前言

之前《【NFC專欄】ISO14443A協(xié)議》和《【NFC專欄】ISO14443B協(xié)議》兩篇中我們都有提到ISO14443-4協(xié)議，所以ISO14443-4協(xié)議是適用于二者的。但并不是所有A卡或B卡都支持ISO14443-4協(xié)議。

ISO14443-4簡(jiǎn)介

ISO14443-4定義了半雙工塊傳輸協(xié)議，該協(xié)議適用于Type-A和Type-B兩種卡。該協(xié)議還定義了激活與去激活的流程。

名詞解析

ATS: Answer To Select,選擇應(yīng)答

PPS: Protocol and Parameter Selection，協(xié)議和參數(shù)選擇 RATS:Request for answer to select,選擇應(yīng)答請(qǐng)求 FSD: Frame Size for proximity coupling Device, PCD的接收幀大小 FWI: Frame Waiting time Integer, 幀等待時(shí)間值

SFGI: Start-up Frame Guard time Integer,啟動(dòng)幀保護(hù)時(shí)間值

NAD:Node Address，節(jié)點(diǎn)地址

PCB:Protocol Control Byte,協(xié)議控制字節(jié)

命令介紹

RATS

該命令用于獲取PICC的更詳細(xì)的信息，格式定義如下:

總共4個(gè)字節(jié)，我們主要關(guān)注Parameter字段，它由兩部分組成。

(1) FSDI: FSD編碼值，即PCD能接收的最大幀大小。定義如下:

(2)CID：用于PICC的尋址，值為0~14。ISO14443B協(xié)議中有提到過。

ATS

該命令用于應(yīng)答RATS。格式定義如下:

(1) TL:TL到Tk的字節(jié)數(shù)(包含TL本身)。

(2)T0:定義了后面的字段是否存在，以及PICC能接收的幀大小。

b5~b7每個(gè)位表示TA~TC字段是否出現(xiàn)，為1則表示出現(xiàn)。

b1~b4為FSCI，表示PICC能接收的幀的大小，定義和上面的FSDI一樣。

(3)TA:跟速率有關(guān)的信息。

bit8定義了不同方向使用不同bit速率處理數(shù)據(jù)的能力，當(dāng)該位設(shè)置成1時(shí)，PICC不支持不同方向的速率不一致。

b5~b7定義了PICC到PCD的速率(DS)。

b1~b3定義PCD到PICC的速率(DR)。

(4) TB:幀等待時(shí)間以及啟動(dòng)幀保護(hù)時(shí)間。

FWI:幀等待時(shí)間(即兩個(gè)幀之間的等待時(shí)間)，計(jì)算公式如下：

SFGI:啟動(dòng)幀保護(hù)時(shí)間(PICC發(fā)送ATS之后PCD多久才能繼續(xù)發(fā)), 計(jì)算公式如下:

(5) TC: 是否支持CID和NAD。

(6) T1~Tk：可選字段，在ISO7816-4中定義。

PPS

該命令用于協(xié)議和參數(shù)的選擇。格式定義如下:

(1) PPSS: 起始字節(jié)，定義如下:

高4位固定為1101，CID就是上面介紹的，沒有則為0000。

(2)PPS0: 用于指示PPS1是否出現(xiàn)。

b5為1則表示PPS1字段有出現(xiàn)。

(3)PPS1:選擇的速率。

DSI: PICC到PCD的速率

DRI:PCD到PICC的速率

具體定義如下:

1對(duì)應(yīng)的就是106kbit/s, 2對(duì)應(yīng)212kbit/s, 以此類推。

PPS應(yīng)答

PPS的應(yīng)答格式如下:

PPSS: 起始字節(jié), 在PPS命令中解釋了。

TypeA激活協(xié)議

(1) 前面幾步就是我們?cè)贗SO14443A協(xié)議中講過的，主要是看是否支持ISO14443-4，判斷是否支持在《【NFC專欄】ISO14443A協(xié)議》中有提到。接下來我們主要看支持ISO14443-4的流程。

(2) PCD發(fā)送RATS命令，PICC則應(yīng)答ATS。

(3) 如果卡支持PPS命令，PCD可以PPS命令來修改參數(shù)。

(4)進(jìn)行半雙工協(xié)議傳輸，如果想結(jié)束傳輸，PCD可以發(fā)送DESELECT命令。

TypeB激活協(xié)議 ISO14443B的激活流程在《【NFC專欄】ISO14443B協(xié)議》中已經(jīng)講過了，在ISO14443-4中沒有新增的內(nèi)容。

半雙工塊傳輸協(xié)議

進(jìn)行半雙工傳輸?shù)膲K格式(幀格式)有兩種:標(biāo)準(zhǔn)塊格式和增強(qiáng)型塊格式。定義如下：

標(biāo)準(zhǔn)塊格式

增強(qiáng)型塊格式

兩者的區(qū)別就在于是否有Length字段，這個(gè)字段是用于糾錯(cuò)的。

(1)Length

表示總長(zhǎng)度，包含Length，Prologue, Information三個(gè)字段。

(2)Prologue

可以包含PCB, CID, NAD，PCB是強(qiáng)制的，CID和NAD是可選的。

PCB:控制傳輸?shù)男畔ⅲx了三種不同的block。

I-Block

R-Block

S-Block

I-Block用于傳輸應(yīng)用層信息，R-Block用于傳輸ACK或NACK，S-Block用于交換控制信息。

CID定義如下:

NAD：定義在ISO7816-3。

(3)Information

傳輸過程中的數(shù)據(jù)，比如應(yīng)用數(shù)據(jù)或狀態(tài)碼等。

(4)Epilogue

EDC: 就是CRC校驗(yàn)值

Chaining傳輸

Chaining傳輸可以理解為分段傳輸，當(dāng)單個(gè)數(shù)據(jù)包超過幀的最大大小的時(shí)候，就要拆分成幾個(gè)進(jìn)行傳輸。比如下面的示意圖：

上半部分是發(fā)送端，下半部分是接收端。

(1)發(fā)送端將完整的數(shù)據(jù)包拆分成3個(gè)I-Block。

(2)接收端收到后判斷出是Chaining，則發(fā)送R-Block進(jìn)行應(yīng)答。到最后一個(gè)包正常應(yīng)答I-Block。

總結(jié)

到此，我們就將ISO14443相關(guān)的協(xié)議基本都講完了，當(dāng)然這是標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，基于該標(biāo)準(zhǔn)的一些卡還有很多特殊的命令和特性，比如Mifare，所以在開發(fā)過程中，還要查看卡的datasheet。