一、概述 BL7432SM 是上海贝岭自行开发、采用 CMOS E2PROM 工艺制造的 2K 位 IC 卡芯 片，为 BL7442 2K 位加密存储卡电路，去掉加密保护功能后的简化版。它由 256×8 位 主存储器和 32 位保护存储器组成，带写保护功能，可在 3V－5V.电压下工作。触点定义 和串行接口符合 ISO7816 标准，双线通讯，遵循 ISO7816-3 标准。可用于电子消费卡、 公司卡、健康卡、会员卡和 ID 卡等等。上海贝岭对此产品拥有集成电路版图设计版权和 相关专利授权。 二、产品特点 • • • • • • • • 字节寻址:每字节 8 位,共 256 字节 32 X 1bit 保护存储器结构 最低 32 地址(0…31 字节)不可逆字节写保护 双线通讯协议、触点定义和串行接口符合 ISO7816 标准(同步传输) 复位应答符合 ISO7816-3 标准 读写次数大于 10 万次 单字节的擦、写编程时间各为 2.5ms 数据输出时指示处理结束 三、管脚描述 M2 模块管脚描述 M3 模块管脚描述 M2 模块触点 M3 卡模块触点 SOP8 管脚 C1 C1 P8 符号 VCC SOP8 管脚描述 功能描述 工作电压 3V～5V C2 C2 P7 RST 复位 C3 C3 P6 CLK 时钟 P5 NC 不用 C4 C5 C4 P1 GND 接地 C6 C5 P2 NC 不用 C7 C6 P3 I/O 输入/输出 P4 NC 不用 C8 15:13http://www.belling.com.cn -1Total 7 Pages 5/18/2010 四、功能描述 1、原理框图 、原理框图 BL7432SM 电路原理如图 1 所示。 保护存贮区 主存贮区 255 31 EEPROM 256X8 32 31 可 由 保 护 位 0 封锁的字节 范围 地址 0 数据 地址 8 数据 5 存贮区 主 /保 护 /加 密 高压发生器 基准电流 发生器 译码器 位线取样 复位 加电检测 VCC 地 址 ,数 据 寄存器, 比较器 编程 控制 时序和 加密逻辑 接口 I/ O GND RST C LK 图 1 电路原理框图 2、功能描述 、功能描述 BL7432SM 电路的主存储器按字节擦写，当擦时， 1 个字节的 8 位都置逻辑"1"；当写时， 可按输入数据按位改写成逻辑"0"(EEPROM 中的数据与输入数据进行逻辑与)。一般单元内容的 改变包括擦和写两个过程，主存储器单元是否有擦或写的过程由旧数据和新数据的比较结果决 定。如果一个单元数据的改变只有"0"到"1"的过程，而没有"1"到"0"的过程，则只进行擦过程而 没有写过程；反之，如果一个单元数据的改变只有"1"到"0"的过程，而没有"0"到"1"的过程，则 只进行写过程而没有擦过程。每次擦或写的最短时间分别为 2.5 毫秒。 主存储器低 32 字节通过在 32 位保护存储器中写入相应的位得到保护，保护位使主存储器相 应地址单元不能被改变，一旦写入保护位就不能再擦回。保护存储器和主存储器的地址是相同 的。 3、命令和基本时序 、命令和基本时序 3.1 命令格式 BL7432SM 的命令包括三个字节:命令码，地址码，数据码。命令格式如表 1 所示。 表1 命令码 B7 B6 B5 B4 MSB http://www.belling.com.cn B3 地址码 B2 B1 B0 A7 A6 A5 LSB MSB -2Total 7 Pages A4 A3 数据码 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 LSB MSB D1 D0 LSB 5/18/2010 3.2 用户命令 BL7432SM 的用户命令如表 2 所示。 表2 Byte1 命令码 B7 0 0 0 0 B6 0 0 0 0 B5 1 1 1 1 B4 1 1 1 1 B3 0 1 0 1 B2 0 0 1 1 B1 0 0 0 0 B0 0 0 0 0 Byte2 地址 Byte3 数据 操作 模式 A7-A0 地址 地址 无效 地址 D7-D0 无效 数据 无效 数据 读主存储器 更新主存储器 读保护存储器 写保护存储器 数据输出 处理 数据输出 处理 说明： (1)读主存储区 该命令读出从所给出的字节地址(N)开始到存储区最后一个地址的主存储区中数据内容(LSB 先读出)。在此命令输入后，IFD 必须提供足够的时钟脉冲。脉冲数 m=(256-N)*8+1。在任何情 况下，都可对主存储区进行读操作。 (2)更新主存储区 此命令将要传送的数据字节写入指定地址的 E2PROM 字节。根据新旧数据，处理模式期间 将执行下述操作序列中一种。 (5ms)对应于 m=255 个时钟脉冲 -擦除和写入 -不进行擦除而直接写入 (2.5ms) 对应于 m=124 个时钟脉冲 (2.5ms) )对应于 m=124 个时钟脉冲 -只进行擦除而无写入 (所有数值是按 50kHz 时钟速率计算所得) 处处 命命命命 CLK I/O 1 2 3 1 2 1 24 2 3 m-2 m-1 m 24 RST 图 2：更新主存储区 (3)读保护存储区 此命令在连续32 个脉冲驱动下将保护位传送到输出端，利用一附加脉冲可使I/O 置成"H"状 态。保护存储区是可读的。 (4)写保护存储区 此命令的执行包括一个输入数据字节与 E2PROM 中指定字节的比较过程，如果指定字节的 数据与指令输入数据一致，就执行写保护位操作，使此数据信息成为不可改变的。如果两者数据 不同，写保护位的操作就将被禁止。执行时间和所需脉冲同"更新主存储区"。 3.3 传输协议和命令时序 传输协议为接口设备 IFD 和 IC 之间的两线连接协议。协议类型标识为"S=10"。I/O 上的所 有数据交换由 CLK 的下降沿触发。 传输协议由 4 个模式组成： (1)复位和响应复位 (3)数据输出模式 15:13http://www.belling.com.cn (2)命令模式 (4)处理模式 -3Total 7 Pages 5/18/2010 【复位应答】 响应复位按 ISO78163 标准产生。在操作期间，任何时候都可以给出复位信号。复位时，地 址计数器由一时钟脉冲置到零；当 RST 从 H 态置成 L 态时，第一个数据位(LSB)输出到 I/O。通 过此后连续的 31 个时钟脉冲，可读出前 4 个 E2PROM 地址单元中的内容。第 33 个时钟脉冲将 I/O 置成 H 态。在响应复位期间，忽略所有启动和停止条件。复位应答时序如图 3 所示。 VCC RST 1 2 3 4 1 2 3 ... 31 32 30 31 CLK ... 32 I/O RST td4 tH td4 tL CLK td2 td5 I/O 图 3 复位应答时序 【命令模式】 响应复位后，IC 等待命令的输入。每条命令从一启动条件开始，包括 3 个字节长的命令 体及其后的一个附加时钟脉冲，最后由停止条件结束(参见图 4)。 -启动条件：CLK 处于 H 态期间，I/O 线上的下降沿 -停止条件：CLK 处于 H 态期间，I/O 线上的上升沿 命令输入时序如图 4 所示。 IFD sets I/O to State L Command 1 2 3 4 23 24 CLK I/O START From IFD tL tF CLK STOP From IFD tR td7 td5 td1 td8 td3 tBUF I/O 图 4 命令输入时序 接收命令后，IC 有两种可能的模式： -读操作时的数据输出模式 -写入和删除操作时的处理模式 15:13http://www.belling.com.cn -4Total 7 Pages 5/18/2010 【数据输出】 在此模式下,IC 将数据发送至 IFD。图 5 为此模式的时序图。在 CLK 上的第一个下降沿 后,I/O 上第一个数据位有效。在最后一个数据位后，为使 I/O 成为 H 态并使 IC 准备好接收新命 令，需要一个额外的时钟脉冲。在此模式期间，任何起始和停止条件均不起作用。 数据输出时序如图 5 所示。 IC sets I/O to State H Command CLK 1 2 3 1 I/O 4 2 n-1 3 n n-1 n Start of Outgoing Data 图 5 数据输出时序 【处理模式】 在此模式下, IC 进行内部处理，图 6 是其时序图。在 CLK 的第一个下降沿后变成 L 态的 I/O 线恢复 H 态前,必须向 IC 连续提供时钟信号。在此模式期间任何起始和停止条件均不起作用。 命令处理时序如图 6 所示。 CLK 1 2 3 n-1 n I/O Start of Processing td2 td2 End of Processing 图 6 命令处理时序 【复位模式】 复位和响应复位(对应于传输协议) (1)复位时的供电 在将 VCC 与操作电压接通后，I/O 处于 H 态。在可以改变数据之前，必须执行一次对任意地址或响应 复位的读操作。 (2)中止 如果 CLK 处于 L 态时将 RST 置 H，任何操作都将被中止，同时 I/O 被置成 H 态。为触发一次已定义的 有效复位，需要 tRES=5uS 的最短间隔。在中止后，IC 等待进一步的操作。 RST tRCS td9 CLK I/O 图7 中止 15:13http://www.belling.com.cn -5Total 7 Pages 5/18/2010 【故障】 故障表现：假使出现下列故障，IC 在最后 8 个时钟脉冲后将 I/O 置为 H 态，可能的故障是： -错误的命令 -不正确的命令时钟脉冲数 -对已被保护的字节进行写入/擦除操作 -保护存储区中某一位的重复写入/擦除 4、芯片编码 、芯片编码 为保密起见，每张 IC 卡根据某种方案进行不可逆的编码。