73S8009R 演示板用户手册：开启智能卡接口评估新体验

在电子设备的设计与开发中，智能卡接口的评估是至关重要的一环。Teridian Semiconductor Corporation 的 73S8009R 演示板，为我们提供了一个便捷、高效的评估平台。今天，我们就来深入了解一下这款演示板的相关信息。

文件下载：73S8009R-DB.pdf

一、引言

73S8009R 演示板是用于评估 Teridian 73S8009R 智能卡接口 IC 的平台。它集成了 73S8009R 集成电路，既可以作为独立平台与外部微控制器配合使用，也可以作为子卡与 73S12xxF 评估平台搭配。

1.1 套件内容

• 一块 73S8009R 演示板（版本 1）。
• 相关文档，包括 73S8009R 数据手册和本用户手册。

1.2 安全与 ESD 注意事项

连接带电电压到 73S8009R 演示板系统可能会导致板上出现潜在危险电压，连接后处理演示板时需格外小心。同时，该演示板对静电放电（ESD）敏感，处理时要采取相应的 ESD 防护措施。

1.3 推荐工作条件和绝对最大额定值

参数	推荐工作条件	绝对最大额定值
电源电压 VDD	2.7 至 3.6 VDC	-0.5 至 4.0 VDC
电源电压 VPC	4.75 至 5.5 VDC（ISO - 7816 和 EMV 应用） 4.85 V 至 5.5 VDC（NDS 应用）	-0.5 至 6.5 VDC
环境工作温度	-40 °C 至 +85 °C	-
数字输入的输入电压	0 V 至 VDD + 0.3 V	-0.3 至 (VDD + 0.5) VDC
存储温度	-	-60 至 150 °C
引脚电压（卡接口除外）	-	-0.3 至 (VDD + 0.5) VDC
引脚电压（卡接口）	-	-0.3 至 (VCC + 0.5) VDC
引脚电流	-	± 100 mA
ESD 耐受性 - 卡接口引脚	-	± 6 kV
ESD 耐受性 - 其他引脚	-	± 2 kV

超出这些额定值范围的操作可能会对设备造成永久性损坏。卡引脚的 ESD 测试是在 HBM 条件下进行，每个极性对地面进行 3 次脉冲测试。

二、连接

所有数字信号和电源连接通过图 2 中标记为 J2 和 J4 的 10 针插头连接器完成。

J4 连接器引脚说明

引脚	引脚名称	功能
1	RDY	指示智能卡电源稳定并准备就绪
2	CS	芯片选择 - 高电平有效
3	RESET	-
4	TEST	-
5	PWRDN	-
6	CMDVCC%	控制 VCC 的开启、输出电压值和关闭
7	CMDVCC#	-
8	RSTIN	控制卡复位信号
9	GND	接地
10	VDD	系统接口电源电压和配套控制器电路的电源电压

J2 连接器引脚说明

引脚	引脚名称	功能
1	SCLK	时钟源输入
2	I/OUC	系统控制器与卡之间的数据输入/输出
3	AUX1UC	系统控制器与卡之间的辅助数据 C4
4	AUX2UC	系统控制器与卡之间的辅助数据 C8
5	OFF	处理器的中断信号，指示卡的存在和任何卡故障情况
6	GND	接地
7	GND	接地
8	GND	接地
9	VPC IN	必须在 2.7 V 和 6.5 V 之间
10	VPC IN	必须在 2.7 V 和 6.5 V 之间

连接顺序如下：

1. 电源供应：根据 JP2 的设置，向 J4 的引脚 10 施加 3.3 V 或向 J2 的引脚 9 和 10 施加 5 V。
2. 按下 ON/OFF 按钮。
3. 通过 J2 和 J4 连接设备的控制信号。
4. 施加时钟信号。

