Ana Sayfa

Eski Sayılar

Sektörden

Kısa-Çeşit

Etkinlikler

Bankalarımız

E-Posta

Reklam Tarifesi

Okuyucu Profili

Abonelik

Künye

AKILLI KART TEKNOLOJİSİ

Geçen sayıdan devam

ISO 7816 Kısım 2 – Kontak yerleşimleri ve minimum ölçü

Standardın bu kısmında anlaşmaya ulaşmak için çok çaba sarf edildi. Akıllı kartların Fransa’daki ilk uygulamalarında, manyetik bantlar ISO 7811’de tarif edilenin dışında daha ziyade kartın ortalarında yer almaktaydı. Ne yazık ki Fransız çipinin pozisyonu ISO manyetik bant tarifi ile çakışıyordu. Sonuç olarak bir geçiş döneminden sonra (1990 sonu) IC konnektörünün pozisyonu kartın sağ üstü olarak belirlendi. Bu pozisyon kartın uzunlamasına eksenine daha yakındı.

Kartın hangi yüzüne konnektörün yerleştileceğine karar vermede başka problemler yaşanacaktı. Standardın yayınlanmasının gecikmesine engel olmak için kartın hem ön yüzüne hem de arka yüzüne yerleştirilmesine olanak tanıyan iki opsiyona izin verildi. Bu anomali rahatsızlık yarattı ve şu an için yaygın bir şekilde konnektörün kartın ön yüzünde olması konusunda mutabık kalındı. Bu amaçla kartın arka yüzü manyetik bant yüzü olarak tarif edilir. Kabartma yapma yeri olarak kartın ön yüzü belirlenir ve böylece IC könnektör de aynı yüzde olur. Bu yerleşimler şekil-1’de görüldüğü gibidir.

Elektronik Sinyaller ve İletişim Protokolleri

IC kartın elektronik nitelikleri ve transmisyon karakteristikleri aralarında çalışılabilirliğin temelini oluşturur. Bu spesifikasyonlar ISO tarafından 7816 standardının üçüncü bölümü olarak belirlenir. Bu standart T=1 transmisyon protokolü ve protokol tipi seçimi (PTS = Protocol Type Selection) nin yeniden gözden geçirilmesi önerisi konularında bir düzeltme ile karşı karşıyadır. Düşünülen belli başlı konular şunlardır:

·         Elektriksel karakteristikler

·         Karakter transmisyonu

·         Reset cevap (ATR = Answer to reset)

·         T=0 transmisyon protokolü

·         T=1 transmisyon protokolü

·         Protokol tipi seçimi (PTS = Protocol Type Selection)

Şimdi her bir konuyu sırasıyla inceleyelim:

IC Kartın elektriksel karakteristikleri

Daha önceden, bu yazının başında, IC konnektörünün pozisyonunu ve tarifini tartışmış ve sekiz kontaktan halen belirlenmiş altı adet kontağın tarifini yapmıştık:

·         VCC güç kaynağı

·         GND toprak yada referans voltajı

·         CLK saat

·         VPP programlama voltajı

·         RST reset sinyali

·         I/O seri giriş/çıkış

Güç kaynağı (VCC)

IC için güç kaynağı 4.75 volt ile 5.25 volt arasında ve en çok 200mA akım tüketimi olacak şekilde belirlenir. Bu her iki parametrenin de sorunları vardır. Yeni çip üretme teknikleri mikron altı değerlere yöneliyorlar, 0.8um ticari olaral halen mevcut ve 0.5um çok uzakta değil. Bu çipler, daha düşük akım çekecek olan 3 voltluk bir kaynaktan çalışabilirler. Kart alıcı cihazların (CAD = card acceptor devices) çoğu ISO standardının belirlediği 5 voltta çalışırlar.

200mA akım tüketimi, özellikle de portatif olan ve batarya ile çalışan modern elektronik cihazlar için epeyce yüksektir. IC kartlarının çoğunluğu 10mA ile 20mA arasında ( 3.58MHz’de) enerji tüketirler. ETSI (European Telecommunications Institute), kendi standartlarını geliştirirken oldukça çok sıkı bir spesifikasyon belirledi: normal kullanımda en çok 20mA, portatif cihazlarda en çok 10mA. Daha sonra uyku modu kuramını da belirledi ki bu IC çipinin içinde barınabileceği, en çok 200mA enerji tüketimi ile uçucu bellek içeriğini koruyan, ortada olmayan/gizil bir mod olmaktadır.

