Silicon Laboratories EFM32, Application Note

...the world's most energy friendly microcontrollers

2014-01-23 - an0820_Rev1.00

19

www.silabs.com

the responsibility of detecting errors is left to the host-computer, based on the responses given by the
card. There are no automatic negotiation of parameters and only a minimum sub-set of communication
protocols are implemented.

3.6.1 Adding a Level Translator and Protection Circuit

When  connecting  the  smart  card  directly  to  the  EFM32,  it  will  only  support  3.3V  cards,  smart  cards
requiring 5V will not work when connected directly. Some cards need Vpp (programming voltage pin)
to be set to a higher programming voltage when writing to the card. This functionality is not supported
by the software and the Vpp pin is in fact not connected at all in this implementation. Also, there are
no additional ESD-protection or signal-conditioning when directly connected to the EFM32, which might
make  the  implementation  more  prone  to  electrical  faults.  There  exists  conditioning-devices  that  can
be connected between the mcu and the smart card, which handles ESD, signal conditioning and the
different voltage levels in a proper manner, see Figure 3.10 (p. 19) .

For  further  protection  of  the  interface  device  and  also  adding  support  for  different  voltage  levels,  a
level translator circuit can be added between the EFM32 and the smart card itself. A typical connection
diagram for such a circuit is exemplified below.

Figure 3.10. Typical Connection Diagram with Level Translator and Protection Circuit

EFM32

Level-

Shift  and 

ESD 

prot ect ion

Sm art  Card

3.3V

1.8- 5V

Reset

Shut down

Dat a

Clock

Dat a

Reset

GND

Clock

Some simple level translators and protection devices for smart card interfaces exists. Two examples
of such a circuits are the Maxim DS8313/DS8314 devices and the Micrel MIC4555. These are analog
interface circuits with higher ESD protection than a typical microcontroller and also level-translating up
to 5V.