CN202102425U - 一种接口转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接口转换装置，用于实现智能卡接口到存储卡接口的转换，包括用于连接智能卡接口终端的智能卡转接口、用于连接存储卡的存储卡接口、主控制器以及电源转换模块；主控制器与智能卡转接口和存储卡接口分别连接，用于对接收到的智能卡接口终端发出的第一操作命令进行格式变换得到第二操作命令并发送给存储卡；以及将接收到的存储卡对第二操作命令的处理结果回送给智能卡接口终端；电源转换模块与智能卡转接口和存储卡接口分别连接，用于从智能卡接口终端上取电并进行电压变换从而为接口转换装置供电。应用本实用新型，在智能卡的接口终端上，能够对存储卡进行读写访问，从而扩展了存储卡的应用范围。

Description

一种接口转换装置

技术领域

本实用新型涉及转换装置，具体而言，尤其涉及一种接口转换装置。

背景技术

智能卡(Smart Card)是一种内嵌有集成电路(IC)芯片的便携式卡片，它包含微处理器、I/O接口及存储器，提供了数据的计算、访问控制及计算功能。智能卡分为接触式智能卡和非接触式智能卡，其中，接触式智能卡遵循ISO/IEC7816国际标准。随着经济的快速发展，智能卡的用途日益扩增。其中，智能卡的一个重要用途是用在电信领域，比如用于手机的SIM卡。而智能卡的另一个重要用途则是用在金融领域，比如银行发行的IC卡。随着银行卡EMV的迁移，IC卡将会逐步取代磁条卡，这无疑是扩大了IC卡的应用范围。智能卡的广泛应用，使得越来越多的终端支持ISO/IEC7816接口，比如POS机(Point of Sale)、PC/SC读卡器、ATM机等。

数字安全SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地应用于便携式装置上，例如手机、数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。大小犹如邮票的SD卡拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。

随着互联网和电子商务的高速发展，网上银行、电子政务等应用广泛涉入人们的生活中。在使用这些应用的过程中，人们逐步意识到个人信息的安全越来越重要，因此，对个人信息的要求也越来越高。而随着人们对个人信息安全要求越来越高，智能SD卡开始暂露头角。它基于SD卡的技术，是一种借助硬件认证身份的SD卡，该种SD卡能够从根本上解决信息安全问题。

虽然目前市场上有很多SD卡接口的读卡器，但是大多是采用USB接口转SD卡接口，这样在有USB设备的终端上比较方便。然而在一些信息安全要求非常高的领域，USB接口终端设备的使用并不普及，比如银行会更多采用遵循ISO/IEC7816协议的接口终端。如此则使得在现有的智能卡接口终端上无法对SD卡进行访问。

由此可见，现有技术还存在一些不足，还需要改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种接口转换装置，利用该接口转换装置，可以在现有的智能卡接口终端上对存储卡进行读写访问。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种接口转换装置，用于实现智能卡接口到存储卡接口的转换，包括用于连接智能卡接口终端的智能卡转接口、用于连接存储卡的存储卡接口、主控制器以及电源转换模块；所述主控制器与所述智能卡转接口和所述存储卡接口分别连接，用于对接收到的所述智能卡接口终端发出的第一操作命令进行格式变换得到第二操作命令并发送给存储卡；以及将接收到的所述存储卡对所述第二操作命令的处理结果回送给所述智能卡接口终端；所述电源转换模块与所述智能卡转接口和存储卡接口分别连接，用于从所述智能卡接口终端上取电并进行电压变换从而为所述接口转换装置供电。

在本实用新型的一种实施例中，所述主控制器内的固件包括智能卡接口通信单元，命令转换单元以及存储卡接口通信单元；所述智能卡接口通信单元用于接收智能卡转接口转发出的第一操作命令并传送至所述命令转换单元；所述命令转换单元用于将所述第一操作命令进行格式变换，得到所述第二操作命令并传送至所述存储卡接口通信单元；所述存储卡接口通信单元通过所述存储卡接口将所述第二操作命令传送至所述存储卡，并将所述存储卡对所述第二操作命令的处理结果依次通过所述命令转换单元、智能卡接口通信单元、智能卡转接口回送给所述智能卡接口终端。

