ГОСТ Р ИСО/МЭК 7816-3-2006 - Информационная технология. Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах с контактами. Часть 3. Электронные сигналы и протоколы передачи

ГОСТ Р ИСО/МЭК 7816-3-2006

Группа Э46

ОКС 35.240.15
ОКП 40 8470

Дата введения 2008-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ), Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии" и ОАО "Московский комитет по науке и технологиям" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2006 г. N 396-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 7816-3:1997 "Информационная технология. Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами. Часть 3. Электронные сигналы и протоколы передачи" (ISO/IEC 7816-3:1997 "Information technology - Identification cards - Integrated circuit(s) cards with contacts - Part 3: Electronic signals and transmission protocols") с изменением N 1 (2002 г.), которое выделено в тексте слева двойной вертикальной линией.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении В

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Настоящий стандарт - один из серии стандартов, описывающих параметры карт на интегральных схемах с контактами и их применение для обмена информацией.

Карты на интегральных схемах с контактами представляют собой идентификационные карты, предназначенные для обмена информацией между внешним источником и интегральной схемой карты. В ходе обмена карта поставляет информацию (результаты вычислений, хранимые данные) и (или) изменяет свое содержимое (память данных, память событий).

При подготовке ИСО/МЭК 7816-3 были обнаружены патенты фирмы Bull S.A., от которых может зависеть применение данного стандарта.

За дополнительной информацией следует обращаться по адресу: Bull S.A., ВР 45, F 78430 Louveciennes, France.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к энергетическим и сигнальным структурам и обмену информацией между картой на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами (далее - карта) и устройством сопряжения, например терминалом.

Стандарт определяет также скорости передачи сигналов, уровни напряжений, значения токов, условие четности, рабочую процедуру, механизмы передачи и взаимодействие с картой. В приложении А стандарта приведены варианты протокола полудуплексной асинхронной передачи блоков.

Стандарт не затрагивает содержание данных, таких как идентификация эмитентов и пользователей, услуги, ограничения, средства защиты, описание команд.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ИСО/МЭК 3309:1993 Информационная технология. Передача данных и обмен информацией между системами. Процедуры управления звеном данных верхнего уровня. Структура кадра

ИСО/МЭК 7810:2003 Карты идентификационные. Физические характеристики

ИСО/МЭК 7816-1:1998 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами. Часть 1. Физические характеристики

ИСО/МЭК 7816-2:1999 Информационная технология. Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами. Часть 2. Размеры и расположение контактов

ИСО/МЭК 7816-4:1995 Информационная технология. Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами. Часть 4. Межотраслевые команды для обмена

3 Определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применен термин "идентификационная карта" по ИСО/МЭК 7810, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Устройства

3.1.1 устройство сопряжения (interface device): Терминал, устройство связи или машина, с которыми карта образует электрическое соединение во время функционирования.

3.1.2 рабочая карта (operating card): Карта, которая может безошибочно выполнять все свои функции.

3.1.3 рабочие условия (operating conditions): Совокупность значений напряжения и тока.

3.2 элементарная единица времени (elementary time unit): Номинальная длительность момента на контакте I/O.

3.3 Восстановления

3.3.1 "холодное" восстановление (cold reset): Первое восстановление после активизации.

3.3.2 "горячее" восстановление (warm reset): Любое восстановление, не являющееся "холодным".

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

состояние Н - высокий логический уровень;

состояние L - низкий логический уровень;

состояние Z - активный режим или высокий логический уровень;

состояние А - пауза или низкий логический уровень;

'XY' - шестнадцатеричная запись (XY - число по основанию 16);

- elementary time unit (элементарная единица времени);

ATR - Answer-to-Reset (Ответ-на-Восстановление);

msb - most significant bit (старший бит);

Isb - least significant bit (младший бит);

PPS - protocol and parameters selection (выбор протокола и параметров);

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство.

