BL7442LV 2K ½ EEPROM 逻辑加密存
储卡
一、概述
BL7442LV
是上海贝岭自行开发、
采用
1..2 um CMOS E
2
PROM
工艺制造的
2Kbit
加密
IC
卡芯片。256 字节，带写保护功½，具有可编程密码(PSC)，可在
3V~5V
电压下工½。
BL7442LV 有 A 型和 B 型两种，可用于电子消费卡、公司卡、健康卡、会员卡和
ID
卡等等。
上海贝岭对此产品拥有集成电路版图设计版权
（登记号：
BS.02500046.2）
和相关专利授权。
二、产品特点
•
•
•
•
•
•
•
•
•
字节寻址:每字节
8
½，共
256
字节
32 X 1bit
保护存储器结构
最½
32
地址(0…31 字节)不可逆字节写保护
双线通讯协议、触点定义和串行接口符合
ISO7816
标准(同步传输)
复½应答符合
ISO7816-3
标准
读写次数大于
10
万次
单字节的擦、写编程时间各为
2.5ms
数据输出时指示处理结束
BL7442LV
有
Type A
和
Type B
两中类型
•
•
A 型：只有在输入正确的 3 字节可编程密码(PSC)后，数据才可读出和改变
B 型：只有在输入正确的 3 字节可编程密码(PSC)后，数据才可改变
三、管脚描述
C1
C6
C5
C4
C2
C3
M3
模块管脚描述
M2
模块管脚描述
M2
模块触点
M3
卡模块触点
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
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符号 功½描述
VCC
工½电压
3V½5V
RST
复½
CLK
时钟
NC
不用
GND
接地
NC
不用
I/O
输入/输出
NC
不用
C1
C2
C3
C4
C5
C6
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四、功½描述
1、原理框图
、原理框图
BL7442LV
电路原理如图
1
所示。
主存贮区
255
EEPROM
256X8
32
31
可 由 保 护 ½
0
保护存贮 区
31
3
2
1
0
0
保密存贮 区
参考数据
参考数据
参考数据
EC
PSC
封锁的字 节
范围
数据
地址
地址
数据
地址
数据
8
5
2LSB
存贮区
主
/
保 护
/
加 密
高压发生器
基准电流
发生器
译码器
½线取样
地 址
,
数 据
寄存器
,
比较器
编程
控制
复½
加电检测
时序和
加密逻辑
接口
VCC
GND
I/ O
RST
C LK
图
1
电路原理框图
2、功½描述
、功½描述
BL7442LV
为一款
2K
½存储卡电路，具有一个
256
字节的
E2PROM
主存储区(见框图)
和一个
32
½
PROM
保护存储区。主存储区按字节进行擦除和写入。擦除时，数据字节的
8
½½½为逻辑
1；写入时,E2PROM
各单元的信息，可根据输入数据按½改写成逻辑
"0"(EEPROM
中数据与输入的新数据进行逻辑与)。通常，一次数据的改写过程由一次擦除
和一次写入过程组成。
E2PROM
单元是否真的被擦除和(或)写入取决于主存储区中数据字节
和新的数据字节的内容。如果指定½字节的
8
½没有一½需要
0
至
1
的翻½, 就跳过擦除操
½。反之，如果不需要
1
至
0
的翻½, 就省却写入操½。写和擦除的工½至少需要
2.5ms。
主存储区的起始 32 个字节可以通过写保护存储区中对应的½而不可逆½地防止被
改写。该地址范围内的每个数据字节与保护存储区中的一½相对应，而且与主存贮器具
有相同的地址。保护½一旦写入就不½再擦除。
BL7442LV 还提供一个控制对存储区进行写入/擦除操½的密码逻辑。
为此包含了一个
具有出错计数器 EC(½ 0 至½ 2)和 3 字节参考数据的 4 字节保密存储区(见框图)。这 3
个字节½为一个整½而成为可编程密码(PSC)。对 BL7442LVB 型而言，加电后，除这些
参考数据外，整个存储区只½被读取。只有在校验数据和内部参考数据比较相同后才可
½进行写入和擦除操½。对于 BL7442LVA 型而言，加电后，整个存储区½不½被读取，
除 EC 外，整个存储区也½不½被写入和擦除。只有在校验数据和内部参考数据比较相
同后才可进行读出、写入和擦除操½。密码比较有三次机会，在三次比较失败后，出错
计数器就封锁所有后续的任½尝试，即禁止对电路的任½擦、写、读（仅对 A 型）操½。
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3、½令和基本时序
、½令和基本时序
3.1
½令格式
BL7442LV
的½令包括三个字节:½令码，地址码，数据码。½令格式如表
1
所示。
表
1
½令码
B7
MSB
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
A7
A6
A5
地址码
A4
A3
A2
A1
A0
D7
D6
D5
数据码
D4
D3
D2
D1
D0
LSB
LSB MSB
LSB MSB
3.2
用户½令
BL7442LV
的用户½令如表
2
所示。
表
2
Byte1
½令码
B7
0
0
0
0
0
0
0
B6
0
0
0
0
0
0
0
B5
1
1
1
1
1
1
1
B4
1
1
1
1
1
1
1
B3
0
1
0
1
0
1
0
B2
0
0
1
1
0
0
0
B1
0
0
0
0
0
0
1
B0
0
0
0
0
1
1
1
Byte2
地址
A7-A0
地址
地址
无效
地址
无效
地址
地址
Byte3
数据
D7-D0
无效
数据
无效
数据
无效
数据
数据
操½
读主存储器
更新主存储器
读保护存储器
写保护存储器
