ISO14443協(xié)議學(xué)習(xí)總結(jié)

1、iso/iec14443-4協(xié)議學(xué)習(xí)總結(jié),主講內(nèi)容 非接觸式ic的工作原理 信號能量及信號接口 初始化和抗沖突特性 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,非接觸式ic的工作原理 主講內(nèi)容,工作原理簡介 ic卡技術(shù)指標(biāo)及物理特性,非接觸式ic的工作原理,交變的磁場 rf， 頻率為13.56m lc諧振回路，共振，產(chǎn)生電荷，累積到2v以上，作為內(nèi)部工作電壓 picc內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù) pcd對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)、解碼后送至后臺計算機(jī),非接觸式ic卡技術(shù)指標(biāo),主講內(nèi)容 非接觸式ic的工作原理 信號能量及信號接口 初始化和抗沖突特性 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,信號能量及信號接口 主講內(nèi)容,信號能量 rfid常用編碼、調(diào)

2、制與解調(diào)技術(shù) picc及pcd內(nèi)部運(yùn)作的過程,信號能量,耦合ic卡的能量是通過發(fā)送頻率為13.56mhz的閱讀器的交變磁場來提供。 閱讀器產(chǎn)生的磁場必須在1.5a/m-7.5a/m之間。 兩種閱讀器和近耦合ic卡之間的數(shù)據(jù)傳輸方式：a型和b型。一張ic卡只需選擇兩種方法之一。 符合標(biāo)準(zhǔn)的閱讀器必須同時支持這兩種傳輸方式，以便支持所有的ic卡。 閱讀器在閑置的狀態(tài)時能在兩種通信方法之間周期的轉(zhuǎn)換。,rfid常用編碼,反向不歸零(nrz)編碼、曼徹斯特(manchester)編碼、米勒(miller)編碼、改進(jìn)miller編碼等。,rfid常用調(diào)制與解調(diào)技術(shù),ask調(diào)制波形（幅移鍵控）,ask解調(diào)

3、波形,bpsk調(diào)制與解調(diào)（雙相移鍵控）,picc及pcd內(nèi)部編解碼與調(diào)制解調(diào)過程,pcd - picc,pcd -picc（type a）,picc及pcd內(nèi)部編解碼與調(diào)制解調(diào)過程,pcd - picc,pcd -picc（type b）,信號接口小結(jié),主講內(nèi)容 非接觸式ic的工作原理 信號能量及信號接口 初始化和抗沖突特性 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,初始化和抗沖突特性,這一部分規(guī)定了鄰近卡（piccs）進(jìn)入鄰近耦合設(shè)備（pcds)時的輪尋。 通信初始化階段的字符格式、幀結(jié)構(gòu)、時序信息、req和atq命令內(nèi)容。 從多卡中選取其中的一張的方法，即如何抗沖突的。 初始化階段的其它必須的參數(shù)。,以type a為

4、代表，介紹picc的幾種狀態(tài) 以type a為代表，引入一個抗沖突的實例，說明相關(guān)流程。 分type a和 type b兩類，總體介紹抗沖突流程。,主講內(nèi)容：,協(xié)議內(nèi)容：,以a類為代表的picc狀態(tài)圖,reqa命令,防沖突循環(huán),select 命令,halt 命令,應(yīng) 用,wake-up 命令,type a防碰撞環(huán)流程,比特幀防沖突選擇時序如圖所示，操作分三階段：,（1）request（pcd發(fā)送請求命令）,atqa,picc #1,b1（10000000 00000000）b16,卡1采用比特防沖突，b8b7=00, uid1,atqa,picc #2,b1（10000010 00000000

5、）b16,卡2采用比特防沖突，b8b7=01, uid2,26,所有卡picc應(yīng)答atqa,例：假設(shè)在pcd場中有2張picc卡，說明初始化和防沖突過程。 已知： picc1的uid 大?。?，uid0=“10” picc2的uid 大?。?,約定：,pcd to picc,picc to pcd,（ ）b,發(fā)送的第1位（最低位）,reqa,（2）anticollision loop, cascade level 1（防沖突循環(huán)cl1）,picc #1,b1（00001000 ）b8 （此處為uid0編碼：10h）uid0:b8-b1即10h,uid1,picc #2,b1（00010001

