Cu接口技术要求第1部分：物理、电气和逻辑特性1.doc

YD/T 1762.1-2008 TD-SCDMA/WCDMA网通用用户识别模块(USIM)与终端间Cu接口技术要求第1部分：物理、电气和逻辑特性_1TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块(USIM)与终端间Cu接口技术要求第1部分：物理、电气和逻辑特性1范围本部分规定了USIM-ME (Cu)接口的物理、电气和逻辑特性。具体内容包括USIM的物理特性、USIM和终端间的电气接口、初始通信的建立以及传输协议、USIM逻辑结构基础模型、通信命令和程序以及独立于应用的文件和协议等。本部分适用于TD-SCDMA移动通信终端和TD-SCDMA移动通信终端所使用的USIM卡，也适用于WCDMA移动通信终端和WCDMA移动通信终端所使用的USIM卡。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。ETSI ETSI TS 123 038数字蜂窝通信系统（阶段2+）：通用移动通信系统(UMTS):字母表和特定语言信息(3GPP TS 23.038 Release 4)ETSI TS 102 223智能卡；卡应用工具箱(CAT)ETSI TS 101 220智能卡，用于通信应用提供商的ETSI编号系统ITU-T Recommendation E118国际电信支付卡ISO/IEC 7816-1识别卡带触点的集成电路卡第1部分：物理特性ISO/IEC 7816-2识别卡带触点的集成电路卡第2部分：触点的尺寸和位置ISO/IEC 7816-3识别卡带触点的集成电路卡第3部分：电信号和传输协议ISO/IEC 7816-4识别卡带触点的集成电路卡第4部分：用于交换的行业间命令ISO/IEC 7816-5识别卡带触点的集成电路卡第5部分：应用标识符的国家编号体系和注册规程ISO/IEC 7816-6识别卡带触点的集成电路卡第6部分：行业间数据元ISO/IEC 7816-8识别卡带触点的集成电路卡第8部分：与安全相关的行业间命令ISO/IEC 7816-9识别卡带触点的集成电路卡第9部分：附加的与安全相关的行业间命令ISO/IEC 7811-1识别卡记录技术第1部分：凸印ISO/IEC 7811-3识别卡记录技术第3部分：ID-I卡片凸饰特性定位ISO/IEC 7810识别卡物理特性ISO/IEC 10646-1信息技术-信息技术通用多八位编码字符集(UCS)第一部分：体系结构和基本多文种平面此处需声明，以上3GPP和ETSI相关条文的版本均为R4版本。3 定义、符号、缩略语和编码协定3.1 定义下列定义适用于本部分：3V技术的智能卡：操作在3V10%和5V10%的电压下的智能卡。1.8V技术的智能卡：操作在1.8V10%和3V10%的电压下的智能卡。3V技术的终端：在3V10%和5V10%的电压下操作智能卡一终端Cu接口的终端。1.8V技术的终端：在1. 8V10%和3V10%的电压下操作智能卡一终端Cu接口的终端。ADM: EF的访问条件，其受控于创建该文件的权限。应用DF:一个应用的入口点。访问条件：一组与文件相关的安全属性。应用：包含一组安全机制、文件、数据和协议（除了传输协议）。注：一个应用可以是第一级应用，也可以是第二级应用。应用协议：一组应用所要求的程序。卡会话：卡与外部世界间的联络，它开始于一个ATR，结束于卡的复位或去激活。信道会话：在卡会话期间，在给定信道上，卡与外部世界的联络。它开始于打开逻辑信道，结束于关闭逻辑信道或终止卡会话。A类操作条件：终端或智能卡操作在5V10%的电压下。B类操作条件：终端或智能卡操作在3V10%的电压下。C类操作条件：终端或智能卡操作在1.8V10%的电压下。当前目录：最近一次所选择的MF、DF或ADF。当前EF：最近一次所选择的EF。数据对象：编码为TLV对象的信息，也即包含Tag, Length和Value三个部分。专用文件(DF)：包含访问条件和基本文件(EF)或其他专用文件(DF)的文件。目录：MF、DF和ADF的泛指。基本文件(EF)：只包含访问条件和数据的文件。文件：USIM中一组有序的字节或记录。文件标识：2字节，用于对USIM中的文件进行识别和定位。第一级应用：在MF的EFDIR中指示的可选应用（例如：USIM应用）。功能：包含一组命令和响应对。GSM会话：卡会话的一部分，专用于GSM操作。Lc：在情况3和情况4命令下，由应用层发送的命令数据的长度。Le：应用层期望的在情况2和情况4命令的响应中数据的最大长度。Lr：在响应情况2和情况4命令时，USIM发送给终端的数据长度。LUSIM：在响应USIM所接收的情况2和情况4命令时，可从USIM获得的数据的确切长度。主文件(MF)：独一无二的必选文件，包含访问条件和DF和或EF。多应用终端：可支持一个以上第一级应用的终端，每一个应用都有各自的用户认证要求。多应用卡：有一个以上可选应用的卡。多会话卡：在卡会话期间支持并发一个以上的可选应用会话的卡。多认证USIM：有一个以上第一级应用，且支持每一个应用都有各自的用户认证要求的卡。填充：为了使消息包含所要求数量的比特或字节，附加于消息中的一个或多个比特。proactive USIM:可以向终端发起命令的USIM。记录：在EF中作为单独实体的字节串。