NEC DEVICE TECHNOLOGY No.72

NEW PRODUCTS 1
ICカード用 8ビット・マイクロコントローラ
μPD789816
半
開発背景
田
建
一
★
タへのアクセスはCPUを介して行われま
より高いセキュリティを確保したシステムの
近年，欧州を中心としてICカードを導入
す。
また，
CPUは通信データの暗号処理な
要求が高まり，ICカードの普及に拍車がか
したシステムの普及が進んでいます。
ども行っています。加えて，ハッカーによる
かっています。
従来の磁気カードの場合，
カード情報が
不正アクセスを拒絶するセキュリティ回路
また，
磁気カードの記憶容量72バイトにく
磁気ストライプ上に磁気データとしてカード
を内蔵しています。
このため，
データの解
らべ，ICカードは不揮発性メモリの容量に
表面に記録されているため，
データを比較
読・改竄・搾取は極めて難しくなります。
こ
よってはその数百倍の記憶容量を持つこと
的容易に解読・改竄されてしまいます。一
のようにICカードは，磁気カードにくらべ格
ができます。
このため，
カードユーザのポイ
方ICカードでは，
カード情報がICチップ内
段のセキュリティを確保できます。現在，
磁
ントサービスや利用履歴など，多くの情報
の不揮発性メモリに格納されており，
デー
気カードの偽造は世界中で横行しており， を記憶できるICカードを用いたシステムは，
WATCHDOG
TIMER
78K/0S
8ビットCPU
ROM
44Kバイト
PORT G
PG0/
INTPG
RANDOM
NUMBER
GENERATOR
EEPROM 16Kバイト
RAM
1.5Kバイト
SECURITY
CIRCUITS
POWER
ON/OFF
VDD
GND
MULTI
PROGRAMMING
RESET
CIRCUIT
RESET
CLOCK
DIVIDER
STANDBY
CONTROL
INTERRUPT
CONTROL
・INTPG
・INTWD
CLK
図1 μPD789816ブロック・ダイアグラム
★ ソリューション技術本部 マイクロコンピュータ技術部
周辺機能
磁気カードシステムに無い新しいサービス
μPD789816は，8ビットマイクロコント
の提供も可能です。
ローラ78K/0SをCPUとして内蔵したシング
1. EEPROM
I Cカードのアプリケーションには，
クレ
ルチップマイコンです。本製品は，
メモリと
不 揮 発 性メモリとして1 6 K バイトの
ジットカードや銀行カードや電子財布といっ
して4 4 K バイトのR O M ，1 . 5 K バイトの
EEPROMを内蔵しています。16Kバイトの
た金融系のカード，
健康保険証，
Pay-TVの
R A M ，そして 1 6 K バイトと大 容 量の
EEPROM領域は，
1ページを32バイトとして
認証用カードなどがありますが，
それらをし
EEPROMを内蔵しています。
また，ICカー
合計512ページで構成されています。1バイ
のぎ，現在もっとも使われているのがGSM
ド用マイコンに特化した機能として，
セキュ
トから32バイトの範囲でデータ長を可変に
（Global System for Mobile communi-
リティ回路，乱数発生回路を内蔵していま
してデータの書き込み・消去を可能とする
cation）
用のカードです。GSMは，
欧州やア
す。端子数は，ICカードの標準規格を規定
マルチプログラミング機能を有しており，
高
ジアで主に普及している携帯電話の標準
するISO7816に準拠した5端子
（電源端子，
速での一括書き込み・消去が可能です。
規 格 で ，その I D 用のモジュール S I M
グラウンド端子，
リセット端子，
クロック入
（Subscriber Identification Module）
として
力端子，データ入出力端子）
と全二重通
2. セキュリティ回路
ICカードが使われています。SIMにはIDと
信を可能にする二本目のデータ入出力
ICカードの耐タンパ性（データの搾取や
しての個人情報のほか，大量の電話番号
端子の合計6端子です。出荷形態はベア
改竄といった悪意を持った外部からのアク
情報などを記憶させるため，
その他のアプ
チップです。
セスに耐えうる性能）
を高めるために，
各種