Saat Sinyali

Entegre devrelerin dahili mantığı çalıştıran kendi saat devreleri olmalarına rağmen, pratikte IC çiplerinin çoğu bir arayüz cihazı tarafından bir harici saat ile donatılırlar. Şuna dikkat edilmesi gerekir ki I/O hattı üzerindeki seri iletişimin hızı etkin bir şekilde bu saatin frekansı tarafından belirlenir. ISO standardı en yaygın iki frekansın kullanılmasından yanadır: 3.579545MHz ve 4.9152MHz. İlk adı geçen frekans en yaygın olarak kullanılanıdır (NTSC renk alt taşıyıcı frekansı) ve 9600 bit/sec seri haberleşme hızı üretmek için 372 saat bölücüden doğar. Diğer frekansın ise 9600 bit/sec seri haberleşme hızını başarmak için basit bir 512 bölücüsü vardır.

Programlama voltajı VPP

Bu sinyal, uçucu olmayan hafızaya yazma olanağı sağlamak için gerekli olan yüksek voltajı sağlamak amacıyla tasarlanır. Popüler IC’lerin çoğu EEPROM hafıza kullanırlar ve gerekli olan yüksek voltaj çip üzerindeki şarj kompresörü ile elde edilir. EPROM hafıza tipi ise IC konnektör üzerinde dahili olarak sağlanan yüksek voltajı (genelde 12.5V veya 21V) gerektirir. Geçmişte, yanlış programlama voltajı sağlayan terminallerle, bir dereceye kadar sert sonuçları olan bazı sorunlar yaşanmıştır. Bu sepepten ve tekrar yazılabilir bir hafızaya sahip olmanın mükemmel avantajlarından dolayı, şu ana kadar IC kart uygulamalarında EEPROM hafıza en popüler hafıza tipi olmuştur ve yine bu yüzdendir ki VPP’nin rolü giderek azalmaktadır.

Reset sinyali

Reset sinyali arayüz cihazı tarafından sürülür ve IC ROM içindeki programı çalıştırmak için kullanılır. ISO standardı üç yeniden reset modu belirler: dahili reset, aktif zayıf reset ve eş zamanlı yüksek aktif reset. Mikro işlemci IC’lerin çoğu aktif zayıf reset modu kullanarak çalışırlar. Eş zamanlı çalışma modu, telefon uygulamalarında olduğu gibi  çoğunlukla hafıza kartı IC’leri ile karşılanır.

IC’nin olasılılıkla görebileceği zararı en aza indirmek amacıyla aktivite ve deaktivite için işlemlerin sırası belirlenir. Özellikle de uçucu olmayan hafızanın (EPROM veya EEPROM) elde olmayan bozulma durumları engellenmelidir. Arayüz cihazı için aktivite sırası aşağıdaki gibi belirlenir:

·         RST zayıflatma

·         VCC uygulama

·         I/O’yu alım moduna koyma

·         VPP’yi serbest moda koyma

·         Saat uygulama

·         RST yükseltme (aktif zayıf reset)

Arayüz cihazı için IC deaktivite sırası aşağıdaki gibi belirlenir:

·         RST zayıflatma

·         Saat zayıflatma

·         VPP’nin deaktivitesi

·         I/Oyu zayıf hale koyma

·         VCC’nin deaktivitesi

Seri giriş/çıkış (I/O)

ISO standardı, IC ve  arayüz cihazı arasındaki veri değişimi için tek bir hat belirler. Bu, şu anlama gelir: IC’nin veri iletiyor ya da alıyor durumuna bağlı olarak bu hat yön değiştirmelidir. Pratikte bu bir anda olamaz ve “line turnaround time = hat geri dönüş süresi” deyimi ile genelde modem dünyasında karşılaşılır. Transmisyon protokolü hattı tersine çevirme gereksinimini göz önüne almalıdır.

Karakter Transmisyonu

Mikroişlemcili IC kartlarının çoğunun çalıştırdığı transmisyon karakteristikleri asenkronize yarım dubleks operasyon moduna dayanır. T=0 iletişim protokolünde, bu, T=1 protokolü bir blok operasyon modunu belirlerken baytların transmisyonunu gerektirir. Seri iletişimin tek bir çip konnektörü kullanımı ile çalıştırıldığını gözlemlemiş olmamıza rağmen, veri transmisyonunun yönü IC kartının veya arayüzün veri transmisyonu yapıyor olmasına bağlı olarak değişmelidir. Aynı anda her iki yönde de transmisyonun yer alabileceği tam dubleks operasyonu için iki sinyal konnektörü gerekeceğinden dolayı, bundan yarım dubleks iletişim olarak bahsedilir.