6、）b8（此處為ct編碼：88h）, uid2,93,20,first collision at bitpoint 4,93,24,b1（0001 ）b4,0001,picc #2, coll4,sel命令,93,70,b1（00010001 ）b8,b1（ 1 ）b8 b3=1, uid不完整,只有卡2響應(yīng)，故不沖突,pcd發(fā)防沖突命令,沖突發(fā)生之前被接收到的uid cln的一部分再加上(0)b或(1)b,從b1開始，到b4，前面b1b2b3都是0,b4出現(xiàn)沖突，即第一次出現(xiàn)沖突的位置為4.,其中000是接收到的uid cln發(fā)生碰撞之前的部分，后面有pcd決定再加一位1，變成0001.,只有

7、卡2響應(yīng)，是因為根據(jù)步驟，只有picc2發(fā)送的uid cln中前4位為0001，和前面紅色的0001相同.,（3）anticollision loop, cascade level 2（防沖突循環(huán)cl2）,95,20,picc #2,sel命令,b1（ 0 ）b8 b3=0, uid 完整,95,70,現(xiàn)在已完整，從uid0uid7,“7”最大字節(jié)數(shù),卡應(yīng)答sak，指出uid完整，從ready狀態(tài)轉(zhuǎn)換到active狀態(tài),reqa和wake-up幀：請求和喚醒幀用來初始化通信,通信開始 7個數(shù)據(jù)位發(fā)送，lsb首先發(fā)送。（標(biāo)準(zhǔn)reqa的數(shù)據(jù)內(nèi)容是26，wake-up請求的數(shù)據(jù)內(nèi)容是52） 通信結(jié)束

8、,atqa：在pcd發(fā)送請求命令（reqa）之后，所有picc以其在兩個數(shù)據(jù)字節(jié)中編碼了可用防沖突類型的請求應(yīng)答（atqa）表示同步地進(jìn)行響應(yīng),規(guī)則1：位b7和b8編碼了uid長度（單個、兩個或三個） 規(guī)則2：b1、b2、b3、b4或b5中的一個應(yīng)置為(1)b以指出比特幀防沖突。,select 和anticollision命令：用于防沖突循環(huán)，組成如下：,選擇代碼sel（1字節(jié)） 有效位數(shù)量nvb（1字節(jié)）：規(guī)定了pcd所發(fā)送的cln的有效位的數(shù)目 由nvb指定的uid cln（040位）,校驗位僅當(dāng)uid的數(shù)據(jù)位為4字節(jié)時（完整）才有。,ct為級聯(lián)標(biāo)志 ，編碼為88h bbc是檢驗字節(jié)，以上

9、4個字節(jié)的異或。,較高4位稱為字節(jié)計數(shù)， 較低4位稱為比特計數(shù)，,nvb的編碼（有效比特的數(shù)）,sak的編碼,如果uid不完整，picc應(yīng)保持ready狀態(tài)并且pcd應(yīng)以遞增的串聯(lián)級別來初始化新的防沖突環(huán)。 如果uid完整，picc應(yīng)發(fā)送帶有清空的串聯(lián)比特的sak并從ready狀態(tài)轉(zhuǎn)換到active狀態(tài)。當(dāng)提供了附加信息時，picc應(yīng)設(shè)置sak的第6位b6。,typeb防碰撞環(huán)流程,type b防碰撞環(huán)流程,初始化和抗沖突小結(jié),不同的防碰撞算法，對碰撞檢測的要求會有不同，如type a 防碰撞是必須辨別碰撞在哪一位發(fā)生的，而對于tpye b的時隙 aloha算法，可以不必追究哪一位發(fā)生了碰撞，

10、只要判別在該時隙里是否發(fā)生碰撞即可。 無論什么協(xié)議都需要判斷是否發(fā)生了碰撞才能進(jìn)行下一步的操作，因此碰撞檢測 是實現(xiàn)防碰撞算法和協(xié)議不可少的重要環(huán)節(jié)。,主講內(nèi)容 非接觸式ic的工作原理 信號能量及信號接口 初始化和抗沖突特性 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,picc的激活過程和解除激活的流程。 在流程圖上分別介紹rats、ats、pps(協(xié)議和參數(shù)選擇)等命令結(jié)構(gòu)和編碼 。 介紹數(shù)據(jù)傳輸過程中的分組（塊）結(jié)構(gòu)編碼及操作。 介紹一個分組鏈傳輸?shù)睦印?主講內(nèi)容：,type a,ratrs(請求ats)命令：,第一字節(jié)：命令開始，編碼為e0h。 第二字節(jié)：高4位為fsdi，用于編碼 pcd可接收的fs

