EMV簡介及檢測和調(diào)試實例

EMV簡介及檢測和調(diào)試實例1EMV是國際組織EUROPAY，MASTER，VISA的簡稱。EMV規(guī)范在ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的子集上加入了一些EMV特有的要求而形成的包括IC卡，IC卡終端，IC卡應(yīng)用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。由于這些特有的要求，使得EMV標(biāo)準(zhǔn)和ISO7816標(biāo)準(zhǔn)并不能夠完全兼容。隨著國際金融電子化的深入，EMV標(biāo)準(zhǔn)日益成為國際上一套最具權(quán)威性的IC卡規(guī)范.今天，EMV已經(jīng)成為事實上的銀行IC卡（借記卡、貸記卡）國際標(biāo)準(zhǔn)，正日益引起眾多的IC卡終端設(shè)備供應(yīng)商的重視。Visa和Mastercard等國際組織已要求各會員銀行在2008年前完成磁條卡向遵循EMV標(biāo)準(zhǔn)的IC卡的遷移計劃。一．EMV規(guī)范簡介2當(dāng)前EMV規(guī)范的最高版本是EMV2000，EMV規(guī)范認(rèn)證分為LEVEL1和LEVEL2。其認(rèn)證證書必須通過EMV組織在全球指定的幾家測試實驗室測試后取得。其測試以要求嚴(yán)格和測試費(fèi)用昂貴著稱。LEVEL1認(rèn)證測試有關(guān)終端的機(jī)電特性、邏輯接口、傳輸協(xié)議等內(nèi)容，可概括為：物理參數(shù)測試，T=0協(xié)議測試，T=1協(xié)議測試（ATR分析測試是分別存在于上述三項測試中的）。對于終端的廠商來說，LEVEL1認(rèn)證是必須通過的，它能保證IC卡終端對于IC卡操作的無損害性和規(guī)范性；LEVEL2認(rèn)證主要是對應(yīng)用方面的測試，是界于LEVEL1和實際應(yīng)用程序之間的應(yīng)用軟件接口認(rèn)證，它保證了應(yīng)用軟件接口的統(tǒng)一和規(guī)范。另外，還有所謂的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用認(rèn)證，則是和具體應(yīng)用有關(guān)，如VISA組織的VIS標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證等等，它保證了具體每個IC卡應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。3EMV

LEVEL1的認(rèn)證應(yīng)該是EMV認(rèn)證中最困難的認(rèn)證，它對于IC卡終端底層的硬件和軟件都做了很嚴(yán)格的要求。MEVLEVEL1認(rèn)證包含的測試項目有物理參數(shù)測試，T=0協(xié)議測試，T=1協(xié)議測試三大部分，另外也要對IC卡終端進(jìn)行高低溫測試，高低電壓測試。溫度和電壓測試是根據(jù)廠商提供終端適應(yīng)的溫度，電壓參數(shù)進(jìn)行的，EMVLEVEL1中沒有具體的規(guī)定。EMV規(guī)范測試總共473個測試項目。4二．過EMV測試的難點(diǎn)：如前所述，EMV測試分為LEVEL1測試和LEVEL2測試。其中，LEVEL2測試純粹是應(yīng)用軟件測試，所以難度相對來說不大。關(guān)鍵在LEVEL1測試。在LEVEL1測試中，有以下幾個難點(diǎn)：1.電氣特性，2.各種時序的要求，3.各種波特率的實現(xiàn)（軟件方面實現(xiàn)）5三分析：正如前述，EMV測試有三大難點(diǎn)。難點(diǎn)一：物理參數(shù)測試

