发表于：2010/6/8 13:21:09
#0楼
在新的国家电网智能终端相关标准中，规定了通过专门的加密芯片来保证设备数据安全性的方法，而设备主控单元与加密芯片采用了广泛应用的ISO7816通讯协议。工控主板EM9160为了适应这一新的技术需求，对其内核进行了升级，使其多个串口都可支持ISO7816协议，为客户进行智能终端整机设计时，提供了灵活的选择。
对EM9160工控主板，可在其异步串口的基础上，通过简单的设置，就可把串口转为符合ISO7816协议的接口，实现与各种智能卡的通讯。EM9160共有6个异步串口，在Windows CE环境中为“COM2:”- “COM7:”，其中支持ISO7816的串口如下表所示：
串口
管脚配置
备注
“COM3:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO14：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM5:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM6:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM7:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
EM9160的“COM5:”- “COM7:”串口信号均为TTL电平，建议客户首选其中之一作为与ISO7816智能芯片的通讯接口。如果这些串口已分配给设备的其他功能，也可以考虑使用COM3口，需要注意的是COM3口的缺省配置是RS232电平，客户需要在购买时特别通知我们把COM3设置为TTL电平才能与安全模块相连。当然GPIO15或GPIO14一旦作为了ISO7816的工作时钟输出，就不能再用作其他的用途了。
作为应用程序，在操作ISO7816模式的串口（以COM5为例）时，一般的流程如下：
1.按标准方法打开串口“COM5:”；
2.通过DeviceIoControl（…）函数使能ISO7816通讯模式；
3.设置包括波特率、奇偶校验在内的相关串口参数；
4.根据需要可通过DeviceIoControl（…）函数对对端芯片进行一次复位操作；
5.进行正常数据通讯；
6.通过DeviceIoControl（…）函数禁止ISO7816通讯模式；
7.按标准方法关闭串口“COM5:”。
在上述流程中，需要注意的是一定要先使能ISO7816模式，再设置波特率，才能保证得到正确的通讯参数。
为了实现从通常的异步串口到ISO7816的转换，EM9161的串口驱动增加了3个IOCTL功能如下：
#include <winioctl.h>
#define IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,40,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,41,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,42,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
使能ISO7816的DeviceIoControl调用，需要同时设置相应的参数。这些参数包括ISO7816的协议类型，帧数据的应答规范等，定义相应的参数如下：
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_0 0x4 // ISO7816 protocol: T = 0
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_1 0x6 // ISO7816 protocol: T = 1
#define AT91C_US_INACK (0x1 << 20) // Inhibit Non Acknowledge
#define AT91C_US_DSNACK (0x1 << 21) // Disable Successive NACK
此外ISO的波特率按如下公式计算：
BR = SCK /（FI / DI）
上式中的SCK = 串口波特率×（FI / DI），例如串口波特率为9600，则SCK时钟频率为3.5712MHz。在EM9161中，对DI和FI的设置，是通过设置（FI/DI）这个比值来实现的，其中有效的值如下表所示：
FI
DI=1
DI=2
DI=4
DI=8
DI=16
DI=32
DI=12
DI=20
372
372
186
93
47
23
12
31
19
558
558
279
140
70
35
17
47
28
774
774
372
186
93
47
23
62
37
1116
1116
558
279
140
70
35
93
56
1488
1488
744
372
186
93
47
124
74
1806
1806
930
465
233
116
58
155
93
512
512
256
128
64
32
16
43
26
768
768
384
192
96
48
24
64
38
1024
1024
512
256
128
64
32
85
51
1536
1536
768
384
192
96
48
128
77
2048
2048
1024
512
256
128
64
171
102
选择蓝色区域的值，可得到对应的黄色区域的FI和绿色区域的DI，由此可计算相应的波特率。
在具体的调用中，参数的传递是通过两个DWORD实现的，代码如下：
DWORD dwMode, dwFI_DI_Ratio;
DWORD pBuf[2];
dwMode = AT91C_US_USMODE_ISO7816_0;
dwFI_DI_Ratio = 372;
pBuf[0] = dwMode;
pBuf[1] = dwFI_DI_Ratio;
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816, // 命令码
pBuf, sizeof(pBuf), // input parameters
NULL, 0, // output parameters
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
关闭ISO7816通讯模式比较简单，没有任何参数：
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816, // 命令码
NULL, 0,
NULL, 0,
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
对ISO7816对端芯片的复位，需要设置复位时间，以ms为单位：
DWORD dwMilliseconds = 1； //可以设为0，实际复位时间为几十微秒
if (!DeviceIoControl ( m_hSer,
IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816,
&dwMilliseconds, sizeof(DWORD), // input parameters
NULL, 0, // output parameters
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIA, L_RESET_ISO7816 , failed!\r\n');
}
设置了ISO模式后，应用程序仍然可以像操作普通串口那样，进行数据的读写，只是需要注意的是ISO7816的半双工模式的，所以数据通讯的过程更像是RS485的过程。用户可参考英创网站的《RS485接口通讯的WinCE编程要点》一文，来规划自己的应用程序通讯流程。
