BL7431A 256位EEPROM逻辑加密电路 芯片 一、概述 BL7431A是采用1.2微米CMOS E2PROM工艺的 IC卡用芯片(模块)，256位E2PROM存储单元， 带逻辑加密功能。可广泛应用于智能网公话业务。 二、特点 • • • • • • • • • 256 × 1位 E2PROM 按位读和写，按字节擦除 逻辑加密保证数据安全和传输密码不被 泄漏 E2PROM的编程时间为5ms 工作电压：5V 工作电流：<1mA 最少擦写次数：105次 数据保存时间至少10年 芯片的电气接口符合ISO/IEC 7816-3同 步协议的标准 三、芯片封装 芯片采用模块封装方式，模块型号根据用户要求提供。如图1所示。模块管脚定义如表1所示。 图1-a 模块封装M2.2 图1-b 模块封装M3.2 表1 管脚描述 四、功能概述 芯片电路原理图如图2所示。 存储器 地 址 计 数 器 编 程 控 制 256位EEPROM阵列 内部信号控制单元（保密接口） 外部控制单元 CLK I/O RST VCC GND 图2 电路原理 http://www.belling.com.cn -1Total 4 Pages 8/16/2006 Wrote by 向中文 BL7431A 256位EEPROM逻辑加密电路 芯片 BL7431A 电路由256位EEPROM组成。整个存贮区共256位EEPROM,在功能上分为九个区域。如表 2所示。 存贮器功能类型 地 区域1 区域2 区域3 区域4 址 0~15 16~23 24~63 64 65~71 个人 化之 前 （传 输密 码比 较未 过） ROM ROM ROM ROM ROM 功能 个人化之前 （传输密码比较通过） 第二组密 码比较未 通过且FG 标志为0 第二组 密码比 较通过 FG标志 为1 个人化以后 第二组密 码比较未 通过 ROM PROM PROM PROM PROM 第二组 密码比 较通过 FG标志 为1 ROM ROM ROM ROM ROM 芯片厂商代码 卡片厂商代码 发行代码 个人化标志 个人化之前用作密 码比较错误计数器 （最多有8次比较密 码的机会） 个人化之前存储传 输密码，传输密码 比较通过后且未个 人化之前，作一般 存储器用 72~79 PROM EEPROM ROM 80~103 ROM( 不可 读) EEPROM ROM 104~143 144 ROM ROM ROM EEPROM EEPROM EEPROM ROM EEPROM EEPROM EEPROM 145~151 ROM ROM EEPROM EEPROM ROM EEPROM EEPROM 区域7 152~159 ROM PROM EEPROM EEPROM PROM EEPROM EEPROM 区域8 160~183 ROM ROM（不 可读） EEPROM EEPROM ROM（不 可读） EEPROM EEPROM 区域9 184~255 ROM ROM EEPROM EEPROM ROM EEPROM EEPROM 区域5 区域6 发行商扩展编码区 FG标志 用作第二组密码比 较的错误计数器 存储用户数据区密 码 用户数据区 表2 BL7431A 存贮器功能描述 http://www.belling.com.cn -2Total 4 Pages 8/16/2006 Wrote by 向中文 BL7431A 256位EEPROM逻辑加密电路 芯片 • 读/写操作 （1）上电复位 上电后地址复位。这时，RST保持为高，必须大于一个时钟CLK，当RST变为低时，地址 “0”中的内容出现在I/O口上，VCC的不稳定，也可引起地址复位。如图3所示。 tR （2）读操作 芯片内部地址计数器顺序按位寻址，在时钟 上升沿且RST为低时地址计数器加1，在时 钟下降沿，相应地址中的内容输出到I/O口， 从CLK为高电平且RST=1时，地址计数器为 0。如图3所示。 RST td1 td2 tr tH tf CLK tL td3 td4 IO DO1 DO0 Add A0 A1 A2 图3 地址复位和数据输出 （3）写操作 当RST为高且CLK为低时, 芯片内部设置R标志, 这时在下一个时钟脉冲来后,地址计数器不增 加且进入写操作过程。在写操作过程中, 时钟保持为高电平 , 当完成写操作且在时钟的下降沿 时, 地址计数器重新有效且复位R标志。在发行商阶段,对于制造商代码区的单元，R标志不起 作用；在用户阶段, 对于制造商代码区和发行代码区的单元,R标志不起作用。如图4所示。 tS ts RST tS RST td6 td5 CLK td7 tHW Add n IO n n+1 td7 td6 n+2 CLK tHW Add n n+1 n IO n n+1 tHE n+1 n 图5 擦除操作时序 图4 写操作时序 （4）擦操作 在写结束后，如果保持CLK为0，再来一个RST脉冲，则R标志重新置位，在下一个CLK上升 沿，地址计数器不加1，芯片进入按字节擦状态。如图5所示。 （5）传输密码比较 在芯片从芯片制造商到卡制造商的传输过程中，芯片受到传输密码的保护。在传输密码保护 状态，只有代码区和错误计数器可以读出，整个存储器除了错误计数器可以被写入外，其他 区域都不可以擦写。在个人化操作前，必须通过传输密码的验证。首先地址复位到0，地址增 加到ECC，写一位ECC，地址进入第80位，I/O口等待密码的输入，地址递增到第104位，密 码比较结束。时序如图6所示。 RST tHW CLK ADDRESS 0 1 EC(LSB-1) ~EC(MSB-1) EC被写位地址 80 td8 I/O D0 被写位 EC的一位写0 D80 81 td9 D81 82 D82 103 td10 D103 104 图6 传输密码比较 【注】此时序必须连续进行，中间不能有复位。不能先写一位错误计数器，然后再重新启动密码比 较时序。写错误计数器和密码比较必须在同一个操作序列中完成。 http://www.belling.com.cn -3Total 4 Pages 8/16/2006 Wrote by 向中文 BL7431A 256位EEPROM逻辑加密电路 芯片 五、电参数 极限参数： 参数 符号 电源电压 输入电压 保存温度 ESD保护 功耗 VCC VI TS Vs Ptot 限定值 典型值 4000 - 最小值 -0.3 -0.3 -40 - 单位 最大值 6.0 6.0 125 V V C V mW O 50 电参数： 直流特性 参数 符号 H输入电压(I/O,CLK,RST) L输入电压(I/O,CLK,RST) RST,CLK高电平时输入漏流 RST,CLK低电平时输入漏流 L输出电流 H输出电流 输入电容 电源电压 电源电流 VH VL IH -I L IL IH CI VCC ICC 最小值 3.5 4.75 - 限定值 典型值 5 1 最 小 值 限 定 值 典 型 值 最大值 VCC 0.8 1 1 0.5 10 10 5.5 - 单位 V V uA uA mA uA pF V mA 交流特性： 参 数 时钟频率 时钟高电平宽度 时钟低电平宽度 上升时间 下降时间 复位保持时间 写 入 时 间 擦 除 时 间 http://www.belling.com.cn 符 号 CLK tH tL tr tf tR tS tHW tHE 最 大 值 50 10 10 1 1 50 10 5 5 -4Total 4 Pages 单 位 KHz µS µS µS µS µS µS mS mS 8/16/2006 Wrote by 向中文