6EMV在物理特性方面對終端有著十分嚴(yán)格的要求，物理參數(shù)測試包括硬件測試，電氣測試。硬件測試是指IC卡觸點(diǎn)的位置測試，卡座壓力測試。電氣測試包括：觸點(diǎn)短路測試，VCC的電壓測試，VCC的電壓擾動測試，RST信號，CLK信號，I/O信號等信號的電平測試，干擾測試，上升下降時間（可以實例講解），觸點(diǎn)電阻等測試。電氣測試是EMV測試中最難實現(xiàn)的一項，各項測試都與IC卡讀寫器的電路，硬件控制程序有很大的關(guān)系，其中信號擾動EMV測試是最嚴(yán)格的，也是最難通過的。如果有一個毛刺超過范圍，整個測試項就不能通過。如果硬件人員用通用的外圍芯片去設(shè)計外圍電路來實現(xiàn)這些功能，不是不可能，但是所花的器件成本，需要的人力成本，以及等待產(chǎn)品穩(wěn)定所需要的時間以及為此所花費(fèi)的額外的測試費(fèi)用，相對來說就顯得過高了7難點(diǎn)二（軟件實現(xiàn)）：突出顯示任EMV2000的標(biāo)準(zhǔn)中，要求終端能夠支持9600BPS，19200BPS，38400BPS三種串行通訊波特率。按照規(guī)范要求，在終端和卡的通訊的過程中，如果終端檢測到IC卡傳輸?shù)淖址绣e誤，終端必須在指定的有限時間（在幾十乃至十幾微秒內(nèi)）里及時做出反應(yīng)，把I/O口線拉低，并維持一段指定的時間，以表示要求IC卡重發(fā)這個字符；同樣，如果終端發(fā)送完一個字符之后，還要在規(guī)定的時間里檢測I/O口線是否有被拉低，以判斷IC卡方是否已經(jīng)正確接收到了終端發(fā)送的這個字符，如果IC卡在規(guī)定的時間里把I/O口線拉低了一段時間，則表示IC卡接收到的字符是錯誤的，終端就要在規(guī)定的時間里重發(fā)字符。這些動作，要是由終端自己來實現(xiàn)，就要求終端的控制器速度足夠快和對時間的控制精確，這提高了編程難度。如果采用TDA8007C3，則由于該芯片內(nèi)置了一個ISOUART，并有自動檢測字符傳輸錯誤并自動重發(fā)的功能，波特率也有專用的除數(shù)寄存器進(jìn)行控制，還有一個先進(jìn)先出隊列。發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)時，微控制器只須把要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過并行接口送入UART中或者從UART中讀取收到的數(shù)據(jù)就可以了?？刂坪唵危也恍枰獙崟r響應(yīng)。51體系結(jié)構(gòu)的CPU就可以輕松做到。8EMV規(guī)范中，規(guī)定了大量的時間限制。在難點(diǎn)二中，已經(jīng)有所提到。此外，EMV規(guī)范規(guī)定了字符間的最大等待時間WWT和CWT，同向字符之間的最小時間間隔，異向字符之間的最小時間間隔，分組間的最大時間間隔BWT，上電復(fù)位時RST為高的最長時間，ATR字符串的最大時間長度，ATR字符串中字符與字符之間的最大時間間隔等等，都有嚴(yán)格的規(guī)定。為了后面敘述的方便，介紹一個名詞：ETU。ETU指的是在I/O上使用的位持續(xù)時間。對于9600BPS通訊的卡來說，ETU=104微秒,對于38400BPS通訊的卡來說，ETU=26微秒.終端對這些時間間隔的誤差，最大不能超過50%ETU。而上述的時間中，如WWT，則一般為10080個ETU（可能更長）。要實現(xiàn)這些時間限制，就要求編程人員精通匯編程序，而且對所有的時間點(diǎn)仔細(xì)測量，需要很大的工作量以及細(xì)心的計算和測量。但是，即使這樣，得到的程序移植性仍然很差，即如果換了一種開發(fā)平臺，這些時間點(diǎn)必須重新進(jìn)行編程，測量。TDA8007C3接口芯片則提供了一組時間寄存器（TOC，TO1，TO2，TO3），能夠?qū)崿F(xiàn)對ETU的精確定時，從而使得上述得時間限制都可以很容易地實現(xiàn)，而且得到的程序可移植性很高。可以顯著地降低軟件開發(fā)成本。難點(diǎn)三（一般硬件IC有保證）：9下面可以就具體的機(jī)型分析下EMV調(diào)試方法（NCN6001為例）一、主要體現(xiàn)在IO口的紋波，IO紋波主要來源于輸入端帶來的紋波和輸出端紋波A輸入端紋波，主要是NCN6001的CLK腳帶來的，由于走線過長存在的電感，容易引起上升下降沿的高頻振弦波，這種紋波一直可以帶到輸出端造成紋波過大。解決方法是在NCN6001輸入腳串入一個10-400歐電阻，還有要注意旁邊有沒有串入FPC排線，因為FPC排線的線與線之間的電容較大，所以這種高頻波容易串入到旁邊信號線，所以還要在FPC排線另一端口也要串入這種電阻才可以防止這種高頻紋波干擾到另一個信號線而進(jìn)入NCN6001。1011BIO和CLK以及RESET輸出端口紋波，這種紋波只能稍加電阻電容濾除，一般為20P電阻10R-30R以內(nèi)，要不然會引起后面的沿不過，以及NCN6001的DC/DC電路中接地布線，還有CARDVCC一定要用低內(nèi)阻的電容才可以消除關(guān)于VCC腳的紋波

12一般小于800ns,NCN6001主要體現(xiàn)在高溫下45度的上升沿，在常溫下和低溫下他的上升下降沿一般都不會有太大問題，分析問題估計在高溫情況下這款芯片內(nèi)部的MOS管打開時間估計變短（原本上升時是200ns直接打開MOS管把IO拉高，但在高溫下就可能變得很少不足200NS時間），造成上升降變慢，解決方法在外部IO口直接加入一個相似芯片內(nèi)部的一個電路使之IO容易在200NS內(nèi)立即達(dá)到電源的百分之九十即可。二、IO上升下降沿13其實一般廠家在這塊的解決方法是利用加上拉和下拉解決，這種方法解決起來相當(dāng)困難，非常費(fèi)時，調(diào)整此電路相對容易些，不過加入此電路后有可能會引起之后IO口電流過大問題，可以適當(dāng)調(diào)整R22的阻值，同時注意加入此電路的同時也會帶給IO帶來些紋波，要注意U7濾波。輸出CLK的沿可以允許在15NS，這時要注意不易把濾波電容取的太大。一般情況可以直接只串入39R以內(nèi)的電阻即可，可不接濾電容。14關(guān)于測試IO電流測試不過一般為外部的紋波過大造成紋波疊加在上面就會造成IO電流過大，一般要求在15MA以內(nèi)，也可以直接串入50R以內(nèi)的電阻解決，TDA8023方案的DC/DC電感