(idtIS(）7810:1985）GB/T16649.1--1996识别卡带触点的集成电路卡第1部分：物理特性（idtISO7816-1：1987)
GB/T16649.2--1996识别卡带触点的集成电路卡第2部分：触点的尺寸和位置（idtIS()7816-2:1988)
3定义
有关识别卡的术语已在GB/T14916中定义。下列定义适用于本标准。接口设备Interface device
在操作中同集成电路卡电连接的终端、通信设备或机器。状态HState H
高状态逻辑电平。
状态 L State I.
低状态逻辑电平。
状态Z StateZ
标记（如GB3453中定义）。
状态AState A
空位（如GB3453中定义）。
十六进制记数法，等于基数为16的XY。国家技术监督局1996-12-17批准82
1997-07-01实施
4触点的电特性
4.1电功能
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GB/T16649.2中规定的触点分配至少支持下列电路：1/O：输入/输出串行数据至卡内的集成电路。VPP：编程电压输入（由卡选用）。GND：地（基准电压）。
CLK：时钟或定时信号（由卡选用）。RST：自已使用（复位信号由接口设备提供）或者同另外的内部复位控制电路（由卡选用）结合使用。如果执行内部复位，那么VCC必须强制供电。VCC：电源输入（由卡选用）。
注：其余两个触点的使用将在适当的应用标准中定义。4.2电压和电流值
4.2.1测量规定
所有测量应相对于触点GND并在周围温度为0℃~50℃的范围内定义。所有流入卡的电流都假定为正。所有定时应相对于4.2.3至4.2.7中定义的合适的门限电平测量。当一个触点对于电流小于1mA的GND来说，保持在0V和0.4V之间时，触点为不工作状态。4.2.2缩略语
高电平输入电压
低电平输入电压
VccVCC上的电源电压
VprVPP上的编程电压
Vom高电平输出电压
Vol低电平输出电压
从信号幅度的10%上升到90%之间的时间tR
从信号幅度的90%下降到10%之间的时间I
高电平输入电流
低电平输入电流
VCC上的电源电流
VPP上的编程电流
高电平输出电流
低电平输出电流
CiN输人电容
输出电容
本触点用作数据交换的输入（接收模式）或输出（发送模式）。对于I/）来说存在两种可能的状态：一标记或高状态（状态Z），卡和接口设备处于接收状态或由发方强制的；空或低状态（状态A），这个状态由发方强制的。线的两端处于接收状态时，该线路将保持状态乙。线路的两端处于不匹配传输状态时，该线路的逻辑状态可能是不固定的。在操作过程中，接口设备和卡不应同时处于传输状态。83
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正常操作件下1/0的电特性
最小值
lH max= ±500 μA
IH max=±20 μA
Iut. max -1 mA
-100μA
IoH max=- -
loH max =- -- 20 μA
lot. max --I mA
CIN=30 pF:COUT=30 pF
1）对于接口设备、应考虑两种件。2）假设在接口设备中使用一个上拉电阻（推荐值：20ka)。3）1/O上的电压应保持在一0.3V和Vcc十0.3V之间。4.2.4 VPP
最大值
本触点可用来提供编程或擦除内部非易失性存储器单元的内容所需要的电压。对于VPP存在两种可能的状态：空闲状态和激活状态，如表2所定义。接口设备应保持为空闲状态，除非请求激活状态。表2正常操作件下VPP的电特性
空闲状态
（编程不激活）
激活状态
（对卡编程）
最小值
0. 95×Vcc
卡给接口设备提供P和1的值（缺省值：P=5，1=50）。见6.1.4.4。最大值
1.05×Vcc
1. 025 × P
上升或下降时间：最大200us。Vpp改变速率应不大于2V/us。对任意1s时间取平均值时，最大功率Vpp×Ip应不大于1.5W。
4.2.5 CLK
接口设备在CLK上发送的实际频率由了指定。频率值的范围见6.1.4.4。异步操作的占空比应在稳定操作期间周期的45%和55%之间。当频率从一个值转换到另个值时，应注意保证没有比短周期的45%更短的脉冲。推荐两种不同转换频率值的时间：
在复位应答后立刻进行；
在一个成功的PTS过程完成后立刻进行。在转换频率值时不应执行数据传输。81
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表3正常操作件下CLK的电特性
IiH max= ±200 μA
In max = ± 20 μA
IH max=±10 μA
Iu. max= ±200 μA
CIN==30PF
1）对于接口设备，应考虑三种件。2)CLK上的电压应保持在一0.3V和Vcc+0.3V之间。4.2.6 RST
RST上的复位信号按照5.2传递。最小值
0. 7× Vcc
表4正常操作件下RST的电特性
lin max = ±200 μA
IH max=±10 μA
lumax=±200 uA
