随着我国信息化进程的不断深入,智能卡(Smart Card)已在我国各个行业领域获得了广泛应用。智能卡也称集成电路卡,即IC卡(Integrated Circuit Card)。IC卡最初是为了解决金融交易中的安全问题而设计的,它带来全新的交易概念与前所未有的优势。这些优势主要在于其良好的机器读写能力、共同认可的防范技术和相对较大的数据存储能力。很快,这些优势被其他行业看中,使IC卡广泛应用于手机、交通、医疗、门禁、学校、身份证等其他领域。论文研究的目的在于加深对IC卡和读写设备之间通信原理的理解,完善IC卡通讯接口的设计方法,掌握当前SoC设计及IC卡通信的相关技术。课题的研究对象是基于ISO/IEC 7816-3标准的接触式IC卡通讯接口,并兼顾了金融领域的EMV规范和移动通信领域的GSM11.11规范中对IC卡通讯接口的相关规定。论文主要从以下几个方面对IC卡通讯接口技术做了深入的研究。文章首先分析了当今IC卡发展现状,指出本课题研究的意义。其次,研究了SoC设计技术、串行通信技术、智能卡的安全技术,并将其作为本设计的设计思想和设计方法。再次,研究了ISO/IEC 7816-3标准,因为此标准是国际公认的异步IC卡电路接口和传输协议,目前应用最为普遍,是IC卡通用的标准。另外EMV规范和GSM11.11规范中关于IC卡通讯接口的规定都和其基本一致。故此,本论文将其单独作为一章进行研究。最后,在这些技术理论准备的基础上,本文提出了一种接触式IC卡接口的设计方案,并在此方案指导下设计并实现了一款接触式IC卡通讯接口。论文工作的创新性主要体现在以下几个方面:1.课题设计采用基于总线的设计方法,使设计模块具有很强的可移植性。只需更改总线接口模块的设计,即可适用于其他类型的SoC芯片总线;2.课题设计模块作为读卡器接口应用时的通信时钟状态可读,提高了开发人员对硬件的可控制性;3. LRC和CRC校验功能均由硬件实现,提高了冗余校验的计算速度,同时为软件编程人员节省了ROM空间的开销;4.课题设计的ETU计数模块在接收数据和发送数据时具有重新同步功能。另外,作为读卡器接口应用时,还保障了不和智能卡通信时ETU计数模块不工作,以降低功耗;5.课题将主从模式的智能卡接口放在一起实现,既可作为智能卡接口应用,又可作为读卡器接口应用。论文的主要工作成果是设计实现了一款接触式IC卡通讯接口。该接口通过了各个层级的验证和成品测试,被证明完全支持ISO/IEC 7816-3标准、支持T=0与T=1传输协议、支持时钟停止操作、支持正向/反向约定、支持T=0时的字符出错重发功能和可选择的字符出错重发次数,并符合EMV规范、GSM11.11规范中对IC卡讯接口的相关规定,是一款功能完善、性能优越的接触式智能卡接口。该研究成果可作为今后对IC卡技术做进一步研究的参考资料,还可作为双界面卡的接触卡部分应用,具有广泛的应用价值。