リケーションにくらべ大容量の不揮発性メ
表1にμPD789816の機能概要を示し
セキュリティ回路を内蔵しています。セキュ
モリを必要とします。
ます。
リティ回路には，周波数検出回路，電圧検
今回紹介するμPD789816は，GSMの
開発ツールとしては，高機能なインサー
出回路，光検出回路などがあり，
これらの
SIMカードをメインターゲットにした16Kバ
キット・エミュレータやアセンブラ，
構造化ア
回路は規定外の周波数・電圧などを検出
イトの不揮発性メモリEEPROMを有したIC
センブラ，Cコンパイラ，
グラフィカル・ユー
し，
デバイスがハッカーにより不正アクセス
カード用マイクロコントローラです。
ザ・インタフェースを採用した統合ディバッ
されることを防ぎます。
ガ，
システム・シミュレータなど一層のプロ
製品概要
グラム開発効率の向上をめざした開発環
3. 乱数発生回路
境を提供しています
（図2参照）
。
16ビットの乱数発生回路を内蔵していま
μPD789816のブロック図を図1に示し
ます。
す。ICカードとリーダライタとの認証用の乱
数発生などに使用可能です。
4. タイマ
表1 μPD789816の機能概要
項
目
機
能
8ビットのインタバル・タイマ/ウォッチドッ
グ・タイマを内蔵しています。
ROM
44Kバイト
RAM
EEPROM
1.5Kバイト
16Kバイト
マルチプログラミング機能内蔵
汎用レジスタ
8ビット×8個
最小命令実行時間
0.4μs（システムクロック5MHz動作時）
I/Oポート
CMOS入出力：2本
タイマ
インタバルタイマ/ウォッチドッグタイマ：1ch
GSM用のSIMカードです。
このために大容
乱数発生回路
16ビット乱数発生回路内蔵
量のEEPROMを有しています。
また，
大容
セキュリティ回路
各種セキュリティ検出回路内蔵
量EEPROMを活かした，
クレジットカードや
ベクタ割り込み要因
7本
銀行カードのような電子マネー向けの多目
電源電圧
2.7∼5.5V
的（マルチアプリケーション）
カードにも利
端子数
6端子（ISO7816準拠）
用可能です。
出荷形態
●Sawn（ダイシング済み）ウェハー
●Unsawn（未ダイシング）ウェハー
応用分野
本ICはICカード用に特化した，
マイクロ
コントローラです。
メインのターゲットアプリケーションは，
ソフトウエア
・統合ディバッガ
ID78K0S-NS
・アセンブラパッケージ
RA78K0S
・Cコンパイラパッケージ
CC78K0S
・シミュレータ
SM789810
・デバイスファイル
DF789816
EP-789816WA
エミュレーションプローブ
（カード形状）
EP-789816WA-SIM
EP-789816WA
NEC Corporation
SIM形状プローブ
プローブボックス
外部トリガプローブ
I/F board for PCI
or
I/F board for PCMCIA
IE-70000-MC-PS-B
PC-I/F board
IE-789816-NS
Host machine(PC)
図2 開発環境
今後の展開
今後のICカード用マイコンの製品展開を
図3に示します。
ICカード用マイクロコントローラとして，
今
回紹介したμPD789816に続き，32Kバイト
機能
EEPROM大容量化
V850
とE E P R O M 容量を倍増した製品μP D
μPD7039XX
μPD703903
789819を現在開発中です。
ROM：128K
RAM：3K
EEPROM：32K
また，
上記した8ビットCPU製品と平行し
て，V850コアベースの32ビットCPU製品を
開発しています。
こちらは，32ビットRISC・
K/0S
CPUの高速・高性能を活かし，
オープンプ
ラットフォームカードに最適です。たとえば，
JAVAカードとして利用する場合，従来の
8ビットCPU製品と比較して格段の処理性
能を実現できます。現在はEEPROM容量
μPD789816
ROM：44K
RAM：1.5K
EEPROM：16K
μPD789819
ROM：44K
RAM：1.5K
EEPROM：32K
企画中
開発中
量産中
が32KバイトのμPD703903を開発中です。
その後，
市場の要求に対応し，
EEPROMの
大容量化を進めていく予定です。
図3 ICカード用マイコン ロードマップ