Programator kart chipowych cz. II.pdf

Czytnik−programator kart chipowych

P R O J E K T Y

Czytnik−programator kart

chipowych, część 2

kit AVT−468

KoÒczymy prezentacjÍ

konstrukcji czytnika -

programatora kart chipowych.

W†tej czÍúci artyku³u

przedstawimy listÍ rozkazÛw

wykorzytywanych do sterowania

prac¹ karty chipowej oraz

sposÛb wymiany informacji

pomiÍdzy mikrokontrolerem

obs³uguj¹cym kartÍ,

a†programem terminalowym.

SkrÛtowo przedstawimy takøe

bardzo efektown¹, przyk³adow¹

aplikacjÍ czytnika.

Rozkazy steruj¹ce prac¹

karty X76F640

Jak wspomniano w†pierwszej

czÍúci artyku³u transfer danych

do i†z†karty odbywa siÍ poprzez

dwuprzewodow¹ magistralÍ, ktÛra

jest funkcjonalnie bardzo podobna

do znanego standardu I2C.

W†identyczny sposÛb generowane

s¹ przez Mastera warunki Start

i† Stop , w†taki sam sposÛb prze-

biega transmisja kaødego bitu,

nieco inaczej za to odbierane jest

potwierdzenie ACK .

Pomocny w†wyjaúnieniu prob-

lemu bÍdzie rys. 11 . Wykonanie

jakiegokolwiek polecenia przez

wewnÍtrzny automat steruj¹cy

karty chipowej jest uwarunkowa-

ne podaniem przez uøytkownika

uprawnionego has³a o†d³ugoúci

64 bitÛw. Has³o jest wysy³ane

zawsze po bajcie polecenia (rys.

11). Kaødy wpis has³a do karty

powoduje uruchomienie cyklu

zapisu matrycy EEPROM, ktÛry

trwa ok. 5†ms. Dopiero po tym

czasie karta jest w†stanie odpo-

wiedzieÊ uøytkownikowi, czy po-

dane has³o jest prawid³owe, czy

teø nie. Zastosowanie tak d³ugie-

go czasu odpowiedzi zosta³o po-

dyktowane chÍci¹ utrudnienia

øycia potencjalnym w³amywa-

czom. Pojawienie siÍ sygna³u

ACK oznacza, øe has³o by³o

prawid³owe. Jeøeli w†ci¹gu 10

ms karta nie wygeneruje po-

twierdzenia naleøy uznaÊ, øe

has³o by³o b³Ídne.

Podanie b³Ídnego has³a powo-

duje automatyczne zwiÍkszenie

stanu licznika b³Ídnych prÛb! Je-

øeli nieuprawnione prÛby bÍd¹

ponawiane, to po Ûsmej karta

zostaje zablokowana!

Sterowanie prac¹ karty umoø-

liwia 12 rozkazÛw o†kodach po-

danych w† tab. 1 . PokrÛtce je

omÛwimy:

- READ ARRAY 0/1 . Polecenia

odczytu zawartoúci komÛrki wy-

branej matrycy pamiÍciowej

o†adresie podanym w†dwÛch ko-

lejnych (po haúle) bajtach. Kar-

ta po odebraniu tego polecenia

wysy³a w†odpowiedzi wskazany

bajt danych. Moøliwe jest takøe

losowe odczytanie dowolnej

z†256 kolejnych komÛrek pa-

miÍci poprzez wys³anie do kar-

ty mniej znacz¹cej czÍúci adre-

Elektronika Praktyczna 10/98

Czytnik−programator kart chipowych

Rys. 11. Format ramki danych podczas zapisu sektora.

su. Adres ten musi zostaÊ po-

przedzony generowanym przez

Mastera warunkiem START .

W†przypadku pominiÍcia wa-

runku START kolejne takty ze-

garowe wysy³ane do karty spo-

woduj¹ wysy³anie przez ni¹

bajtÛw o†kolejnych adresach.

Tak wiÍc moøliwy jest odczyt

zawartoúci kilku komÛrek pa-

miÍci po jednokrotnym podaniu

adresu, bez koniecznoúci dodat-

kowego adresowania kaødego

odczytu.

