IC卡複位應答ATR的資料元和它們的意義

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ISO/IEC 7816-3標準中對ATR的資料串和資料元做了規定和描述。ATR的資料元和它們的意義：

資料元	說明
TS	起始字元
T0	格式字元
TA1，TB1，TC1，TD1，...	介面字元
T1，T2，... ，TK	曆史字元
TCK	校正字元

 

複位應答ATR的基本資料結構和資料元如下：

 

一、             起始字元TS

起始字元規定了用於在ATR中的所有資料和後繼通訊過程的約定。此外，TS位元組含有特殊的位元模式可由終端用以識別分頻值。終端測量TS中前兩個下降沿之間的時間併除以3，其結果就是一個etu的期間。然而，由於ATR的分頻值固定在372，終端通常並不評估同步模式。

TS是ATR的強制部分，總是必須送出的。此位元組只允許有兩種編碼：3B為正向約定，3F為反向約定。使用反向邏輯約定時， I/O的低電平狀態等效於邏輯1，且該資料位元組的最高位在起始位之後首先發送。使用正向邏輯約定時， I/O的高電平狀態等效於邏輯1，且該資料位元組的最低位在起始位之後首先發送。

正向約定的波形如下，一般終端讀取到的字元為3B：

反向約定的波形，一般終端讀取到的字元為03：

 

二、             格式字元T0

格式字元T0含有一組位表明將要傳送哪個介面字元，它同時也指出後繼曆史字元的個數。像TS一樣，每個ATR中都必須有這個位元組。

高半位元組（ b5-b8） 表示後續字元TA1到TD1是否存在。（b5對應TA1，b8對應TD1）；

低半位元組（ b1-b4） 表明可選曆史字元的數目（ 0到15）；

終端應接受包含任何T0值的ATR。一般情況下，基本ATR中，當僅選擇T=0時， IC卡應回送T0=6x，表示字元TB1和TC1存在；當僅選擇T=1時， IC卡應回送T0=Ex，表示字元TB1到TD1存在。

 

三、             介面字元

介面字元規定所用協議的所用傳輸參數，它們包含TAi、TBi、TCi、TDi各位元組。然而，這些位元組在ATR中是可選的，它們也可以被略去。由於對協議的所用參數的預設值都做了規定，對於一般的通訊處理可以不需要ATR中的介面字元。

介面字元可以分為全域介面字元和專用介面字元。全域介面字元規定基本傳輸協議參數，諸如分頻值，它們用於所有後繼的協議；專用介面字元則是用於指明特定的傳輸協議中的參數。“工作等待時間（work waiting time）”就是T=0協議中這類參數的典型例子。

全程介面字元基本上用於所有協議，出於曆史原因（因為在ISO標準中，最初僅包含有T=0協議），這些字元中的幾個僅和T=0協議有關。如果沒有實現T=0協議，可以忽略它們，這這種情況下將使用預設值。

TDi位元組僅用於對任何跟隨介面字元的連結保護，TDi位元組的高4位組合有一個指示後繼介面字元的存在的位元模式。它類似于格式字元T0的編碼，TDi位元組的低4位則標識現行使用的傳輸協議。如果沒有TDi位元組的存在，則TAi+1、TBi+1、TCi+1和TDi+1都不傳送。

其他介面字元（TAi、TBi、TCi）它們都不用於連結，而是規定了可用的傳輸協議，按照ISO/IEC 7816-3標準，它們的含義如下：

1. 1.         全域介面字元TA1：（重要）

TA1高半位元組 FI 用於確定 F 的值， F 為時脈速率轉換因子。用於修改複位應答之後終端所提供的時鐘頻率。低半位元組 DI 用於確定 D 的值， D 為位速率調節因子。用於調整複位應答之後所使用的位期間。etu =F/D * (1/f)

FI和DI編碼如下：

FI	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111
F	372	372	558	744	1116	1488	1860	RFU
FI	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
F	RFU	512	768	1024	1536	2048	RFU	RFU

 

