探索Microchip EVB-SEC系列評估板：功能、配置與編程全解析

在電子工程領(lǐng)域，評估板是進行硬件開發(fā)和測試的重要工具。Microchip的EVB-SEC1110、EVB-SEC1210和EVB-SEC1212-DEV評估板為開發(fā)者提供了低功耗、可配置的單芯片智能卡讀取解決方案。下面，我們將深入了解這些評估板的特點、配置和編程過程。

文件下載：EVB-SEC1210-URT.pdf

一、評估板概述

SEC1110/SEC1210/SEC1212-DEV是一系列低功耗、OEM可配置的單芯片智能卡讀取解決方案。與之對應(yīng)的評估板有EVB-SEC2112-DEV、EVB-SEC1210和EVB-SEC1110，這些評估板展示了具備各種接口和功能的獨立解決方案。

二、芯片特性

2.1 SEC1110特性

2.1.1 智能卡功能

• 具備單智能卡插槽，完全符合ISO/IEC 7816、EMV和PC/SC標準。
• 支持多種ETU速率生成，最高可達861 Kbps及以上。
• 全面支持T=0和T=1協(xié)議，擁有259字節(jié)的全數(shù)據(jù)包FIFO用于收發(fā)數(shù)據(jù)。
• 半雙工操作，在數(shù)據(jù)交換的收發(fā)階段無需軟件干預。
• 對軟件的實時響應(yīng)要求較低，最壞情況下約為180 ms。
• 動態(tài)可編程的FIFO閾值，以字節(jié)為粒度，還有獨立于閾值的超時FIFO刷新中斷。
• 可編程的智能卡時鐘頻率，采用類似UART的寄存器文件結(jié)構(gòu)。
• 支持A、B、C或AB類智能卡（包括1.8 V、3 V和5 V卡），具備T=0協(xié)議奇偶校驗錯誤恢復的自動字符重復功能，以及在卡移除和其他系統(tǒng)事件（包括持續(xù)奇偶校驗錯誤）時自動停用卡的功能。

2.1.2 USB功能

• 支持全速數(shù)據(jù)傳輸，端點可配置為控制、批量和中斷傳輸類型。
• 每個端點的最大數(shù)據(jù)包大小可配置（允許8 / 16/ 32/ 64字節(jié)），非控制端點支持乒乓緩沖區(qū)。
• 支持USB規(guī)范要求的掛起、恢復和遠程喚醒功能，端點緩沖區(qū)可根據(jù)最大數(shù)據(jù)包大小的對齊要求位于1.5K SRAM的任意位置。

2.2 SEC1210特性

除了SEC1110的特性外，SEC1210還具有兩個智能卡插槽，并增加了以下功能：

2.2.1 SPI1接口

• 支持全雙工模式，可作為主或從模式工作。
• 支持七種SPI1主波特率，從模式時鐘速率最高可達spi1_clk/8。
• 串行時鐘的極性和相位可編程，主模式有故障錯誤標志和MCU中斷能力，具備寫沖突標志保護。
• 提供字節(jié)傳輸/接收、批量傳輸/接收和同時傳輸/接收的API。

2.2.2 UART接口

• 軟件與標準的16C450和16C550A兼容，收發(fā)分別有16字節(jié)的FIFO，可防止緩沖區(qū)溢出，降低軟件處理收發(fā)的時間要求。
• 可編程的波特率發(fā)生器，最高可達3 Mbps，支持使用RTS / CTS信號進行流控制，引腳極性可控制。
• 可編程的通信參數(shù)包括字長（5、6、7、8位）、停止位（1、1.5、2位）和奇偶校驗（無、奇、偶、標記、空格），還有低功耗睡眠模式。需要注意的是，連接UART端口到PC需要電壓電平轉(zhuǎn)換板/電纜，通常使用FTDI電纜。

2.3 SEC1212-DEV特性

在SEC1110和SEC1210的基礎(chǔ)上，SEC1212-DEV還具備以下模塊：

• 支持從SPI2接口啟動，配備1K字節(jié)的Atmel SPI閃存（AT26DF081A-SSU），支持Atmel和Windbond的SPI閃存。
• 板載RS232收發(fā)器，用于調(diào)試和RS232主機接口。
• 板載復位按鈕、EDP調(diào)試頭和JTAG調(diào)試頭，可進入ASIC測試模式和進行調(diào)試。

三、目錄結(jié)構(gòu)

EVB-SEC2112-DEV發(fā)布包提供了以下文件/文件夾結(jié)構(gòu)：

• EVB Schematics & BOM：包含EVB原理圖和物料清單。
• SW Tools/WinUSB Driver：BootROM USB設(shè)備所需的驅(qū)動程序。
• SW Tools/OTPProgrammer：包含OTP編程實用程序和用戶手冊。
• SW Tools/Linux Libraries：所需的Linux庫。
• SW Tools/SPIFlashUtitly：用于對SEC1212-DEV SPI2閃存進行編程的實用程序和相關(guān)用戶手冊。
• Firmware：包含用于編程到OTP / SPI閃存的固件二進制文件。文件名中帶有"SPI2"的文件用于通過SPIFlashWriter應(yīng)用程序編程到SPI閃存，帶有"OTP"的文件用于通過OTPProgrammer應(yīng)用程序編程到OTP。文件名中的"SINGLESLOT"或"DUALSLOT"分別表示單插槽或雙插槽讀取器。

