智能IC卡芯片類(lèi)型

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：語(yǔ)馨 收編   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月23日

    今天的半導體技術(shù)使通過(guò)減少結構在相同大小的硅片上封裝越來(lái)越多的功能成為可能。這就在不增加芯片面積的同時(shí)擴大了芯片卡的存儲容量和處理能力。 

     一般IC卡所使用的主要芯片分為通用芯片和專(zhuān)用芯片兩大類(lèi)。所謂通用芯片，就是普通的集成電路芯片，如美國ATMEL公司的AT24C01兩線(xiàn)串行鏈接協(xié)議存儲芯片。其出廠(chǎng)時(shí)就有兩種供貨形式，一是封裝成集成電路直接提供給最終用戶(hù)使用，二是以裸芯片的形式提供給IC卡生產(chǎn)廠(chǎng)商封裝成IC卡。裸芯片幾乎沒(méi)有安全性設計，也不完全符合目前IC卡的國際標準，但因其開(kāi)發(fā)使用簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，比較適合于初期的對安全性要求不高的IC卡應用。所謂專(zhuān)用芯片，就是專(zhuān)為IC卡而設計、制造的芯片，如荷蘭Philips公司的PCB2032/2042芯片。這種芯片符合目前IC卡的ISO國際標準、具有較高的安全性。本節主要介紹以上芯片所采用的技術(shù)種類(lèi)，各種常用智能卡芯片的有關(guān)技術(shù)將在其它章節中詳細介紹。

    一般IC卡所使用的主要芯片分為兩大類(lèi):存儲器芯片和微控制器芯片。存儲器卡使用存儲器芯片作為卡芯,智能卡使用微控制器芯片作為卡芯。 

    IC卡經(jīng)常使用的存儲器芯片種類(lèi)及特性見(jiàn)表1。

    IC卡經(jīng)常使用的微控制器芯片種類(lèi)及特性見(jiàn)表2。 

    IC卡使用的IC芯片以帶有安全邏輯的存儲器芯片和帶有加密運算的微控制器芯片最為普遍，兩種芯片的典型邏輯結構見(jiàn)下圖。 

帶有安全邏輯的IC卡用存儲器芯片

    考慮到IC卡和計算機緊密相關(guān)性及低電壓技術(shù)用于IC卡上的可靠性等問(wèn)題,目前市場(chǎng)上推出的IC卡用芯片還沒(méi)有低電壓芯片。但由于低電壓、低功耗芯片非常適合于IC卡應用,隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展和IC卡應用領(lǐng)域的逐步擴大,低電壓芯片必將成為用于IC卡的主要芯片。例如,美國Motorola公司就將開(kāi)發(fā)工作電壓可小于2V的IC用芯片。 

    由于IC卡應用要求具有較高的安全性,用于IC卡的芯片比普通芯片在安全方面的考慮較多。例如,防止用掃描高頻電子顯微鏡對存儲器進(jìn)行讀取,防止測試功能的再激活等。此外用于IC卡的芯片還具有較高的抗干擾能力。 

    目前已有少數國際上較有影響的IC芯片制造商致力于IC卡用芯片的制造,主要公司有: TI(美國)、Atmel(美國)、Catalyst(美國)、Motorola(美國)、NEC(日本)、Oki(日本)、Toshiba(日本)、Hitachi(日本)、Philips(荷蘭)、Siemens(德國)、SGS(法國)等。 

一、 Siemens公司提供的IC卡芯片 

    Siemens公司是世界范圍內的IC卡用芯片主要供應商之一。Siemens公司的方針政策就是為卡制造商提供大范圍的IC卡用芯片以覆蓋所有IC卡的應用領(lǐng)域。IC卡帶有特殊的控制和安全邏輯,主要用作電子貨幣,如預付卡、用戶(hù)卡。此外,進(jìn)出控制系統和健康保險卡也使用此類(lèi)IC卡用芯片。Siemens公司提供的主要芯片有SLE4404、SLE4406、SLE4418、SLE4428、SLE4432/4442、SLE4436等。 

    PSC可編程安全碼(Programmable Security Code)智能卡則轉向于多功能的應用。智能卡用芯片上一般含有～8位微控制器,并帶有相應的安全邏輯和EEPROM等,有的芯片上還有數學(xué)運算協(xié)處理器,用以處理一些較為復雜的加密/解密運算(例如RSA)。在這方面,Siemens公司提供的主要芯片有SLE44C10、SLE44C40、SLE44C80、SLE44C200等。另外,Simens公司還以SMD封裝形式提供獨立式的加密協(xié)處理器SLE44CP2。