DI	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111
D	RFU	1	2	4	8	16	32	RFU
DI	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
D	12	20	RFU	RFU	RFU	RFU	RFU	RFU

1. 2.         全域介面字元TB1：（沒有意義了）

TB1傳送PI1和II的值，PI1 在 b1 到 b5 位中定義，用於確定 IC 卡所需的編程電壓 P 值；II 在 b6 和 b7 位中定義，用於確定 IC 卡所需的最大編程電流 I 值。一般情況下ATR中必須包含TB1=00，表示IC卡不使用VPP。

1. 3.         全域介面字元TC1

TC1傳送N值，N用於表示增加到最小期間的額外保護時間，此處的最小期間表示從終端發送到IC卡的、作為後續資訊交換的兩個連續字元的起始位下降沿之間的時間。N在TC1的b1-b8位為二進位編碼，其值作為額外保護時間表示增加的etu數目，其值可在0到255之間任選。N=255具有特殊含義，表示在使用T=0協議時，兩個連續字元的起始位下降沿之間的最小延遲時間可減少到12個etu，而在使用T=1協議時可減小到11個etu。

如果TC1值在00到FE之間，增加到字元間最小期間的額外保護時間為0到254個etu。對於後續傳輸，額外保護時間必須在12到266個etu之間。如果TC1=FF，則後續傳輸的字元間最小期間在使用T=0協議時為12個etu，使用T=1協議時為11個etu。

TC1隻適用於終端向IC卡發送的兩個連續字元間的時序，而不適用於IC卡向終端發送字元的情況，也不適用於在相反方向發送字元的情況。

1. 4.         全域介面字元TB2：（沒有意義了）

TB2傳送PI2， PI2用於確定IC卡所需的編程電壓P的值，當PI2出現時，它將取代TB1中回送的PI1的值。通常在ATR中不再使用。

1. 5.         T=0傳輸協議專用的介面字元：

1)         專用介面字元TC2

TC2專用於T=0協議， 傳輸工作等待時間整數（WI），WI用來確定由IC卡發送的任意一個字元起始位下降沿與IC卡或終端發送的前一個字元起始位下降沿之間的最大時間間隔。工作等待時間為：960×D×WI etu。

若TC2字元不出現在ATR中，則使用工作等待時間的預設值WI=10。

1. 6.         T=1傳輸協議專用的介面字元：

1)         專用介面字元TA3

TA3（如果TD2中指明T=1）回送IC卡的資訊域大小整數（IFSI），IFSI決定了IFSC，並指明了卡片可接收的塊資訊域的最大長度（INF）。 TA3以位元組形式表示IFSC的長度，其取值範圍從01到FE。 00和FF預留（RFU）。

2)         專用介面字元TB3

TB3（如果TD2中指明T=1）表明了用來計算字元等待時間CWT和字組等待時間BWT的CWI和BWI值， TB3由兩部分組成。低半位元組（b1-b4）用於表明CWI值，而高半位元組（b5-b8）用於表明BWI值。

3)         專用介面字元TC3

TC3（如果TD2中指明T=1）指明了所用的塊錯誤校正碼的類型，所用代碼類型用b1位表示， b2到b8位未使用。

4)         全域介面字元TA2

TA2的存在與否表示IC卡是以特定模式還是以協商模式工作。TA2的低半位元組表明的協議類型正是ATR中第一次表明的協議類型。

四、             曆史字元

很長一段時間，沒有任何標準對曆史字元做出規定，結果是隨作業系統生產者而不同，它們包含了變化廣泛的資料。

五、             校正字元TCK

TCK具有一個檢驗複位應答期間所發送資料完整性的值。TCK的值應使從T0到包括TCK在內的所有位元組進行異或運算的結果為零。

如果在ATR中僅指出了T=0協議，TCK校正和可以不在ATR的尾部出現。在這種情況下，完全沒有發送它，因為用同位已經知道了差錯位元組而在T=0協議中重複發送出錯位元組又是強制性的。相反，在T=1協議中，TCK位元組必須出現，校正和的計算從位元組T0開始，結束於最後的介面字元，如果有則是最後的曆史字元。

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