ISO/IEC 7816-3标准中对ATR的数据串和数据元做了规定和描述。ATR的数据元和它们的意义:
数据元 |
说明 |
TS |
起始字符 |
T0 |
格式字符 |
TA1,TB1,TC1,TD1,... |
接口字符 |
T1,T2,... ,TK |
历史字符 |
TCK |
校验字符 |
复位应答ATR的基本数据结构和数据元如下:
一、 起始字符TS
起始字符规定了用于在ATR中的所有数据和后继通信过程的约定。此外,TS字节含有特殊的位模式可由终端用以识别分频值。终端测量TS中前两个下降沿之间的时间并除以3,其结果就是一个etu的持续时间。然而,由于ATR的分频值固定在372,终端通常并不评估同步模式。
TS是ATR的强制部分,总是必须送出的。此字节只允许有两种编码:3B为正向约定,3F为反向约定。使用反向逻辑约定时, I/O的低电平状态等效于逻辑1,且该数据字节的最高位在起始位之后首先发送。使用正向逻辑约定时, I/O的高电平状态等效于逻辑1,且该数据字节的最低位在起始位之后首先发送。
正向约定的波形如下,一般终端读取到的字符为3B:
反向约定的波形,一般终端读取到的字符为03:
二、 格式字符T0
格式字符T0含有一组位表明将要传送哪个接口字符,它同时也指出后继历史字符的个数。像TS一样,每个ATR中都必须有这个字节。
高半字节( b5-b8) 表示后续字符TA1到TD1是否存在。(b5对应TA1,b8对应TD1);
低半字节( b1-b4) 表明可选历史字符的数目( 0到15);
终端应接受包含任何T0值的ATR。一般情况下,基本ATR中,当仅选择T=0时, IC卡应回送T0=6x,表示字符TB1和TC1存在;当仅选择T=1时, IC卡应回送T0=Ex,表示字符TB1到TD1存在。
三、 接口字符
接口字符规定所用协议的所用传输参数,它们包含TAi、TBi、TCi、TDi各字节。然而,这些字节在ATR中是可选的,它们也可以被略去。由于对协议的所用参数的缺省值都做了规定,对于一般的通信处理可以不需要ATR中的接口字符。
接口字符可以分为全局接口字符和专用接口字符。全局接口字符规定基本传输协议参数,诸如分频值,它们用于所有后继的协议;专用接口字符则是用于指明特定的传输协议中的参数。“工作等待时间(work waiting time)”就是T=0协议中这类参数的典型例子。
全程接口字符基本上用于所有协议,出于历史原因(因为在ISO标准中,最初仅包含有T=0协议),这些字符中的几个仅和T=0协议有关。如果没有实现T=0协议,可以忽略它们,这这种情况下将使用缺省值。
TDi字节仅用于对任何跟随接口字符的链接保护,TDi字节的高4位组合有一个指示后继接口字符的存在的位模式。它类似于格式字符T0的编码,TDi字节的低4位则标识现行使用的传输协议。如果没有TDi字节的存在,则TAi+1、TBi+1、TCi+1和TDi+1都不传送。
其他接口字符(TAi、TBi、TCi)它们都不用于链接,而是规定了可用的传输协议,按照ISO/IEC 7816-3标准,它们的含义如下:
- 1. 全局接口字符TA1:(重要)
TA1高半字节 FI 用于确定 F 的值, F 为时钟速率转换因子。用于修改复位应答之后终端所提供的时钟频率。低半字节 DI 用于确定 D 的值, D 为位速率调节因子。用于调整复位应答之后所使用的位持续时间。etu =F/D * (1/f)
FI和DI编码如下:
FI |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
0101 |
0110 |
0111 |
F |
372 |
372 |
558 |
744 |
1116 |
1488 |
1860 |
RFU |
FI |
1000 |
1001 |
1010 |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
F |
RFU |
512 |
768 |
1024 |
1536 |
2048 |
RFU |
RFU |
DI |
0000 |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
