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辽宁35选7基本走势图:智能卡通訊干擾試驗的方法經驗探析

來源:原創論文網 添加時間:2019-11-20

辽宁35选7图表 www.bfptp.com   摘    要: 智能卡的使用環境差異很大, 有的電磁兼容環境很惡劣, 既有來自電源的傳導干擾, 也有來自空間的輻射干擾。智能卡在通訊過程中受到干擾后, 除了出現通訊中斷、延時、死機等異常外, 還存在指令跑飛、寫地址變化、寫數據變化等造成數據破壞的情形, 因此, 智能卡必須具備一定的抗干擾能力。評估智能卡的抗干擾能力一般通過固定時間內再現數據破壞的數量來確定。再現智能卡數據破壞不是很容易的事情, 不是簡單地對智能卡施加外來干擾, 其中有一些經驗和訣竅。本文介紹了一些智能卡通訊中干擾的經驗和訣竅。

  關鍵詞: 通訊干擾; 指令; 釋放;

  Abstract: Smart cards are used in different environments, which may be abominable because of EMC. Smart cards are influenced not only by the transmission interference from power supply, but also by the radiation interference from space. When a smart card is disturbed in the communication process, besides communication interruption, delay, crash and other abnormalities, there are also cases of data destruction caused by command flight, address change and data change. Therefore, smart card must have certain anti-interference ability. The anti-jamming capability of smart cards is generally determined by the number of cards which reproduce data corruption per unit time. It is not easy to reappear smart card's data corruption, In order to achieve this goal, one needs not only to simply apply interference to smart card, but also to know some experience. This paper aimed to introduce some experience and knowhow for the implementation of smart card communication interference.

  Keyword: Communication interference; instruction; release;

  1、 引言

  在通訊中干擾測試過程中, 同一批次的測試卡, 在同一測試設備上, 有的卡很快出現數據破壞, 有的卡測試很長時間也不破壞, 對此現象, 我們一般以干擾的隨機性加以解釋。但有時候, 我們觀察到, 不同的測試卡, 即使施加相同的干擾, 亂碼的程度卻是不同的。這意味著, 同一批次的測試卡, 在遇到相同程度的干擾時, 進入通訊異常后跑飛的概率是不盡相同的, 這與卡片個體間等效電容和電感等因素的差異性相關。我們還發現, 不同的COS, 下載到同一測試卡上, 通訊干擾測試時亂碼的程度也是不同的。如果COS相同, 而智能卡芯片型號不同, 因硬件完全不同, 通訊干擾結果經?;岢魷終逍緣牟鉅?。

  亂碼程度不同的原因, 有智能卡芯片硬件差異的原因, 也有不同COS防護效果不同的原因, 還和電壓檢測、頻率檢測、毛刺檢測等傳感器是否打開相關。

  一般認為, 弱干擾導致數據破壞的概率肯定低, 強干擾導致數據破壞概率肯定高, 依據長期積累的通訊干擾測試經驗, 不完全是這樣。在某些通訊干擾測試再現數據破壞的實例中, 弱干擾導致數據破壞的概率反而比強干擾導致數據破壞概率高, 這說明, 通訊干擾的過程, 是相對復雜的, 與很多因素相關, 需要積累一定測試經驗和技術訣竅, 才能達到在通訊干擾中再現數據破壞的最佳效果。
 

智能卡通訊干擾試驗的方法經驗探析
 

  真實環境中出現數據破壞時, 智能卡遇到的是各種復雜的外來干擾, 而實驗室的通訊干擾測試, 并不能完全反映真實環境的干擾。因此, 在通訊干擾再現數據破壞的測試中, 要盡可能考慮到環境中的各種復雜因素, 施加環境中可能存在的有效干擾, 盡快地再現數據破壞。通過總結測試經驗和技術訣竅, 可以提高有效干擾的概率, 使實驗室的測試結果與智能卡在使用環境中的數據破壞實際概率更吻合。本文將就智能卡通訊中干擾的一些具體經驗和訣竅加以說明。

  2、 通訊干擾時干擾釋放的時機

  通訊中干擾時, 干擾釋放的最佳時機為:上電后, 通過延時開關對干擾釋放進行一段延時, 讓復位、選文件指令先執行, 等到執行寫數據指令時, 才真正釋放干擾。最佳的通訊干擾過程例如下所示:

