英创信息技术ISO7816通讯协议在工控主板EM9160介绍

描述

        在新的国家电网智能终端相关标准中,规定了通过专门的加密芯片来保证设备数据安全性的方法,而设备主控单元与加密芯片采用了广泛应用的ISO7816通讯协议。工控主板EM9160为了适应这一新的技术需求,对其内核进行了升级,使其多个串口都可支持ISO7816协议,为客户进行智能终端整机设计时,提供了灵活的选择。
        对EM9160工控主板,可在其异步串口的基础上,通过简单的设置,就可把串口转为符合ISO7816协议的接口,实现与各种智能卡的通讯。EM9160共有6个异步串口,在Windows CE环境中为“COM2:”- “COM7:”,其中支持ISO7816的串口如下表所示: 

串口

管脚配置

备注

COM3

  TXD:半双工数据线  
  RXD:复位输出控制   低电平有效
  GPIO14:作为SCK   输出频率与波特率等参数有关

COM5

  TXD:半双工数据线  
  RXD:复位输出控制   低电平有效
  GPIO15:作为SCK   输出频率与波特率等参数有关

COM6

  TXD:半双工数据线  
  RXD:复位输出控制   低电平有效
  GPIO15:作为SCK   输出频率与波特率等参数有关

COM7

  TXD:半双工数据线  
  RXD:复位输出控制   低电平有效
  GPIO15:作为SCK   输出频率与波特率等参数有关

  EM9160的“COM5:”- “COM7:”串口信号均为TTL电平,建议客户首选其中之一作为与ISO7816智能芯片的通讯接口。如果这些串口已分配给设备的其他功能,也可以考虑使用COM3口,需要注意的是COM3口的缺省配置是RS232电平,客户需要在购买时特别通知我们把COM3设置为TTL电平才能与安全模块相连。当然GPIO15或GPIO14一旦作为了ISO7816的工作时钟输出,就不能再用作其他的用途了。

  作为应用程序,在操作ISO7816模式的串口(以COM5为例)时,一般的流程如下:

  1、按标准方法打开串口“COM5:”;

  2、通过DeviceIoControl(…)函数使能ISO7816通讯模式;

  3、设置包括波特率、奇偶校验在内的相关串口参数;

  4、根据需要可通过DeviceIoControl(…)函数对对端芯片进行一次复位操作;

  5、进行正常数据通讯;

  6、通过DeviceIoControl(…)函数禁止ISO7816通讯模式;

  7、按标准方法关闭串口“COM5:”。

  在上述流程中,需要注意的是一定要先使能ISO7816模式,再设置波特率,才能保证得到正确的通讯参数。

  为了实现从通常的异步串口到ISO7816的转换,EM9161的串口驱动增加了3个IOCTL功能如下:

  #include

  #define IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 \

  CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,40,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

  #define IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 \

  CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,41,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

  #define IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816 \

  CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,42,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)

  使能ISO7816的DeviceIoControl调用,需要同时设置相应的参数。这些参数包括ISO7816的协议类型,帧数据的应答规范等,定义相应的参数如下:

  #define AT91C_US_USMODE_ISO7816_0 0x4 // ISO7816 protocol: T = 0

  #define AT91C_US_USMODE_ISO7816_1 0x6 // ISO7816 protocol: T = 1

  #define AT91C_US_INACK (0x1 《《 20) // Inhibit Non Acknowledge

  #define AT91C_US_DSNACK (0x1 《《 21) // Disable Successive NACK

  此外ISO的波特率按如下公式计算:

  BR = SCK /(FI / DI)

  上式中的SCK = 串口波特率×(FI / DI),例如串口波特率为9600,则SCK时钟频率为3.5712MHz。在EM9161中,对DI和FI的设置,是通过设置(FI/DI)这个比值来实现的,其中有效的值如下表所示:

 

DI = 1

DI = 2

DI = 4

DI = 8

DI = 16

DI = 32

DI = 12

DI = 20

  FI = 372

372

186

93

47

23

12

31

19

  FI = 558

558

279

140

70

35

17

47

28

  FI = 774

774

372

186

93

47

23

62

37

  FI = 1116

1116

558

279

140

70

35

93

56

  FI = 1488

1488

744

372

186

93

47

124

74

  FI = 1806

1806

930

465

233

116

58

155

93

  FI = 512

512

256

128

64

32

16

43

26

  FI = 768

768

384

192

96

48

24

64

38

  FI = 1024

1024

512

256

128

64

32

85

51

  FI = 1536

1536

768

384

192

96

48

128

77

  FI = 2048

2048

1024

512

256

128

64

171

102

  选择蓝色区域的值,可得到对应的黄色区域的FI和绿色区域的DI,由此可计算相应的波特率。

  在具体的调用中,参数的传递是通过两个DWORD实现的,代码如下:

  DWORD dwMode, dwFI_DI_Ratio;

  DWORD pBuf[2];

  dwMode = AT91C_US_USMODE_ISO7816_0;

  dwFI_DI_Ratio = 372;

  pBuf[0] = dwMode;

  pBuf[1] = dwFI_DI_Ratio;

  if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle

  IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816, // 命令码

  pBuf, sizeof(pBuf), // input parameters

  NULL, 0, // output parameters

  NULL, NULL ))

  {

  printf(‘IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 failed!\r\n’);

  }

  关闭ISO7816通讯模式比较简单,没有任何参数:

  if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle

  IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816, // 命令码

  NULL, 0,

  NULL, 0,

  NULL, NULL ))

  {

  printf(‘IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 failed!\r\n’);

  }

  对ISO7816对端芯片的复位,需要设置复位时间,以ms为单位:

  DWORD dwMilliseconds = 1; // 可以设为0,实际复位时间为几十微秒

  if (!DeviceIoControl ( m_hSer,

  IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816,

  &dwMilliseconds, sizeof(DWORD), // input parameters

  NULL, 0, // output parameters

  NULL, NULL ))

  {

  printf(‘IOCTL_SERIA, L_RESET_ISO7816 , failed!\r\n’);

  }

  &am, p;nb, sp; 设置了ISO模式后, ,应用程序仍然可以像操作普通串口那样,进行数据的读写,只是需要注意, 的, 是I, SO7816的半双工模式的,所以数据通讯的过程更像是RS485的过程。


打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分