4 Электрические характеристики

4.1 Общие положения

4.1.1 Электрические цепи

Назначения контактов установлены в ИСО/МЭК 7816-2 для поддержки, по меньшей мере, следующих электрических цепей:

- GND - заземления и опорного напряжения;

- VCC - подачи электропитания;

- I/O - ввода или вывода данных, передаваемых последовательно;

- CLK - входа сигнала синхронизации;

- RST - входа сигнала восстановления;

- VPP - ввода программы (необязательно используется картой).

4.1.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- входная емкость;

- выходная емкость;

- ток на VCC;

- входной ток высокого уровня;

- входной ток низкого уровня;

- выходной ток высокого уровня;

- выходной ток низкого уровня;

- ток на VPP;

- время спада амплитуды сигнала с 90% до 10%;

- время нарастания амплитуды сигнала с 10% до 90%;

- напряжение на VCC;

- входное напряжение высокого уровня;

- входное напряжение низкого уровня;

- выходное напряжение высокого уровня;

- выходное напряжение низкого уровня;

- напряжение на VPP.

4.2 Рабочие условия

4.2.1 Классы рабочих условий

Настоящий стандарт устанавливает три класса рабочих условий, различаемые по номинальному напряжению питания, подаваемому на карту устройством сопряжения через контакт VCC:

- 5 В - класс А;

- 3 В - класс В;

- 1,8 В - класс С.

Карта должна поддерживать один или более последовательных классов и функционировать в устройстве сопряжения, предлагающем один или несколько этих классов.

При использовании в условиях, не поддерживаемых картой, она не должна повреждаться (по определению поврежденная карта больше не функционирует, как установлено требованиями, либо содержит искаженные данные). Однако некоторые карты, соответствующие требованиям ИСО/МЭК 7816-3 издания 1989 г., могут повреждаться при условиях, отличных от класса А, и их следует использовать только в рабочих условиях класса А.

4.2.2 Выбор класса рабочих условий

Устройство сопряжения применяет к карте один из классов (см. рисунок 1).

Если карта дает Ответ-на-Восстановление с индикатором класса (см. 6.5.6) и устройство сопряжения применяет в текущий момент класс, поддерживаемый картой, то нормальная работа может быть продолжена. В противном случае, устройство сопряжения может деактивизировать карту и после выдержки в течение не менее 10 мс применить другой класс, поддерживаемый картой.

Если карта дает Ответ-на-Восстановление без индикатора класса, то устройство сопряжения должно поддерживать действующий класс. Если после реакции на восстановление карта не функционирует, то может быть применен другой класс.

Если карта не дает Ответ-на-Восстановление, то устройство сопряжения должно ее деактивизировать. После выдержки в течение не менее 10 мс устройство сопряжения должно выполнить одно из следующих действий:

- применить другой класс, если он доступен;

- прекратить процесс выбора.

После прекращения одного процесса выбора может быть инициирован другой процесс выбора.

Порядок применения классов не относится к компетенции настоящего стандарта, когда устройство сопряжения поддерживает более одного класса.

Рисунок 1 - Выбор класса устройством сопряжения

ГОСТ Р ИСО/МЭК 7816-3-2006 Информационная технология. Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах с контактами. Часть 3. Электронные сигналы и протоколы передачи

Примечание - Данный рисунок не является исчерпывающим.

Рисунок 1 - Выбор класса устройством сопряжения

4.3 Значения токов и напряжений

4.3.1 Условия измерения

Все измерения проводят относительно контакта GND при температуре окружающей среды от 0 °С до 50 °С.

Любой ток, идущий в карту, принимают за положительный.

Все временные соотношения измеряют применительно к соответствующим пороговым уровням, указанным в 4.3.2-4.3.6.

Любую электрическую цепь карты рассматривают как неактивную, если напряжение относительно контакта GND остается от 0 до 0,4 В для токов менее 1 мА, идущих в устройство сопряжения.

4.3.2 Цепь подачи электропитания (VCC)

Контакт VCC используют для подачи в карту электропитания.