1）对于接[1设备，应考虑两种件。2)RST上的电压应保持在—0.3V和Vc:+0.3V之间。4.2.7 VCC
本触点用来提供电源电压Vcc。
最小值
Vcc.-- 0. 7
表5正常操作件下VCC的电特性
集成电路卡的操作过程
最小值
本操作过程适用于各种带触点的集成电路卡。接口设备与卡之间的对话应顺序操作：一接口设备连接和激活触点；
2--——卡复位；
最大值
最大值
最大为 0. 5 μs
时周期的19%
最大值
一卡和接口设备之间的信息交换，总是由卡发送的一个复位应答来启动；1—-接口设备释放触点。
这些操作在下述条文中有详细说明。V
1操作2和3可重复。
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2仅在卡请求时才提供和保持VPP的激活状态触点的连接和激活
在触点连接到接口设备以前电路应该是不激活的，其目的是避免对任何符合标准的卡的可能损坏。触点被接口设备激活应由以下顺序操作组成：-RST 为状态 L；
-VCC加电：
一接口设备上的1/0应置于接收状态；-VPP应升高到空闲状态；
应给CLK提供一个合适且稳定的时钟，见4.2.5。5.2卡复位
卡复位由接口设备启动，随后卡应该用第6章描述的复位应答信号来响应。在触点激活结束时(RST为状态L，VCC加电且稳定，接口设备上I/O为接收状态，VPP稳定在空闲状态，CLK提供一个合适且稳定的时钟），卡准备好对复位异步应答。见图1。GND
IR内部复位
t2≤200/f
AL一激活低复位
Answer
400/f≤t≤40000/f
注：斜线路区标记当1/O状态不确定时的区间。图1
卡的复位
SH-同步激活高复位
Answer
40 000//≤
在T。时间对CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期（t2)内被置于状态Z(t2时间在T。之后)。
内部复位卡在几个时钟信号周期内复位。1/O上的复位应答应在CLK加上时钟信号之后的400～40000个时钟周期间（t）开始（时间t在T。之后）。低复位有效卡是在时钟信号施加于CLK后，通过保持RST至少40000个时钟周期内（ts）来实现复位（ts在T。之后）。这样，在RST为状态L的情况下，如果在40000个周期（ts)内开始应答复位，RST将（在时间T,)被置于状态H。I/O上的复位应答信号应在RST上信号的上升边沿之后的400～40000个时钟周期(tt)内开始(t 在T 之后）。86
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在RST为状态H的情况下，如果应答信号在40000个时钟周期（ts）内仍未开始（t3在T之后）RST上的信号将（在时间T，）返回到状态L，且触点将被接口设备释放（不激活）。见5.4。对于同步应答的卡，接口设备将所有的线路均置于状态L。见图2。然后VCC被加电，VPP被置于空闲状态，CLK和RST保持在状态L，接口设备的I/O被置于接收模式。在重新回到状态L之前，RST至少在状态H上持续50us（t12）。vCC
5 μst10
5 μsm
50μs≤复位高
10 μus≤t14≤100us时钟后复位低10μs1s≤50μ·时钟高
10u≤≤100时钟低
3≤10μs传播延迟
10u.…传播延退
图2请求同步应答时卡的复位
时钟脉冲从复位信号的上升边沿开始的一个间隔时间（t1。)之后施加。状态H下时钟脉冲的持续时间可以是10μs至50μs之间的任何值；在复位高期间不允许超过一个时钟脉冲。在CIK和RST下降边沿之间的间隔时间为til。
当CLK为状态I并且从RST的下降沿开始的时间间隔t13之后保持为状态L，则作为I/O的应答将获得第一·个数据位。
假定卡的内部状态在复位前不定。这样，卡的设计必须避免不适当的操作。1
2为了继续同卡的对话,RST应保持在I/O上出现应答时的状态。3卡的复位可以由接口设备在任何时间随意启动。4接口设备可以支持这些复位类型中的一个或多个。同步或异步卡的测试优先权不在本标准中定义。5.3信息交换
卡在复位后应按照第6章中定义的次序应答。在1/O电路上所有信息交换与命令的执行一-致，包括第7章中规定的一个可能的PTS过程。命令的操作过程取决于传输类型（同步或异步）和协议类型。第8章规定了以接口设备为主的异步半双工字符传输协议。第9章规定了异步半双工块传输协议。注
1卡和接口设备之间更进--步的协议类型留待将来研究。2用于交换的行业间命令将在GB/T16649的下一部分中规定。其他命令在现行标准中或将在附加标准中规定。5.4触点的释放
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当信息交换结束或失败时（无响应卡或发现卡被移出），电触点应被释放。接口设备释放顺序为：
置RST为状态L；
置CLK为状态L；
VPP不激活；
置1/0为状态A；
-VCC 不激活。
6复位应答
考虑两种传输类型：
异步传输
在这种传输类型中，字符在I/0线路上以昇步半双工模式传输，每个字符包括一个8位字节。见6.1.2。
同步传输
