智能卡接口控制器（SIM）ATR应答
文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者： 人气： 发表时间：2012年05月06日
ISO7816 标准是个标准的半双工接口，本模块作为主设备，控制SIM卡的操作，SIM卡作为从设备只有在两种情况下产生应答信号：收到RST 信号后发送ATR、接到命令后应答。
因此，SIM 卡驱动模块作为主设备，主要完成两个操作：发送RST 等待ATR，发送命令并等待SIM 卡的应答。
TX, XMT, 发送transmit
RX, RCV, 接收Receive
ATR(answer to reset) 复位应答
SIM模块和SIM卡建立初始通信需要交换一些协议数据，这个交换通过ISO7816规定的ATR协议来完成。ATR协议通过SIM模块对sim_rst信号的控制来实现.
SIM卡有可能会在sim_rst为低期间或sim_rst为高期间返回应答信号。如果sim_rst保持高电平40000个sim_clk周期后仍然没有收到SIM卡的ATR应答信号，则表明SIM不存在或者传输通道有问题。
SIM卡返回的ATR应答信号的第一个字符表示SIM卡支持传输方式是直接模式还是反转模式，这个字符定义为初始字符。如果SIM返回的是11011100，则表示SIM卡支持直接模式；如果SIM卡返回的是11000000，则表示SIM卡支持的是反转模式。
根据定义,复位应答是一系列字节的值，这些字节是由卡作为对复位命令的响应发送给接口设备的。在I/O电路上,每个字节在一个异步字符中传输。
每个成功的复位操作都会导致I/O上的一个初始字符TS,TS后面按照下面的次序跟有最多32个字符:
T0…………………………………………格式字符，强制性
TA(i) TB(i) TC(i) TD(i)…………… 接口字符，可选的
T1 T2…Tk…………………………………历史字符，可选的
Tck……………………………………… 检测字符，有条件的
•初始字符定义了所有后继字符的解码协议。。
•格式字符声明了第一组接口字符和所有历史字符。
•接口字符由格式字符声明的位图技术来指明。
•历史字符由编码在格式字符中的一个数字来指明。
•校检字符依赖于某些接口字符中参数T的值。
为了表示简明，以下用[TS] T0 TA(i)…T1…Tck表示字节及传送字节的字符。
例：ATR: 3b | 6c | 0 0 | 4e 54 49 43 32 64 8 1 4a 3 0 0
ATR-ATlength:16
SIM模块支持自动初始字符检测。当SIM模块准备ATR接收时，可以先通过SIM_CNTL寄存器的ICM比特将接收机设置初始字符检测模式。然后SIM模块会根据收到的初始字符，自动调整接收方式，并自动改变SIM_CNTL寄存器的传输模式IC比特。
Reset
3B FA 13 00 00 81 31 FE 45 4A 43 4F 50 34 31 56 32 32 31 96
复位应答 ATR
Reset
3B FA 13 00 00 81 31 FE 45 4A 43 4F 50 34 31 56 32 32 31 96
复位应答 ATR
TS( The Initial character ) = 3B
--表示正向约定，高电平为1，低电平为0，传输时先传输LSB，最后传输MSB
T0( The Format character ) = FA
--表示接口字符的个数和历史字节的数量
----其高4位有几个bit为1，则表示后续有几个历史字符(Historical bytes)
高4位 = f( 1 1 1 1 )表示后续字符中存在TA1 TB1 TC1 TD1
--------------------( TA1, TB1, TC1, TA2, TB2 是全局接口字符，TC2是专用接口字符 )
TA1 = 13
--表示有增强的波特率，公式 3571200 / ( Fi / Di )
--------其中Fi由TA1的高4位(F)查表得出，Di由TA1的低4位(D)查表得出
----F = 01 ，查下表，则Fi = 372
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| F | 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| Fi | 372 | 372 | 558 | 744 | 1116 | 1488 | 1860 | RFU |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| 最高时钟MHZ | 4 | 5 | 6 | 8 | 12 | 16 | 20 | -- |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| F | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| Fi | RFU | 512 | 768 | 1024 | 1536 | 2048 | RFU | RFU |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| 最高时钟MHZ | -- | 5 | 7.5 | 10 | 15 | 20 | -- | -- |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
----D = 03 ，查下表，则Di = 4
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| D | 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| Di | RFU | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 1860 | RFU |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| D | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| Di | RFU | 512 | 768 | 1024 | 1536 | 2048 | RFU | RFU |
+-------------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
--------实际波特率为 38400
TB1 = 00
----表示编程电流 I /电压 P，高2位表示电流I，低6位表示电压P
----高2位 = 00 ，则编程电流 I 如下
+-------+--------+--------+--------+--------+
| 高2位 | 00 | 01 | 10 | 11 |
+-------+--------+--------+--------+--------+
| 电流I | 25 | 50 | RFU | RFU |
+-------+--------+--------+--------+--------+
----低6位 = 00 ，则编程 P 电压为0
TC1 = 00
----额外保护时间N = 0
TD1 = 81
----通讯协议 T = 1
--------------------
没有TA2
没有TB2
没有TC2
TD2 = 31
--------------------
TA3 = FE
TB3 = 45
没有TC3
没有TD3
4A 43 4F 50 34 31 56 32 32 31
----是历史字节
TCK ( XOR T0 - TCK ) = 96 校验成功
ETU（Elementary Time Unit）
一个ETU的时间可以由软件选定，在ISO7816标准中规定了几个ETU传输时间的标准规格，其中标准时间为372个sim_clk时钟，另外还有一些增强速率的时间。SIM模块支持所有的ISO7816规定的ETU模式。
每帧数据采用Byte字符方式，一个Byte由8比特组成。每帧的传输由起始位、 字符数据（8位）、校验位和停止位组成，其中起始位为一个ETU（Elementary Time Unit）的低电平，数据位占用8个ETU的时间，校验位占用一个ETU的时间，停止位比特为高电平，占用2个ETU的时间。
ISO7816协议中还规定了一种紧凑的传输方式，此时停止比特只有1位，一个数据帧包含11个ETU，可以通过SIM_GUARD寄存器的RCVR11来配置SIM模块支持这种传输方式。
FIFO不是寄存器，而是通过寄存器写入的, FIFO是16*8, 但发送缓冲寄存器（SIM_XMT_BUF）是8位.