记录编号：在EF中标识一个记录的数字。记录指针：在EF中指向一个记录的指针。第二级应用：只能在第一级应用的会话过程中被激活的应用。第二级应用可以有一个AID，该AID不存储在EFDIR。中，除非它也是一个第一级应用。可选应用：在终端-USIM接口上可以使用AID来选择的应用。可选应用会话：在卡会话期间，应用与外部世界的联络。它开始于选择该应用，结束于终止选择该应用或终止卡会话。单认证USIM:对于所有第一级应用只提供一个用户认证要求的卡。状态H：在I/0线上的高状态(Vcc)。状态L：在I/0线上的低状态(Gnd)。类型1 USIM:在热复位后总是进入协商模式的USIM。类型2 USIM:在热复位后总是进入特定模式的USIM。卡应用工具箱程序：参见ETSI TS102 2234。USIM会话：对于一个USIM应用的可选应用会话。3.2符号下列符号适用于本部分：f frequency 频率tF Fall time 下降时间（从信号幅度的90%下降到10%之间的时间）tR Rise time 上升时间（从信号幅度的10%上升到90%之间的时间）Vcc Supply Voltage VCC上的电源电压VIH. Input Voltage (high) 高电平输入电压VIL Input Voltage (low) 低电平输入电压VOH Output Voltage (high) 高电平输出电压VOL Output Voltage (low) 低电平输出电压Vpp Programming voltage VPP上的编程电压3.3 缩约语AC Access Condition 访问条件ACK ACKnowledge 应答ADF Application Dedicated File 应用专用文件AID Application Identifier 应用标识ALW ALWays 始终AM Access Mode 访问模式AM-DO Access Mode Data Object 访问模式数据对象APDU Application Protocal Data Unit 应用协议数据单元ARR Access Rule Reference 访问规则引用ATR Answer To Reset 复位响应BGT Block Guard Time 块保护时间BWT Block Waiting Time 块等待时间C-APDU Command APDU APDU命令CAT Card Application Toolkit 卡应用工具箱CLA CLAss 类别CLK CLocK 时钟CRT Control Reference Template 控制引用模板C-TPDU Command TPDU TPDU命令CWI Character Waiting Integer 字符等待整数CWT Character Waiting Time 字符等待时间DAD Destination Address 目的地址DF Dedicated File 专用文件DO Data Object 数据对象EDC Error Detection Code byte 错误检测码EF Elementary File 基本文件etu Elementary time unit 基本时间单元FCP File Control Parameter 文件控制参数Fi Clock rate conversion factor 时钟速率转换因子FID File Identifier 文件标识GSM Global System for Mobile communication 全球移动通信系统I/0 Input/Output 输入/输出I-Block Information Block 信息块ICC Integrated Circuit Card IC卡ID Identifier 标识IEC International Electrotechnical 国际电工委员会CommissionIFS Information Field Sizes 信息字段大小IFSC Information Field Size for the USIMUSIM 信息字段大小IFSD Information Field Size for the terminal 终端信息段大小INF INFormation field 信息字段INS INStruction 指令ISO International Organization for 国际标准化组织 StandardizationLCSI Life Cycle Sates Information 生命周期状态信息LEN LENgth 长度LRC Longitudinal Redundancy Check 纵向冗余校检LSB Least Significant Bit 最低有效位MF Master File 主文件MSB Most Significant Bit 最高有效位NAD Node Address byte 节点地址字节NEV NEVer 从不OSI Open System Interconnection 开放系统互连P1 Parameterl 参数1P2 Parameter2 参数2P3 Paramrter3 参数3PCB Protocol Control Byte 协议控制字节PIN Personal Identification