11、d(最大幀長). 低4位為cid(卡標(biāo)識符),picc尋址的邏輯號編碼 值為0-14，15為備用。 第三、四字節(jié)：校驗碼。,參數(shù)字節(jié) 編碼fsdi和cid,開始的字節(jié),fsd到fsdi的轉(zhuǎn)換表,ats(answer to select)命令：,長度字節(jié)tl：給出ats響應(yīng)的長度，包括tl字節(jié)，但不包含兩個crc字節(jié)，且ats不能超出fsd的大小，因此tl的最大值應(yīng)不超過 fsd-2。,fsci 若該位置為1,ta(1)被傳輸 若該位置為1,tb(1)被傳輸 若該位置為1,tc(1)被傳輸 應(yīng)置為0,1為rfu,格式字節(jié)t0：可選，只要出現(xiàn)，長度字節(jié)tl就會1。fsci用于編碼fsc，即picc

12、可接收的最大幀長，缺省值為2，即32字節(jié)。fsc的編碼等于fsd（之前）的編碼。,ats(answer to select)命令：,接口字節(jié)ta(1)：決定參數(shù)因子d、編碼 ds(發(fā)送因子)和dr（接收因子）。,最高有效位b8編碼了為每個方向處理不同除數(shù)的可能性。當(dāng)該位被置為1時，picc不能為每個方向處理不同除數(shù)。 位b7到b5為picc到pcd方向編碼了picc的位速率能力，稱為ds。其缺省值應(yīng)為(000)b。 位b4被置為(0)b，其他值為rfu。 位b3到b1為pcd到picc方向編碼了picc的位速率能力，稱為dr。其缺省值應(yīng)為(000)b。,ats(answer to select

13、)命令：,sfgt=（25616/fc）2sfgi,fwt=（25616/fc）2fwi,其中：因fwi、sfgi的范圍為0-14,所以 302us= fwt、sfgt =4949ms, fwt默認(rèn)為4.8ms,sfgt為302us 。,fwt：picc在pcd幀結(jié)束后，開始其響應(yīng)幀的最大時間（可擴(kuò)展） sfgt：在發(fā)送了ats之后，準(zhǔn)備接收下一個幀之前，picc所需的特定保護(hù)時間。,接口字節(jié)tb(1)：編碼fwt(幀等待時間)和sfgt(啟動幀保護(hù)時間)。,ats(answer to select)命令：,接口字節(jié)tc(1)：編碼協(xié)議選項。,歷史字節(jié)：是可選項，包含了通用信息。ats的最大長

14、度（tl）給出了歷史字節(jié)的最大可能數(shù)目。,cid為卡標(biāo)識符 nad為結(jié)點(diǎn)地址,b2b1位：定義了在picc支持的開端字段中的可選字段。允許pcd跳過已被指出被picc支持的字段，但picc不支持的字段應(yīng)不被pcd傳輸。,pps(協(xié)議和參數(shù)選擇)命令：,起始字節(jié)(ppss)。高4位編碼為(1101)b，其他值時rfu，低4位定義cid，即對piss尋址的邏輯號。,pps0 用于表明可選字節(jié)pps1是否出現(xiàn)。該字節(jié)b8b7b6設(shè)置為(000)b，b4b3b2b1設(shè)置為(0001)b，b5=1時表示后面出現(xiàn)了pps1字節(jié)。,pps(協(xié)議和參數(shù)選擇)命令：,pps1 b8b7b6b5為(0000)b，

15、b4b3為dsi(發(fā)送因子的值),b2b1為dri(接收因子的值)。其中dsi和dri的兩位編碼00,01,10,11時，對應(yīng)的d（參數(shù)因子）值為1,2,4,8。,pps響應(yīng)： 它為picc接收pps請求后的應(yīng)答，由3個字節(jié)組成，第一字節(jié)為ppss(同上)，后兩字節(jié)為crc字節(jié),typeb防碰撞環(huán)流程,type b,半雙工塊傳輸協(xié)議,協(xié)議按iso參考模型，定義了四層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、會話層和應(yīng)用層，其中物理層交換字節(jié)，數(shù)據(jù)鏈路層定義用于交換的分組（塊），會話層結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層以實現(xiàn)系統(tǒng)的最小開銷，應(yīng)用層處理命令。,一個數(shù)據(jù)塊分為三個域，即報告頭域（強(qiáng)制），信息域（可選）和結(jié)束域（強(qiáng)制）。,塊

