射频卡协议ISO14443节选初始化与防冲突.docx

1、射频卡协议ISO14443节选初始化与防冲突1.1 类型B 初始化和防冲突1.2 1.2.1 比特、字节和帧的定时1.2.2 本章定义了类型B PICC防冲突和通信初始化期间使用的字节、帧和命令的定时。关于比特表示和编码参考第Error! Reference source not found.章。字符传输格式PICC和PCD之间的数据字节通过字符来发送和接收，在防冲突序列期间，字符的格式如下：一个低电平起始位8个数据位发送，首先发送LSB一个高电平停止位因此，用一个字符执行一个字节的发送需要10etu，如下图所示图表 Error! No text of specified style in d

2、ocument.1：字符格式一个字符范围内的比特边界应出现在(netu和 (n+etu之间，其中n是起始比特的下降沿之后的比特边界数(1N9)。字符间距一个字符与下一个发送的字符利用额外的保护时间（EGT）来隔开。由PCD发送给PICC的两个连续字符之间的EGT应为0到57s之间的任何值。由PICC发送给PCD的两个连续字符之间的EGT应具有0到19s之间的任何值。帧定界符PCD和PICC按帧发送字符。帧通常用SOF（帧的起始）和EOF（帧的结束）定界。关于异常情况见Error! Reference source not found.。SOF字符EOF图表 Error! No text of

3、specified style in document.2：帧格式SOFSOF包括：一个下降沿，后面紧跟10个etu的逻辑0，后面紧跟位于下一个etu内任何地方的一个上升沿，后面紧跟至少为2个etu（但不超过3个etu）的逻辑1。图表 Error! No text of specified style in document.3：SOFEOFEOF包括：一个下降沿，后面紧跟10个etu的逻辑0，后面紧跟位于下一个etu内任何地方的一个上升沿，图表 Error! No text of specified style in document.4：EOF标识符注：收到假EOF的概率很低，并且对应于在

4、错误收到停止位的情况下传输的00字符。PICC到PCD的副载波和SOF在PCD数据传输之后，PICC开始的通信应遵守下图中定义的定时。最小延迟TR0（在PCD EOF与PICC副载波接通之间的）和TR1（在PICC副载波接通和第一个比特传输之间的）可在防冲突会话开始时定义（见ATTRIB命令的编码）。TR0和TR1的最小值在第6章中定义。TR1的最大值为200/fs。TR0的最大值在7.3.10中定义。图表 Error! No text of specified style in document.5：PICC副载波SOF仅当PICC打算开始发送信息时，它才可以接通副载波。PICC到PCD的副

5、载波和EOF在PICC数据传输和EOF之后，PCD开始的通信应遵守下图中的定时。在EOF传输之后，PICC应断开它的副载波。副载波信号应在EOF结束之前不能停止在EOF结束之后的2个etu内被停止。PICC EOF开始（下降沿）和PCD SOF开始（下降沿）之间的最小延迟为14etu。图表 Error! No text of specified style in document.6：PICC到PCD的EOF1.2.3 CRC_BData字节（N 字节）CRC_B（2字节）图表 Error! No text of specified style in document.7：帧范围内CRC_B的

6、位置如果接收到的帧带有一个有效的CRC_B值，该帧才应被认为是正确的。帧CRC_B是k个数据位的函数，该k个数据位由帧中的所有数据位组成，但不包括起始位、停止位、字节间的延迟、SOF和EOF以及CRC_B本身。由于数据按字节编码，因此比特数k是8的倍数。对于差错校验，帧包括了两个CRC_B字节，在数据字节之后，EOF之前。CRC_B在ISO/IEC 3309中定义。寄存器初始内容为全1：FFFF。这两个CRC_B字节出现在k/8个数据字节之后和在EOF之前。举例参考Error! Reference source not found.。1.2.4 防冲突序列1.2.5 PCD通过在本章中详述的命

7、令集合对防冲突序列进行管理。PCD是与一个或多个PICC通信时的主控方，它通过发出REQB命令来启动卡的通信活动，以便提示PICC进行响应。在防冲突序列期间，可能发生两个或两个以上的PICC同时响应：这就是冲突。命令集和允许PCD处理冲突序列以便及时分离PICC传输。在完成防冲突序列后，PICC通信将完全处于PCD的控制之下，每次只允许一个PICC通信。防冲突方案以时间槽的定义为基础，要求PICC在时间槽内用最小标识数据进行应答。时间槽数被参数化，范围从1到某一整数。在每一个时间槽内，PICC响应的概率也是可控制的。在防冲突序列中，PICC仅被允许应答一次。从而，即便在PCD场中有多个卡，在一

