Контактный интерфейс смарт-карт

По общей архитектуре контактные и бесконтактные смарт-карты очень похожи. Их основное различие состоит в разных физических принципах реализации интерфейса между картой и терминалом (считывателем). Поэтому рассмотрим сначала особенности реализации контактного и бесконтактного интерфейса между смарт-картой и терминалом. Различают два типа интерфейса смарт-карты с терминалом: контактный и бесконтактный. Каждый из этих вариантов интерфейса обладает своими достоинствами и недостатками.


Контактный интерфейс смарт-карты с терминалом представляет собой электрическое соединение между встроенной в карту микросхемой и терминалом, которое осуществляется через контактную площадку на лицевой поверхности карты. Международный стандарт ISO 7816-1 определяет, что микросхема может подключаться к восьми электрическим контактам с обозначениями от С1 до С8, расположенным на стандартных позициях контактной площадки на лицевой поверхности карты. Некоторые из этих контактов электрически соединены с микропроцессорным чипом, встроенным в карту, некоторые не соединены и предназначаются для расширения возможностей в будущем.

Контактная площадка обеспечивает восемь отдельных электрических соединений со встроенной микросхемой. Для работы полудуплексного канала ввода/вывода в карту и из нее используются два контакта контактной площадки. В недавно появившемся варианте контактного интерфейса смарт-карт два резервных контакта (RFU) на контактной площадке используются для обеспечения полудуплексного канала через USB (контакты D+ и D-). Именно такой вариант контактных смарт-карт был использован нами при внедрении системы учета рабочего времени для одного из наших клиентов, компании, которая производит современные алюминиевые двухсекционные лестницы многофункциональной конструкции, при этом значительно упростилось соединение с хост-компьютером системы, так как больше не нужен специальный считыватель для смарт-карт, а соединение осуществляется через USВ-порт хост­-компьютера.


Для контактов смарт-карт установлены относительно строгие механические допуски, обеспечивающие правильное сочетание и надежное соприкосновение контактов терминала и карты. В общем, контакты карты не должны отклоняться от поверхности карты более чем на 0,1 мм. Карта должна быть достаточно прочной и выдерживать длительную деформацию при сгибании, а также возвращаться в плоское состояние при очень умеренном надавливании на ее поверхность. Кроме того, электрическое сопротивление контактов карты должно попадать в допустимые пределы, установленные стандартом ISO 7816-1.

На протяжении последних лет надежность смарт-карт контактного типа неуклонно повышалась благодаря накопленному опыту при производстве таких карт. В частности, интенсивность отказов телефонных карт в течение ожидаемого срока службы в один год составляет теперь меньше одного на тысячу. Тем не менее контакты по-прежнему входят в число наиболее частых источников отказов в электромеханических системах. Нарушения могут возникать, например, из-за загрязнения или изнашивания контактов. В подвижном оборудовании из-за вибраций могут возникать кратковременные размыкания контактов. Поскольку контакты, расположенные на поверхности карты, подсоединяются непосредственно к входам интегральной схемы, вмонтированной в карту, существует риск повреждения интегральной схемы электростатическими разрядами, а заряды в несколько тысяч вольт являются отнюдь не редкими.