0101 |
0110 |
0111 |
D |
RFU |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
RFU |
DI |
1000 |
1001 |
1010 |
1011 |
1100 |
1101 |
1110 |
1111 |
D |
12 |
20 |
RFU |
RFU |
RFU |
RFU |
RFU |
RFU |
- 2. 全局接口字符TB1:(没有意义了)
TB1传送PI1和II的值,PI1 在 b1 到 b5 位中定义,用于确定 IC 卡所需的编程电压 P 值;II 在 b6 和 b7 位中定义,用于确定 IC 卡所需的最大编程电流 I 值。一般情况下ATR中必须包含TB1=00,表示IC卡不使用VPP。
- 3. 全局接口字符TC1
TC1传送N值,N用于表示增加到最小持续时间的额外保护时间,此处的最小持续时间表示从终端发送到IC卡的、作为后续信息交换的两个连续字符的起始位下降沿之间的时间。N在TC1的b1-b8位为二进制编码,其值作为额外保护时间表示增加的etu数目,其值可在0到255之间任选。N=255具有特殊含义,表示在使用T=0协议时,两个连续字符的起始位下降沿之间的最小延迟时间可减少到12个etu,而在使用T=1协议时可减小到11个etu。
如果TC1值在00到FE之间,增加到字符间最小持续时间的额外保护时间为0到254个etu。对于后续传输,额外保护时间必须在12到266个etu之间。如果TC1=FF,则后续传输的字符间最小持续时间在使用T=0协议时为12个etu,使用T=1协议时为11个etu。
TC1只适用于终端向IC卡发送的两个连续字符间的时序,而不适用于IC卡向终端发送字符的情况,也不适用于在相反方向发送字符的情况。
- 4. 全局接口字符TB2:(没有意义了)
TB2传送PI2, PI2用于确定IC卡所需的编程电压P的值,当PI2出现时,它将取代TB1中回送的PI1的值。通常在ATR中不再使用。
- 5. T=0传输协议专用的接口字符:
1) 专用接口字符TC2
TC2专用于T=0协议, 传输工作等待时间整数(WI),WI用来确定由IC卡发送的任意一个字符起始位下降沿与IC卡或终端发送的前一个字符起始位下降沿之间的最大时间间隔。工作等待时间为:960×D×WI etu。
若TC2字符不出现在ATR中,则使用工作等待时间的缺省值WI=10。
- 6. T=1传输协议专用的接口字符:
1) 专用接口字符TA3
TA3(如果TD2中指明T=1)回送IC卡的信息域大小整数(IFSI),IFSI决定了IFSC,并指明了卡片可接收的块信息域的最大长度(INF)。 TA3以字节形式表示IFSC的长度,其取值范围从01到FE。 00和FF预留(RFU)。
2) 专用接口字符TB3
TB3(如果TD2中指明T=1)表明了用来计算字符等待时间CWT和字组等待时间BWT的CWI和BWI值, TB3由两部分组成。低半字节(b1-b4)用于表明CWI值,而高半字节(b5-b8)用于表明BWI值。
3) 专用接口字符TC3
TC3(如果TD2中指明T=1)指明了所用的块错误校验码的类型,所用代码类型用b1位表示, b2到b8位未使用。
4) 全局接口字符TA2
TA2的存在与否表示IC卡是以特定模式还是以协商模式工作。TA2的低半字节表明的协议类型正是ATR中第一次表明的协议类型。
四、 历史字符
很长一段时间,没有任何标准对历史字符做出规定,结果是随操作系统生产者而不同,它们包含了变化广泛的数据。
五、 校验字符TCK
TCK具有一个检验复位应答期间所发送数据完整性的值。TCK的值应使从T0到包括TCK在内的所有字节进行异或运算的结果为零。
如果在ATR中仅指出了T=0协议,TCK校验和可以不在ATR的尾部出现。在这种情况下,完全没有发送它,因为用奇偶校验已经知道了差错字节而在T=0协议中重复发送出错字节又是强制性的。相反,在T=1协议中,TCK字节必须出现,校验和的计算从字节T0开始,结束于最后的接口字符,如果有则是最后的历史字符。