四、評估板硬件設(shè)置

4.1 EVB-SEC2112-DEV

該評估板包含一個48引腳QFN的SEC1212-DEV芯片，具有USB主機接口、兩個智能卡插槽、SPI1、SPI2代碼執(zhí)行（可從外部或板載閃存）、UART等接口和功能，輸入綁定選項可使單個芯片作為SEC1110或SEC1210使用。

4.1.1 板布局

在理解板布局時，要注意每個接頭的引腳1由靠近邊緣的粗線表示，深紅色填充的引腳表示需要用跳線短路。

4.1.2 芯片插入

如果ASIC未直接焊接在PCB上且評估板配備了插槽，插入芯片時要確保ASIC上的引腳1標記（點）與PCB上插槽的引腳1標記（三角形）對齊。

4.1.3 連接器描述

評估板上有多個連接器，每個連接器都有不同的功能和默認設(shè)置，例如J2用于自/總線電源，J3用于電源輸入等。

4.1.4 開關(guān)描述

SW2為復位開關(guān)，按下時處于復位狀態(tài)，釋放時退出復位狀態(tài)。

4.1.5 測試點描述

測試點TP1、TP2、TP4和TP5分別對應(yīng)5V輸入、3.3V輸出、GND和VDD33電源輸出。

4.1.6 綁定選項

根據(jù)J36、J37和J38跳線的綁定選項設(shè)置，SEC1212-DEV原型可以工作在SEC1210（QFN24）和SEC1110（QFN16）引腳模式。

4.1.7 代碼獲取源選擇

SEC1212-DEV可以從內(nèi)部/OTP ROM或外部串行SPI閃存執(zhí)行代碼，選擇不同的代碼獲取源需要滿足相應(yīng)的先決條件。

4.2 EVB-SEC1210

該評估板使用24引腳QFN的SEC1210芯片，具有USB、兩個智能卡插槽和SPI1或UART接口。代碼只能從內(nèi)部SRAM或OTP執(zhí)行，插入芯片時同樣要注意引腳1的對齊。

4.3 EVB-SEC1110

該評估板使用16引腳QFN的SEC1110芯片，具有USB和一個智能卡插槽，代碼只能從內(nèi)部SRAM或OTP執(zhí)行，插入芯片時需確保引腳1對齊。

五、CCID固件

5.1 特性

• 支持所有電壓（1.8V、3V和5V）的智能卡，支持T=0和T=1協(xié)議。
• 支持最快的智能卡，最大CCID命令長度為271字節(jié)。
• 支持設(shè)備掛起以節(jié)省電源，可通過插入智能卡實現(xiàn)遠程喚醒。
• 支持所有Windows和Linux版本的內(nèi)置驅(qū)動程序。

5.2 單插槽CCID固件

• 符合USB CCID類的單插槽固件，支持EVB-SEC1110、EVB-SEC1210和EVB-SEC2112-DEV評估板。
• 支持卡的移除和重新插入，根據(jù)插槽中卡的變化向主機發(fā)送中斷通知。

5.3 雙插槽CCID固件

• 符合USB CCID類的雙插槽固件（枚舉為復合USB設(shè)備），支持EVB-SEC1210和EVB-SEC2112-DEV評估板。
• 插槽1支持卡的移除和重新插入，插槽2不支持卡的移除和重新插入，因為該接口不支持狀態(tài)變化中斷端點。

5.4 智能卡讀取器驅(qū)動程序安裝（Windows）

大多數(shù)Windows操作系統(tǒng)默認集成了USBCCID驅(qū)動程序，連接評估板后，usbccid.sys驅(qū)動程序會自動加載。如果未預裝驅(qū)動程序，可通過Windows Update網(wǎng)站進行安裝。

六、設(shè)備固件版本檢查

要檢查設(shè)備的固件版本，可在設(shè)備管理器中選擇智能卡讀取器，右鍵單擊并選擇“屬性”，在“詳細信息”選項卡中選擇“硬件ID”，即可查看版本號。

七、編程過程

7.1 OTP編程

該過程僅適用于EVB-SEC2112-DEV，因為EVB-SEC1110和EVB-SEC1210已預編程了適當?shù)墓碳?。編程步驟包括：確保設(shè)備枚舉為"SMSC WINUSB"，打開OTP Programmer并確認設(shè)備枚舉，選擇.bin文件，點擊“執(zhí)行”，成功完成后設(shè)置OTP_ROM_EN選項。

7.2 SPI編程

SPI編程只能在EVB-SEC2112-DEV上進行。編程步驟包括：在開機時將Bond2跳線（J38）設(shè)置為1-2，打開SPI Flashwriter并確認設(shè)備枚舉，選擇.bin文件，點擊“Program SPI2 Flash”，完成后將Bond2跳線（J38）更改為2-3并重置板，此時評估板將從SPI啟動。

Microchip的EVB-SEC系列評估板為開發(fā)者提供了豐富的功能和靈活的配置選項，通過深入了解這些評估板的特性、配置和編程過程，開發(fā)者可以更好地利用它們進行智能卡讀取解決方案的開發(fā)和測試。你在使用這些評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。