英創(chuàng)信息技術(shù)嵌入式Linux主板EM9160支持ISO7816通訊協(xié)議介紹

在新的國(guó)家電網(wǎng)集抄終端相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了通過(guò)嵌入式安全控制模塊，即通常所說(shuō)的ESAM芯片，來(lái)保證設(shè)備數(shù)據(jù)安全性的方法，而設(shè)備主控單元與ESAM芯片采用了廣泛應(yīng)用的ISO7816通訊協(xié)議。為了適應(yīng)這一新的技術(shù)需求，我們對(duì)嵌入式Linux主板EM9160的串口驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了升級(jí)，使其多個(gè)串口都可支持ISO7816協(xié)議，為客戶進(jìn)行智能終端整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，提供了靈活的選擇。

對(duì)EM9160工控主板，可在其異步串口的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置，就可把串口轉(zhuǎn)為符合ISO7816協(xié)議的接口，實(shí)現(xiàn)與各種智能卡的通訊。EM9160共有6個(gè)異步串口，在Linux環(huán)境中為“/dev/ttyS1”-“/dev/ttyS6”，其中支持ISO7816的串口如下表所示：

EM9160在硬件上與ESAM芯片的連接很簡(jiǎn)單，如上表所示，只需要3條信號(hào)線，連接示意圖如下：

為了簡(jiǎn)化EM9160對(duì)ISO7816協(xié)議的參數(shù)設(shè)置，其FI/DI比值固定為372，事實(shí)上這也是應(yīng)用中最常用的比值，符合國(guó)電公司指定的ESAM芯片的要求。若所用串口的波特率為9600bps，則輸出的SCK頻率為3.5712MHz。

EM9160的“/dev/ttyS4”-“/dev/ttyS6”串口信號(hào)均為T(mén)TL電平，建議客戶首選其中之一作為與ISO7816智能芯片的通訊接口。如果這些串口已分配給設(shè)備的其他功能，也可以考慮使用“/dev/ttyS2”口，需要注意的是“/dev/ttyS2”口出廠的缺省電平是RS232電平，若客戶考慮配置“/dev/ttyS2”作為ISO7816協(xié)議端口，需在訂購(gòu)時(shí)通知廠方設(shè)置成TTL電平。另外當(dāng)GPIO15或GPIO14一旦作為了ISO7816的工作時(shí)鐘輸出，就不能再用作其他的用途了。

為了方便設(shè)置ISO7816工作模式，在“em9x60_drivers.h”中定義了兩個(gè)常量：

#define EM9X60_ISO7816_T0 （1 << 27）
#define EM9X60_ISO7816_RXD_RESET （1 << 23）

作為應(yīng)用程序，在設(shè)置ISO7816模式的串口（以”/dev/ttyS4”為例）時(shí)，一般的流程如下：

1、按標(biāo)準(zhǔn)方法打開(kāi)串口 fd = open(“/dev/ttyS4”, O_RDWR | O_NOCTTY);

2、獲取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct termios new_opt; tcgetattr(fd, &new_opt);

3、設(shè)置包括波特率、偶校驗(yàn)、8-bit數(shù)據(jù)等符合ISO7816規(guī)范的串口參數(shù)；

4、首先對(duì)ESAM芯片進(jìn)行一次復(fù)位操作：
new_opt.c_cflag |= (EM9X60_ISO7816_T0 | EM9X60_ISO7816_RXD_RESET);
tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_opt);
udelay(100); //延時(shí)100us
new_opt.c_cflag &= ~EM9X60_ISO7816_RXD_RESET;

5、再設(shè)置一次正常的ISO7816工作模式：
tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_opt);
此時(shí)GPIO15已作為SCK輸出3.57MHz時(shí)鐘，若波特率為9600bps的話；

6. 按照ISO7816的協(xié)議規(guī)范，進(jìn)行正常數(shù)據(jù)通訊；

7. 若需要把該串口恢復(fù)到正常模式，只需對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置一次即可：
new_opt.c_cflag &= ~ EM9X60_ISO7816_T0;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &new_opt);

8. 按標(biāo)準(zhǔn)方法關(guān)閉串口close(fd)。

在實(shí)際的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中，一個(gè)串口一旦配置成與ESAM芯片相連，就不太可能還需要用作它用，因?yàn)閺?fù)用串口會(huì)增加系統(tǒng)硬件的成本，更何況EM9160自身就有多達(dá)6個(gè)異步串口，完全可滿足大多數(shù)智能終端的需求。