专利名称：一种智能卡仿真器自动时钟选择的方法
技术领域：
本发明涉及智能卡硬件仿真系统领域，尤其涉及一种智能卡仿真器自动时钟选择的方法。
背景技术：
随着各类接触式智能卡产品的迅速兴起和广泛应用，在智能卡内微处理器(MCU)目标软件的编写过程中，对智能卡仿真器仿真的真实性日益引起软件开发人员的关注和重视。
真实的接触式智能卡工作时使用的是来自读写机具的时钟信号，读写机具只在需要智能卡工作时才向其内部的MCU提供时钟信号，因此来自读写机具的时钟信号是不连续的。而智能卡仿真器为了实现在仿真MCU芯片(以下简称EV-CHIP)执行完目标程序后能把它的各种寄存器、存储器状态和参数读出并显示出来，必须向EV-CHIP提供连续的时钟信号，由于来自读写机具的时钟信号不连续，所以在使用智能卡仿真器仿真运行目标程序时无法使用来自读写机具的时钟信号，这就造成了仿真过程与真实使用过程的不一致。
由于读写机具I/O口信号的位宽取决于读写机具的时钟频率，虽然读写机具都符合ISO 7816标准协议所规定的时钟频率范围，但不同型号、不同厂家的读写机具时钟频率在允许的范围内各不相同，I/O信号的位宽也就各不相同。为了使得智能卡仿真器能够使用读写机具的时钟信号，必须使其位宽与读写机具匹配。为确保读写机具的I/O口与智能卡仿真器I/O口上信号的位宽匹配，现在的做法是必须先测出所使用的读写机具的时钟频率，然后把智能卡仿真器提供给EV-CHIP的时钟信号频率调整到与读写机具相同的时钟频率，才能保证与读写机具通信的正确性。然而，由于上述方式完成的智能卡仿真器无法自动匹配、兼容不同时钟频率的读写机具，所以其应用上受限很多。
因此，需要开发一种智能卡仿真器，其既能够提供EV-CHIP连续的时钟信号，又保证运行目标程序时使用的是来自读写机具的时钟信号，实现仿真过程与真实使用过程的一致，同时还能够使得智能卡仿真器兼容各种符合ISO7816协议的读写机具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能卡仿真器，其既能够提供EV-CHIP连续的时钟信号，又保证运行目标程序时使用的是来自读写机具的时钟信号，实现仿真过程与真实使用过程的一致，同时还能够使得智能卡仿真器兼容各种符合ISO7816协议的读写机具。
本发明的另一目的在于提供一种智能卡仿真器，其能够自动识别并屏蔽来自读写机具时钟信号线上的错误信号和毛刺信号。
本发明的目的是这样实现的在智能卡仿真器检测到读写机具来的时钟信号时将提供给EV-CHIP的内部时钟切换成来自读写机具的时钟信号，在检测到读写机具的时钟信号没有或停止后，智能卡仿真器把提供给EV-CHIP的时钟切换到内部时钟提供的连续时钟信号。
而且，设置于智能卡仿真器内部的时钟选择单元电路使用内部时钟源的频率，该频率至少两倍于读写机具的频率，以保证发现读写机具的时钟信号，且其在发现读写机具来的连续信号大于1000个时认为是来自读写机具的时钟信号，在连续时钟信号小于1000个时认为是错误的信号或毛刺，将计数值归零，重新对读写机的时钟进行采样。
与现有技术相比，本发明的有益效果是此方法应用在智能卡仿真器设计中，使EV-CHIP在运行目标程序时可以使用来自读写机具的时钟信号，确保了仿真过程与真实使用过程的一致性，并可实现自动屏蔽来自读写机具时钟信号线上的错误信号和毛刺信号。
图1是使用本发明自动时钟选择方法的智能卡仿真器的结构示意图。
图2是读写机具与智能卡仿真器的信号连接示意图。
图3是ISO7816协议中规定的通信信号时序图。
图4是使用本发明自动时钟选择方法的智能卡仿真器的EV-CHIP的时钟信号与运行程序间的时序关系图。
图5是本发明智能卡仿真器自动时钟选择方法中使用的时钟选择单元电路的逻辑流程图。
其中R_CLK来自读写机具的时钟信号；IOISO7816串行输入/输出信号，连接到智能卡仿真器内EV-CHIP的I/O口上；RST来自读写机具的智能卡复位信号，连接到智能卡仿真器内EV-CHIP的复位信号(RST)接口上；
E_CLK智能卡仿真器内部时钟信号，连续且频率大于12MHz；U_CLK在时钟选择单元电路选择后提供给EV-CHIP的时钟信号；t1自RST上升沿之后至智能卡对RST信号作出响应的时间；t3从出现R_CLK时钟信号至RST信号的上升沿到来之前的时间；GND地信号。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1及图5所示，智能卡仿真器中包括EV-CHIP、时钟选择单元电路及内部时钟信号源。根据ISO7816协议，读写机具的时钟信号R_CLK的频率范围是1～5MHz，因此本发明实施实例中使用的频率为3.57MHz。内部时钟源的时钟信号E_CLK的频率选择为12MHz，而时钟选择单元电路使用内部时钟源的时钟频率。时钟选择单元电路对来自读写机具的R_CLK进行采样，采样频率就是E_CLK的频率。因为E_CLK的频率选择12MHz是R_CLK频率的两倍以上，所以必然可以发现R_CLK线上时钟信号的出现。
