73S8014R/RN/RT 20SO演示板用戶手冊解讀
73S8014R/RN/RT 20SO 演示板用戶手冊解讀
在電子設計領域，智能卡接口IC的評估和應用是一個重要的環(huán)節(jié)。TERIDIAN Semiconductor Corporation的73S8014R/RN/RT 20SO演示板為我們提供了一個很好的評估平臺。今天，我們就來深入了解一下這個演示板的相關內(nèi)容。
文件下載：73S8014RT-DB.pdf
一、引言
1.1 概述
TERIDIAN 73S8014R/RN/RT演示板是用于評估TERIDIAN 73S8014R/RN/RT智能卡接口IC的平臺。它可以集成73S8014R、73S8014RN或73S8014RT集成電路，既可以作為獨立平臺與外部微控制器配合使用，也可以作為子卡與73S12xxF評估平臺配合使用。這三款IC在控制信號和控制功能上略有不同，主要涉及VCC和時鐘分頻控制信號。例如，73S8014R和73S8014RN使用CMDVCC和5V/#V控制信號生成3V或5V的VCC（智能卡電源電壓），而73S8014RT重新定義了這些引腳，允許選擇5V、3V和1.8V的VCC。此外，73S8014R使用時鐘分頻信號CLKDIV1和CLKDIV2選擇智能卡CLK輸出的分頻比，73S8014RN和73S8014RT則重新定義為支持NDS應用的分頻比。
1.2 安全和ESD注意事項
在使用演示板時，連接帶電電壓可能會導致板上出現(xiàn)危險電壓，因此在連接帶電電壓后處理演示板時要格外小心。同時，演示板對ESD敏感，處理時需采取ESD防護措施。
1.3 入門指南
演示板的基本連接如下：
- 電源供應：在J4的引腳10施加3.3V電壓，在J2的引腳10施加5V電壓。
- 控制信號：可以通過J2和J4連接到設備（參考圖1.1和電氣原理圖圖4.1）。
- 設置時鐘頻率：
- 使用外部時鐘源：將JP1設置為SCLK設置，將時鐘源施加到J2的引腳1，通過向CLKDIV1和CLKDIV2引腳施加3.3V（1）或GND（0）來設置不同的時鐘頻率。
- 使用晶體Y1：演示板中包含的晶體為12MHz（NDS應用可使用27MHz），將JP1設置為XTAL位置，同樣通過向CLKDIV1和CLKDIV2引腳施加3.3V（1）或GND（0）來設置不同的時鐘頻率。
1.4 推薦工作條件和絕對最大額定值
1.4.1 推薦工作條件
| 參數(shù) | 額定值 |
|---|---|
| 電源電壓V DD | 2.7至5.5 VDC |
| 電源電壓V PC | 4.75至5.5 VDC（ISO - 7816和EMV應用）；4.85V至5.5 VDC（NDS應用） |
| 環(huán)境工作溫度 | -40°C至 +85°C |
| 數(shù)字輸入的輸入電壓 | 0V至V DD + 0.3V |
1.4.2 絕對最大額定值
| 超出這些額定值可能會對設備造成永久性損壞。 | 參數(shù) | 額定值 |
|---|---|---|
| 電源電壓V DD | -0.5至6.0 VDC | |
| 電源電壓V PC | -0.5至6.0 VDC | |
| 數(shù)字輸入的輸入電壓 | -0.3至(VDD + 0.5) VDC | |
| 存儲溫度 | -60至150°C | |
| 引腳電壓 | -0.3至(VDD + 0.5) VDC | |
| 引腳電流 | ±100mA | |
| ESD耐受性 - 卡接口引腳 | +/- 6kV | |
| ESD耐受性 - 其他引腳 | +/- 2kV |
二、設計考慮因素
2.1 一般布局規(guī)則
- CLK信號：應盡量縮短CLK信號的走線長度，減少走線彎曲，保持CLK走線在同一層（避免過孔到其他平面），并使CLK走線遠離其他走線，特別是RST和VCC。為了減少噪聲，可以對CLK走線進行濾波，在智能卡連接器的CLK引腳處允許連接高達30pF的接地電容，也可以用0Ω系列電阻R7進行額外濾波（不超過100Ω）。
- VCC走線：VCC走線應盡量短，走線厚度至少為0.5mm，同時要使VCC遠離其他走線，特別是RST和CLK。
- RST走線：RST走線應遠離VCC和CLK走線，為了濾波，允許連接高達30pF的接地電容。