- SECTOR WRITE 0/1 . Rozkaz

umoøliwiaj¹cy zapis informacji

do matrycy pamiÍciowej pod

wybrany adres. Podobnie jak

w†przypadku polecenia odczy-

tu, jako nastÍpne musi zostaÊ

przes³ane do karty has³o dostÍ-

powe. Moøliwy jest jednoczes-

ny wpis 32 bajtÛw danych,

ktÛre zapisywane s¹ w†matrycy

EEPROM w†jednym cyklu pro-

gramowania. Kaøda transmisja

bloku danych wpisywanych do

pamiÍci musi byÊ zakoÒczona

znakiem STOP .

- CHANGE READ 0/1 PAS-

SWORD . Polecenie umoøliwia-

j¹ce zmianÍ dotychczasowego

has³a zabezpieczaj¹cego obydwie

matryce kart przed odczytem.

Zmiana kaødego z†tych hase³

wymaga podania poprzedniego

has³a, co zapobiega moøliwoúci

nieuprawnionego dostÍpu do za-

wartoúci karty.

- CHANGE WRITE 0/1 PAS-

SWORD . Polecenie podobne do

poprzedniego, z†t¹ rÛønic¹, øe

dotyczy has³a zabezpieczaj¹cego

kartÍ przed zapisem.

- CHANGE RESET PASSWORD .

Rozkaz umoøliwiaj¹cy zmianÍ

dotychczasowego has³a dostÍpu

do polecenia zerowania zawar-

toúci karty.

- RESET PASSWORD . Rozkaz po-

woduj¹cy wyzerowanie zawar-

toúci rejestrÛw hase³ oraz oby-

dwu matryc pamiÍciowych Ar-

ray0 i† Array1 . Wys³anie tego

polecenia do karty jest najpros-

tszym sposobem jej szybkiego,

ca³kowitego wyzerowania.

- RESET DEVICE . Rozkaz umoø-

liwiaj¹cy uruchomienie karty po

zablokowaniu jej przez licznik

nieuprawnionych prÛb dostÍpu.

Przy pomocy tego polecenia

moøna takøe wyzerowaÊ ten licz-

nik, przed przekroczeniem do-

puszczalnego limitu prÛb (8).

- ACK POLLING . Polecenie koÒ-

cz¹ce procedurÍ zapisu do pa-

miÍci has³a (rys. 11). Moøna je

takøe wykorzystaÊ do kontroli

aktualnego stanu karty (czy zo-

sta³ zakoÒczony proces zapisu

matrycy EEPROM).

Kody instrukcji, ktÛre nie zo-

sta³y wymienione w†tab. 1†s¹ nie-

legalne i†nie powinny byÊ stoso-

wane.

przy pomocy ktÛrego bez trudu

moøna kartÍ zaprogramowaÊ lub

odczytaÊ jej zawartoúÊ, wykorzys-

tuj¹c standardowe programy ter-

minalowe.

Sk³adnia tego jÍzyka jest bar-

dzo prosta - szczegÛ³y przedsta-

wiamy poniøej.

Odczyt matryc

pamiÍciowych

Array0 i† Array1

Sk³adnia polecenia:

Rd a : xxxxxxxxxxxxxxxx : AAAA

a - numer matrycy 0 lub 1;

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na has³o READ0/1 ;

A - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na adres pocz¹tko-

wy (zakres 0000..1FFFh).

W†odpowiedzi na takie polece-

nie sterownik odeúle (jeøeli has³o

dostÍpu by³o poprawne!) zawar-

toúÊ wybranej komÛrki pamiÍci.

Odczyt zawartoúci blokÛw

matryc pamiÍciowych

Array0 i† Array1

Sk³adnia polecenia:

Ra a : xxxxxxxxxxxxxxxx : AAAA

a - numer matrycy 0 lub 1;

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na has³o READ0/1 ;

A - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na adres pocz¹tko-

wy (zakres 0000..1FFFh).

W†odpowiedzi na takie pole-

cenie sterownik odeúle (jeøeli

has³o dostÍpu by³o poprawne!)

256 kolejnych bajtÛw wybranej

matrycy pamiÍciowej, pocz¹wszy

od podanego adresu. Jeøeli adres

pocz¹tkowy AAAA bÍdzie wiÍk-

szy od 1F00h wys³ane zostan¹

takøe kolejne bajty pocz¹wszy od

adresu 0.

