CPU卡的单片机控制方法.pdf

CPU卡，全称为集成电路卡（Integrated Circuit Card），是一种嵌入了微处理器的智能卡片，广泛应用于身份认证、金融交易等领域。这种卡片的核心是CPU（中央处理器），它负责执行卡片上的应用程序和加密算法，确保数据的安全性和隐私性。CPU卡通常包含以下几个主要组件： 1. 微处理器：如文中提到的ATMEL公司的AT88SC54C，它基于80C31微处理器，执行卡片的操作系统和应用。 2. EEPROM：用于存储程序和数据，包括固化在ROM中的片上操作系统（COS）和用户数据。 3. RAM：随机访问存储器，用于临时存储运行时的数据。 4. 协处理器：如文中提到的PKC（Public Key Cryptography协处理器），专门用于加速如DES（Data Encryption Standard）和RSA等加密算法的计算。 CPU卡通过串行编程接口与读写设备进行通信。这个接口通常由以下五个指令控制： 1. READ（读）：读取指定地址的数据，并通过I/O脚输出。 2. EWEN（允许擦写）：在进行任何编程操作前，必须先执行此指令解除写保护状态。 3. WRITE（写）：写入8位数据到指定存储区，编程周期结束后，I/O脚变为高阻态。 4. EWDS（禁止擦除/写）：执行此指令后，禁止所有编程模式。 5. ERAL（整片擦除）：将存储器的所有位设置为逻辑1，这是一个外部定时的指令，任何重新编程前都需要执行。 单片机，如MCS51系列，负责控制这些操作。文中提供的程序代码展示了如何利用单片机控制CPU卡的串行编程接口进行读、写、擦写允许和禁止等操作。例如，`READ`指令会读取指定地址的数据，而`WRITE`指令则会写入数据，`EWEN`和`EWDS`指令分别用于开启和关闭写保护功能。 在实际应用中，CPU卡的安全性和性能取决于其硬件设计和固件（COS）的实现。为了防止未授权访问和攻击，CPU卡通常采用多层安全机制，如加密、数字签名和权限管理。此外，对CPU卡的操作还需要遵循相关的行业标准，如ISO 7816，它定义了智能卡的物理特性、电气特性以及通信协议。 总结来说，CPU卡的单片机控制方法涉及了微处理器、存储器结构、安全算法、串行编程接口的指令集以及单片机的控制程序设计。理解和掌握这些知识对于开发和维护智能卡系统至关重要。