- 電容布局：在設備的VDD引腳附近放置0.1μF電容并直接接地，在VPC引腳附近放置0.1μF和10μF電容并直接接地，在智能卡連接器的VCC引腳附近放置1.0μF電容并直接接地。
2.2 符合NDS的優(yōu)化
演示板的默認配置包含從智能連接器的CLK引腳到地的27pF電容（C12）和從RST引腳到地的27pF電容（C9）。這些電容在長走線或測試設備干擾的情況下可作為CLK和RST信號的濾波器。CLK上的電容可減少走線上的振鈴，減少對其他走線的耦合，并減慢CLK信號的邊沿；RST上的電容有助于在嘈雜環(huán)境中滿足干擾規(guī)范。這些濾波電容在EMV測試環(huán)境中可能有用，并且對NDS測試沒有影響。C12和C9在原理圖和BOM中都有表示，它們是智能卡線路CLK和RST上的可選濾波電容，可根據(jù)具體應用（PCB、卡時鐘頻率、符合適用標準等）調(diào)整（值不超過30pF）或移除，以優(yōu)化性能。
三、硬件使用
3.1 板卡描述：跳線、開關和測試點
| 項目編號（圖2.1） | 原理圖和PCB絲印參考 | 名稱 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 1 | J2 | 板卡5V電源和主機數(shù)字接口 | 收集板卡的5V電源、73S8014R/RN/RT數(shù)據(jù)接口（IOUC）、外部時鐘（SCLK）和中斷（OFF）引腳。當JP1處于XTAL位置時，外部時鐘（SCLK）可以不連接；當JP2處于3.3V位置時，5V電源引腳可以不連接（僅支持3V卡）。 |
| 2 | JP3 | VDD選擇 | 用于選擇數(shù)字電壓，在5V或3.3V之間切換。此設置定義了與主機微控制器的接口電壓，也為73S8014R/RN/RT的內(nèi)部電路提供內(nèi)部電源電壓。默認設置為3.3V位置。 |
| 3、4、5、9 | TP7、TP5、TP3、TP4 | 測試點：CLK、RST、VCC、I/O | 每個智能卡信號的2引腳測試點，引腳標簽名稱為相應的信號（如VCC、CLK），另一個引腳為GND。 |
| 6 | J4 | 板卡3.3V電源和數(shù)字控制信號 | 收集板卡的3.3V電源、73S8014R/RN/RT主機控制信號引腳RSTIN、CMDVCC / CMDVCC%、5V/ #V / CMDVCC#、CLKDIV2和CLKDIV1。當JP3處于5V位置時，3.3V電源引腳可以不連接。 |
| 7 | TP1 | PIN12（VDDF_ADJ） | VDD電壓故障調(diào)整。左側(cè)引腳連接到73S8014R/RN/RT的VDDF_ADJ引腳，右側(cè)引腳為GND。當板上安裝電阻R3或電阻網(wǎng)絡R1和R3時，可調(diào)整內(nèi)部觸發(fā)卡停用序列的VDD故障電平。默認情況下，電阻R1和R3未連接，提供典型的2.3V VDD故障電平（內(nèi)部設置到73S8014R/RN/RT）。有關VDD故障電平和這些電阻值的確定，請參考73S8014R/RN/RT數(shù)據(jù)手冊。 |
| 8 | J6 | 智能卡連接器 | SIM/SAM智能卡格式連接器。注意J6與智能卡連接器J5（PCB下方）并聯(lián)連接。使用信用卡尺寸的連接器J5時，不應插入SIM/SAM卡。 |
| 10 | JP1 | 時鐘選擇 | 用于選擇晶體或外部時鐘作為設備的頻率參考。默認設置為晶體。 |
| 11 | J5 | 智能卡連接器 | 智能卡連接器。插入卡（信用卡尺寸格式）時，觸點必須朝上。 |
3.2 73S8014R/RN/RT引腳描述
3.2.1 卡接口
| 名稱 | 引腳編號 | 描述 |
|---|---|---|
| I/O | 14 | 卡I/O：與卡之間的數(shù)據(jù)信號，包括一個上拉電阻到V CC。 |
| RST | 15 | 卡復位：向卡提供復位（RST）信號。 |
| CLK | 17 | 卡時鐘：向卡提供時鐘信號（CLK），時鐘速率由晶體振蕩器頻率或外部時鐘輸入以及CLKDIV選擇決定。 |
| PRES | 19 | 卡存在開關：高電平有效表示卡存在。不使用時應接地，但包含一個高阻抗下拉電阻。 |
| VCC | 18 | 卡電源 - 由順序器邏輯控制，是LDO穩(wěn)壓器的輸出。需要一個外部濾波電容到卡的GND。 |
| GND | 16 | 卡接地 |