    DES數據加密標準(Data Encryption Standard)
    DSA數字簽名算法(Digital Signature Algorithm)
    PIN個(gè)人標識碼(Personal Identification Number)
    POS銷(xiāo)售點(diǎn)設備(Point Of Sale)
    RSA以此三人名字命名的算法(Rivest,Shamir,Adleman) 

二、 Atmel公司提供的IC卡芯片 

    美國Atmel公司是IC卡用芯片的主要生產(chǎn)廠(chǎng)家之一,其所提供的IC卡用芯片種類(lèi)較多,功能較豐富,下面對其提供的簡(jiǎn)單存儲芯片和加密存儲芯片作一簡(jiǎn)單介紹。 

    1. 簡(jiǎn)單存儲芯片
    · AT24C01A/02/04/08/16:兩線(xiàn)聯(lián)接1K/2K/4K/8K/16K位串行EEPROM;
    · AT93C46/56/57/66:三線(xiàn)聯(lián)接1K/2K/4K位串行EEPROM。
    2. 加密存儲芯片
    · AT88SC101:帶加密邏輯的1K位串行EEPROM(1個(gè)應用區域);
    · AT88SC102:帶加密邏輯的1K位串行EEPROM(2個(gè)應用區域);
    · AT88SC200:帶加密邏輯的2K位串行EEPROM(專(zhuān)用)。 

三、 Motorola公司提供的IC卡芯片
 
    Motorola是世界上提供無(wú)線(xiàn)電通信、半導體器件、高檔電子設備及服務(wù)的主要廠(chǎng)商之一。Motorola公司的銷(xiāo)售、服務(wù)和生產(chǎn)機構遍布世界各地。它所提供的帶CPU的IC卡用芯片在許多領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。M68HC05SC系列單片微控制器(MCU)是專(zhuān)門(mén)設計用于IC卡和嵌入式控制應用的。它的基于工業(yè)標準的M68HC05低功耗HCMOS內核,提供了強有力的指令集。在IC卡這一概念剛剛問(wèn)世之時(shí),Motorola公司就成了IC卡用芯片供應商的先驅。Motorola公司于1977年第一次提供支持IC卡的芯片(兩處解決方案),并于1979年首次提出單晶片解決方案。該系列產(chǎn)品具有較高的安全特性,目前已有較廣泛應用,例如GSM、付費電視、銀行。M68HC05線(xiàn)路設計符合ISO7816標準,同時(shí)也符合GSM SIM11.10和1.11規范。該系列中的三個(gè)成員(SC21、7、1)可以滿(mǎn)足GSM的需要?；趯σ陨袭a(chǎn)品開(kāi)發(fā)的支持,Motorola提供相關(guān)的軟硬件開(kāi)發(fā)手段。

    該系列主要技術(shù)指標為: 

    · HCMOS技術(shù),全靜態(tài)操作。
    · 8位結構,基于M68HC05內核。
    · 5M Hz外部時(shí)鐘頻率時(shí),內部時(shí)鐘頻率為2.5M。
    · 4M外部時(shí)鐘頻率時(shí),內部時(shí)鐘頻率為4M。(在SC21、24、26、27、28上可選)
    · 5根雙向I/O線(xiàn)。
    · 外部可中斷屏蔽中斷。
    · 8位×8位無(wú)符號乘法指令。
    · 存儲器映像式I/O。
    · 安全特性。
    · 上電檢測。
    · 節電STOP和WAIT工作方式。
    · 鍵接點(diǎn)平面符合ISO7816-2標準。
    · 真位管理功能。 

四、 Philips公司提供的IC卡芯片 

    Philips公司是世界上著(zhù)名的芯片制造商,所提供的非接觸型IC卡用芯片、帶加密功能的IC卡用微控制器芯片在世界上有廣泛的應用。下面對其作一簡(jiǎn)單介紹: 

    · Philips PCB 2032/2042:帶有保護功能和可編程安全碼的256字節EEPROM。
    · 接口電路PCF 7930 CP/25:可編程標識脈沖轉發(fā)器(Programmable Identification Transponder)。
    · PCF 7960:儲蓄卡IC芯片。
    · 基站IC:用于和Philips轉發(fā)器之間進(jìn)行交互通訊。
    · 83C852:8位安全微控制器(帶加密運算協(xié)處理器)。