16、格式,報告頭域：分為控制字節(jié)（強(qiáng)制），cid（可選），nad（可選）。其中控制字節(jié)表明3種不同塊格式，即i塊，r塊，s塊：i塊為數(shù)據(jù)傳輸塊，包含數(shù)據(jù)域；r塊為應(yīng)答塊，分為正確接收應(yīng)答和錯誤接收應(yīng)答，不帶數(shù)據(jù)域；s塊分為兩種，一種為等待延遲請求，帶一個byte數(shù)據(jù)域，另一種是des命令，不帶數(shù)據(jù)域 信息域：是可選的。如有inf，則在信息分組(i-block)中為應(yīng)用數(shù)據(jù)，在管理分組(s-block)中是狀態(tài)信息而不是應(yīng)用數(shù)據(jù) 結(jié)束域：結(jié)束域中包括2bytescrc值。,pcb域(控制字節(jié))：,i-塊 ：為應(yīng)用層提供使用的信息。,用于傳送控制數(shù)據(jù)傳輸所需要的信息。定義了三種分組的基本類型,r-塊

17、：用于傳送確認(rèn)(ack)或不確認(rèn)信息(nak)。r-塊不包含inf域。,cid,nad,s-塊 ：用于在pcd和picc間交換控制信息的。 有兩類管理分組：幀等待時間擴(kuò)展(wtx)或deselect命令,pcb域(控制字節(jié))：,用于傳送控制數(shù)據(jù)傳輸所需要的信息。定義了三種分組的基本類型,最高有效位b8b7用于從picc到pcd的功率水平指示。對于pcd到picc的通信，這兩位應(yīng)被置為0。功率水平見下表 位b6和b5用于傳送附加信息，它沒有被定義并應(yīng)置為(00)b，所有其他值為rfu。 位b4到b1編碼cid。一個picc若不支持cid，則它可忽略分組中所含的cid值。如果，則應(yīng)對在cid域中使

18、用其cid的分組進(jìn)行應(yīng)答，對cid域不是其cid的分組不以應(yīng)答,cid域：,用于識別特定的picc，它由三部分組成：,功率水平指示的編碼,nad域應(yīng)僅用于i-塊。 當(dāng)pcd使用nad時，picc也應(yīng)使用nad。 在鏈接期間，nad僅在鏈的第一個塊內(nèi)傳輸。 pcd應(yīng)不使用nad編址不同的picc(cid應(yīng)被用于編址不同的picc） 若picc不支持nad,則它忽略任何一個含有nad域的分組。,nad域：,用于pcd和picc間建立和編址不同的邏輯連接：,b8和b4置0; b7b6b5為目標(biāo)結(jié)點(diǎn)地址; b3b2b1為源結(jié)點(diǎn)地址。,源結(jié)點(diǎn)地址 置為0 目標(biāo)結(jié)點(diǎn)地址 置為0,結(jié)構(gòu)：,用途：,位b6到b

19、1編碼wtxm（臨時的）。wtxm在1到59范圍內(nèi)編碼。0和60到63為rfu。 位b8，b7編碼功率水平指示（已介紹過了）。,幀等待時間擴(kuò)展(wtx) ：當(dāng)picc需要比定義的fwt更多的時間用于處理接收到的塊時，應(yīng)使用s-block的(wtx)分組來請求等待時間擴(kuò)展。wtx分組請求含有1字節(jié)的信息域。,wtx分組信息域的結(jié)構(gòu)：,fwt的響應(yīng)的臨時值的公式計算： fwttemp = fwtwtxm picc需要的時間fwttemp，在pcd發(fā)送了s(wtx)響應(yīng)之后開始，在pcd接收到下一個分組后失效。 且當(dāng)公式得出的結(jié)果大于fwtmax(4949ms)時，應(yīng)該使用fwtmax。,協(xié)議操作,多picc激活 ：用使pcd可以同理處理多個處于active的picc，而無須為解除激活和激活新picc而多花時