  釋放干擾的時機如圖1所示。

  通訊干擾測試時, 對寫指令釋放干擾更能再現有效的原因是, 智能卡芯片執行寫指令時受到干擾更容易發生數據破壞。

  一條完整的寫指令包括以下部分:寫命令頭 (ins) +寫目標地址 (addr) +要寫的數據 (data) 。

  圖1 通訊干擾時釋放干擾的時機
圖1 通訊干擾時釋放干擾的時機

  當要寫的數據因為干擾產生誤碼時, 要寫的數據就會變成一個錯誤的數據, 因此在寫目標地址上寫上錯誤的數據;當寫目標地址出現誤碼時, 就會在錯誤的其他地址上寫上數據;當寫命令頭 (ins) 出現誤碼時, 可能變成別的可執行命令, 從而執行一個錯誤指令, 這時, 可能出現指令跑飛的情況。而非寫指令的目標地址和數據出錯時, 很難改寫數據。智能卡實際使用環境的數據破壞實例中, 大部分都是寫目標地址和要寫的數據發生誤碼產生數據破壞, 因此, 通訊干擾測試時一般基于循環執行寫指令進行。

  3、 判斷通訊干擾是否成功施加的基本方法

  如何判斷通訊干擾是否成功施加, 不能光看干擾程度的大小, 而是需要觀察log, 根據log的亂碼狀況來判定。如圖2所示, 當返回錯誤值或亂碼出現在寫指令時間段時, 說明干擾的時機是對的。

  圖2 精準通訊干擾
圖2 精準通訊干擾

  如圖3所示, 當返回錯誤值或亂碼出現在選目錄和選文件時間段時, 說明干擾的時機是不合適的。

  圖3 非精準的通訊干擾
圖3 非精準的通訊干擾

  4 、干擾波形的選取

  對于干擾波形的選取, 也不是干擾越強越好, 具體要看是否對芯片的通訊過程造成有效干擾。

  如圖4和圖5所示, 強干擾造成了芯片復位失敗, 卻使芯片因未能成功復位而未進入工作狀態, 顯然難以造成數據破壞。

  圖4 強干擾通訊干擾波形
圖4 強干擾通訊干擾波形

  圖5 強干擾造成的復位失敗
圖5 強干擾造成的復位失敗

  如圖6和圖7所示, 由于弱干擾明顯未引起芯片指令執行異常, 這種情況也很難造成數據破壞。

  圖6 弱干擾通訊干擾波形
圖6 弱干擾通訊干擾波形

  圖7 弱干擾未造成通訊指令異常
圖7 弱干擾未造成通訊指令異常

  選取干擾波形的另外一個原則是, 對于干擾敏感的芯片, 選擇弱干擾波形, 對于干擾不敏感的芯片, 選擇強干擾波形。芯片本身是否對干擾敏感, 和芯片硬件的濾波能力、傳感器是否打開以及軟件的防護措施相關。如同一款芯片, 當打開了傳感器, 可以選擇弱干擾波形, 便可以成功地進行干擾, 如果強行施加強干擾波形, 可能直接造成芯片頻繁復位, 未成功進入指令工作狀態。當關閉傳感器后, 芯片可能對干擾不再敏感, 此時, 可以施加強干擾, 進行再現數據破壞失效的通訊干擾測試。

  5、 通訊干擾測試中的其它經驗和訣竅

  1) 通訊干擾測試前, 要對測試樣品的電性進行測試, 通訊干擾測試后, 要再次確認測試樣品的電性。如果通訊干擾測試后樣品的電性發生了變化, 則判斷出現了硬件破壞, 此次通訊干擾測試視為無效。

  2) 通訊干擾的強度不僅僅和毛刺的尖峰電壓值相關, 還和毛刺的瞬時電流值相關, 使用瞬變脈沖群干擾時, 要特別注意瞬時電流的設置引起干擾效果的不同。

  3) 通訊干擾測試時, 從干擾器出來的干擾波應直接施加在智能卡芯片的VCC和GND, 盡可能不使用延長線或延長板。因為干擾未直接加到智能卡芯片上時, 會弱化通訊干擾的效果。

  4) 要提高通訊干擾測試的失效再現成功率, 干擾測試中, 要使測試卡不停循環保持一種在正常工作中突遇異常干擾的狀態。

  6、 結論

  本文從通訊干擾釋放時機、干擾有效性判斷、干擾波形選取等方面, 詳細介紹了智能卡通訊中干擾的具體經驗和訣竅, 掌握了這些經驗和訣竅, 就能夠提高通訊中干擾測試的失效再現成功率, 保證通訊干擾的有效性。

  參考文獻

  [1]IEC 61000-4-4-2004 electromagnetic compatibility test and measurement technology electrical fast transient pulse immunity test.

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