在本实用新型的一种实施例中，所述智能卡接口终端为遵循ISO/IEC7816协议的接口终端，所述智能卡接口通信单元为遵循ISO/IEC7816协议的通信单元。

在本实用新型的一种实施例中，所述存储卡为数字安全卡。

在本实用新型的一种实施例中，所述命令转换单元用于将所述第一操作命令转换为SDC格式的所述第二操作命令。

在本实用新型的一种实施例中，所述存储卡接口通信单元为遵循SD卡协议的通信单元，所述存储卡接口通信单元支持SD模式和SPI模式。

由于采用了以上技术方案，使本实用新型具备的有益效果在于：通过智能卡转接口将智能卡接口终端发出的第一操作命令传送至主控制器，并利用主控制器对操作命令进行格式变换，转换为存储卡能够处理的第二操作命令；主控制器通过存储卡接口将第二操作命令传送至存储卡，以及接收存储卡对第二操作命令的处理结果，并通过智能卡转接口将处理结果回送给智能卡接口终端。利用本实用新型，在现有的信息安全要求高的智能卡的接口终端上，能够对存储卡进行读写，从而扩展了存储卡的应用范围。例如银行就可以利用本实用新型，在现有的智能卡的接口终端上，实现存储卡的快速发放，既节约了成本，又提高了发卡效率。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的转换装置的硬件结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的主控制器的功能单元示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1所示的为本实用新型一种实施例的转换装置的硬件结构示意图。由图可知，该种接口转换装置，用于实现智能卡接口到存储卡接口的转换，包括智能卡转接口1，主控制器2，存储卡接口3以及电源转换模块4；其中，智能卡转接口1用于连接智能卡接口终端；主控制器2与智能卡转接口1和存储卡接口3分别连接，具体地，主控制器2通过智能卡转接口1接收智能卡接口终端10发出的第一操作命令并对该第一操作命令进行格式变换，得到存储卡能够处理的第二操作命令；主控制器2还通过存储卡接口3将第二操作命令发送给存储卡20，并将接收到的存储卡20对第二操作命令的处理结果通过智能卡转接口1返回给智能卡接口终端10；电源转换模块4与智能卡转接口1和存储卡接口3分别连接，具体地，电源转换模块通过智能卡转接口1从智能卡接口终端10上取电并进行电压变换，从而为整个接口转换装置供电，进而保证了第一、第二操作命令的正常传送。由此可见，智能卡转接口1的主要作用是将智能卡接口终端10发出的第一操作命令转接到接口转换装置上，保证智能卡接口终端10与主控制器2的正常通信。而存储卡接口3主要是用于实现接口转换装置与存储卡20之间的通信。主控制器作为接口转换装置的CPU，主要负责智能卡接口与存储卡接口这两种接口命令格式的转换，即接收操作命令并进行格式变换，将其转化为存储卡能够处理的命令格式，并将其传送至存储卡。电源转换装置的主要作用是进行电压变换，这是因为智能卡接口所需的电压与存储卡接口所需的电压不一样的，因此，需要进行电压转换，从而保证智能卡接口终端与存储卡之间正常的命令交互。利用该接口装换装置，在现有的智能卡接口终端上，就可以支持存储卡的读写；