3.2.2 其他和輸出
| 名稱 | 引腳編號 | 描述 |
|---|---|---|
| XTALIN | 9 | 晶體振蕩器輸入：可以連接到晶體或作為卡時鐘的源驅(qū)動。 |
| XTALOUT | 10 | 晶體振蕩器輸出：連接到晶體。如果XTALIN用作外部時鐘輸入，則該引腳不連接。 |
| VDDF_ADJ | 12 | V DD故障閾值調(diào)整輸入：此引腳可用于調(diào)整V DDF值（控制卡的停用）。未使用時必須不連接。 |
3.2.3 電源和接地
| 名稱 | 引腳編號 | 描述 |
|---|---|---|
| VDD | 13 | 系統(tǒng)接口電源電壓和內(nèi)部電路的電源電壓。 |
| VPC | 4 | LDO穩(wěn)壓器電源源。 |
| GND | 8、11 | 數(shù)字接地。 |
3.2.4 微控制器接口
| 名稱 | 引腳編號 | 描述 |
|---|---|---|
| CMDVCC (R) | 命令VCC（負斷言）：此引腳為邏輯低電平時，會使LDO穩(wěn)壓器將VCC電源升至卡并啟動卡激活序列（如果卡存在）。 | |
| CMDVCC% (RN/RT)、CMDVCC# (RN/RT) | 邏輯低電平在一個或兩個引腳上會使LDO將Vcc電源升至智能卡和智能卡接口到以下表中描述的值： CMDVCC% CMDVCC# Vcc輸出電壓 0 0 1.8V 0 1 5.0V 1 0 3.0V 1 1 LDO關閉 注意：為了將VCC設置為1.8V，CMDVCC%和CMDVCC#必須在400ns內(nèi)都被斷言為低電平。詳情請參閱數(shù)據(jù)手冊。 |
|
| 5V/#V (R)、CMDVCC# (RN/RT) | (R) - 5伏/3伏卡選擇：邏輯1選擇5伏作為VCC和卡接口，邏輯低選擇3伏操作。當該部件用于單一卡電壓時，此引腳應連接到GND或VDD。然而，它包含一個高阻抗上拉電阻，當未連接時默認此引腳為高電平（選擇5V卡）。 | |
| CLKDIV1、CLKDIV2 | 設置從XTAL振蕩器（或外部時鐘輸入）到卡時鐘的分頻比。這些引腳包含下拉電阻。 CLKDIV1 CLKDIV2 時鐘速率 0 0 XTALIN/8 (R) XTALIN/6 (RN/RT) 0 1 XTALIN/4 1 0 XTALIN 1 1 XTALIN/2 |
|
| OFF | 1 | 中斷信號到處理器。低電平有效 - 多功能，指示故障條件或卡存在。開漏輸出配置 - 包含一個內(nèi)部22kΩ上拉電阻到VDD。 |
| RSTIN | 2 | 復位輸入：此信號是卡的復位命令。 |
| I/OUC | 3 | 系統(tǒng)控制器與卡之間的數(shù)據(jù)I/O，包括一個上拉電阻到VDD。 |
3.3 73S8014R/RN引腳排列（SO20 - 頂視圖）
3.4 73S8014RT引腳排列（20SO - 頂視圖）
四、附錄
附錄包含評估板PCB的以下表格和圖紙：
- 電氣原理圖
- 物料清單
- 絲印層 - 頂面
- 絲印層 - 底面
- 金屬層 - 頂面
- 金屬層 - 中間1，接地平面
- 金屬層 - 中間2，電源平面
- 金屬層 - 底面
五、聯(lián)系信息
如果您需要了解更多關于Teridian Semiconductor產(chǎn)品的信息或查詢73S8014R/RN/RT的可用性，請聯(lián)系：
- 地址：6440 Oak Canyon Road, Suite 100, Irvine, CA 92618 - 5201
- 電話：(714) 508 - 8800
- 傳真：(714) 508 - 8878
- 郵箱：scr.support@teridian.com 如需全球銷售辦事處的完整列表，請訪問http://www.teridian.com。
通過以上對73S8014R/RN/RT 20SO演示板的詳細解讀，相信大家對這個評估平臺有了更深入的了解。在實際設計中，我們需要根據(jù)具體需求合理使用演示板的各項功能，同時注意安全和ESD防護。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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