Number 个人识别号码PPS Protocol and Parameter Selection 协议和参数选择PS PIN StatusPIN 状态PS DO PIN Status Data ObjectPIN 状态数据对象R-APDU Response APDUAPDU 响应R-Block Receive-ready Block 接受准备块RFU Reserved for Future Use 保留用于将来的使用RST ReSeT 复位R-TPDU Response TPDUTPDU 响应SAD Source Address 源地址S-Block Supervisory Block 监控块SC Security Condition 安全条件SCDO Security Condition Data Object 安全条件数据对象SE Security Environment 安全环境SEID Security Environment Identifier 安全环境标识SFI Short (elementary)File Identifier 短文件标识SW Status Word 状态字TLV Tag Length Value 标签长度值TPDU Transfer Protocol Data Unit 传输协议数据单元USIM Universal Subsciber Identity Module 通用用户身份识别模块WI Waiting time Integer 等待时间整数WTX Waiting Time eXtension 等待时间扩展WWT Work Waiting Time 工作等待时间3.4 编码协定下列编码协定适用于本部分。除非另有声明，所有长度以字节(byte)表示。每个字节由比特b8到bl表示，其中b8是MSB，bl是LSB。在每一个表示中，最左边的比特是MSB。在USIM中，所有被指定为RFU的字节应被设置为00，并且被指定为RFU的所有比特应被设置为O。如果USIM中有GSM和或USIM应用，或在普通电信卡上有GSM和或USIM应用，那么其他的值可用于申请非GSM或非USIM的应用。这些值应在这种卡和应用的相应规范中被定义。在GSM或3G会话中，终端不应对这些字节和比特进行解释。本部分中数据对象的编码符合ISO/IEC 7816-6的规定。4物理特性本部分定义了两种物理类型的USIM。一种是“ID-1 USIM”，另一种是“Plug-in USIM”。符合本部分的终端必须至少支持其中一种物理类型的USIM。除非本部分另有声明，两种类型的USIM的物理特性都应与ISO/IEC 7816-1和ISO/IEC 7816-2相一致。为了保证USIM能够在电信环境中正确运作，以下附加要求也必须满足。4.1 ID-1USIMID-I USIM的物理特性应满足ISO/IEC 7816-1和ISO/IEC 7816-2的要求。终端应可以接受压纹ID-1USIM。压纹应符合ISO/IEC 7811-1和ISO/IEC 7811-3的要求。ID-1USIM的触点应位于卡的正面（压纹面，参见ISO/IEC 7810）4.2 Plug-in USIMPlug-in的长度为25.00mm0.10mm，宽度15.00mm0.10mm，厚度为0.76mm0.08mm，同时USIM应有一个插入方向的标志。Plug-in USIM的物理尺寸和各触点的分布应符合图1的要求（图中长度单位为mm）图1 Plug-in USIM4.3卡操作的温度范围卡的完全操作温度范围应在25到+70之间，允许其峰值偶尔达到+85。这里偶尔是指在卡的生命期内温度达到+85的次数总共不超过100次，每次不超过4小时。4.4触点 4.4.1触点的规定4.4.1.1终端终端中触点C4和C8为RFU。C4和C8对USlM应呈现高阻抗。终端可以不提供触点C6，如果存在触点C6， 那么C6应对USIM己呈现高阻抗.4.4.1.2 USIMUSIM不需要提供触点C4和C8。如果提供了，那么在USI M内触点C4和C8不应被连接。触点C6在USIM内不应被焊接。 4.4.2触点的激活和去激活终端依照ISO/IEC 7816-3中规定的操作程序，对USIM进行连接、激活和去激活操作。对于任何操作电压，在正常开关情况下监控激活序列和去激活序列各触点应按照一定的顺序激活和去激活。 只要可能，建议当终端被关机时，在所有情况下部遵循ISO/IEC 7816-3中5.4节定义的去激活顺序。如果USIM时钟已经被停止并且没有被重起，终端可以以任何顺序来去激活，只要在Vcc离开高电平前所有其它触点的信号都到达低电平。如果USIM时钟已经停止并且在去激活前重起，那么去激活的顺序应遵循ISO/IEC 7816-3中5.4节的规定。 当Vpp被连接到Vcc（在本部分中只有支持A类操作条件的终端才允许这样连接），那么Vpp应和Vcc一起被激活和去激活，Vcc的激活和去激活时间应遵循ISO/IEC 7816-3中5.2节和5.4节的规定。激活和去激活过程参见图2和图3：4.4.3非激活状态的触点当电源连接在终端上且终端被关机，则终端上触点Cl、C2、C3、C6和C7的电压以地(C5)为参考应在OVO. 4V的范围内。在测量C2、C3、C6和C7的电压时，测量设备的阻抗应为50k。当测量C1的电压时，测量设备的阻抗应为10k。