如图2所示，在本实用新型的一种实施例中，主控制器2包括智能卡接口通信单元21，命令转换单元22以及存储卡接口通信单元23；智能卡接口通信单元21用于接收智能卡转接口1转发出的第一操作命令并传送至命令转换单元22；命令转换单元22用于将第一操作命令进行格式变换，得到第二操作命令并将第二操作命令传送至存储卡接口通信单元23；存储卡接口通信单元23通过存储卡接口3将第二操作命令传送至存储卡20，并将存储卡20对第二操作命令的处理结果依次通过命令转换单元22、智能卡接口通信单元21、智能卡转接口1返回给智能卡接口终端10，从而实现了智能卡接口终端与存储卡之间的信息交互。主控制器作为接口转接装置的处理器，能够将第一操作命令转换为存储卡能够处理的第二操作命令，从而保证智能卡接口终端与存储卡之间的命令交互的正常进行。

在一种实施例中，智能卡接口终端为遵循ISO/IEC7816协议的接口终端，该种接口终端广泛用于对信息安全要求高的领域，如银行等，并且智能卡接口通信单元为遵循ISO/IEC7816协议的通信单元。如此，则使得智能卡接口终端发出的第一操作命令能够顺利地转接到接口装置上。实际上，该第一操作命令具体为APDU命令，由于智能卡接口终端遵循ISO/IEC7816协议，因此APDU命令也是按照ISO/IEC7816协议的命令格式发送的。

在实施例中，存储卡具体为数字安全卡，即SD卡，当用在银行领域时，基于对用户信息安全的考虑，可以选择智能SD卡；命令转换单元将ADPU命令转换为第二操作命令，第二操作命令的命令格式具体为存储卡能够处理的SDC格式，即第二操作命令为SDC格式定义的APDU命令。并且存储卡接口通信单元为遵循SD卡协议的通信单元，可以支持SD模式和支持SPI模式，存储卡接口具体可以选择卡座。通过以上设计，使得在遵循ISO/IEC7816协议的接口终端上，通过该接口转换装置，能够对数字安全卡进行读写访问。这样，一方面不仅规避掉了现有技术中智能卡接口终端与存储卡接口之间不能进行信息交互的问题。而从另一方面来说，也促进了SD卡的广泛应用，尤其是智能SD卡在信息安全要求较高的金融领域的普及。

实施例1：

智能卡接口终端10通过智能卡转接口1向接口转换装置发送APDU命令。接口转换装置的主控制器2内的智能卡接口通信单元21作为主控制器的从设备，接收来自智能卡转接口1的APDU命令，并传送至命令转换单元。命令转换单元将ADPU命令转换为SDC格式定义的APDU命令并由存储卡接口通信单元通过卡座发送给智能SD卡，智能SD卡回送对该SDC格式的APDU命令的处理结果给主控制器2，并通过智能卡转接口1回送给智能卡接口终端10。而电压装换模块4通过智能卡转接口1，将来自智能卡接口终端10的电源VIN经过电压变换为VCC作为整个接口装换装置的电源。如此，则实现了在现有的智能卡的接口终端上，实现了对智能SD卡的读写访问。需要说明的是，该接口转换装置，在现有的智能卡接口终端上，可以实现对多有SD卡的读写访问，并不限于智能SD卡。

下面，详细介绍主控制器内的智能卡接口通信单元，命令转换单元以及存储卡接口通信单元的工作流程。

智能卡接口通信单元：

智能卡接口通信单元是作为主控制器的从设备存在，根据ISO/IEC7816协议，智能卡接口通信单元需要在RST管脚被拉低400至4000个时钟周期给主控制器一个复位应答信号，复位应答信号的格式由ISO/IEC7816协议给出。复位信号主要包括电平逻辑的约定，时钟频率转换和比特率校正因子，以及传输协议。给出复位应答之后，智能卡接口通信单元开始接收第一个字节，若接收到的字节为0xff，表明主要需要进行PPS传输修改通信速率，智能卡接口通信单元继续接收剩余的PPS字节，并将接收到的PPS数据发送给智能卡接口终端，表明接收通信速率修改，之后根据PPS的第二个字节修改波特率，并且开始等待接收智能卡接口终端发送的APDU命令，然后将APDU传送至命令转换单元转成SDC格式定义的ADPU命令。若复位应答之后收到的第一个数据不是0xff，表明不需要进行PPS通信，则直接接收APDU命令。智能卡接口通信单元的具体工作流程如下：

