智能卡在今天快節奏的經濟生活中已經無處不在，它將逐步代替以磁條貯存帳戶信息的付費卡。智能卡通常制作成衣服口袋大小的卡片，與標準的信用卡類似，上面嵌入集成電路，一般是非易失存貯器或帶有非易失存貯器的安全處理器。智能卡上面還嵌入了多個電子觸點，通過這些電子觸點可以與內部存貯器或處理器通信。

智能卡心在于嵌入式微控制器對數據的處理和加密功能，處理能力增強了安全性。由于智能卡的成本較高，與ic卡接口需要更新相關的基礎設備，從而減緩了由磁卡向智能卡轉變的過程。然而，隨著對安全性要求的提高，特別是當手機和pda存放了更多數據時，對ic卡及其它存貯介質(如sd、 minisd、microsd等)的需求也不斷提高。手機里的用戶識別模塊(sim卡)和支付終端都可以看作智能卡。

　　為了處理智能卡交易，需要連接一個能夠安全地訪問內嵌存儲器或處理器的讀卡器，從而讀出信息并將操作結果寫回卡內。智能卡的物理尺寸和信號接口已經由標準組織定義(如iso-7816)，并且eurocard、mastercard和visa(emv)等組織也對智能卡尋址操作建立了一系列的標準。

　　智能卡的電氣接口由8個觸點

組成，排列并嵌入到塑料卡上，見表1。8個觸點中，emv只用了5個，其中兩個是電源和地，其余三個觸點是信號觸點，通過這三個觸點對卡進行讀、寫操作。c2是復位線，c3是時鐘線，c7是串行i/o線。

　　最初，卡的規范規定供電電壓為5v±10%（a類卡），現在已更改為3v±10%（ab類卡），以后要轉變成1.85v±10%（abc類卡）。最終目標是在2009年6月全部淘汰a類卡，僅保留ab類或abc類卡。

　　與智能卡接口的終端必須提供多種供電電壓和適當的信號電平，接口規范還要求終端能夠承受卡的任意兩個觸點間的短路。使用專用的芯片提供必要的電源和信號電平與比利用大量分立器件完成同樣任務更具優勢。ds8007就是一款這樣的專用器件，除了滿足上述模擬功能外，它還包含fifo、處理器接口和支持卡通信的時序控制邏輯電路。

　　為了更好地理解mcu和多協議接口電路的工作，我們先來研究一下智能卡接口和與卡通信的基本步驟。我們給出了一個利用安全微控制器ds5002設計接口終端實現協議和數據傳輸的范例，ds8007接口電路提供信號接口、電荷泵和穩壓器，為智能卡提供適當的電源。用兩個芯片即可組成雙智能卡接口終端。

　　rst和clk信號是智能卡的輸入，由接口終端(ds5002和ds8007)提供。復位信號為低電平有效，可異步復位智能卡。為了控制整個數據傳輸，頻率范圍從1mhz～5mhz的時鐘信號通過終端接口連接到智能卡的時鐘觸點(c3)。最后，數據通過i/o觸點(c7)從智能卡傳輸到讀卡器(發送模式)，或數據從讀卡器傳輸到ic卡(接收模式)。emv規范規定，除非i/o觸點正在發送數據，否則智能卡的i/o觸點應設置為接收模式。

　　終端接口要求

　　當卡插入終端時，卡觸點連接到終端觸點并被激活。控制器將卡復位，然后通過一串字符(請參考應答復位atr)建立卡與終端的通信；接下來是交易處理，交易結束后，觸點置于禁止狀態，此后可將卡拔出或彈出。

　　atr字符串建立最初的通信信息，包括指定協議、位時序和后續的數據通信信息。atr序列包括初始化字符、ts及最大32個字節的附加字符，這些字符組合在一起，通知終端在隨后的交易中如何與卡通信。而后續的數據傳輸也能改變某些通信參數，atr只是建立了最基本的通信條件。

　　字符傳輸中的每一位定義為基本時間單元(etu)，etu的時間長短與智能卡的clk時鐘周期成線性關系。atr通信過程中的位定時稱為初始etu。

　　任何通信字符都包含10位數據，持續時間為10etu。第一位是起始位，它總是低電平，起始位之前i/o默認為高電平。每個字符的最后位是校驗位，由發送方決定，可能是高電平，也可能是低電平，其作用是保證整個字符中1的個數為偶數。圖1給出了一個位模板的例子，每個字符由10位組成，包括1個起始位、 8個數據位和1個校驗位。每兩個字符之間通過一個最小安全周期進行分隔。

　　在iso-7816規范中，4位用于選擇卡通信協議。目前 16種協議中只用了兩種，分別命名為t=0和t=1。這兩種都是半雙工模式(任何時刻，數據只能單向傳輸)、異步通信方式。t=0是以基于字符的通訊格式，而t=1是基于數據塊的通信格式。所有兼容emv標準的智能卡必須支持t=0或t=1協議，所有終端必須同時支持這兩種協議。

　　當卡插入終端后，所有觸點保持低電平狀態，電源vcc立即加到觸點c1。終端在確認電壓穩定并滿足規范限制后，將自身的i/o觸點置成接收模式，并向卡的 c3提供時鐘(clk)信號。在時鐘信號開始的20