Sterowanie czytnika -

programatora

Wymienione wczeúniej rozkazy

umoøliwiaj¹ bezpoúredni¹ komu-

nikacjÍ z†kart¹, stanowi¹c najniø-

sz¹ warstwÍ komunikacji.

Zastosowanie w†programatorze

mikrokontrolera zwalnia uøytkow-

nika w†znacznym stopniu z†ko-

niecznoúci poznania szczegÛ³Ûw

dotycz¹cych transmisji danych

oraz wszelkich niuansÛw wynika-

j¹cych ze specyfikacji producen-

ta. Z†tego teø powodu powsta³

jÍzyk nieco wyøszego poziomu,

Elektronika Praktyczna 10/98

Czytnik−programator kart chipowych

Tab. 1.

Bajt

Hasło

Starszy bajt Młodszy bajt Opis

polecenia

(64 bity) dodatkowy

dodatkowy

10000000

Adres MSB

Adres LSB

Odczyt matrycy Array0

10001000

Adres MSB

Adres LSB

Odczyt matrycy Array1

10010000

WRITE0

Adres MSB

Adres LSB

Zapis sektora w matrycy Array0

10011000

WRITE1

Adres MSB

Adres LSB

Zapis sektora w matrycy Array1

10100000

00000000

Zmiana hasła READ0

10101000

00000000

Zmiana hasła READ1

10110000

WRITE0

00000000

Zmiana hasła WRITE0

10111000

WRITE1

00000000

Zmiana hasła WRITE1

11000000

RESET

00000000

Zmiana hasła RESET

11100000

RESET

brak

Zerowanie rejestrów haseł oraz

obydwu matryc pamięciowych

11101000

RESET

brak

Zerowanie licznika błędnych

prób dostępu i ew. zawartości

matryc oraz rejestrów haseł

11110000

brak

Sygnalizacja końca wpisu hasła.

Polecenie wykorzystywane przez

procedurę ACK Polling

Zapis sektora matryc

pamiÍciowych

Array0 i† Array1

Sk³adnia polecenia:

Wr a : xxxxxxxxxxxxxxxx : AAAA

a - numer matrycy 0 lub 1;

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na has³o WRITE0/1 ;

A - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na adres pocz¹tko-

wy (zakres 0000..1FFFh).

Wys³anie takiego ci¹gu zna-

kÛw do programatora prze³¹cza

go w†tryb oczekiwania na dane

- kolejne 32 bajty (jeøeli nie

bÍdzie to ci¹g znakÛw RST )

zostan¹ wpisane po zadany ad-

res.

a - numer matrycy 0 lub 1;

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na dotychczasowe

has³o WRITE0/1 ;

y - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na nowe has³o

WRITE0/1.

Polecenie umoøliwia zmianÍ

dotychczasowego has³a zabezpie-

czaj¹cego matryce Array0 i† Array1

przed zapisem.

Zmiana hase³ odczytu

Sk³adnia polecenia:

Cr a : xxxxxxxxxxxxxxxx : yyyyyy-

yyyyyyyyyy

a - numer matrycy 0 lub 1;

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na dotychczasowe

has³o READ0/1 ;

y - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na nowe has³o

READ0/1 .

Polecenie umoøliwia zmianÍ

dotychczasowego has³a zabezpie-

czaj¹cego matryce Array0 i† Array1

przed odczytem.

Anulowanie ostatniego

polecenia

Sk³adnia polecenia:

RST

Wys³anie polecenia RST powo-

duje natychmiastowy powrÛt kon-

trolera programatora do stanu

oczekiwania (logicznego wyzero-

wania). DziÍki temu moøna np.

anulowaÊ ostatnio wys³ane pole-

cenie zapisu matrycy pamiÍcio-

wej.

Polecenie to nie ma øadnego

wp³ywu na kartÍ.

