一种智能卡电性能可靠性的测试方法

    1．引言 

    智能卡， 又称集成电路卡，它内部的集成电路芯片中包含一个MCU(微控制单元)、R0M，RAM，EEPR0M(用户存储器)和通信接口， 它将微电子与计算机技术结合在一起， 具有保密性强、存储量大、安全度高、能真正实现“一卡通” 的特点。如今这项技术已经广泛应用到金融、交通， 医疗、身份证明等多个行业， 提高了人们生活和工作的现代化程度。

    智能卡以其自身高效、安全、便捷的特点在众多的领域应用的同时， 也使得其应用环境复杂多变， 环境影响因素相对增多。使用中出现了诸多失效问题， 常见的失效模式主要有：密码检验错误， 数据写入出错， 乱码， 全“0” 、全“F” ， 数据丢失等。这些失效问题的存在给使用者带来很大的不便甚至巨大的损失， 严重影响了智能卡的广泛应用。因此十分有必要结合智能卡的制作工艺和使用环境进行失效分析， 探索导致失效的根本原因， 然后采取相应的措施， 改进其质量和性能。在智能卡的设计、生产和使用过程中， 尽可能早地进行测试， 对降低生产成本和使用成本具有重大意义。本文涉及的电特性可靠性测试是失效分析中电学测量的一部分。电学测量是任何测试的起点， 初步的电学检测对器件的电性失效提供初始信息。另一方面， 失效分析总是存在一定的滞后性。在智能卡的整个设计制造生产的诸多环节中， 电性能的测试都是必不可少的。

    IC卡分接触式和非接触式两种。前者芯片有8个触点可与外界接触。非接触式卡表面无触点， 因此接口设备与非接触式卡的通信方式与接触式卡不同， 提供电源的方式也不同。二者各有特点， 结合相应的应用需求各自发挥着作用。本文着重以前者为测试对象。

    2．智能卡测试规范总结与测试方法改进 

    2．1智能卡标准和测试规范 

    接触式ic卡国际标准的总称为：识别卡一接触式集成电路卡；国际标准为iso／IEC7816。共包括十部分， 其中有关智能卡电性能的规范要求在第三部分IS07816—3，电信号和传输协议。篇幅所限电性能要求请参阅781 6标准。对于特定的智能卡应用还有其对应的规范要求，比如SIM卡对应的行业规范GSMl1．11。Iso／IEC7816是所有识别卡和接触式集成电路卡的基础标准， 只有满足781 6规范的要求才谈得上满足后续规范的要求。

    智能卡通常是将带有微处理器的芯片嵌装于塑料基片之中， 土要包括三个部分：塑料基片、接触面、集成电路。IC 的左上角封装有IC芯片， 其上覆盖有8个触点与外部设备进行通信。当IC 被插入到智能卡接入设备时， 接入设备与金属触头接触， 向智能卡供电， 经过一定的初始数据交换， 两者就可以通信了。 

    触点分配情况为：C1(VCC)，供电电源输入端；c2(RsT)， 复位信号输入端；C3(CLK)， 时钟信号输入；C4， 保留；C5(GND)， 地(参考电压)端：C6(VPP)， 编程电压输入(可选)端；c7(I／o)， 数据输入或输出端：C8， 保留。智能卡电性能的规范要求是依次对这8个触点进行说明的。

    2．2测试方法改进 

    下面以C1触点(Vcc)电性能为例， 说明遵循ISO／IEC1 0373测试要求的测试方法[3l， 并在此基础上提出改进和补充方案。测试c1触点(Vcc)上的电流值ICC， 确定咳值在特定的电压下符合要求这项测试主要目的是说明智能卡功率消耗不超过规范要求， 也就是说卡的耗电情况应在一定的范围。 

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