基于CoolRunner-II的Smart Card读卡器ACOS1设计与实现

本文档详细介绍了如何设计一个使用CoolRunner-II器件的Smart Card读卡器，特别针对Advanced Card System (ACS)的ACOS1卡。ACOS1是一种集成微处理器的智能卡，其存储的信息结构包括姓名、性别、状态、年龄和银行交易记录，其中性别、状态和年龄共享同一记录，以便于数据整合。 设计的关键在于采用T=0协议，该协议在复位应答阶段不包含TCK字符，整个过程共涉及19个字节的数据，其中包括历史字符。设计者采取简单策略，通过对接收到的字节计数来识别有效数据，因为该设计不涉及复杂的检验位处理或分支操作，因此仅限于与ACOS1卡兼容。 文章的核心部分是Smart Card Control模块，如图1所示的控制逻辑框图和图2的状态机示例。当智能卡插入卡适配器时，状态机被激活，遵循ISO 7816-3标准进行操作。系统设置Reset引脚为高，保持在等待状态（WaitState），直到检测到卡发出的TS（数据传输起始）信号。 波特率计数器（BaudRateCounter）对位宽进行精确控制，无论是接收还是发送，其计数值固定为372位，以实现同步数据传输。接收数据时，一旦计数值达到186，即对应于接收位的中心位置，开始采样数据。 计数器BitCounter用于跟踪发送或接收字符的位数，而ByteCounter则负责统计字节数，这对于确定数据读取周期或发送命令周期的结束至关重要。当ACOS1卡完成19个复位应答字符的接收后，状态机会切换到SendCommand状态，此时SmartCard控制器准备发送命令，进一步与卡片交互。 本设计实例展示了利用CoolRunner-II器件实现的Smart Card读卡器，强调了对特定智能卡类型（如ACOS1）的兼容性和高效数据处理策略。通过理解并应用这些设计原则和技术细节，开发者能够构建出功能可靠且性能优化的智能卡读卡器系统。