在利用數字機頂盒收看數字電視節(jié)目時，為了滿足不同用戶的需要，保證每個用戶的利益，需要采用條件接收系統管理用戶的權限并確保用戶的正常收看。而在機頂盒中，通常使用智能卡技術實現條件接收。
　　智能卡有自己的微處理器、存儲器和一個與機頂盒通信的接口。采用智能卡實現條件接收的優(yōu)勢在于：它具有高度的安全性和保密性，主要用于存儲用戶的私人密鑰、控制授權、保密算法等信息，可以保證整個數字電視系統的安全。
　　本文主要討論智能卡與機頂盒之間的通信。機頂盒中的主芯片一般都提供與智能卡通信的接口，利用相應的硬件和通信協議，就可以實現它們之間的正常通信。在本文中，機頂盒芯片采用ST公司的Sti5516。由于Sti5516提供的智能卡接口需要外接一個接口芯片才能與智能卡通信，所以還采用了Philips公司的TDA8004T芯片。整個硬件框圖如圖1 所示。

1 Sti5516的智能卡接口
　　Sti5516支持智能卡接口——異步收發(fā)控制器(UART)，用于實現Sti5516與二個智能卡控制器的通信。異步收發(fā)控制器支持全雙工異步通信，接收器與發(fā)送器使用相同的數據格式和波特率。數據的傳輸和接收可以是雙BUFFER，也可以是16位FIFO。通信過程中奇偶校驗位、數據位、停止位都是可編程的。同時，在傳輸和接收中的錯誤覺察增強了數據傳輸的穩(wěn)定性，UART與智能卡的握手協議確保了數據傳輸的安全性。Sti5516有一個智能卡時鐘產生器，提供給智能卡一個時鐘信號。智能卡使用這個時鐘驅動智能卡與UART之間的通信。這個時鐘也用于智能卡CPU時鐘。智能卡接口操作要求卡的時鐘可以調整，這樣波特率可以改變，時鐘的調整可以根據ISO7816標準。Sti5516提供的智能卡接口支持T=0、T=1協議。
2 TDA8004T介紹
　　TDA8004T提供了一個低成本的異步智能卡接口，可用于電子付費、讀卡器、付費電視等。它可以取代智能卡與微控制器之間的一些外部元器件，提供微控制器與智能卡之間穩(wěn)定、低噪音并符合ISO-7816 標準的通信接口^[1]。其原理結構圖如圖2所示。

3 通信協議
　　在Sti5516與智能卡的通信過程中，本文采用了T=0協議。
　　T=0協議是異步半雙工字節(jié)傳輸協議" title="傳輸協議">傳輸協議^[2]，即協議所處理的最小單位是單個字節(jié)。通信命令總是由接口設備啟動,以命令報頭通知卡做什么,并且允許在卡發(fā)出的過程字節(jié)的控制下傳輸數據字節(jié)。命令報頭由連續(xù)的5個字節(jié)組成，這5個字節(jié)指定為CLA、INS、P1、P2、P3。其中CLA為指令類別，INS為指令類別中的指令代碼，P1、P2為一個完成指令代碼的參考符號(例如地址)，P3由一個可變長度的條件體組成。條件體包括命令數據域長度字節(jié)Lc、命令數據域和響應返回的最大長度字節(jié)Le。根據不同的命令，條件體的組成也不相同。
　　這樣,在一個5字節(jié)命令報頭傳輸后,接口設備等待一個或者兩個過程字節(jié)。過程字節(jié)的值將指明接口設備請求的動作。如果過程字節(jié)的值與INS字節(jié)相同，表示接口設備向卡發(fā)送或者從卡接收所有數據；如果與INS字節(jié)的補碼相同，表示接口設備向卡發(fā)送或者從卡接收下一個字節(jié)；如果為0x60,表示延長等待時間；如果為0x61，表示接口設備等待第二個過程字節(jié)，并根據第二個過程字節(jié)發(fā)送命令取回數據；如果為0x6c,表示接口設備等待第二個過程字節(jié)，并根據第二個過程字節(jié)重發(fā)上一條命令。如果過程字節(jié)是0x90、0x00，表示通信成功完成[2～3]。
4 通信的實現
　　在實際通信過程中，本文將工作頻率" title="工作頻率">工作頻率定為3.57MHz，保證數據傳輸的波特率為9600bps。數據格式采用帶奇偶校驗的8個數據位和2個停止位，如圖3所示。

　　在機頂盒與智能卡發(fā)送數據和接收數據的過程中，使用了Sti5516智能卡接口UART的驅動。因此在進行通信之前首先要對UART初始化。初始化之后，進行卡的復位應答，如果應答正確才能與卡通信。
　　根據T=0協議的定義，機頂盒與智能卡通信的流程圖如圖4所示。