ISO 14443 非接触式射频卡标准学习
? 一、射頻功率和信號接口 ??
? ? 1.1、PCD和PICC的初始對話通過下列操作連續進行：
? ? ?—— PCD的RF工作場激活PICC
? ? ?—— PICC靜待來自PCD的命令
? ? ?—— PCD傳輸命令
? ? ?—— PICC傳輸響應
? ? ?PCD應能產生給予能量的RF場，為傳送功率該場與PICC進行耦合，為了通信該RF場應被調制。
? ? 1.2、信號接口
? ? 兩種通信接口A類和B類：在檢測到A類或B類的PICC存在之前，PCD應該輪流切換不同的調制方式來探測這兩種卡。
? ? 1.3、A類通信信號接口
? ? ? ?1.3.1 ? PCD到PICC的數據波特率 fc/128=106K bps
? ? ? ?1.3.2 ? PICC到PCD的數據波特率 fc/128=106kbps,PICC 能經由電感耦合區域與PCD通信，所加載的載波頻率能產生頻率為fs的副載波。該副載波能通過切換PICC的負載來產生。
?副載波載波頻率fs為fc/16=847KHz,因此在初始化和防沖突期間，一個位持續時間等于8個副載波周期。
? ? 1.4、B累通信接口
1.4.1 ?PCD到PICC的數據波特率 fc/128=106k
? ? ? ? 1.4.2 ?PICC到PCD的數據波特率 fc/128=106kbps,PICC 能經由電感耦合區域與PCD通信，所加載的載波頻率能產生頻率為fs的副載波。該副載波能通過切換PICC的負載來產生。
?副載波載波頻率fs為fc/16=847KHz,因此在初始化和防沖突期間，一個位持續時間等于8個副載波周期。只 ? ? ? ? ?有在PICC有數據發送時才產生副載波。
? ?二、初始化和防沖突
? ? ? 2.1 輪詢
? ? ? ?當PICC暴露于為調制的工作場內，它能在5ms接收一個請求例如：
? ? ? ? ? ? 當A類PICC接收到任何類型B命令時，它能在5ms內接收一個REQA
? ? ? ? ? ? 當B類PICC接收到任何類型的A命令時，它能在5ms內接收一個REQB。(請求信號)。
? ? ? ? ? ? ? ?為了檢測進入其激勵場的PICC，PCD重復發送請求命令并尋找ATQ，請求命令應輪流發送REQA、REQB這個過程稱為輪詢。
? ?2.2 ?A類卡的初始化和防沖突 ? ? ?
? ? ?2.2.1 REQA和WAKE_UP幀
? ? ? 2.2.2、面向比特的防沖突幀
? ? 當至少兩個PICC發送不同比特模式到PCD時可以檢測到沖突，這種情況下，至少一個比特的整個位持續時間 ? ? ? ? ?內，載波以副載波進行調制。面向比特的防沖突幀僅在比特幀防沖突期間使用，并且該幀帶有7個字節的標準幀，它被分離成兩部分：第1部分用于從PCD到PICC的傳輸，第2部分用于從PICC到PCD的傳輸。
? ? 2.3、CRC_A校驗
? ? ? ? 校驗多項式x16+x12+x5+1 初始值為“6363”，校驗通過標準幀發送。
? ?2.4 ?PICC狀態(A型卡)
?
? ? ? ? ? ? ? ?POWER_OFF狀態：PICC卡沒有耦合到PCD的磁場。
? ? ? ? ? ? ? ?IDLE狀態：耦合到了PCD的磁場，在這個狀態下只能解調和識別REQA和WAKE-UPA命令，其他的數據都 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?認為是錯誤的。
? ? ? ? ? ? ? ?READY狀態：IDLE狀態下，一旦收到REQA或者WAKE-UP命令則進入該狀態。如果PCD用其UID選擇了 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?PICC則退出該狀態，進入ACTIVE狀態。所有的串聯級別都在這一狀態內處理以取得所有的UID ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?CLn，比如NTAG21x 的ready1 CL1(4個UID字節) 、Ready2 CL2(3個UID字節)。
? ? ? ? ACTIVE狀態：READY狀態下收到PCD發送的完整的UID，則進入ACTIVE.
? ? ? HALT狀態：在HALT狀態下，PICC僅響應WAKE-UP命令進入READY狀態。HALT狀態下不參與任何進一 步的通信，除非使用WAKE-UP命令退出該狀態。
? ? ?2.5、命令集
? ? ??PCD管理PICC的幾個命令：
? ? REQA ? ? ? ? ? ?由PCD發出
? ? WAKE-UP ? ? 由PCD發出
? ? ANTICOLLISION ? 防沖突
? ? SELECT ? ?選卡命令
? ? HALT
? 2.5.1 ? WAKE-UP命令
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? 2.5.2 、ANTICOLLISION命令和SELECT命令
? ?這兩個命令在防沖突期間使用，由下列內容組成：
選擇代碼SEL(1個字節)
有效位的數目NVB(1個字節)
? 根據NVB的值，UID CLn的0到40個數據位。
SEL 規定了串聯級別CLn , NTAG21X芯片 有兩個SELECT，NVB規定了PCD發送的CLn的有效位的數目。
? ? ? ? ? ? ? ? 只要NVB沒有規定40個數據位，若PICC保持在READY狀態，該命令就成為ANTICOLLISION命令。如果 NVB規定了UID CLn 的40個數據位(NVB =70),則應添加CRC_A，該命令成為SELECT命令。如果PICC已經發送 了完成的UID，則它從READY狀態轉換到ACTIVE狀態并在其響應中指出UID，否則PICC保持在READY狀態并 且該PCD遞增串聯級別啟動一個新的防沖突環。
? ? ?2.5.3 HALT命令
? ?2.6、 選擇序列
? 選擇序列的目的是獲得來自PICC的UID，以及選擇該PICC以便進一步通信。
? ? 2.7、選擇流程
?