三、跳线、开关和测试点

图 3 中标记的项目说明如下：	项目编号（图 3）	原理图和 PCB 参考	名称	用途
1	JP1	时钟选择	用于选择来自 12xx 设备的时钟或外部时钟作为设备的频率参考
2	JP5、JP6	卡极性检测选择	设置取决于所使用的智能卡连接器类型（开关通常是常开还是常闭）以及 73S8009R 的哪个卡存在开关输入被使用。在本演示板中，开关通常是常开的。跳线可以有两种设置方式：默认设置使用 PRES，JP5 必须设置为 PRES，JP6 设置为 VDD；另一种设置使用 PRES，JP5 必须设置为 PREB，JP6 设置为 GND
3	BNC1	EXTCLK	当 JP1 设置为 EXTCLK 选择（跳线 JP1 在端子 2 和 3 之间）时，用于外部时钟的 BNC 输入
4 - 7、11、12	TP7、TP8、TP5、TP3、TP4、TP6	测试点：CLK、C4、RST、VCC、I/O、C8	每个智能卡信号的双引脚测试点，引脚标签名称是相应的信号（如 VCC、CLK），另一个引脚是 GND
8	TP9	VDD 选择	双引脚插头。短路条跳线必须就位以进行正常操作。短路跳线可以用电流表代替以测量 IC 的 VDD 电流。VDD 必须设置为 3.3V 电源
9	J4	板 3.3V 电源和数字控制信号	收集板的 3.3V 电源、73S8009R 主机控制信号引脚 RDY、CS、RESET、TEST、PWRDN、CMDVCC%、CMDVCC# 和 RSTIN 的连接器
10	J6	智能卡连接器	SIM/SAM 智能卡格式连接器。注意 J6 与智能卡连接器 J5（在 PCB 下方）并联连接。使用信用卡尺寸连接器 J5 时，不应插入 SIM/SAM
14	TP2	PWRDN 下拉选择	双引脚插头。用跳线短路时，设备处于掉电模式
15	J5	智能卡连接器	智能卡连接器。插入卡（信用卡尺寸格式）时，触点必须朝上
16	TP1	VPC 选择	双引脚插头。短路条跳线必须就位以进行正常操作。短路跳线可以用电流表代替以测量 IC 的 VPC 电流。VPC 必须设置为 5V 电源
17	J2	板 5V 电源和主机数字接口	收集板的 5V 电源、73S8009R 接口 IOU、外部时钟（SCLK）和中断（OFF）引脚的连接器

四、设计考虑因素

4.1 通用布局规则

• 信号布线：将 I/O 和辅助信号与卡接口信号分开布线。
• 时钟信号：保持 CLK 走线尽可能短，弯曲最少。如果可能，将 CLK 走线限制在一层（避免过孔到其他层），并远离其他走线，特别是 RST、I/O 和 VCC。允许对 CLK 走线进行滤波以减少噪声，在智能卡连接器的 CLK 引脚处允许接地电容最大为 30 pF。零 Ω 串联电阻（R7）可以用一个小电阻（不超过 100 Ω）代替以进行额外滤波。
• 电源信号：保持 VCC 走线尽可能短，走线厚度至少为 0.5 mm，并远离其他走线，特别是 RST 和 CLK。
• 复位信号：保持 RST 走线远离 VCC 和 CLK 走线，允许接地电容最大为 30 pF 进行滤波。
• 电容放置：在设备的 VDD 引脚附近放置 0.1 µF 电容并直接接地；在设备的 VPC 引脚附近放置 0.1 µF 和 10 µF 电容并直接接地；在智能卡连接器的 VCC 引脚附近放置 3.3 µF（NDS 应用为 1.0 µF）电容并直接接地。

