LTC1955双智能卡接口为多卡应用提供了一个完整而紧凑的解决方案。LTC1955和五个小电容是将两个卡插座连接到主机微控制器所需要的全部。LTC1955设计符合所有智能卡标准，可用于全尺寸卡插座，较小的供应商卡(simlock)插座，或智能卡和供应商卡插座的任何组合。

图1显示了LTC1955的框图，它通过电池或稳压3.3V电源工作。内部电荷泵提供一个升压到两个芯片上的低差调节器。ldo为每个智能卡插座提供1.8V、3V或5V可编程稳压输出。两个单向通道和一个双向通信通道提供从一个电源电压的微控制器到另一个电源电压的智能卡接口所需的信号转换。智能卡时钟和复位控制电路提供必要的逻辑功能，以防止卡在激活或停用期间出现故障或其他规范违规。每个通道上的智能卡检测电路观察机械开关的状态，并在适当的脱扣期过期后将信息传递给微控制器。一个简单的微处理器友好串行端口为命令和状态控制提供数据，从而最大限度地减少线数。最后，LTC1955提供所有必要的故障检测和ESD保护，以符合EMV和ISO-7816-3智能卡标准。这些包括短路检测，在交易过程中智能卡移除，欠压和过温故障。在故障条件的情况下，智能卡被正确地停用，故障输出通知微控制器。

串行端口

为了简化与多个智能卡的通信，LTC1955包括一个用于控制和状态数据的串行端口。在将命令数据发送到串口的同时，还返回状态数据。通过使用简单的4线接口，LTC1955可以很容易地由一个带有专用串行端口的微控制器或通过非专用I/O引脚的位操纵来控制。由于卡插座可能与微控制器在单独的板上，因此将控制和状态线的数量保持在最低限度是有益的。通过串接几个ltc1955，可以用相同的四个串口线控制六个卡。

电源管理单元

为了支持5V卡从电池或3.3V系统供电，LTC1955包括一个电压加倍充电泵。电荷泵只需要一个小的飞行电容器，一个输入旁路电容器和一个输出电荷存储电容器来提供升压能力，不需要电感或电流检测电阻。输入感测电路决定有多少输入电压可用(pvbat和SVBatt)，并确定电荷泵是否应该升压或降压以提供两个卡所需的电压。例如，如果输入电源电压为3.3V，而所需的智能卡电压为5V，则LTC1955作为电荷泵提供更高的电压。或者，如果输入电源电压为4V，而智能卡所需电压为3V或1.8V，则自动降压，提高效率。

为了获得最大的灵活性，LTC1955包括两个低差稳压器，每个卡通道一个。ldo可以独立编程到1.8V, 3V或5V。ldo包含故障检测电路，用于确定智能卡的V(CC)引脚是否发生欠压或过流故障。

整个LTC1955，包括电源管理电路，被设计成在轻负荷或空载条件下消耗低功耗。在无负载情况下(例如，一个卡在时钟停止模式下供电)，电源电流名义上仅为250µA。这可以在电池供电的应用程序中节省相当大的功率。此外，关闭电流只有几个微安。

为了防止高浪涌电流在导通期间，一个自动软启动电路斜坡电荷泵输出(CPO)电压在一个缓慢的速率。当卡插座被激活时，软启动电路还可以减缓V(CC)引脚的上升时间，以避免启动和电荷泵的干扰问题。串口中的状态位告诉微控制器输出电压何时达到其最终值。该信号还使通信通道得以实现，从而确保适当地符合智能卡标准。图2显示了卡电源电压斜坡以及指示特定输出已达到其最终状态的内部card READY信号。

在智能卡停用期间，无论是通过用户控制还是通过自动故障停用，LTC1955正确地将智能卡引脚顺序为0V，并在200µs内放电智能卡V(CC)引脚。快速放电是重要的，以确保卡的引脚完全塌陷之前，智能卡离开插座连接器。这一要求在各种智能卡标准中都有规定。

智能卡通信和控制引脚

在智能卡主通道(通道A)上有四个单向引脚(CLKA、RSTA、C4A和C8A)和一个双向引脚(I/OA)，用于与智能卡通信。这些引脚直接连接到智能卡接收器插座，很少或不需要额外的电路。

I/OA通道是I(2)C 风格的输入输出，提供电平转换和短路保护。在这个信道上使用了一种技术来允许与智能卡进行真正的全双工通信。这对于需要数据确认或类似的同时“低”断言的卡协议很有用。