4.4.4触点压力触点压力应足够大以确保可靠持续的接触（例如：克服氧化和防止由抖动引起的中断）。在触点区域内接触单元的曲率半径应0. 8mm。在任何情况下每个触点的压力都应0. 5N。应尽量避免对触点以外的区域施加不适当的压力。这种压力可能会对USIM内部组成部分造成损坏。5 USIM-ME接口的电气特性本部分中规定的电气特性的电压范围包括4.5V5.5V、2.7V3.3V、1.62Vl.98V。对于每一个状态（VOH，VIH，VIL，VOL），正电流定义为在该状态下电流流出实体（终端或USIM）。3V和1.8V技术的终端或USIM都不支持Vpp。在电源打开的状态下，USIM有两种状态： 当USIM在执行一个命令时，USIM处于操作状态。这个状态包括从终端发送命令，执行命令，直到向终端发回响应的整个过程。 在其他时间，USIM则处于空闲状态。在这个状态下USIM应保留所有相关的数据。在空闲状态时，时钟可以依照6.6节的规定被停止。在稳定操作期内，时钟的占空比应在40%到60%之间。时钟周期被定义为连续两个上升沿的50%Vcc的点间，或连续两个下降沿的50%Vcc的点间的时间。当转换时钟频率时，终端应保证没有脉冲短于80ns（所允许的最短时钟周期的40%）。5.1 A类操作条件5.1.1 供电电压Vet（触点C1）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表1 ：在正常操作条件下Vcc的电气特性符号最小值最大值单位Vcc4.55.5V在ATR期间（包括激活和去激活）USIM电流消耗值不应超过6.2.2节表14和表15所给出的值。当USIM处于空闲状态，卡的电流消耗在1MHz和25下不应超过200A。如果时钟停止模式被激活，那么在时钟停止时电流消耗也不应超过200A。 终端应满足以上定义的最大电流的要求。终端也应能够中和卡的电流消耗中的一些尖峰，以保证供电电压保持在指定的范围内。这些尖峰电流为最大到40nAs的电荷，持续时间不超过400ns，幅度不超过200mA。注：一个可行的解决方案是在离触点单元尽可能近的地方放置一个电容（例如：lOOnF的陶瓷电容）。5.1.2复位RST（触点G2）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表2 ：在正常操作条件下RST的电气属性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20AVcc-O.7Vcc（见注）VVOLIOLmax=-200A0（见注）0.6VtR tFCout=Cin=30pF400s注：在动态运行过程中，RST的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。5.1.3编程电压Vpp（触点G6）USIM不需要Vpp上的任何编程电压。终端不需要提供触点C6，如果终端提供了触点C6，那么，在A类操作条件下仅支持ID-1USIM的终端应向Vpp提供和Vcc同样大小的电压；如果终端支持的是Plug-inUSIM，那么不需要向触点C6提供任何电压。对于仅支持A类操作条件的终端可以将触点C6连接到Vcc但不能接地。5.1.4时钟CLK(触点C3)终端应支持1MHz到5MHz的时钟频率。时钟应由终端来提供，并使用无“内部时钟”的USIM。在稳定操作期间，时钟占空比应在40%到60%之间。终端应在以下的指标要求内操作USIM。表3：在正常操作条件下CLK的电气属性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20A0.7VccVcc（见注）VVOLIOLmax=-200A0（见注）0.5VtR tFCout=Cin=30pF时钟周期的9%。最大为5s注：在动态运行过程中，CLK的电压允许过冲，但应其保持在-0.3V和+0.3V之间5.1.5I/O(触点C7)表4定义了I/O（触点7）的电气特性。通过下表所给出的值可以推导出终端中上拉电阻器的阻值以及终端和USIM中驱动器和接收机的阻值。表4：在正常操作条件下I/O的电气特性符号条件最小值最大值单位VIHIIHmax=+20A(见注2)0.7VccVcc+0.3VVILIILmax=+1mA-0.30.15VccVVOH(见注1)IOHmax=+20A3.8Vcc（见注3）VVOLIOLmax=-1mA（见注3）0（见注3）0.4VtR tFCout=Cin=30pF1s注1：这里假设在接口设备中使用了一个上拉电阻器(建议值：20k)。注2：在静态条件（空闲）下只有正值适用。在动态操作条件（发射）下，在I/O线上的短期尖峰电压会引起电流的逆转。注3：在动态运行过程中，I/O的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。5.2 B类操作条件5.2.1 供电电压Vcc（触点C1）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表5：在正常操作条件下Vcc的特性符号最小值最大值单位Vcc2.73.3V当USIM处于空闲状态，卡的电流消耗在1MHz和25下不应超过200A。如果USIM处于时钟停止模式，那么电流消耗在25下不应超过100A。终端应能提供6.2.2节表14和表15定义的最大电流。