读保密存储器
更新保密存储器
比较密码*
模式
数据输出
处理
数据输出
处理
数据输出
处理
处理
说明：
(1)读主存储区
该½令读出从所给出的字节地址(N)开始到存储区最后一个地址的主存储区中数据内容
(LSB
先读出)。在此½令输入后，IFD 必须提供足够的时钟脉冲。脉冲数
m=(256-N)*8+1。
在任½情况下，½可对主存储区进行读操½。
(2)更新主存储区
此½令将要传送的数据字节写入指定地址的
E2PROM
字节。根据新旧数据，处理模式
期间将执行下述操½序列中一种。
-擦除和写入
-不进行擦除而直接写入
-只进行擦除而无写入
(5ms)对应于 m=255
个时钟脉冲
(2.5ms)
对应于
m=124
个时钟脉冲
(2.5ms) )对应于 m=124
个时钟脉冲
(所有数值是按 50kHz
时钟速率计算所得)
½½½½
CLK
I/O
RST
1
2
1
3
2
24
处处
1
24
2
3
m-2 m-1
m
图
2：更新主存储区
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(3)读保护存储区
此½令在连续32 个脉冲驱动下将保护½传送到输出端，利用一附加脉冲可½I/O ½成
"H"状态。保护存储区是可读的。
(4)写保护存储区
此½令的执行包括一个输入数据字节与
E2PROM
中指定字节的比较过程，如果指定字
节的数据与指令输入数据一致，就执行写保护½操½，½此数据信息成为不可改变的。如果
两者数据不同，写保护½的操½就将被禁止。执行时间和所需脉冲同"更新主存储区"。
（5）读保密存储区
类似于保护存储区的读½令，此½令读出保密存储区的 4 个字节。数据输出模式期
间的时钟脉冲数为 32。
通过一个附加脉冲，
I/O 被½成 H 态。
如无预先成功的 PSC 认证，
参考数据字节的输出就被禁止的，这意味着 I/O 仍然处在"L"态。
（6）更新保密存储区
关于参考数据字节，只有在成功地认证了 PSC 后，此½令才½执行，否则，只有
出错计数器(地址 0)的各½可以有从"1"写成"0"的更新。执行时间和所需的时钟脉冲与
上述"更新主存储区"的相同。
（7）比较认证数据
此½令只½与出错计数器的一次更新步骤组合½用(见比较½令用法)，
该½令将输
入的一个认证数据字节和对应的参考数据字节进行比较，对此过程来说，处理模式期间
的时钟脉冲是必需的（至少 2 个脉冲）
。
A 型：在比较认证数据前，IO 口呈高阻态。由于出错计数器 EC 的数据无法读出，因此
对 EC 的判别不同于 B 型。
在芯片上电后，
无论 EC 处于½种状态，
½将其½为 111
（07H）状态，然后对 EC 记数器写一½，比较一次，比较正确（½读出 PSC 内容）
后，再把它写回 07H。如原先 EC 的数据为（07H）的话，则和 B 型（或 BL7442）
相同，也有三次密码验证的机会。如原先 EC 的数据不为 07H，那么，会出现第一
次或前二次（EC 分别为 01H 或 03H）验证时，½然密码正确½因对 EC 的操½没
起½用而比较不通过的情况。不管是 A 型还是 B 型，芯片内部的操½相同，仍然
按照实际 EC 数据进行，三次操½失败芯片自锁。
B 型：比较认证过程与 BL7442LVA 完全相同，A 型和 B 型的差别，仅在于 B 型可以读出
EC 的内容。
比较½令的用法
比较½令必须完全按下述步骤执行。任½变更将带来失败，以致写入/擦除均无法
进行。只要此过程不½成功结束，出错计数器，各½只½从"1"变"0"，而不½进行擦除。
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首先，
错误计数器的某一½必须通过一条更新½令(UPDATE)写成"0"(见图 3)。
然后，
从参考数据的字节 1 开始执行三次"比较认证½令"。
整个过程的成功结束可以通过½够
擦除非自动擦除的出错计数器来辩别。至此，只要有不掉电，就可以对整个存储区域进
行写入(擦除)操½。
假½出错，只要错误计数器还有 1 ½，上述整个过程就可以重新进行。在密码比较
通过后，参考数据可以象 E
2
PROM 中的任½其它信息一样被改变。在电路(模块)发运时，
PSC 根据与用户之间独立协议进行编码，这样，要改变数据就必须知道此代码。
认证过程
读
EC
比较
Y
(EC)=000?
½令
读
SM
被封锁
N
将
EC
的一½
写为
”0”
比较认证数
据参考数据
擦除
EC
比较失败 后
1
个数
=
可以再试的次数
N
Y
更新
SM
比较
VD
比较
VD
比较
VD
更新
SM
地址
地址
1
地址
2
地址
3
地址
0
数据
字节
数据
1
字节
数据
2
字节
数据
3
111111111
读
EC
(EC)=111?
读
SM
EC=
出错计数器
SM=
保密存贮器
VD=
认证数据
图 3：PSC 认证过程
3.3
传输协议和½令时序
传输协议为接口设备
IFD
和
IC
之间的两线连接协议。协议类型标识为"S=10"。I/O 上
的所有数据交换由
CLK
的下降沿触发。
传输协议由
4
个模式组成：
(1)复½和响应复½
(3)数据输出模式
(2)½令模式
(4)处理模式
【复½应答】
响应复½按
ISO78163
标准产生。
在操½期间，
任½时候½可以给出复½信号。
复½时，
地址计数器由一时钟脉冲½到零；½
RST
从
H
态½成
L
态时，第一个数据½(LSB)输出到
I/O。通过此后连续的 31
个时钟脉冲，可读出前
4
个
E2PROM
地址单元中的内容。第
33
个时钟脉冲将
I/O
½成
H
态。在响应复½期间，½略所有启动和停止条件。复½应答时序如
图
4
所示。
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