Asenkronize transmisyon tipi kişisel bilgisayarlarda rastlanılan seri RS232C konnektörü tarafından kullanılana benzer. Hemde PC tam dubleks modunda çalıştığı halde. Tek bir karakterin transmisyonu (8 bit olarak tarif edilir) aşağıdaki gibi bir çok bit gerektirir:

·         Başlama biti (karakter çatısı eşzamanlaması için kullanılır)

·         Eşitlik biti (hata belirlemek için)

·         Guardtime (karakterler arası ayrılma)

Reset’e cevap (ATR = Answer to reset)

Arayüz cihazı tarafından reset sinyalinin uygulanmasından sonra, IC kartı reset’e bir cevapla karşılık verir.  Reset sinyalinin yükselen kenarından sonra IC, aktif zayıf reset modu için 400 ile 40,000 saat devri arasında bir karşılık vermelidir. Reset’e cevap en çok 33 karakterdir (başlangıç karakteri dahil) ve 5 alandan oluşur:

·         Başlangıç karakteri (TS)

·         Format karakteri (T₀)

·         Arayüz karakterleri (TA₁, TB₁, TC₁, TD₁)

·         Tarihsel karakterler (T₁, T₂….TK)

·         Kontrol karakteri (TCK)

Bu alanların her biri şekil3’de gösterilen sırada gönderilir. Başlangıç karakteri olan TS, data transmisyon oranını belirlemek (auto baud rate sensing) ve aynı zamanda mantık duyumunu (kontrolünü) belirlemek için gönderilebilen gerçek bir bit senkronizasyonu örneğidir. TS karakterinin formatı şekil4’de görülebilir.

Bu, doğrudan ve tersine iki düzen olasılığına işaret eder. Mantık seviyesi 1’in boşluk veya zayıf durumda olduğu tersine düzende en önemli bit ilk olarak nakledilir. Mantık seviyesi 1’in işaret veya yüksek durumda olduğu tersine düzende en önemsiz bit ilk olarak nakledilir. Bu, şu anlama geliyor: uygun mantık kontrolünün seçimi tersine düzen için ‘3F’ olarak, ve doğrudan düzen için ‘3B’ olarak hexadecimal kodlama biçiminde yorumlanan başlangıç karakteri ile sonuçlanacaktır.

Format karakteri olan T₀, geride kalan reset’e cevap karakterlerini yorumlamada gerekli olan bilgiyi sağlar. En önemli 4 bit, TA₁, TB₁, TC₁ ve TD₁’in varlığını belirlemek için bir bitmap kullanır. Örneğin, en önemli bit (b8) kurulursa o zaman TD₁ arayüz karakterleri arasında mevcuttur. Benzer şekilde TC₁’in varlığı ‘b7’ nin durumu ile belirlenir.

En az önemdeki T₀ format karakterinin 4 biti tarihsel alandaki bitlerin sayısını (binary encoded) verir. 4 bit kullanımı, tarihsel karakter alanının maksimum hacmini 15 bayta sınırlar.

Arayüz karakterleri (TA₁, TB₁, TC₁, TD₁) reset’e cevabın karmaşık kısmıdır. Bunlar, mevcut haberleşme protokolüne ilişkin bilgiyi, programlama voltajını ve EPROM için geçerli parametreleri taşırlar. Halen, belirsizlikleri ortadan kaldırmak ve protokol tipi ve protokol parametrelerini değiştirmek için etkin bir çalışma metodu sağlamak amacıyla ISO 7816-3’e bir revizyon önerisi vardır. Karmaşıklığın çoğu, T=0 haberleşme protokolünün ticari uygulaması ile geriye doğru uyumluluk kazanmak arzusundan doğar. Çok protokollü çalışma bir ölçüde seyrekken, günümüzde T=0 veya T=1 haberleşme protokolünü çalıştıran uygulamalar vardır. Standart için önerilen revizyon bu durumu değiştirebilir. Burada, bu önerilen revizyona karşın arayüz baytlarını tartışacağız, ancak unutulmamalıdır ki bu tavsiyeler sadece öneri niteliğindedir. Arayüz baytları (opsiyonel) şekil 5’te görüldüğü gibidir.

