[发明专利]基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器与实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及识别卡的操作接口，尤其是涉及一种基于现场可编程门阵列(FPGA)且搭建于可编程片上系统(SOPC)环境中的带触点的集成电路卡的操作接口控制器。 

背景技术

随着技术的进步发展、国家的强盛，公民个人信息的电子化改革越来越深入，信息化的程度加深，智能卡的应用也是越来越普遍，现金和各种证件正逐渐被各种卡片所取代。公民的第二代身份证、银行卡等公民的个人资料都在电子化，而这些的电子化的个人终端介质往往是智能卡。智能卡有着体积小、可加密性、可存储性、成本低等优点。并且智能卡的存储容量比磁条卡大得多，卡里存储的数据的读取由相关的硬件和软件处理，可以防止未授权的存取和篡改，因此安全性很高。 

对于以往的系统开发，若要扩展系统外设，则需要选择相应的接口芯片，将该芯片与系统的其余部分整合，再编写驱动程序和应用软件。若外设发生变化，则原接口芯片即会变得毫无用途了，而基于现场可编程门阵列的可编程片上系统设计则可最大程度解决这样的窘境，其设计的灵活性适应了需求的多变性，而Avalon总线接口规范的出现方便了系统外设的扩展，从而也缩短了整个嵌入式系统的开发周期，降低了开发成本。 

因此，亟待开发出一种基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器与实现方法。 

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器与实现方法，以解决以往外设接口成本高、通用性差、灵活性低、实用性不强的不足的问题。本发明提供了一种基于现场可编程门阵列且搭建于可编程片上系统环境中的识别卡的操作接口控制器。遵照GB/T16649.3，有效完成对带触点的集成电路卡的激活、复位、读写、停活等操作。接口控制器符合Avalon总线规范，方便地在可编程片上系统环境中扩展外设。 

本发明解决技术问题的技术方案是： 

一种基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器，该控制器的主设备与Avalon开关互联模块；其特征在于：所述的Avalon开关互联模块与识别卡接口控制器通过接口A连接，所述的识别卡接口控制器通过接口B与识别卡连接，并对识别卡的状态进行操作； 

所述的识别卡接口控制器包括：用于在出现发送、接收超时错误和发送器、接收器准备好时向总线提出中断请求的中断请求模块；根据分频寄存器中的分频值，以总线时钟作为时钟源输出对识别卡操作时符合GB/T16649.3的时钟发生模块，用于控制该接口控制器的操作，用于指示该接口控制器的状态的控制/状态模块；实现与卡的位同步的采样时钟模块；用于接收、发送数据帧，并进行差错校验的接收/发送模块。 

前述的分频寄存器波特率除数用来保存分频倍数，输出适合识别卡操作的时钟信号；基本时间单元寄存器用以决定位周期，以实现与卡的位同步；发送逻辑由一个发送保持寄存器口和发送移位寄存器组成；移位寄存器和发送保持寄存器在数据发送时提供双重缓冲；接收逻辑由一个接收保持寄存器口和接收移位寄存器组成。 

前述的对识别卡的状态进行操作包括：激活、复位、读写、停活。 

一种基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器的实现方法，包括以下步骤： 

接入接口模块； 

接口模块激活； 

复位，识别卡和接口模块之间进行信息交换； 

应答状态判断； 

是，则进入信息交换步骤；否，则回到复位应答的状态； 

接口模块停活； 

结束。 

前述的接口模块连接识别卡。 

前述的应答状态的信号应用识别卡的信息传输一致，以固定时间频率etu进行一位数据读；识别卡的一帧为十位，包括：开始位、字节位、奇偶校验位。 

本发明一种基于现场可编程门阵列的识别卡接口控制器及实现方法，与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果： 

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明通过定义宏提供了方便的软件操作接口，作为系统外设接口，供主设备方便地访问相应的内部寄存器，最终实现信息交换中的帧分析和控制决策。该控制器为可编程片上系统环境中的可扩展外设提供了符合Avalon总线规范的方便的操作接口，从而实现对带触点的集成电路卡的各种操作，充分利用现场可编程门阵列的优势，开发方式灵活，周期短，成本低，实用性强。 

附图说明

图1为本发明实例中的识别卡接口控制器的连接示意图； 

图2为本发明实例中的识别卡接口控制器的功能结构示意图； 

图3为本发明实例中的识别卡接口控制器的顶层模块图；