在这种传输类型中，比特序列在I/O线路上以半双工模式与CLK上的时钟信号同步传输。6.1异步传输中的复位应答
在复位应答之后，卡处于下述操作模式之一：协商模式；
专用模式。
这两种操作模式在6.1.4.5中定义。模式说明在复位应答中提供。6.1.1位持续时间
I/O上使用的最小的位持续时间被定义为一个基本时间单元(etu)。对具有内部时钟的卡来说，初始基本时间单元（etu）是1/9600s。对使用外部时钟的卡来说，1/O上使用的基本时间单元和接口设备提供的时钟之间有一个线性关系。
初始基本时间单元(etu)是372/fs，这里的单位是赫兹。同时见6.1.4.1。
为了阅读初始字符（TS），所有卡的初始应该在复位应答期间用1MHz到5MHz的范围内的F开时操作。
所有的卡应以1MHz到5MHz的范围内的了进行复位应答操作。6.1.2复位应答期间的字符顿
字符传输之前，I/O应被置为状态Z。一个字符包括10个连续比特位：一个起始位为状态A，8个信息位用ba到bh标示并传输一个数据字节，第10位bi用作奇偶校验。个数据字节由8位组成，从最低有效位(Isb，b1)到最高有效位（msb，b8)用b1到b8标示。各种约定(将Z/A电乎以数字1或0进行相关电平编码，以及将ba～bh与b1~b8的位权对应）在起始字符中规定，称作TS，TS由卡在复位应答中传送。当ba～bi的序列中1的个数为偶数时，奇偶是正确的。在字符中从起始位的上升沿到第n位的后沿的时间应等于（n士0.2)基本时间单元（etu）。在寻找起始位时，收方周期地对I/O取样。时间起点在Z电平的最后一个观察点和A电平的第一个观察点之间，起始位应在0.7基本时间单元（etu）之前被验证，而后在（1.5士0.2)基本时间单元（etu）时收到ba，在（2.5土0.2）基本时间单元（etu）时收到bb，..在（9.5±0.2)基本时间单元（etu）时收到bi。奇偶校验在不工作时进行。88
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注：在寻找起始位时，取样时间应小于0.2基本时间单元(etu），这样可以将所有的测试区同传送区区别开。两个连续字符间的延迟（两个开始位上升沿之间）至少是12基本时间单元（etu），包括字符持续时间（10土0.2)基本时间单元（etu)加上保护时间。在保护时间，接口设备和卡都保持接收状态，这样，I/O为状态Z。见图3。
起始字节
8字节数据
奇偶字节
ba| bbl be | bd | be | bf [ bg] bh [ bit1
(n±0.2)etu
图3字符结构
保护时间
下一个起
始字节
在复位应答期间，卡的两个连续字符的起始上升沿间的延迟应不超过9600基本时间单元（etu）。这个最大值称为初始等待时间。6.1.3差错检测与字符重发
在复位应答期间，下列字符的重发过程取决于协议类型，见6.1.4.3。该过程对使用协议类型T一0的卡是强制性的；对于接口设备和其他卡来说是可选择的。发送方在起始上升沿之后的(11士0.2)基本时间单元(etu）时刻检测1/0：一如果I/O为状态Z，即假定为正确接收。如果I/O为状态A，即假定传输是不正确的。有争议字符应在检测差错信号后延迟至少2基本时间单元（etu）后被重发。
当奇偶差错时，从（10.5士0.2)基本时间单元(etu）开始，收方传送一一个状态A，最少为1个基本时间单元(etu），最大为2个基本时间单元(etu)的出错信号。然后，收方将等待对有争议字符的重发。见图8。
如果卡没有重发字符：
卡忽略接口设备来的信号并不应受其破坏；一接口设备应能启动重发整个复位应答序列。6.1.4结构和内容
复位操作导至来自卡的应答，应答包括：初始字符TS，后面按照下面的次序跟有最多32个字符：-To..
-TA,TB,TC,TD,.....
TIT2.......TK....
·格式字符
接口字符…
历史字符·
可选的
可选的
检测字符有条件的
见6.1.4.1到6.1.4.4和图4。
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初始字符
00000000
格式字符
代码Y,和K
接口字符
全程代码FI和DI
全程代码 I1 和PI1
全程代码N
代码Y?和T
专用的特性模式代码
全程代码PI2
专用的
代码Y?和T
TA，TBTC,专用的
TD，代码 Yi-} 和T
历史字符
（最大15个字符）
检测字符
图4复位应答的通用配置
注：TA2的使用取决于操作模式（见6.1.4.5）。6.1.4.1初始字符TS的结构
初始字符TS提供位同步序列，并且定义所有后继字符中数据字节的编码协议。这些协议见GB3453。
I/O初始状态为Z，起始位和ba、bb、bc位被定义为步序列(Z)AZZA。见图5。起始 ba bb
(2) A/Z
bg bh bi
图5初始字符 TS
bd、be、bf三位分别用值AAA或ZZZ指明正反向约定。最后的三位bg、bh、bi应为AAz，作为奇偶校验90
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