介紹一下ISO14443B協(xié)議

前言

上一篇《【NFC專欄】ISO14443A協(xié)議》介紹了ISO14443A協(xié)議，接下來繼續(xù)介紹ISO14443B協(xié)議。之前介紹過，A和B的協(xié)議區(qū)別主要在ISO14443-3，所以接下來的內(nèi)容也是集中在ISO14443-3。

名詞解析

PUPI：Pseudo-Unique PICC Identifier，可以理解為A卡中的UID

FWI:Frame Waiting time Integer，幀等待時間整數(shù)值

FWT:Frame Waiting Time,幀等待時間

ADC:Application Data Coding,應(yīng)用數(shù)據(jù)編碼

命令介紹

REQB/WUPB

讀卡器發(fā)送REQB或WUPB命令來檢查是否有卡存在。命令碼如下:

(1)APf:防碰撞前綴，固定值為0x05。

(2)AFI: Application Family Identifier，應(yīng)用族ID，用來指定要檢查的PICC類型。值為0時表示所有PICC都要處理REQB/WUPB命令。定義如下:

注：X和Y的取值范圍都為0x1~0xF。

AFI被分為高4位和低4位兩個部分，通過這兩部分的組合來確定PICC類型，可以簡單理解為過濾設(shè)置。

(3)PARAM:用來指定是REQB還是WUPB, 以及slot(槽)數(shù)量。

b4為0時表示REQB，為1時表示W(wǎng)UPB。這兩命令和和ISO14443A中的REQA和WUPA類似。WUPB命令是處于IDLE，READY或HALT狀態(tài)的卡都會應(yīng)答，而REQB命令只有處于IDLE或READY狀態(tài)的卡會應(yīng)答。

b1~b3定義如下：

N主要是要配合Slot-MARKER命令一起解決防碰撞。N可以理解為最大隨機值，就比如N=2, PICC會產(chǎn)生隨機值1或2，如果是1會馬上應(yīng)答(ATQB)，如果是2，就需要再發(fā)送Slot-MARKER命令，PICC才會應(yīng)答。

Slot-MARKER

Slot-MARKER命令格式如下：

(1)APn: 槽(slot)序號, 它的值為(nnnn 0101)b ，低4位是固定的。

ATQB

ATQB是REQB/WUPB和Slot-MARKER的應(yīng)答命令。命令格式如下:

(1)PUPI: 和A卡中的UID類似。

(2)Application Data:應(yīng)用數(shù)據(jù)，具體定義如下：

AFI:上面REQB中有提到了

Number of Applications: 應(yīng)用數(shù)量，高4位與AFI一致，‘0’意味著無應(yīng)用，‘0xF’意味著15種應(yīng)用或者更多；低4位代表著應(yīng)用總數(shù)，‘0’意味著沒有應(yīng)用，‘0xF’意味著15種應(yīng)用或者更多。

(3)Protocol Info:協(xié)議信息，具體定義如下：

第一個字節(jié)是速率，定義如下:

第二個字節(jié)，高4位是最大幀大小，低4位是是否支持ISO14443-4。定義如下：

第三個字節(jié)包含: FWI, ADC, FO三個部分，定義如下：

FWI就是幀等待的時間值，意思就是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)之后要等待多久才能繼續(xù)發(fā)。

ADC意思是應(yīng)用數(shù)據(jù)編碼：

FO: Frame Option, 幀選項：

ATTRIB

該命令用于選擇PICC，命令格式如下:

(1)Identifier：就是PUPI

(2)Param1定義如下:

TR0是PICC響應(yīng)PCD命令的最小延遲時間。定義如下:

TR1是PICC副載波調(diào)制開始到數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚⊙舆t時間。定義如下：

EOF/SOF表示是否需要幀結(jié)束標(biāo)識和幀開始標(biāo)識。0表示需要，1表示不需要。

(3)Param2定義如下：

b7~b8定義PICC到PCD的速率:

b5~b6定義PCD到PICC的速率:

b1~b4定義最大幀大小：

(4)Param3定義如下：

它的高4位為預(yù)留位，值為0；低4位定義了PICC支持的協(xié)議類型，就是上面的是否支持ISO14443-4。

(5)Param4定義如下：

它的高4位為預(yù)留位，值為0；低4位為CID，它的取值范圍為0~14。PCD定義了每個激活的PICC必須要有唯一的CID，如果PICC不支持CID，那么CID的值為（0000）b。

(6)Higher layer INF:高層信息，這字段不是強制的，只有部分特殊卡有。

ATTRIB應(yīng)答

ATTRIB命令應(yīng)答格式如下：

(1)第一個字節(jié)包含兩個部分:

高4位MBLI( Maximum Buffer Length Index), 讓PCD知道PICC內(nèi)部緩沖區(qū)對接收鏈?zhǔn)綆南拗啤ｆ準(zhǔn)綆褪菍⒋蟮臄?shù)據(jù)幀拆成多個數(shù)據(jù)幀。

低4位為PICC返回給PCD的CID，如果PICC不支持CID，則返回（0000）b。

(2)Higher layer Response:根據(jù)標(biāo)簽卡情況而定，可能有也可能沒有。

HLTB

HLTB命令用來讓卡進入休眠狀態(tài)。命令格式如下：

(1)Identifier:即PUPI。

HLTB應(yīng)答

HLTB的應(yīng)答格式如下:

*注意：ISO14443A的HALT是沒有應(yīng)答的，而ISO14443B的HLTB是有應(yīng)答的。

PCD檢測PICC流程

(1)PCD發(fā)送REQB或WUPB, 匹配AFI則繼續(xù)下一步。

(2)N=1時則PICC應(yīng)答ATQB，如果N為其他數(shù)值(R), 則PCD發(fā)送Slot Marker命令依次進行匹配, 匹配后PICC應(yīng)答ATQB。

(3)PCD發(fā)送ATTRIB來選擇卡，或者發(fā)送HLTB讓卡進入休眠。

防碰撞流程

ISO14443B的防碰撞過程的原理是基于時隙的。每次PCD發(fā)送的REQB /WUPB命令，PICC會產(chǎn)生一個隨機值(就是時隙)，PICC在哪個時隙響應(yīng)都有可能（發(fā)送ATQB）。通過這種隨機概率的方式來進行防碰撞。

防碰撞應(yīng)答規(guī)則

當(dāng)PICC接收到REQB/WUPB命令后，處于READY-REQUESTED狀態(tài)時，PICC的響應(yīng)應(yīng)該遵循下面規(guī)則：

(1)如果N=1，PICC應(yīng)該發(fā)送ATQB并且進入READY-DECLARED狀態(tài)。

(2)如果N>1:

PICC可以采用概率法（PCD檢測PICC流程圖中的Option 1），并且進入空閑態(tài)（Idle State）。

PICC采用發(fā)送Slot-MARKER命令的方法（PCD檢測PICC流程圖中的Option 2），一直到槽序號等于R，然后PICC發(fā)送ATQB并且進入READY-DECLARED 狀態(tài)。

總結(jié)

ISO14443A和ISO14443B部分命令是很相似的，主要區(qū)別在于處理防碰撞機制的差異。

審核編輯：劉清