通过此方法可以排除假冒和误用事件的发 生。作为示例,图 8 和图 9 给出了 ATR 和结构 1 的目录数据,在交付卡片时,ATR 头部，ICM 和 ICT 是已编 码的，上海贝岭股份有限公司(简称贝岭)将有关 IC 制造商标识，IC 芯片类型等等内容进行编码，根据与 用户(制卡商)的协议也可对其它内容进行编码。 A T R 头部 A T R 数据 D IR 数据 1 1 1 1 1 1 1 1 5 4 1 1 1 1 6 1 1 1 H 1 H 2 H 3 H 4 T M L M IC M IC T IC C F IC C SN T T L T T A L A A ID T D L D A P LD LA LM 应用文件 LT A ID AP A TR D IR H 1,H 2 H 3,H 4 应用标识符 应用个人化标识符 应答复位 目录 A T R 协议字节 A T R 历史字节 图8 IC C F IC C SN IC M IC T LA LD IC 卡制造商标识符 IC 卡序列号 IC 芯片制造商标识符 IC 芯片类型 A ID 的长度 自由数据的长度 制造者数据的长度 应用格式的长度 A ID 的标识符 自由数据的标识符 制造者数据的标志符 应用数据的标识符 同步传输 ATR 和结构 1 的目录数据 符符ISO7816-3符符符符符 符符协协H1 LM LT TA TD TM TT 符符ISO7816-4符符符符符 符符协协H2 分协分分符H3 DIR协数协数H4 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 符符协协S RFU 结结 分分符 协数 以以以以 符符7816-4符 单单协 符协数单 分协分分符 单元元(2xx ) 范范 000=无无分 001=128 010=256 011=512 100=1024 101=2048 110=4096 111=RFU 访访符符 9=3线线线符符 A=2线线线符符 F=RFU 00=由ISO定定 10=结结1 01=结结2 非ISO定定 11=结结3 图9 协数 b8=0 b7-b1= 超超7816-4符 RFU 0-7=由ISO定定 8-E =非ISO定定 8 =串串协数 b8=1 b7-b1= DIR协数符 0:读读读读 1:读读定定符元元 1:无定指DIR协数协数 0:未无定DIR协数协数 数据输出模式 15:13http://www.belling.com.cn -6Total 7 Pages 5/18/2010 四、芯片和封装 芯片采用模块（如 M2.2、M3.2 等）或 SOP8 封装，具体形式根据客户要求确定。 五、电参数 直流特性 参数 符号 限定值 最小值 典型值 最大值 单位 电源 工作电源电压 VCC 3.0 5 5.5 V 电源电流 ICC - 3 10 mA H 输入电压(I/O,CLK,RST) VH 70%VCC - VCC+0.3 V L 输入电压(I/O,CLK,RST) VL VGND-0.2 - +0.15Vcc V H 输入电流(I/O,CLK,RST) IH - - 50 µA L 输出电流(VI=0.4V,空载) II 1 - -- mA H 漏电流(VH=VCC , 空载) IH - - 50 µA CI - - 10 pF 最小值 限定值 典型值 最大值 -0.3 -0.3 -40 0 -35 - 6 6 125 70 70 最小值 限定值 典型值 最大值 数据输入 数据输出(I/O) 电容 输入电容 绝对最大额定值 参数 电源电压 输入电压 保存温度 功耗 工作温度 符号 VCC VI TSTG PTOT Ta 单位 V V ℃ mW ℃ 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 启动条件的保持时间 延时时间 停止条件的建立时间 建立时间 数据保持时间 响应复位 数据建立时间 启动条件的建立时间 复位 延时时间 删除时间 写入时间 新的启动条件前的间隔时间 符号 CLK tH tL tR tF td1 d2 td3 td4 td5 td6 td7 td8 tRES td9 tER tWR tBUF 7 9 9 50 1 1 4 2.5 4 4 1 20 1 4 5 2.5 2.5* 2.5* 10 【注】* f=50kHz 15:13http://www.belling.com.cn -7Total 7 Pages 5/18/2010 单位 kHz µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs ms ms µs