为了屏蔽R_CLK上可能出现的毛刺信号，时钟选择单元电路在采样发现R_CLK上的时钟信号后开始对该时钟信号进行计数，如果发现连续时钟信号大于1000个，则认为R_CLK上的是来自读写机具的时钟信号，如果发现R_CLK上连续时钟信号计数个数小于1000个就停止了，则认为R_CLK上的是错误的信号或毛刺，将计数值归零，重新开始对R_CLK进行采样，等待时钟信号的出现。
在时钟选择单元电路判断R_CLK上没有时钟信号时，向EV-CHIP提供的时钟信号U_CLK就是E_CLK，在发现R_CLK上出现时钟信号而不是毛刺后，则把U_CLK切换成来自读写机具的R_CLK，并继续对R_CLK进行采样，当发现R_CLK停止后，再把U_CLK切换回E_CLK。
请参阅图2、3、4所示，智能卡仿真器与读写机具间建立通信的时序是智能卡仿真器平常保持在监控状态，内部的时钟选择单元信号依内部时钟信号源的时钟频率采样读写机具的时钟信号线上时钟信号。此时，EV-CHIP所采用的时钟频率U_CLK为内部时钟源的时钟频率E_CLK。由于内部时钟源的时钟频率为12MHZ，而读写机具的时钟信号的频率不会超过5MHZ，所以当读写机具发出R_CLK时钟信号，时钟选择单元电路肯定能够检测到。检测到读写机具的时钟信号后，时钟选择单元电路进行计数，如果计数超过1000，则其认为是正常的时钟信号。此时，开始将U_CLK切换到R_CLK。根据ISO7816协议，从出现R_CLK时钟信号到RST信号的上升沿的时间t3至少是40000个时钟周期，也就是说，在RST信号上升沿到来之前，R_CLK至少已经发出了40000个周期的时钟信号。然后，读写机具的RST信号由低电平变为高电平，即RST信号出现上升沿。由于自出现R_CLK信号后1000个计数时即将U_CLK切换为R_CLK，而只有当RST信号上升沿出现后，EV-CHIP才开始运行目标程序，而且根据协议，在此之前读写机具至少发出了40000个周期的时钟信号。另外，运行目标程序不可避免的比RST信号上升沿的出现有一定程度的滞后。这样，可以确保EV-CHIP在开始运行目标程序的时候使用的就是来自读写机具的时钟信号，保证了仿真过程与真实智能卡使用情况的一致性。
操作过程结束，读写机具把RST信号拉低，R_CLK信号同时结束、变低，当时钟选择单元电路发现R_CLK上的时钟信号停止后，会把U_CLK切换回E_CLK，保证了时钟信号的连续性。
综上所述，本发明完成了发明人的目的，所提供的方法使得智能卡仿真器能够提供其EV-CHIP连续的时钟信号，且在运行目标程序时使用的是来自读写机具的时钟信号，保证了仿真过程与真实使用过程的一致性，并且能够消除读写机具时钟信号线上的错误信号或毛刺。
权利要求
1.一种智能卡仿真器自动时钟选择的方法，其特征在于在智能卡仿真器检测到读写机具来的时钟信号时将提供给仿真MCU芯片的内部时钟切换成来自读写机具的时钟信号，在检测到读写机具的时钟信号没有或停止后，智能卡仿真器把提供给仿真MCU芯片的时钟切换到内部时钟提供的连续时钟信号。
2.如权利要求1所述的智能卡仿真器自动时钟选择的方法，其特征在于智能卡仿真器通过在内部设置时钟频率至少两倍于读写机具时钟频率的内部时钟源的方法检测读写机具的时钟信号。
3.如权利要求2所述的智能卡仿真器自动时钟选择的方法，其特征在于智能卡仿真器内部时钟选择单元电路使用内部时钟信号的频率对读写机具的时钟信号进行采样。
4.如权利要求3所述的智能卡仿真器自动时钟选择的方法，其特征在于智能卡仿真器内部时钟选择单元电路在发现读写机具的连续时钟信号较少时认为是错误信号或毛刺，并重新对读写机具的时钟进行采样。
5.如权利要求4所述的智能卡仿真器自动时钟选择的方法，其特征在于智能卡仿真器内部时钟选择单元电路在发现读写机具的时钟信号后即开始计数，若计数大于1000个时认为是来自读写机具的时钟信号，在连续时钟信号小于1000个时认为是错误的信号或毛刺，将计数值归零，重新对读写机具的时钟信号进行采样。
全文摘要
本发明用于智能卡硬件仿真系统，是有关一种智能卡仿真器自动时钟选择的实现方法。使用这个实现方法使智能卡仿真器具有自动时钟选择功能，在发现有读写机具来的时钟信号时自动选择并使用来自读写机具的时钟信号，在发现没有读写机具时钟信号时自动选择并使用智能卡仿真器内部的时钟信号。这样，能够确保了整个的时钟信号是连续的，且在运行目标程序时使用的是读写机具提供的时钟信号。
文档编号G06F1/04GK1629766SQ20031010956
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者许国泰, 林秋 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司