Zmiana has³a

zabezpieczaj¹cego dostÍp

do poleceÒ RESET

Sk³adnia polecenia:

Crr: xxxxxxxxxxxxxxxx : yyyyyy-

yyyyyyyyyy

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na dotychczasowe

has³o RESET ;

y - znaki szesnastkowe 0..F

Zmiana hase³ zapisu

Sk³adnia polecenia:

Cw a : xxxxxxxxxxxxxxxx : yyyyy-

yyyyyyyyyyy

Elektronika Praktyczna 10/98

Czytnik−programator kart chipowych

sk³adaj¹ce siÍ na no-

we has³o RESET .

Polecenie umoøli-

wia modyfikacjÍ has-

³a zabezpieczaj¹cego

dostÍp do poleceÒ

zerowania rejestrÛw

hase³, licznika b³Íd-

nych prÛb i†matryc

pamiÍciowych.

Zerowanie

matryc

pamiÍciowych

oraz rejestrÛw

hase³

Sk³adnia polece-

nia:

DRS: xxxxxxxxxxxxxxxx

x - znaki szesnastkowe 0..F

sk³adaj¹ce siÍ na has³o RESET .

Polecenie umoøliwia wyzero-

wanie licznika b³Ídnych prÛb,

obydwu matryc pamiÍciowych

oraz rejestrÛw hase³.

Rys. 12. Okno programu wyświetlającego

zdjęcie użytkownika karty.

jestracji i†identyfikacji osÛb

wchodz¹cych do chronionego po-

mieszczenia.

Mniejsz¹ matrycÍ pamiÍciow¹

Array0 wykorzystano do przecho-

wywania numeru identyfikuj¹ce-

go posiadacza karty. MatrycÍ pa-

miÍciow¹ Array1 wykorzystano

do przechowywania zdjÍcia uøyt-

kownika karty. Plik zawieraj¹cy

zdjÍcie musi mieÊ objÍtoúÊ 8192B

i†powinien byÊ zapisany w†stan-

dardzie JPG. Przy pomocy osob-

nego okna prezentowanego pro-

gramu moøliwy jest zapis iden-

tyfikatora oraz zdjÍcia do karty

chipowej.

Prezentowane oprogramowanie

bÍdzie wchodzi³o w†sk³ad zesta-

wu AVT-468.

Piotr Zbysiński, AVT

Poprawne wykonanie polece-

nia sygnalizowane jest przez pro-

gramator tekstowym potwierdze-

niem ìOK...î. W†przypadku b³Ídu

sk³adni polecenia wysy³any jest

komunikat o†przypuszczalnym b³Í-

dzie.

Przy pomocy zestawu pole-

ceÒ przedstawionego powyøej

moøliwe jest wykonanie prak-

tycznie wszystkich operacji na

karcie z†poziomu programu ter-

minalowego. Implementacja tych

poleceÒ w†dowolnym programie

narzÍdziowym, napisanym spe-

cjalnie z†myúl¹ o†wspÛ³pracy

z†czytnikiem umoøliwia osi¹g-

niÍcie bardzo interesuj¹cych

efektÛw - przyk³adem niech bÍ-

dzie program obs³uguj¹cy stero-

wany elektronicznie zamek

z†identyfikacj¹ osÛb wchodz¹-

cych.

Autor zastrzega moøliwoúÊ

modyfikacji programu steruj¹-

cego prac¹ czytnika - progra-

matora. Informacje o†wpro-

wadzonych modyfikacjach bÍ-

d¹ do³¹czane do zestawÛw

AVT-468.

Przyk³adowa aplikacja

DziÍki uniwersalnej konstruk-

cji karty chipowe mog¹ znaleüÊ

ca³y szereg zastosowaÒ. Jednym

z†najbardziej oczywistych jest

elektroniczna kontrola dostÍpu.

W†laboratorium AVT powsta³o

proste oprogramowanie dla kom-

putera PC (Windows 95) steru-

j¹ce prac¹ czytnika ( rys. 12 ),

ktÛre moøna wykorzystaÊ do re-

Trwaj¹ prace nad prostym,

autonomicznym czytnikiem

kart chipowych, ktÛre bÍdzie

moøna stosowaÊ jako stacjo-

narne sterowniki zamkÛw

elektromagnetycznych. Projekt

takiego urz¹dzenia przedsta-

wimy w†jednym z†najbliø-

szych numerÛw EP.

Elektronika Praktyczna 10/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: