智能卡双接口调度设计

胡海瑞 王兵 郭立君

【摘要】 本文设计了一种应用于移动支付的智能卡双接口调度方法，可以完全满足智能卡应用于移动支付领域的技术要求。该方法与智能卡硬件无关，且运行效率高，有广泛的应用前景。

【关键词】 7816 SWP 移动支付 双接口

一、引言

移动支付，又称手机支付，是以手机等手持终端为载体，与各类读卡器近距离进行身份识别，信息交互，从而完成支付过程。作为一种新兴的支付方式，其具有安全、快捷、方便等优点，移动支付已经成为我国支付领域的重要组成部分。

在众多移动支付实现方案中， SWP定制终端方案是移动支付业务发展的重要方向。SWP定制终端方案是将CLF（contactless Front end，非接触前端）芯片预置在定制手机终端内，智能卡通过SWP协议与终端CLF芯片通信，CLF芯片通过14443协议，实现与外界读卡器的通信。同时，智能卡为了完成用于移动通信的SIM卡功能，还必须通过7816接口与移动终端通信。

二、双接口调度技术概述

在使用手机进行移动支付时，会出现同时进行语音通话或上网的情景。这就要求智能卡卡平台具有对移动通信接口（7816接口）和支付通信数据接口（SWP接口）进行并行调度的能力，使两个接口既能够分别单独工作，又能够同时并行工作。

智能卡规范规定，卡片在双接口同时通信时，一个接口的掉电或复位，只对该接口产生影响，不应影响另一接口正在进行的会话。

由于平台只能顺序的处理I/O接口的APDU指令，所以I/O接口调度模块必须能同时接收两个接口的指令，然后顺序的分发给平台去处理。

三、双接口调度设计与实现

在本文设计的双接口调度方案中，7816协议栈和SWP协议栈独立实现，由双接口调度主程序进行指令的分发。7816接口被激活时，中断程序自动初始化接口，完成发送ATR和PPS过程。当CLF检测到RF 磁场，SWP接口被激活，SWP接口的初始化工作也自动完成。7816接口的通信是由终端首先发起的，卡接收到全部命令头以后就可以发送过程字节，用来指示终端的下一步动作。

如果智能卡在接收全部命令头以后，发送等候协议字节0x60，就是通知终端“卡现在正忙，暂时无法处理命令”。终端收到此字节后就不会进行下一步动作，而是继续等待下一个过程字节。下面进行详细介绍。

7816 接口中断处理：如果该中断是7816复位中断，则复位7816并发送ATR，打开7816接收中断及复位中断。如果该中断是接收FIFO非空中断则接收APDU命令头5字节，置7816命令头完成接收标志，启动定时器，周期发0x60，然后退出。此时APDU数据域还没有被接收。

SWP接口中断处理：进入中断后首先检查7816接口是否正在定时发0x60。如果正在发送，说明7816接口正在等待接收数据域，为了防止7816接口等待超时，立即在7816接口发送0x60，然后接收完整的SWP数据，并存至缓存。

中断程序会判断事件类型，如果事件是EVT_CARD_ DEACTIVATED 或 EVT_FIEL- D_OFF指令，则将信号有效标志位清零，表示该接口处于去激活态；如果是 EVT_ CARD_ACTIVATED 指令，则将信号有效标志位置位；如果是EVT_SEND _DATA 指令且信号有效，则将缓存数据拷贝至专用缓存。处理完毕后，退出中断。

双接口调度主程序处理：进入主程序后，首先对硬件平台和I/O接口进行初始化，然后就进入到一个无法退出的While循环中。如果两个接口收到的命令都已经处理完毕，又没有收到新的命令，则主程序一直处于等待状态，等待I/O口接收中断的到来。

在等待状态下，如果只有7816命令头接收标志置位，则接收7816数据域，并处理该条命令，并且将处理后response 通过7816接口发送。如果只有SWP数据接收完成标志置位，则处理该条命令，并且将处理后response 通过SWP接口发送。

如果7816命令头接收标志和SWP数据接收完成标志同时置位，则处理SWP指令，处理完成后重新进行标志判断。所以如果每次进行标志位判断时，SWP数据接收完成标志都置位，则一直处理SWP指令。这种设计模式可以保证SWP接口的数据被优先执行。

四、总结

本设计可以适用的应用场景有：单独7816接口通信，如手机终端进行正常语音通信等；单独的SWP 接口通信，如终端关机状态下进行支付业务；双接口同时通信，如终端进行语音通信的过程中进行移动支付。

参 考 文 献

[1] UNI CEI EN .ISO/IEC 7816-4 1997

[2] ETSI TS .102 613 V8.0.0 （Release 8） 2009-10

[3] 胡汉才. 单片机原理及其接口技术. 清华大学出版社.