Электрические характеристики VCC представлены в таблице 1. Указанные значения тока являются усредненными, время усреднения - 1 мс. Максимальные значения тока определены для карты. Устройство сопряжения должно быть способно обеспечивать подачу этого тока в пределах установленного диапазона значений напряжения, а может вырабатывать и более высокий ток.

Таблица 1 - Электрические характеристики VCC при нормальных рабочих условиях
Наименование показателя	Условия	Минимальное значение	Максимальное значение
Напряжение , В	Класс А	4,5	5,5
	Класс В	2,7	3,3
	Класс С	1,62	1,98
Ток , мА	Класс А при максимальной допускаемой частоте	-	60
	Класс В при максимальной допускаемой частоте	-	50
	Класс С при максимальной допускаемой частоте	-	30
	При остановленной синхронизации (см. 5.3.4)	-	0,5

Источник электропитания должен поддерживать значение напряжения в указанном диапазоне, несмотря на наличие переходных процессов в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Выбросы
Класс	Максимальный заряд*, нА·с	Максимальная длительность, нс	Максимальное изменение** , мА
А	20	400	100
В	10	400	50
С	6	400	30
* Максимальный заряд - половина произведения максимальной длительности на максимальное изменение . ** Максимальное изменение - приращение тока питания относительно его среднего значения.

4.3.3 Цепь ввода/вывода данных, передаваемых последовательно (I/O)

Контакт I/O используют для ввода (режим приема) или вывода (режим передачи) данных.

Обмен информацией через контакт I/O осуществляется с использованием двух следующих логических состояний:

- состояния Z, если карта и устройство сопряжения находятся в режиме приема или если это состояние задается передатчиком;

- состояния А, если оно задается передатчиком.

Линия связи должна находиться в состоянии Z (высокий логический уровень), когда оба конца этой линии находятся в режиме приема. Когда оба конца линии связи находятся в несогласованном режиме передачи, логическое состояние линии может быть неопределенным. Во время работы устройство сопряжения и карта не должны находиться одновременно в режиме передачи.

Электрические характеристики I/O представлены в таблице 3. Устройство сопряжения должно быть способно поддерживать заданный диапазон значений входных токов, когда значение входного напряжения находится в допускаемом диапазоне. Импеданс устройства сопряжения не должен влиять на значение выходного напряжения на контакте I/O.

Таблица 3 - Электрические характеристики I/O при нормальных рабочих условиях
Наименование показателя	Условия	Минимальное значение	Максимальное значение
Напряжение , В		0,70
Ток , мкА		-300	+20
Напряжение , В		0	0,15
Ток , мкА		-1000	+20
Напряжение , В	Внешнее сопротивление: 20 кОм относительно	0,70
Ток , мкА		-	+20
Напряжение , В	1 мА* для класса А или В 500 мкА* для класса С	0	0,15
Время , , мкс	30 пФ; 30 пФ	-	1
Напряжение на I/O должно оставаться от - 0,3 В до +0,3 В. * Устройство сопряжения не должно приводить к падению тока ниже 500 мкА.

4.3.4 Цепь входа сигнала синхронизации (CLK)

Контакт CLK используют для подачи в карту сигнала синхронизации. Фактическое значение частоты сигнала синхронизации обозначается . Диапазоны значений см. в 5.2 и 6.5.2.

В устойчивом режиме рабочий цикл сигнала синхронизации должен составлять от 40% до 60% его периода. При переключении частоты с одного значения на другое длительность импульса должна составлять не менее 40% самого короткого допускаемого картой периода, определяемого в таблице 7 (см. 6.5.2). При переключении значения частоты не должен происходить обмен информацией. Рекомендуются два различных момента для переключения значения частоты:

- сразу после реакции на восстановление либо

- сразу после успешного PPS-обмена (см. 7.4).

Электрические характеристики CLK представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Электрические характеристики CLK при нормальных рабочих условиях
Наименование показателя	Условия	Минимальное значение	Максимальное значение
Напряжение , В		0,70
Ток , мкА		-20	+100
Напряжение , В		0	0,5