智能卡雙接口調(diào)度設(shè)計(jì)

胡海瑞 王兵 郭立君

【摘要】 本文設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于移動(dòng)支付的智能卡雙接口調(diào)度方法，可以完全滿(mǎn)足智能卡應(yīng)用于移動(dòng)支付領(lǐng)域的技術(shù)要求。該方法與智能卡硬件無(wú)關(guān)，且運(yùn)行效率高，有廣泛的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】 7816 SWP 移動(dòng)支付 雙接口

一、引言

移動(dòng)支付，又稱(chēng)手機(jī)支付，是以手機(jī)等手持終端為載體，與各類(lèi)讀卡器近距離進(jìn)行身份識(shí)別，信息交互，從而完成支付過(guò)程。作為一種新興的支付方式，其具有安全、快捷、方便等優(yōu)點(diǎn)，移動(dòng)支付已經(jīng)成為我國(guó)支付領(lǐng)域的重要組成部分。

在眾多移動(dòng)支付實(shí)現(xiàn)方案中， SWP定制終端方案是移動(dòng)支付業(yè)務(wù)發(fā)展的重要方向。SWP定制終端方案是將CLF（contactless Front end，非接觸前端）芯片預(yù)置在定制手機(jī)終端內(nèi)，智能卡通過(guò)SWP協(xié)議與終端CLF芯片通信，CLF芯片通過(guò)14443協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與外界讀卡器的通信。同時(shí)，智能卡為了完成用于移動(dòng)通信的SIM卡功能，還必須通過(guò)7816接口與移動(dòng)終端通信。

二、雙接口調(diào)度技術(shù)概述

在使用手機(jī)進(jìn)行移動(dòng)支付時(shí)，會(huì)出現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)或上網(wǎng)的情景。這就要求智能卡卡平臺(tái)具有對(duì)移動(dòng)通信接口（7816接口）和支付通信數(shù)據(jù)接口（SWP接口）進(jìn)行并行調(diào)度的能力，使兩個(gè)接口既能夠分別單獨(dú)工作，又能夠同時(shí)并行工作。

智能卡規(guī)范規(guī)定，卡片在雙接口同時(shí)通信時(shí)，一個(gè)接口的掉電或復(fù)位，只對(duì)該接口產(chǎn)生影響，不應(yīng)影響另一接口正在進(jìn)行的會(huì)話(huà)。

由于平臺(tái)只能順序的處理I/O接口的APDU指令，所以I/O接口調(diào)度模塊必須能同時(shí)接收兩個(gè)接口的指令，然后順序的分發(fā)給平臺(tái)去處理。

三、雙接口調(diào)度設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在本文設(shè)計(jì)的雙接口調(diào)度方案中，7816協(xié)議棧和SWP協(xié)議棧獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，由雙接口調(diào)度主程序進(jìn)行指令的分發(fā)。7816接口被激活時(shí)，中斷程序自動(dòng)初始化接口，完成發(fā)送ATR和PPS過(guò)程。當(dāng)CLF檢測(cè)到RF 磁場(chǎng)，SWP接口被激活，SWP接口的初始化工作也自動(dòng)完成。7816接口的通信是由終端首先發(fā)起的，卡接收到全部命令頭以后就可以發(fā)送過(guò)程字節(jié)，用來(lái)指示終端的下一步動(dòng)作。

如果智能卡在接收全部命令頭以后，發(fā)送等候協(xié)議字節(jié)0x60，就是通知終端“卡現(xiàn)在正忙，暫時(shí)無(wú)法處理命令”。終端收到此字節(jié)后就不會(huì)進(jìn)行下一步動(dòng)作，而是繼續(xù)等待下一個(gè)過(guò)程字節(jié)。下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

7816 接口中斷處理：如果該中斷是7816復(fù)位中斷，則復(fù)位7816并發(fā)送ATR，打開(kāi)7816接收中斷及復(fù)位中斷。如果該中斷是接收FIFO非空中斷則接收APDU命令頭5字節(jié)，置7816命令頭完成接收標(biāo)志，啟動(dòng)定時(shí)器，周期發(fā)0x60，然后退出。此時(shí)APDU數(shù)據(jù)域還沒(méi)有被接收。

SWP接口中斷處理：進(jìn)入中斷后首先檢查7816接口是否正在定時(shí)發(fā)0x60。如果正在發(fā)送，說(shuō)明7816接口正在等待接收數(shù)據(jù)域，為了防止7816接口等待超時(shí)，立即在7816接口發(fā)送0x60，然后接收完整的SWP數(shù)據(jù)，并存至緩存。

中斷程序會(huì)判斷事件類(lèi)型，如果事件是EVT_CARD_ DEACTIVATED 或 EVT_FIEL- D_OFF指令，則將信號(hào)有效標(biāo)志位清零，表示該接口處于去激活態(tài)；如果是 EVT_ CARD_ACTIVATED 指令，則將信號(hào)有效標(biāo)志位置位；如果是EVT_SEND _DATA 指令且信號(hào)有效，則將緩存數(shù)據(jù)拷貝至專(zhuān)用緩存。處理完畢后，退出中斷。

雙接口調(diào)度主程序處理：進(jìn)入主程序后，首先對(duì)硬件平臺(tái)和I/O接口進(jìn)行初始化，然后就進(jìn)入到一個(gè)無(wú)法退出的While循環(huán)中。如果兩個(gè)接口收到的命令都已經(jīng)處理完畢，又沒(méi)有收到新的命令，則主程序一直處于等待狀態(tài)，等待I/O口接收中斷的到來(lái)。

在等待狀態(tài)下，如果只有7816命令頭接收標(biāo)志置位，則接收7816數(shù)據(jù)域，并處理該條命令，并且將處理后response 通過(guò)7816接口發(fā)送。如果只有SWP數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志置位，則處理該條命令，并且將處理后response 通過(guò)SWP接口發(fā)送。

如果7816命令頭接收標(biāo)志和SWP數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志同時(shí)置位，則處理SWP指令，處理完成后重新進(jìn)行標(biāo)志判斷。所以如果每次進(jìn)行標(biāo)志位判斷時(shí)，SWP數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志都置位，則一直處理SWP指令。這種設(shè)計(jì)模式可以保證SWP接口的數(shù)據(jù)被優(yōu)先執(zhí)行。

四、總結(jié)

本設(shè)計(jì)可以適用的應(yīng)用場(chǎng)景有：?jiǎn)为?dú)7816接口通信，如手機(jī)終端進(jìn)行正常語(yǔ)音通信等；單獨(dú)的SWP 接口通信，如終端關(guān)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行支付業(yè)務(wù)；雙接口同時(shí)通信，如終端進(jìn)行語(yǔ)音通信的過(guò)程中進(jìn)行移動(dòng)支付。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] UNI CEI EN .ISO/IEC 7816-4 1997

[2] ETSI TS .102 613 V8.0.0 （Release 8） 2009-10

[3] 胡漢才. 單片機(jī)原理及其接口技術(shù). 清華大學(xué)出版社.