为了满足ISO-7816-3严格的上升时间要求，同时保持功耗和V(OL)最小，在该通道上的每个上拉电流源都内置了加速器电路。通常，一个小电流I(START)将每个双向引脚拉到各自的电源轨道上。开漏晶体管可以很容易地克服I(START)，只要一个低是断言。当低是放弃，我(开始)慢慢地开始向它的轨道充电针再次。内部边缘率检测比较器注意到节点正在向上移动，并启用一个大的上拉电流源来辅助。一旦较大的电流源开始增强节点的边缘速率，增强的决定就会得到加强，从而提供动态形式的迟滞。当节点到达供电轨后，比较器复位，只有I(START)可用。图3显示了双向引脚的波形。10%到90%的上升时间在100ns数量级。DATA引脚在正确的直流电平上向微控制器传递信息，具有相同的上拉电路。

时钟和复位通道

LTC1955的时钟通道提供了智能卡用于同步的电平移位时钟信号。时钟通道是专门为高速设计的，可以忠实地传输10MHz信号。他们也有时钟分频模式，以适应更高的系统时钟速度。两个时钟输入，SYNC和ASYNC，通过允许用户将卡连接到异步应用程序的自由运行高速系统时钟或连接到同步卡应用程序的非专用微控制器输出，提供了最大的灵活性。时钟停止模式，高和低，可用于节省电池应用的电力。在同步卡应用程序中，可以取消选择其中一个或两个卡，并且它们的时钟引脚将保持在当前状态。

复位通道将微控制器的信号传送到智能卡，也可以通过选择或取消选择两个卡插座中的一个来锁定高电平或低电平。

复位和时钟通道都被禁用，并在智能卡供电电压达到其最终值之前提供有效的低电压。失活可以手动完成，也可以由故障(例如智能卡引脚短路)或整个设备的欠压故障发生。失活顺序的设计是为了满足适用的智能卡标准。

额外的引脚包括在通道A上，以适应使用C4和C8接触位置的旧卡。这些引脚是单向的(仅输出)，并由与智能卡I/O引脚相同的数据输入引脚控制。

智能卡检测通道

LTC1955集成了一个卡检测解决方案，不需要额外的反弹跳电路或软件。该通道通过施加小电流和监测机械检测开关上的电压来检测智能卡的存在。一旦检测到智能卡，通道启动反反弹计时器。只有当卡存在至少20ms时，才会向微控制器报告卡的存在。开关感测电流由LTC1955产生，因此不需要外部元件。一旦出现有效的卡指示，通道通过断言串行端口状态输出中的卡就绪位来警告微控制器。在通道A上，可以通过简单地观察DOUT引脚的状态来确定卡的存在，而无需运行串行端口。

故障检测与避免

与智能卡引脚故障相关的规范非常严格。例如，ISO7816-3(第1.4.8节)规定智能卡插座必须能够承受连接在任何或所有触点之间的“金属板”而不损坏。为了适应这些故障条件，LTC1955在其低阻抗引脚上使用电压感应来检测该引脚是否被强制到不适当的电平。例如，将智能卡电源引脚V(CCX)上的电压与内部参考电压进行比较，以确定是否存在短路。如果故障持续一段时间，LTC1955自动停用相应的智能卡，并断言的错输出。一个小的超时时间可以防止错误困扰微控制器。时钟和复位通道以类似的方式响应故障。这些通道(CLK(X)和RST(X))输出上的数字电平与在其输入处呈现的数字电平进行比较。如果这些信号相差几微秒，则宣布有故障，智能卡被停用。再一次,的错输出提醒微控制器存在电气故障。在这两种情况下，由于智能卡处于停用状态，因此没有电源可以长时间提供过大的电流。

通道智能卡侧的双向引脚通过恒流下拉的方式防止智能卡供电电压的短路。而不是一个简单的下拉晶体管传输低到智能卡，这些通道使用电流源实现。5mA电流源提供足够的电流以满足边缘速率和V(OL)要求，同时限制故障期间的可用电流。现有的智能卡标准规定，在这些引脚发生故障时，电流不超过15mA。当然，这些通道上的接地短路与正常信号无法区分，必须由数据错误检查例程检测到。

结论

LTC1955提供了所有必要的电平转换和电源电路，与两个智能卡插座接口。为了进一步降低电路板级别的复杂性，该部分包括内置剥离电路的智能卡检测通道。一个简单的串行端口有助于减少到智能卡插座板的电线数量，并且可以很容易地扩展到4或6卡的应用程序。由于LTC1955提供了所有必要的智能卡接口功能，因此只需要旁路电容器和一个充电泵电容器即可运行。LTC1955的操作设计简单，并提供一个几乎透明的路径到智能卡。然而，当电气错误情况发生时，LTC1955通过移除智能卡的电源并警告微控制器来快速响应。LTC1955在节省空间的低轮廓(0.75mm高)5mm × 5mm QFN封装中提供了所有这些功能。