73S1215F：多功能片上系统助力智能卡读卡器设计

在智能卡读卡器应用领域，一款性能卓越且经济实惠的芯片往往能起到事半功倍的效果。今天，我们就来深入了解一下Teridian Semiconductor Corporation推出的73S1215F这款多功能CMOS片上系统（System-on-Chip）。

文件下载：73S1215F-44IMR/F.pdf

一、总体概述

73S1215F专为智能卡读卡器应用而设计，具备多种强大功能。它拥有ISO 7816 / EMV接口、USB 2.0接口（全速12Mbps设备）以及5x6 PINpad接口。此外，还提供了9个用户I/O、多种中断选项、最多4个可编程电流输出（用于驱动外部LED）和1个模拟电压输入（适用于直流电压监测，如电池电量检测）等额外特性。同时，内置的异步串行UART和I2C接口也为系统的通信提供了更多的选择。

这款芯片围绕80515高性能内核构建，其特性和指令集与行业标准8051兼容，且大多数指令只需一个时钟周期即可完成处理。CPU时钟最高可达24MHz，能提供高达20 MIPS的处理能力，足以满足AES、DES / 3 - DES甚至RSA等各种加密需求。电路仅需一个频率在6MHz至12MHz之间的单晶体，另外还可选配32768 Hz子系统振荡器及独立的实时时钟计数器，方便独立应用访问RTC值。

芯片内置64KB Flash程序存储器、2KB用户XRAM存储器和256B IRAM存储器，同时ISO7816 UART和USB接口还拥有独立的FIFO。嵌入式Flash存储器可在系统内编程，并可通过片上熔丝锁定，适用于开发和生产阶段。

二、应用场景

手持PINpad智能卡读卡器

可通过USB、串口连接，也可独立使用，并且符合CCID标准。无论是在商场收银、移动支付等场景中，都能发挥重要作用。你是否在日常购物时注意过收银员使用的智能卡读卡器呢？它很可能就采用了类似的技术。

电子银行

例如MasterCard CAP等应用，保障了电子银行交易的安全和便捷。在当今数字化金融时代，电子银行的安全至关重要，73S1215F能为其提供可靠的支持。

笔记本电脑和台式机的智能卡读卡器模块

如ExpressCard®、USB类型，方便用户进行身份验证和数据加密等操作。对于经常需要处理敏感信息的用户来说，这是一个重要的安全保障。

数字身份识别

包括安全登录、政府ID等应用，为用户提供了更加安全和便捷的身份验证方式。

通用智能卡读卡器

可广泛应用于各种需要智能卡读取的场景，具有很强的通用性。

三、优势分析

成本与功能的完美平衡

与竞争对手相比，73S1215F具有更大的内置Flash / RAM和更高性能的CPU核心，能够以更低的成本实现更强大的功能。这对于大规模生产的USB连接PINpad类型应用来说，无疑是一个巨大的优势。

强大的开发工具

提供了一套完整的EMV4.1 / USB / CCID库，以及丰富的开发和编程工具、库和演示板，能够帮助工程师快速开发出符合严格智能卡标准的产品，并通过认证。这对于提高开发效率和产品质量具有重要意义。

四、详细特性

80515核心

• 大多数指令仅需一个时钟周期，CPU时钟最高可达24MHz，处理速度快。
• 拥有64kB带安全功能的Flash存储器、2kB XRAM（用户数据存储器）和256字节IRAM，满足数据存储和处理需求。
• 配备硬件看门狗定时器，提高系统的稳定性和可靠性。

  振荡器

• 采用单个低成本的6MHz至12MHz晶体，可选配32768 Hz晶体（带内部RTC）。
• 内部PLL为系统各模块提供所需的时钟。

  中断

• 具有标准的80C515 4优先级结构，有9种不同的中断源，方便系统进行灵活的中断处理。

  电源管理

• 支持2种标准的80C515掉电和空闲模式，以及广泛的设备掉电模式，降低功耗。

  定时器

• 包含两个标准的80C52定时器T0和T1，以及一个16位定时器，可从32kHz时钟生成RTC中断。

  内置ISO - 7816卡接口

• LDO稳压器为卡提供VCC（1.8V、3V或5V），完全符合EMV 4.1标准。
• 具备激活/停用序列器和辅助I/O线（C4 - C8信号），所有接口引脚具有6kV ESD保护。

  通信接口

• ISO 7816 UART支持T = 0和T = 1协议，有2个2字节FIFO用于收发数据，可配置为驱动多个外部Teridian 73S8010x接口。
• 全双工串行接口（1200至115kbps UART）和USB 2.0全速12Mbps接口，符合PC/SC标准，有4个端点（控制、中断IN、批量IN、批量OUT）。
• I2C主接口（400kbps），方便与其他设备进行通信。

  人机接口和I/O

• 5x6键盘（硬件扫描、去抖和加扰），9个用户I/O，最多4个可编程电流输出（LED）。

  电压检测

• 模拟输入检测范围为1.0V至1.5V，可用于电池电量检测等应用。

  工作电压和温度

• 工作电压为2.7V至3.6V（USB使用时为3V至3.6V），智能卡供电为4.75至5.5V。
• 工作温度范围为 - 40°C至85°C，适应不同的工作环境。

  封装

  提供68引脚QFN和44引脚QFN两种封装形式，方便不同的设计需求。

  软件

• 采用两级应用编程接口（ANSI C语言库），包含USB、T = 0 / T = 1和EMV兼容的智能卡协议层。
• 提供CCID参考设计和Windows®驱动，方便开发者进行软件开发。

五、总结

73S1215F以其丰富的功能、出色的性能和良好的成本效益，成为智能卡读卡器应用的理想选择。无论是在开发阶段还是生产阶段，它都能为工程师提供强大的支持。在实际设计中，你是否会考虑选择73S1215F呢？希望通过本文的介绍，能让你对这款芯片有更深入的了解，为你的设计工作提供有益的参考。