8、个时间槽内也仅有一个卡应答，并且PCD在这个时间槽内能捕获标识数据。根据标识数据，PCD能够与被标识的卡建立一个通信信道。防冲突序列允许选择一个或多个PICC以便在任何时候进行进一步的通信。命令集合允许在PCD级实现不同的防冲突管理策略。这个策略处在应用设计者的控制下，并且可包括：概率的（响应概率小于或等于1的重复性单个时间槽提示），伪确定性的（扫描所有多个时间槽，以便在防冲突序列期间使所有在场的卡应答的概率最大），可动态进行的这些方法的组合。1.2.6 PICC状态描述1.2.7 在防冲突序列期间，PICC具体的行为是根据不同的状态及状态间的转换条件确定的。状态转换图图表 Error! No

9、 text of specified style in document.8：PICC状态转换流程图举例（提示的）注1：R是PICC在1到N（N的编码见7.3.7.4）范围内选择的一个数。注2：选项1-对于PICC不支持Slot-MARKER命令（概率方法）。选项2-对于PICC支持Slot-MARKER命令（时间槽方法）状态描述和转换的概述下述退出条件和转换适用于任何状态：如果RF场消失，则PICC返回到POWER-OFF状态。下列备注适用于专门针对防冲突序列的任何状态（除ACTIVE状态外）：使用前几节中定义的缺省通信参数。除发送前几节中规定的响应帧， PICC应不发射副载波。当PICC加

10、电并正确复位时，它收听从PCD收到的任何命令帧。若来自PCD的帧是有效的（正确的CRC_B），则PICC执行要求的动作和/或根据其状态进行响应。注意，在防冲突命令中，帧中数据的前三位是(101)b（防冲突前缀字节的前三位）。PICC不应答任何不以(101)b（防冲突前缀字节的前三个位）开始的命令帧。PICC仅对收到的有效帧进行反应（当检测到传输差错时不发送响应）。POWER-OFF状态描述：在POWER-OFF状态下，PICC因缺乏载波能量而不加电。状态退出条件和转换：如果PICC处于一个能量大于Hmin（见第6章）的激励磁场，则它应在不大于tORB的延迟范围内进入其IDLE状态。IDLE状态

11、描述：在IDLE状态下，PICC是加电的，它收听帧并应识别REQB信息。状态退出条件和转换：一旦收到一个有效REQB命令帧，如果有ATQB的话，PICC就定义一个唯一的时间槽用来发送它的ATQB（有效的请求意味着具有REQB命令和正确AFI的有效帧。见REQB命令规范）。如果定义的时间槽是第一个时间槽，则PICC应发送一个ATQB响应帧。PICC的ATQB一被发送，它就进入READY-DECLARED状态。如果定义的时间槽不是第一个时间槽，则PICC进入READY-REQUESTED状态。READY-REQUESTED状态描述：在READY-REQUESTED状态下，PICC是加电的，并且定义

12、了一个唯一的时间槽用来发送其ATQB（如果有）。它收听帧并应识别REQB和Slot-MARKER报文。状态退出条件和转换：一旦收到一个有效Slot-MARKER帧，如果PICC定义的时间槽与时间槽标记匹配。则它应对ATQB进行响应。在特定时间槽内，应答的概率应不大于1/N（N是收到的最后一个REQB的参数）。PICC的ATQB一被发送，它就进入READY-DECLARED状态。如果PICC定义的时间槽与时间槽标记不匹配，则该PICC就保持在READY-REQUESTED状态。一旦收到有效REQB命令帧，状态退出条件和转换按在IDLE状态下接收到有效REQB命令帧。READY-DECLARED状

13、态 描述：在READY-DECLARED状态下，PICC是加电的，并且发送了与收到的最后一个有效REQB报文相对应的其ATQB。它收听帧并应识别REQB和ATTRIB报文。状态退出条件和转换：一旦收到带有ATTRIB命令的有效帧，当且仅当ATTRIB命令中的PUPI与PICC的PUPI匹配时，PICC才应进入ACTIVE状态。若ATTRIB命令中的PUPI与PICC的PUPI不匹配，则PICC仍保持在READY-DECLARED状态。一旦收到有效REQB命令帧，状态退出条件和转换按在IDLE状态下接收到有效REQB命令帧。一旦收到匹配的HALT命令，PICC应进入HALT状态。ACTIVE状态

14、描述：PICC是加电的，并且自从信道号（CID）已经通过ATTRIB命令已分配给该PICC以来，PICC便进入高层模式。它收听正确格式化（正确的CID和有效的CRC_B）的任何高层报文。PICC应不在任何带有无效CRC_B或带有另一个CID（不是所分配的那个CID）的帧以后发射副载波。状态退出条件和转换：当收到有效的HALT命令帧时，PICC进入HALT状态。特定备注：应该不应答有效REQB或Slot-MARKER帧。应该不应答带有ATTRIB命令的有效帧。在高层协议中，可以定义特定的命令用来把PICC返回到其他状态（IDLE或HALT）。只有在收到这样的命令以后，PICC才可以返回到这些状态