4.2 符合 EMV 标准的优化

演示板的默认配置在智能连接器的 CLK 引脚和 RST 引脚分别连接了 27 pF 电容（C12 和 C13），用于在长走线或测试设备干扰的情况下对 CLK 和 RST 信号进行滤波。CLK 上的电容可减少走线的振铃，降低与其他走线的耦合，并减慢 CLK 信号的边沿；RST 上的电容有助于在嘈杂环境中满足干扰规范。这些滤波电容在 EMV 测试环境中很有用，且对 NDS 测试没有影响。C12 和 C13 在原理图和物料清单中都有体现，它们是智能卡线路 CLK 和 RST 上的可选滤波电容，可根据具体应用（PCB、卡时钟频率、符合适用标准等）调整（值不超过 30 pF）或移除，以优化性能。默认的 3.3 µF VCC 电容是满足 EMV2000 版本 4.0 中动态 VCC（智能卡电源）瞬态电流要求所必需的。

五、73S8009R 演示板原理图、PCB 布局和物料清单

5.1 原理图

包含 73S8009R 电气原理图（图 4）。

5.2 73S8009R PCB 布局

展示了演示板的顶视图、底视图、顶层信号层、中间层 1（接地平面）、中间层 2（电源平面）和底层信号层的布局图（图 5 - 10）。

5.3 73S8009R 演示板物料清单

数量参考	部件	PCB 封装	Digikey 部件编号	部件编号	制造商
3	C1、C3、C10	10 µF	805	PCC2225CT - ND	ECJ - 2FB0J106M	Panasonic
2	C2、C8	0.1 µF	603	PCC1762CT - ND	ECJ - 1VB1C104K	Panasonic
1	C11	3.3 µF	805	PCC1925CT - ND	ECJ - 2YB0J335K	Panasonic
2	C12、C13	27 pF	603	PCC270ACVCT - ND	ECJ - 1VC1H270J	Panasonic
3	JP1、JP5、JP6	Header 3	3 针，2.54mm 间距	S1011E - 36 - ND	-	PBC36SAAN	Sullins
2	J1、J3	SSM_110_L_SV	SSM_110_L_SV	X	SSM_110_L_SV	Samtec
2	J2、J4	TSM_110_01_L_SV	TSM_110_01_L_SV	X	TSM_110_01_L_SV	Samtec
1	J5	智能卡连接器	ITT_CCM02 - 2504	CCM02 - 2504 - ND	-	CCM02 - 2504	ITTCannon
1	J6	SIM/SAM 连接器	ITT_CCM03 - 3754	CCM03 - 3754CT - ND	-	CCM03 - 3754	ITTCannon
1	BNC1	BNC 连接器	BNC	A24539 - ND	414373 - 1	AMP
2	R4、R7	0	603	P0.0GCT - ND	ERJ - 3GEY0R00V	Panasonic
1	R1	20 K	603	P20KGCT - ND	ERJ - 3GEYJ203V	Panasonic
1	R2	49.9	603	P49.9HCT	ERJ - 3EKF49R0V	Panasonic
3	R8、R9、R10	Ru	603	X	X	-
3	R11、R12、R13	Rd	603	X	X	-
9	TP1、TP2、TP3、TP4、TP5、TP6、TP7、TP8、TP9	TP2	2X1_Header	S1011 - 36 - ND	PZC36SAAN	Sullins
1	U1	73S8009R	28SOP	X	73S8009R	Teridian

注：原理图中标记为 Ru 和 Rd 的电阻未安装在板上，可根据需要实现以调整智能卡读卡器的功能。

六、订购信息

73S8009R 28 引脚 SO 演示板的订购编号为 73S8009R - DB。

七、联系信息

如需了解 Teridian Semiconductor 产品的更多信息或查询 73S8009R 的可用性，请联系： 地址：6440 Oak Canyon Road, Suite 100, Irvine, CA 92618 - 5201 电话：(714) 508 - 8800 传真：(714) 508 - 8878 邮箱：[e-mail] 如需全球销售办事处的完整列表，请访问 http://www.teridian.com。

在使用 73S8009R 演示板进行智能卡接口评估时，我们需要严格遵循上述的使用说明和设计规则，以确保评估的准确性和设备的稳定性。大家在实际操作过程中有没有遇到过一些特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。