T₀ ve TD₁ karakterleri, TA₁, TB₁, TC₁, TD₁ varlığına işaret eden bitmapları ihtiva ederler. TA₁, TB₁, TC₁ ve TB₂ karakterleri global arayüz baytları olarak anılırlar ve kartın çalışmasında çok önemli bir yere sahiptirler.

TA₁, seri transmisyonun temel karakterlerini belirler, FI saat salınım miktarı düzenleme faktörüdür ve DI ise bit hızı ayarlama faktörüdür. F ve D’nin asıl değerlerini kazanmada standart içinde arz edilen tablolara karşı mukayese edilen ikili sistemle kodlanmış alanlar aşağıdaki gibi belirlenir:

Work etu = 1 / D x F / f sec

Bir etu (elementary time unit = temel zaman ünitesi) nominal bit süresidir ve karakter çatısında kullanılır. Böylece, daha önce tarif edildiği üzere, bir karakter çatısı 12 etu'ya eşittir (1 start etu, 8 data etu, 1 parity etu, 2 guard time etu).

372’nin F’i ve 1’in D’si için bir değer vermek amacıyla tabloda belirtilen F₁  ve D₁  için varsayılan değerler 1’dir. Bundan dolayı çalışma ve başlangıç etu’ları aynıdır. Bu varsayılan değerlerde saat frekansı 1-5 MHz arası olmalıdır.

TB₁, EPROM programlama voltajı ve akımını belirlemede kullanılır. II ve PI₁değerleri I’nın mA ve P voltajları değerlerini elde etmek için tablolara karşı kullanılır. Şuna dikkat edilmelidir ki TB₁  yüksek granülariteli voltaj programlama için kullanılır (5 bit yerine 8 bit). TC_1, ardışık karakterler arasında kullanılan ekstra guard time’ı belirleyen N’nin değerini sağlar. N, 0-254 etu dağılma aralığında olabilir. N, 254 etu’ya eşit olduğunda bu en az guard time’ın (T için 2 etu = 0 ve T için 1 etu=0) kullanılacağına işaret eder. Daha önce değinildiği gibi T=0 haberleşme protokolü, parite hatası kontrolu ve yürütülecek sinyalleşmeye olanak tanımak için ekstra guard time gerektirir.

TD₁, protokol tipi TDI’yı 0-15 arasında olarak işaret eder,

·         T=0        Asenkronize yarım dubleks bayt transmisyonu

·         T=1        Asenkronize yarım blok transmisyon

·         T=2/3     Ful dubleks operasyon için rezerve

·         T=4        Yükseltilmiş yarım dubleks bayt transmisyonu için rezerve

·         T=5..13  İleri kullanım için rezerve (RFU=Reserved for further use)

·         T=14      ISO’suz protokoller 

·         T=15      İlerideki genişleme için rezerve

Not: Japonya, T=14’ü ulusal blok asenkronize protokol için kullanmaktadır.

TD₁  baytı aynı zamanda TA₂, TB₂, TC₂, TD₂ nin varlığını belirten bir bitmap’de ihtiva eder.

Önerilen revizyon, haberleşme protokolleri ve parametreleri seçiminde önemli bir rol oynayan TA₂ arayüz baytı için yeni bir kullanımı belirler. Bunu haberleşme bölümünde tekrar ele alacağız.

Tarihsel Karakterler

Tarihsel karakterler kartın kullanma süresine ilişkin bilgiyi nakletmek için kullanılabilir. Bunun dışında başka olasılıklarda vardır ve karakterlerin kullanımı halen anlaşma aşamasındadır. Bu konu, ISO 7816’nın ileride çıkacak 4ncü kısmının konusu olarak düşünülmektedir.

Kontrol Karakteri (TCK)

Reset’e cevap vermede sadece T=0 protokolü belirlendiğinde kontrol karakteri gönderilmemelidir. Bütün diğer hallerde TCK ATR’nin son karakteri olarak gönderilir. Kontrol karakteri öyle hesaplanır ki, T₀’dan TCK’ya kadar olan tüm baytların özel OR’I dahil olmak üzere sıfıra eşittir.

---------------------------

Son 

(Gelecek sayıda devam edecek)