? ? ?2.7.1、ATQ-A請求的應答
PCD發出請求命令(REQA)后，所有處于IDLE狀態的PICC發出兩個字節的ATQ-A應答。
? ? ?2.8 防沖突和選擇
每個串聯級別范圍內的防沖突環算法步驟：
? ?①PCD為選擇防沖突類型和串聯級別分配了帶有編碼的SEL。
? ?②PCD分配了帶有值為‘20’的NVB，改命令迫使工作場內的所有PICC以其完成的UID CLn表示響應。
? ?③PCD發送SEL和NVB。
? ?④工作場內的所有PICC應使用他們完整的UID作為響應
? ?⑤假設場內PICC擁有唯一的序列號，如果一個以上的PICC響應則沖突發生，若無沖突發生步驟6到10可跳過
? ?⑥PCD應識別出第一個沖突的位置
? ?⑦PCD分配帶有值的NVB，該值規定了UID CLn的有效比特數，這些有效位應是PCD決定的沖突之前被接收 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?到的UID Cln的一部分加上(0)b或(1)b,典型的是增加(1)b.
? ? ? ? ? ?⑧PCD 發送SEL和NVB,后隨有效位本身。
? ?⑨只有PICC的UID Cln中的一部分等于PCD發送的有效位時，PICC才應發送其UID CLn的其余部分。
? ?⑩如果出現進一步的沖突，則重復6-9，最大環數目是32。
? ??如果不出現進一步的沖突，則PCD分配帶有值為‘70’的NVB。該值定義了PCD將發送完整的UID。
? ??PCD發送SLE和NVB，后隨UID CLn的素有40個位，后面又緊跟CRC_A校驗和。
? ??PICC的UID 與40 個比特匹配，則該PICC以其SAK表示響應。
? ??如果UID完整，則PICC應發送帶有清空的串聯級別位SAK(選擇響應)，并從READY狀態轉為ACTIVE狀態。
? ??PCD校驗SAK的串聯比特是否被設置，以決定帶有遞增串聯級別的進一步防沖突環是否應繼續進行。
? ?如果PICC的UID是已知的，則PCD跳過步驟2-10來選擇PICC，無需執行防沖突環。
? ??
? ? ?2.9、SAK編碼
? ?當NVB規定40個有效位并且當所有這些數據位與UID Cln相配時，SAK由PICC發送。
PCD應校驗b3以判定UID是否完整，位b3和b6編碼如下圖
? ? ? ? ? ? ? ? 如果UID不完整，PICC保持READY狀態并且PCD遞增串聯級別來初始化新的防沖突環，如果UID完整 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?PICC進入ACTIVE狀態。
? ? ? ?2.10、UID內容和串聯級別
? ? UID由4、7或10個字節組成，因此PICC最多應處理三個串聯級別，以得到所有的UID字節。在每個串聯級 別內，由5個數據字節組成的UID的一部分被發送到PCD，3個或4個UID字節被發送到PCD。UID定義了三個長 ? ? ? ? ? 度類型：
? ? ? ? 例如：NXP 的NTAG21X系列新品的UID是7個字節，則UID的長度是兩個需要兩個串聯級別得到完整的UID。
? ? 三、B類卡的初始化和防沖突
? ?3.1、 防沖突序列
? ? ??PCD通過發出REQB命令來啟動卡的通信活動，提示PICC進行相應。如果有多個PICC響應則出現沖突，完 ? ? ? ? 成防沖突后，PICC通信在PCD控制之下。
? ? ? ? ? ? ? 防沖突方案以時間槽的定義為基礎，要求PICC在時間槽內用最小標識數據進行應答。時間槽從1到某一整 ? ? ? ? ? ? 數，在時間槽內PICC的響應概率是可控的。在防沖突序列中，PICC僅被允許應答一次。從而，在PCD的場內有 ? ? ? ? 多個PICC每個時間槽也只有一個卡響應，PCD在這個時間槽內捕獲標識數據，根據標識數據PCD和PICC建立 ? ? ? ? ? 通信。
防沖突序列允許選擇一個或多個PICC進一步的通信。
? POWER-OFF:沒有RF射頻磁場。
IDLE狀態：收到有效的REQB命令幀，如果有ATQB，PICC就定義了一個唯一的時間槽用來發送他的 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ATQB.PICC的ATQB發送后，PICC進入READY-DECLARED.
? ? ?4、傳輸協議
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總結
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