1、配置遵循ISO/IEC7816协议的智能卡接口通信单元，设置波特率为9600bps；

2、上电后在400至4000个时钟周期之内发送复位应答字；

3、接收第一个字节，若是0xff跳转到4，若不是跳转到6；

4、接收另外的PPS数据，并将接收到的PPS数据发送给智能卡接口终端；

5、根据接收到的PPS数据，设置智能卡接口通信单元的波特率；

6、开始接收APDU命令，并将APDU命令传送给命令转换单元，等待接收返回结果；

7、将接收到的结果返回给智能卡接口终端。

存储卡接口通信单元：

虽然SD卡协议包括两种模式，即SD模式和SPI模式。但由于市场上的主流主控芯片支持SPI接口比标准SD卡接口多，因此本实用新型采用SPI模式作为一个具体的实施范例来进行详细的说明。

存储卡接口通信单元主要作用是与SD卡进行通信，并将命令转换单元23转换后的命令写入SD卡指定的扇区，并读取处理结果。由于SD卡在上电时默认采用的SD模式的通信，若需要采用SPI模式进行通信，则需要做一定的初始化。按照SD卡协议SPI模式的初始化过程如下：

01、配置存储卡接口通信单元，设置波特率小于400Kbps；

02、延迟74个Clock；

03、发送复位命令CMD0，循环接收SD卡的响应直至返回0x01表明卡进入idle状态，或者超时表明初始化失败；

04、循环发送CMD55+ACMD41直到返回0x00表明卡进入ready状态，SPI模式初始化成功，或者超时表明初始化失败；

05、设置读写block大小为512字节；

06、设置存储卡接口通信单元的波特率为10Mbps；

07、等待接收命令转换单元送入的符合SDC格式的APDU命令；

08、发送接收到的APDU命令到SD卡的指定地址；

09、等待接收SD卡返回的处理结果(从SD卡的指定地址读取)；

10、将返回结果送入命令转换单元进行转换。

命令转换单元：

由于通过SPI模式对SD卡的读写是以块为单位进行操作的，一般块的大小设置为512字节，而通过智能卡接口终端送入的ISO/IEC7816APDU命令和需要返回的结果都未达到512个字节。因此为了保证APDU命令能正确的送给存储卡并且从存储卡读取的返回结果能正确地返回给智能卡接口终端，需要设计一个命令转换单元，对数据进行解析转换。其主要功能是：

1、将智能卡接口通信单元接收的APDU命令转换成存储卡能识别的512个字节；

2、将存储卡接口通信单元接收到的512个字节转换成智能卡接口终端能识别的返回结果。

本实用新型可以实现支持ISO/IEC7816智能卡接口终端到SD卡接口的转换，使得在现有的智能卡的接口终端上能够对SD卡进行读写访问。比如银行可以利用本实用新型在现有的发卡终端设备上实现智能SD卡的快速发卡，这样既节约了成本，又提高了发卡效率。随着智能SD卡的逐渐普及，在金融、安全、支付等领域本实用新型会得到更加广泛的使用。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种接口转换装置，用于实现智能卡接口到存储卡接口的转换，其特征在于，包括用于连接智能卡接口终端的智能卡转接口，用于连接存储卡的存储卡接口、主控制器以及电源转换模块；所述主控制器与所述智能卡转接口和所述存储卡接口分别连接，用于对接收到的所述智能卡接口终端发出的第一操作命令进行格式变换得到第二操作命令并发送给存储卡；以及将接收到的所述存储卡对所述第二操作命令的处理结果回送给所述智能卡接口终端；所述电源转换模块与所述智能卡转接口和存储卡接口分别连接，用于从所述智能卡接口终端上取电并进行电压变换从而为所述接口转换装置供电。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储卡为数字安全卡。 

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