终端也应能够中和卡的电流消耗中的一些尖峰，以保证供电电压保持在指定的范围内。这些尖峰电流为最大到12nAs的电荷，持续时间不超过400ns，幅度不超过60mA。5.2.2复位RST（触点C2）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表6：在正常操作条件下RST的电气特性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20A0.8VccVcc（见注）VVOLIOLmax=-200A0(见注)0.2VccVtR tFCout=Cin=30pF400s注：在动态运行过程中，RST的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+0.3V之间。5.23时钟CLK(触点C3)终端应支持1MHz到5MHz的时钟频率。时钟应由终端来提供，并使用无“内部时钟”的USIM。在稳定操作期间，时钟占空比应在40%到60%之间。终端应在以下的指标要求内操作USIM。表7：在正常操作条件下CLK的电气特性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20A0.7VccVcc（见注）VVOLIOLmax=-20A 0（见注）0.2VccVtR tFCin=Cout=30pF50ns注：在动态运行过程中，CLK的电压允许过冲，但应其保持在0.3V和Vcc+0.3V之间5.2.4I/0(触点C7)表8定义了I/O（触点7）的电气特性。通过下表所给出的值可以推导出终端中上拉电阻器的阻值以及终端和USIM中驱动器和接收机的阻值。表8：在正常操作条件下I/O的电气特性符号条件最小值最大值早1互VIH IIHmax=+20A(见注2)0.7VccVcc+0.3VVILIILmax=+1mA-0.30.2VccVVOH（见注1）IOHmax=+20A0.7VccVcc（见注3）VVOLIOLmax=-1mA 0（见注3）0.4VtR tF Cin=Cout=30pF1S注1：这里假设在接口设备中使用了一个上拉电阻器（建议值：20k)注2：在静态条件（空闲）下只有正值适用。在动态操作条件（发射）下在I/O线上的短期尖峰电压会引起电流的逆转。注3：在动态运行过程中，I/O的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。5.3 C类操作条件5.3.1 供电电压Vcc（触点C1）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表9：在正常操作条件下Vcc的电气特性符号最小值最大值单位Vcc1.621.98V当USIM处于空闲状态，卡的电流消耗在1MHz和25下不应超过200A。如果USIM处于时钟停止模式，那么电流消耗在25下不应超过100A。终端应能提供6.2.2节表14和表15定义的最大电流。终端也应能够中和卡的电流消耗中的一些尖峰，以保证供电电压保持在指定的范围内。这些尖峰电流为最大到12nAs的电荷，持续时间不超过400ns，幅度不超过60mA。5.3.2复位RST（触点C2）终端应在以下的指标要求内操作USIM。表10 ：在正常操作条件下RST的特性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20A0.8VccVcc（见注）VVOLIOLmax=-200A0（见注）0.2VccVtR tF Cin=Cout=30pF400s注：在动态运行过程中，RST的电压允许过冲，其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。5.3.3时钟CLK(触点C3)终端应支持1Mnz到5MHz的时钟频率。时钟应由终端来提供，并使用无“内部时钟”的USIM。在稳定操作期间，时钟占空比应在40%到60%之间。终端应在以下的指标要求内操作USIM。表11 ：在正常操作条件下CLK的特性符号条件最小值最大值单位VOHIOHmax=+20A0.7VccVcc（见注）VVOLIOLmax=-20A0（见注）0.2VccVtR tFCin=Cout=30pF50ns注：在动态运行过程中，CLK的电压允许过冲，其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。5.3.4I/0(触点C7)表l2定义了I/O（触点7）的电气特性。通过下表所给出的值可以推导出终端中上拉电阻器的阻值以及终端和USIM中驱动器和接收机的阻值。表12 ：在正常操作条件下I/O的特性符号条件最小值最大值单位VIHIIHmax=+20A0.7VccVcc+0.3VVILIILmax=+1mA-0.30.2VccVVOH（见注1）IOHmax=+20A0.7VccVcc（见注3）VVOLIOLmax=-1mA0（见注3）0.3VtR tF Cin=Cout=30pFls注1：这里假设在接口设备中使用了一个上拉电阻器（建议值：20k）。注2：在静态条件（空闲）下只有正值适用。在动态操作条件（发射）下在I/O线上的短期尖峰电压会引起电流的逆转。注3：在动态运行过程中，I/0的电压允许过冲，但其应保持在-0.3V和Vcc+O.3V之间。