15、。HALT状态描述：PICC仅响应使它回到IDLE状态的WAKE-UP命令。状态退出条件和转换：如果RF场消失，则PICC返回到POWER-OFF状态。1.2.8 命令集合1.2.9 四个基本的命令可用来管理多结点通信信道：REQBSlot-MARKERATTRIBHALT所有这四个命令都使用了上面详述的比特和字节格式。这些命令以及PICC对这些命令的响应在下列各条中描述。所收到的带有错误格式的帧（错误的帧标识符或无效的CRC_B）应忽略。防冲突命令格式为了区分防冲突命令和应用命令，所有用于防冲突阶段的命令都以序列：(101)b开始。1.2.10 ATQB和Slot-MARKER响应概率规则1

16、.2.11 一旦收到一个有效REQB帧（N为定义时间槽编号的REQB参数）：若N=1并且AFI=0，则PICC应该应答ATQB并进入READY-DECLARED状态。若N不为1，则PICC应该以概率为1/N来应答ATQB。若AFI不为0，则仅带有由AFI所指出的应用类型的PICC可以应答。一旦收到一个有效Slot-MARKER帧：若PICC内部定义的时间槽与时间槽标记号匹配，则它应该应答ATQB。在一个特定的时间槽内的响应概率不应大于1/N（N为收到的最后一个REQB的参数）。1.2.12 REQB命令1.2.13 由PCD所发出的REQB命令用来探测类型B PICC的场。时间槽编号（或每个时

17、间槽内的响应概率）N作为一个参数包含在REQB命令中，以优化给定应用的防冲突算法。每个不处于ACTIVE或HALT状态（即处于IDLE或READY状态）的PICC应处理该报文，并选择它将在哪个时间槽（每个时间槽被选中的概率都为1/N）内返回它的ATQB响应信息。REQB命令格式REQB命令由PCD发出，长度为5个字节，格式为：Apf（1字节）AFI（1字节）PARAM（1字节）CRC_B（2字节）图表 Error! No text of specified style in document.9：REQB命令格式注：为了有更多的时间在线地处理信息，要求经常处理的信息位置靠前。防冲突前缀字节AP

18、f的编码防冲突前缀字节APf=05=(0000 0101)b。AFI的编码AFI（应用族标识符）代表由PCD所瞄准的应用类型。AFI可用来在ATQB之前预先选择PICC：只有那些具有由AFI所指出的类型的应用的PICC才可以应答AFI不等于00的REQB命令。当AFI等于00，所有PICC应处理REQB。AFI的最高有效半字节可用来编码按下表定义的某个特定的应用族或所有应用族。AFI的最低有效半字节可用来编码某个特定应用子族或所有应用子族。不同于0的子族代码是专有的。表格 Error! No text of specified style in document.1：AFI的编码AFI最高有效

19、半字节AFI最低有效半字节含义-PICC响应来自举例/注释00所有族和子族没有应用预选X0族X的所有子族广泛的应用预选XY仅族X的第Y个子族0Y仅专有的子族Y10, Y运输集团运输,汽车,航空公司,20, Y金融IEP,银行,零售,30, Y标识门禁控制,40, Y电信公用电话,GSM,50, Y医学60, Y多媒体因特网服务,70, Y博彩80, Y数据存储可移植文件,9-F0, YRFU注：1、 如果AFI=00，则所有的PICC都应响应（没有预先选择）。2、X=1到F，Y=1到F。PARAM的编码RFUb8=0b7=0b6=0b5=0b4=0b3b2b1图表 Error! No text

20、 of specified style in document.10：PARAM的编码b4=0：“正常请求”（PICC在Idle状态或Ready状态下处理该请求）b4=1：“请求所有”（PICC在Idle状态或Ready状态或HALT状态下处理该请求）b1到b3用来编码对应下表的时间槽N的数。表格 Error! No text of specified style in document.2：N的编码b3b2b1N000001010011100101111=202=214=228=2316=24RFURFU注：对于每个PICC，在第一个时间槽内响应（ATQB）的概率应为1/N。因此，如果PCD

21、中使用了概率的方法，则N不可用来调整时间槽的编号，而是在这个唯一的时间槽内PICC返回它的ATQB的概率。1.2.14 Slot-MARKER命令1.2.15 在REQB命令之后，PCD可发送至多（N-1）个时间槽标记来定义每个时间槽的开始。为了确保良好的可靠性，每个时间槽标记包含两个CRC_B字节。不强制PICC支持该命令。在这种情况下，PICC应忽略任何Slot-MARKER命令。PICC仅可在第一个时间槽内发送其ATQ。时间槽标记可以：在PCD收到的ATQB报文结束之后被发送，以便标记下一个时间槽的开始。如果没有收到ATQB（如果已知该时间槽为空，则不必等到该时间槽结束），则较早地被发送

