1、NFC 实现方式 相关协议 硬件设备IS0IEC7816eNFCSWPSIM 卡,eNFC 芯片,射频天线ISOIEC7816SIMpassISOIECl4443SIMpass 卡,射频天线1.eNFC: NFC 芯片以及天线等模块完成与非接触受理终端之间的通信 SIM 卡完成金融交易在应用层的处理 SWP(单线协议)1 基于 C6 引脚的单线连接方案。 2 全双工通信协议 3 支持 SWP 的 SIM 卡必须同时支持两个协议栈, ISO7816 和 SWP 协议栈,这需要 SIM 卡上的操作系统是多任务系统。SIM 卡需要单独管理这两个协议栈。 SWP 方案加入 SIM 卡系统后,不能影响
2、ISO7816 接口。4 预留了扩展第三个高速接口的引脚(C4,C8) 。 SWPC(SWPcontroler)SIM 卡中的 SWPC 完成与 eNFC 芯片间数据的传输SWPC 及相应的输入输出接口SWPC 示意图(说明: BUSIF:面向系统内部的总线接口RX decode:完成输入数据的物理层解析,将来自 CLF 的单 bit 数据解析为字节输出。TX code:完成输出数据的物理层组装,将数据转换成单 bit 电平输出。Frame resolve:解析接收到的帧,识别帧类型,剥离 SOF 和 EOF Frame assemble。:按照 Protocol process 的控制信号组
3、装各类帧,加 SOF 和 EOF CRC16:完成接收数据的 CRC 效验和发送数据的 CRC 效验值生成。RX FIFO: 帧数据接收 FIFO,帧 size 接收 FIFO TX FIFO: 帧数据发送 FIFO Random ID:产生 16 位随机 ID Protocol process:协议解析控制模块)SWP 协议帧结构(说明: SWP 标准规定 MAC 层采用位填充的成帧方法。每一帧的开始和结束都有一个特殊的位模式,以 SOF(0x7E)开始,以 EOF(ox7F)结束。在 SOF 和 EOF 之间的数据按照每 5个连续 1 插入一个 0 的原则填充,如果 5 个连续 1 后接一
4、个 0 的数据也需要在 1 后插入0,否则无法区别。在 SWP 标准中,UlCC 发送的每一帧前面都包含一个唤醒位 (逻辑 1)。它用于唤醒 SWP 接口,若 CLF 处于挂起状态时,唤醒位把 CLF 端从去激活状态唤醒到激活状态。 )SWPC 工作机制:接收数据 在 SIM 卡和 NFC 芯片通信期间, SWP 控制器在激活、挂起、去激活三种状态间切换。交换数据时,处于激活状态。 Rx 解码器不停地检测 Si 信号,并将来自 NFC 芯片的单位数据解析为字节输出。Frame resolve 分析接收到的每一字节的数据,若为 7E(帧头),则继续接收数据,直到接收到 7F(帧尾),表明 SWP
5、C 接收到一帧完整的数据。 Frame resolve 进一步解析接收到的数据帧,首先根据 MAC 协议剥离帧头和帧尾,然后根据接收方的生成多项式对数据帧进行校验。如果数据正确,则识别出 SHDLC数据帧的类型并作相应处理;如果数据错误,则发送拒收帧要求对方重新发送。 对于正确的信息帧,SWP 控制器提取信息帧的信息数据(包) 写入 RX FIFO并根据接收到的数据帧的字节个数设置控制器的状态寄存器。SWP 控制器每接收一帧数据就发起一个硬件中断。发送数据 SWP 控制器发送数据和接收数据是相反的过程。 如果上层应用有数据要发送时,会把数据写入 TX FIFO。 TX FIFO 一旦检测到 F
6、IFO 有数据,就启动发送模块把数据从 TX FIFO 中取出,经Frame assemble 按照 SWP 协议的 SHDLC 协议组装信息帧,添加帧头、帧尾、校验码。把生成的 MAC 帧数据交给 Tx 编码器,完成输出数据的物理层组装,将数据转换成单个位电平输出。2.SIMPassSIMpass 集非接触式和接触式两个操作界面于一体。两个界面分别遵循两个不同的标准,接触界面符合 ISOIEC 7816,非接触符合 ISOIEC 14443。1C1-C3,C5-C7 管脚负责接触式通讯,完成手机所要求的移动通信功能。 2C4、C8 两管脚被用来和天线连接 3 接触界面符合 ISO 7816 规范,可以实现 SIM 应用,完成手机卡的通讯功能 4 非接触界面符合 ISO/IEC 14443 A/B 规范,可以同时支持各种非接触应用 双界面 SIM 卡架构图非接触式系统相关协议(1)ISOIECl44431:非接触式 IC 卡的物理特性;f2)ISOIECl44432 :非接触式 IC 卡的射频能量和信号接口:(3)ISOIECl44433:非接触式 IC 卡的初始化和防冲突(Type AType B);(4)ISOIECl44434:非接触式 IC 卡的选择应答和传输协议(T=CL)。ISOIECl4443 编码TypeA:调制波形编码示意图TypeB:调制波形编码示意图