对EM9160工控主板，可在其异步串口的基础上，通过简单的设置，就可把串口转为符合ISO7816协议的接口，实现与各种智能卡的通讯。EM9160共有6个异步串口，在Windows CE环境中为“COM2:”- “COM7:”，其中支持ISO7816的串口如下表所示：
串口
管脚配置
备注
“COM3:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO14：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM5:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM6:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
“COM7:”
TXD：半双工数据线
RXD：复位输出控制
低电平有效
GPIO15：作为SCK
输出频率与波特率等参数有关
EM9160的“COM5:”- “COM7:”串口信号均为TTL电平，建议客户首选其中之一作为与ISO7816智能芯片的通讯接口。如果这些串口已分配给设备的其他功能，也可以考虑使用COM3口，需要注意的是COM3口的缺省配置是RS232电平，客户需要在购买时特别通知我们把COM3设置为TTL电平才能与安全模块相连。当然GPIO15或GPIO14一旦作为了ISO7816的工作时钟输出，就不能再用作其他的用途了。
作为应用程序，在操作ISO7816模式的串口（以COM5为例）时，一般的流程如下：
1.按标准方法打开串口“COM5:”；
2.通过DeviceIoControl（…）函数使能ISO7816通讯模式；
3.设置包括波特率、奇偶校验在内的相关串口参数；
4.根据需要可通过DeviceIoControl（…）函数对对端芯片进行一次复位操作；
5.进行正常数据通讯；
6.通过DeviceIoControl（…）函数禁止ISO7816通讯模式；
7.按标准方法关闭串口“COM5:”。
在上述流程中，需要注意的是一定要先使能ISO7816模式，再设置波特率，才能保证得到正确的通讯参数。
为了实现从通常的异步串口到ISO7816的转换，EM9161的串口驱动增加了3个IOCTL功能如下：
#include <winioctl.h>
#define IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,40,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,41,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816 CTL_CODE(FILE_DEVICE_SERIAL_PORT,42,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
使能ISO7816的DeviceIoControl调用，需要同时设置相应的参数。这些参数包括ISO7816的协议类型，帧数据的应答规范等，定义相应的参数如下：
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_0 0x4 // ISO7816 protocol: T = 0
#define AT91C_US_USMODE_ISO7816_1 0x6 // ISO7816 protocol: T = 1
#define AT91C_US_INACK (0x1 << 20) // Inhibit Non Acknowledge
#define AT91C_US_DSNACK (0x1 << 21) // Disable Successive NACK
此外ISO的波特率按如下公式计算：
BR = SCK /（FI / DI）
上式中的SCK = 串口波特率×（FI / DI），例如串口波特率为9600，则SCK时钟频率为3.5712MHz。在EM9161中，对DI和FI的设置，是通过设置（FI/DI）这个比值来实现的，其中有效的值如下表所示：
FI
DI=1
DI=2
DI=4
DI=8
DI=16
DI=32
DI=12
DI=20
372
372
186
93
47
23
12
31
19
558
558
279
140
70
35
17
47
28
774
774
372
186
93
47
23
62
37
1116
1116
558
279
140
70
35
93
56
1488
1488
744
372
186
93
47
124
74
1806
1806
930
465
233
116
58
155
93
512
512
256
128
64
32
16
43
26
768
768
384
192
96
48
24
64
38
1024
1024
512
256
128
64
32
85
51
1536
1536
768
384
192
96
48
128
77
2048
2048
1024
512
256
128
64
171
102
选择蓝色区域的值，可得到对应的黄色区域的FI和绿色区域的DI，由此可计算相应的波特率。
在具体的调用中，参数的传递是通过两个DWORD实现的，代码如下：
DWORD dwMode, dwFI_DI_Ratio;
DWORD pBuf[2];
dwMode = AT91C_US_USMODE_ISO7816_0;
dwFI_DI_Ratio = 372;
pBuf[0] = dwMode;
pBuf[1] = dwFI_DI_Ratio;
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816, // 命令码
pBuf, sizeof(pBuf), // input parameters
NULL, 0, // output parameters
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_ENABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
关闭ISO7816通讯模式比较简单，没有任何参数：
if (!DeviceIoControl ( m_hSer, // 串口handle
IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816, // 命令码
NULL, 0,
NULL, 0,
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIAL_DISABLE_ISO7816 failed!\r\n');
}
对ISO7816对端芯片的复位，需要设置复位时间，以ms为单位：
DWORD dwMilliseconds = 1； //可以设为0，实际复位时间为几十微秒
if (!DeviceIoControl ( m_hSer,
IOCTL_SERIAL_RESET_ISO7816,
&dwMilliseconds, sizeof(DWORD), // input parameters
NULL, 0, // output parameters
NULL, NULL ))
{
printf('IOCTL_SERIA, L_RESET_ISO7816 , failed!\r\n');
}
设置了ISO模式后，应用程序仍然可以像操作普通串口那样，进行数据的读写，只是需要注意的是ISO7816的半双工模式的，所以数据通讯的过程更像是RS485的过程。用户可参考英创网站的《RS485接口通讯的WinCE编程要点》一文，来规划自己的应用程序通讯流程。