22、。Slot-MARKER命令格式该命令由PCD发送，大小为3字节，格式：APn（1字节）CRC_B（2字节）图表 Error! No text of specified style in document.11：Slot-MARKER命令格式防冲突前缀字节APn的编码Slot-MARKER的第一个字节不同于REQB字节APf。APn=（nnnn 0101）b，其中nnnn是时间槽标记的编号，范围从1到15。注：不强制时间槽标记按递增的时间槽编号顺序来发送。1.2.16 ATQB（请求应答-类型B）响应1.2.17 对REQB和Slot-MARKER命令的响应都被称作ATQB（请求应答）。ATQ

23、B有固定长度（14个字节）和限定的持续时间。仅对于ATQB， 第Error! Reference source not found.章中定义的TR0应不大于256/fs。ATQB格式ATQB的格式为：50（1字节）PUPI（4字节）应用数据（4字节）协议信息（3字节）CRC_B（2字节）图表 Error! No text of specified style in document.12：ATQB格式PUPI（伪唯一PICC标识符）伪唯一PICC标识符（PUPI）可用来区分防冲突期间的不同PICC。这4字节数可以是PICC动态产生的一个数或一个多样化的固定数。应用数据该字段用来通知PCD在PI

24、CC上当前安装了哪些应用。这个信息使得在有多个PICC存在时，PCD能选择想要的PICC。协议信息该字段指示了卡所支持的参数。它的具体格式如下：比特速率能力（8位）最大帧长度（4位）协议类型（4位）FWI（4位）RFU(2位)FO(2位)图表 Error! No text of specified style in document.13：协议信息格式比特速率能力（8位）：见下表：表格 Error! No text of specified style in document.3：PICC支持的比特速率b8b7b6b5b4b3b2b1含义00000000在两个方向上PICC仅支持106kbit

25、s/s1-0-从PCD到PICC和从PICC到PCD强制相同的比特速率-10-PICC到PCD,1etu=64/fc,支持的比特速率为212kbit/s-1-0-PICC到PCD,1etu=32/fc,支持的比特速率为424kbit/s-1-0-PICC到PCD,1etu=16/fc,支持的比特速率为847kbit/s-0-1PCD到PICC,1etu=64/fc,支持的比特速率为212kbit/s-0-1-PCD到PICC,1etu=32/fc,支持的比特速率为424kbit/s-01-PCD到PICC,1etu=16/fc,支持的比特速率为847kbit/s最大帧长度（4位）：见下表表格

26、Error! No text of specified style in document.4：最大帧长度PICC可接收的最大帧长度编码如下：ATQB中的最大帧长度代码0123456789-F最大帧长度(字节)16243240486496128256RFU256协议类型（4位）：见表7-14表格 Error! No text of specified style in document.5：PICC支持的协议类型PICC支持的协议类型定义如下：b4b3b2b1含义0001PICC支持ISO/IEC14443-40000ISO/IEC14443-4除外其他值是RFUFWI：帧等待时间整数（4位）

27、，见第Error! Reference source not found.章FO：帧选项（2位）表格 Error! No text of specified style in document.6：PICC支持的帧选项b2b1含义-1PICC支持的NAD1-PICC支持的CID1.2.18 ATTRIB命令1.2.19 PCD发送的ATTRIB命令应包括选择单个PICC所要求的信息。收到一个带有其标识符的ATTRIB命令的PICC就成为选中的，并分配到一个专用信道。在选中之后，该PICC仅响应第8章中定义的包括其唯一CID的命令。ATTRIB格式PCD发出的ATTRIB的格式如下：1D(1字节

28、)标识符(4字节)参数1(1字节)参数2(1字节)参数3(1字节)CID(1字节)高层INF（任选-可变长度）CRC_B(2字节)图表 Error! No text of specified style in document.14：ATTRIB格式标识符的编码该标识符是PICC发送的ATQB中的PUPI的值。参数1的编码TR0TR1EOFSOFRFUb8b7b6b5b4b3b2b1图表 Error! No text of specified style in document.15：PARAM 1的编码若无其他规定，所有RFU位应被置为0。EOF/SOFb3和b4指示PCD有能力抑制从PICC到PCD的EOF或SOF中断，该能力可以减少通信开销。对PICC，抑制EOF和/或SOF是任选的。b3和b4的编码如下：表格 Error! No text of specified style in document.7：SOF/EOF处理b3要求SOF断开b4要求EOF断开0是0是1否1否TR0