73S1215F：多功能片上系統(tǒng)助力智能卡讀卡器設(shè)計

在智能卡讀卡器應(yīng)用領(lǐng)域，一款性能卓越且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的芯片往往能起到事半功倍的效果。今天，我們就來深入了解一下Teridian Semiconductor Corporation推出的73S1215F這款多功能CMOS片上系統(tǒng)（System-on-Chip）。

文件下載：73S1215F-44IMR/F.pdf

一、總體概述

73S1215F專為智能卡讀卡器應(yīng)用而設(shè)計，具備多種強(qiáng)大功能。它擁有ISO 7816 / EMV接口、USB 2.0接口（全速12Mbps設(shè)備）以及5x6 PINpad接口。此外，還提供了9個用戶I/O、多種中斷選項(xiàng)、最多4個可編程電流輸出（用于驅(qū)動外部LED）和1個模擬電壓輸入（適用于直流電壓監(jiān)測，如電池電量檢測）等額外特性。同時，內(nèi)置的異步串行UART和I2C接口也為系統(tǒng)的通信提供了更多的選擇。

這款芯片圍繞80515高性能內(nèi)核構(gòu)建，其特性和指令集與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8051兼容，且大多數(shù)指令只需一個時鐘周期即可完成處理。CPU時鐘最高可達(dá)24MHz，能提供高達(dá)20 MIPS的處理能力，足以滿足AES、DES / 3 - DES甚至RSA等各種加密需求。電路僅需一個頻率在6MHz至12MHz之間的單晶體，另外還可選配32768 Hz子系統(tǒng)振蕩器及獨(dú)立的實(shí)時時鐘計數(shù)器，方便獨(dú)立應(yīng)用訪問RTC值。

芯片內(nèi)置64KB Flash程序存儲器、2KB用戶XRAM存儲器和256B IRAM存儲器，同時ISO7816 UART和USB接口還擁有獨(dú)立的FIFO。嵌入式Flash存儲器可在系統(tǒng)內(nèi)編程，并可通過片上熔絲鎖定，適用于開發(fā)和生產(chǎn)階段。

二、應(yīng)用場景

手持PINpad智能卡讀卡器

可通過USB、串口連接，也可獨(dú)立使用，并且符合CCID標(biāo)準(zhǔn)。無論是在商場收銀、移動支付等場景中，都能發(fā)揮重要作用。你是否在日常購物時注意過收銀員使用的智能卡讀卡器呢？它很可能就采用了類似的技術(shù)。

電子銀行

例如MasterCard CAP等應(yīng)用，保障了電子銀行交易的安全和便捷。在當(dāng)今數(shù)字化金融時代，電子銀行的安全至關(guān)重要，73S1215F能為其提供可靠的支持。

筆記本電腦和臺式機(jī)的智能卡讀卡器模塊

如ExpressCard?、USB類型，方便用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密等操作。對于經(jīng)常需要處理敏感信息的用戶來說，這是一個重要的安全保障。

數(shù)字身份識別

包括安全登錄、政府ID等應(yīng)用，為用戶提供了更加安全和便捷的身份驗(yàn)證方式。

通用智能卡讀卡器

可廣泛應(yīng)用于各種需要智能卡讀取的場景，具有很強(qiáng)的通用性。

三、優(yōu)勢分析

成本與功能的完美平衡

與競爭對手相比，73S1215F具有更大的內(nèi)置Flash / RAM和更高性能的CPU核心，能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。這對于大規(guī)模生產(chǎn)的USB連接PINpad類型應(yīng)用來說，無疑是一個巨大的優(yōu)勢。

強(qiáng)大的開發(fā)工具

提供了一套完整的EMV4.1 / USB / CCID庫，以及豐富的開發(fā)和編程工具、庫和演示板，能夠幫助工程師快速開發(fā)出符合嚴(yán)格智能卡標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并通過認(rèn)證。這對于提高開發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

四、詳細(xì)特性

80515核心

• 大多數(shù)指令僅需一個時鐘周期，CPU時鐘最高可達(dá)24MHz，處理速度快。
• 擁有64kB帶安全功能的Flash存儲器、2kB XRAM（用戶數(shù)據(jù)存儲器）和256字節(jié)IRAM，滿足數(shù)據(jù)存儲和處理需求。
• 配備硬件看門狗定時器，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

  振蕩器

• 采用單個低成本的6MHz至12MHz晶體，可選配32768 Hz晶體（帶內(nèi)部RTC）。
• 內(nèi)部PLL為系統(tǒng)各模塊提供所需的時鐘。

  中斷

• 具有標(biāo)準(zhǔn)的80C515 4優(yōu)先級結(jié)構(gòu)，有9種不同的中斷源，方便系統(tǒng)進(jìn)行靈活的中斷處理。

  電源管理

• 支持2種標(biāo)準(zhǔn)的80C515掉電和空閑模式，以及廣泛的設(shè)備掉電模式，降低功耗。

  定時器

• 包含兩個標(biāo)準(zhǔn)的80C52定時器T0和T1，以及一個16位定時器，可從32kHz時鐘生成RTC中斷。

  內(nèi)置ISO - 7816卡接口

• LDO穩(wěn)壓器為卡提供VCC（1.8V、3V或5V），完全符合EMV 4.1標(biāo)準(zhǔn)。
• 具備激活/停用序列器和輔助I/O線（C4 - C8信號），所有接口引腳具有6kV ESD保護(hù)。

  通信接口

• ISO 7816 UART支持T = 0和T = 1協(xié)議，有2個2字節(jié)FIFO用于收發(fā)數(shù)據(jù)，可配置為驅(qū)動多個外部Teridian 73S8010x接口。
• 全雙工串行接口（1200至115kbps UART）和USB 2.0全速12Mbps接口，符合PC/SC標(biāo)準(zhǔn)，有4個端點(diǎn)（控制、中斷IN、批量IN、批量OUT）。
• I2C主接口（400kbps），方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。

  人機(jī)接口和I/O

• 5x6鍵盤（硬件掃描、去抖和加擾），9個用戶I/O，最多4個可編程電流輸出（LED）。

  電壓檢測

• 模擬輸入檢測范圍為1.0V至1.5V，可用于電池電量檢測等應(yīng)用。

  工作電壓和溫度

• 工作電壓為2.7V至3.6V（USB使用時為3V至3.6V），智能卡供電為4.75至5.5V。
• 工作溫度范圍為 - 40°C至85°C，適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

  封裝

  提供68引腳QFN和44引腳QFN兩種封裝形式，方便不同的設(shè)計需求。

  軟件

• 采用兩級應(yīng)用編程接口（ANSI C語言庫），包含USB、T = 0 / T = 1和EMV兼容的智能卡協(xié)議層。
• 提供CCID參考設(shè)計和Windows?驅(qū)動，方便開發(fā)者進(jìn)行軟件開發(fā)。

五、總結(jié)

73S1215F以其豐富的功能、出色的性能和良好的成本效益，成為智能卡讀卡器應(yīng)用的理想選擇。無論是在開發(fā)階段還是生產(chǎn)階段，它都能為工程師提供強(qiáng)大的支持。在實(shí)際設(shè)計中，你是否會考慮選擇73S1215F呢？希望通過本文的介紹，能讓你對這款芯片有更深入的了解，為你的設(shè)計工作提供有益的參考。