HCI接口协议介绍PPT课件

1、内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第1页/共74页HCI架构概述主机端口管道注册表第2页/共74页概述 A valid host network has a star topology where one or more hosts physically connect to a host controller. The HCI defines the interface between hosts. More specifically the HCI has three levels: a collection of gates that

2、exchange commands, responses and events; and an HCP messaging mechanism; and an HCP routing mechanism that may optionally segment messages when required.第3页/共74页主机 本规范中的“Host”代表所有的逻辑Host (如终端host，UICC host)，并不包括Host控制器。下表列出了所有的Host标识编码。第4页/共74页端口 Gate是在host中运行的服务的入口，有管理gate(用于Host网络的管理)和通用gate(与Host

3、网络的管理无关，仅用于Gate的通用功能)两种不同形式的gate,Gate的种类由Gate标识GID区分。 Gate标识编码定义如下:第5页/共74页端口 Host和Gate需要符合以下规则： all hosts and the host controller shall have one administration gate ; and all hosts may have one link management gate and the host controller shall have one link management gate; and all hosts and the h

4、ost controller shall have one identity management gate; and all hosts and the host controller shall have one loop back gate ; and all hosts and the host controller may have one or more generic gates第6页/共74页管道 Pipe是在两个Gate之间的逻辑通信通道。共有两种类型的Pipe： 静态Pipe，一直处于可用状态，不能被动态创建和删除； 动态Pipe，可以动态创建和删除； Gate和Pipe需

5、要符合以下规则： a static pipe always connects a gate of a host to a gate of the host controller; a dynamic pipe connects two gates from different hosts; and static and dynamic pipes connect to different types of gates; see table 3 for the mapping; and dynamic pipe identifiers shall be unique in the host ne

6、twork.第7页/共74页第8页/共74页注册表 在每一个Gate的Registry模板定义了相关参数。由一个字节组成的参数标识区分不同的参数，参数标识在Gate的范围内唯一。 每一个连接到Gate上的Pipe都创建新的Registry实例。当新建Pipe时，所有的Registry参数将被置为默认值。 Host负责管理与其相关的Registry。Registry的默认参数取值将会在Registry的描述中指明。当删除Pipe时，Registry实例将会同时被删除。第9页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第10页/共74页HCPHC

7、P分组HCP消息结构HCP消息分割第11页/共74页HCP分组 通过数据链路层Host与Host控制器交换数据分组，数据分组的格式如下图所示： CB是分组头的链接位，除消息分割的情况外该字段取值为1； PID指明了Pipe标识；第12页/共74页HCP消息结构 A message carries one instruction and optional data as defined in figure 4.qThe following types of instructions are defined: commands (type value 0); events (type value

8、1); and responses to commands (type value 2). Type value 3 is RFU.第13页/共74页消息分隔 Messages shall be fragmented according to the following rules: All message fragments shall have a packet header; The value of the chaining bit in the packet header is equal to 0, except for the packet with the last fragm

9、ented message where the value shall be 1 Only the first message fragment shall contain a message header. 如果数据链路层设备发生了复位，目的Gate将会丢弃所有已经收到的消息片段，源Gate将会重发所有已经发出的消息片段。第14页/共74页消息分隔第15页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第16页/共74页指令命令 概述 通用命令 管理命令响应事件第17页/共74页概述 对于所有Gate，命令的含义是一样的。共有两类命令如下: 通

10、用命令，适用于所有Gate; 管理命令，适用于Host网络的管理 指令中包含的信息，包括： 命令的描述； 命令需要的参数； 成功执行该命令后的响应数据第18页/共74页概述第19页/共74页通用命令 ANY_SET_PARAMETER 该命令用于更新某Gate的Registry参数 Host成功执行该指令后，需要返回不带参数的ANY_OK响应命令第20页/共74页管理命令 ADM_CREATE_PIPE利用ADM_CREATE_PIPE命令，Host可以要求Host控制器在两个Gate之间建立一条动态Pipe。Host控制器需要用目的Host的WHITELIST来校验发起ADM_CREATE_

11、PIPE命令的Host是否可以创建该Pipe。当Pipe在源Host与目的Host之间成功建立后，发起ADM_CREATE_PIPE命令的Host将会成为源Host。该命令参数如下：第21页/共74页管理命令 ADM_CREATE_PIPE当Pipe成功建立后，Host控制器将会返回ANY_OK响应命令并带有以下参数：第22页/共74页响应 下表 列出了可能的响应命令代码和响应命令与命令的对应关系。除特别指明的情况，响应命令没有参数。第23页/共74页事件第24页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第25页/共74页Gates管理Ga

12、te 管理gate 链路管理gate 标识管理gate 回环gate通用Gate第26页/共74页Gates 每个Gate将会包含如下信息: 对于Gate职能的描述； 对于Gate registry的参数和取值的描述;第27页/共74页Gates第28页/共74页Host 控制器管理Gate 通过Host控制器中的管理Gate能够访问管理整个HCI网络中所有Pipe的服务。Host控制器管理Gate的Registry长期有效的。下表列举了该Gate Registry的相关条目。第29页/共74页回环Gate 通过回环Gate能够访问测试HCI网络的服务。回环Gate没有Registry。第30

13、页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第31页/共74页HCI流程 pipe管理 pipe创建 pipe删除 清除所有pipe Registry访问 host和gate发现 会话初始化 回环测试第32页/共74页pipe创建1) HostA向Host控制器发起建立连接HostB的PIPEx的请求，Host控制器将校验HostB管理Gate中的WHITELIST是否包括HostA的标识。如果HostA不在HostB的WHITELIST中，Host控制器将返回ANY_E_PIPE_ACCESS_DENIED响应给HostA并停止后续的操作

14、；2) Host控制器分配可用的Pipe标识；3) Host控制器向HostB发送ADM_NOTIFY_PIPE_CREATED命令通知HostB有HostA发起的建立PIPEx的请求；4) HostB向Host控制器返回响应确认接受建立PIPEx；5) Host控制器向HostA返回响应确认PIPEx成功建立；6) 如果HostB不接受PIPEx的建立，需要向Host控制器返回相应的错误代码。第33页/共74页pipe创建第34页/共74页pipe删除1) HostA向Host控制器发起删除连接HostB的PIPEx的请求；2) Host控制器向HostB发送ADM_NOTIFY_PIPE_

15、DELETED命令通知HostB有HostA发起的删除PIPEx的请求；3) HostB向Host控制器返回响应确认接受删除PIPEx；4) Host控制器向HostA返回响应确认PIPEx成功删除；q HostB不能拒绝HostA发起的删除Pipe的请求。由HostA发起建立的Pipe也可以由HostB发起删除。q Host 当PIPEx是连接到Host控制器上Gate的Pipe时： 当发起删除请求的是HostA，步骤1和步骤4需要被执行； 当发起删除请求的是Host控制器，仅仅步骤2和步骤3需要被执行.第35页/共74页pipe删除第36页/共74页清除所有pipe HostA向Host控

16、制器发起清除所有连接到HostA的Pipe的请求； Host控制器向HostB发送命令通知清除所有与HostA连接的Pipe； HostB确认删除Pipe； Host控制器向HostC发送命令通知清除所有与HostA连接的Pipe； HostC确认删除Pipe； Host控制器向HostA返回响应确认删除所有动态Pipe，HostA关闭自己的所有静态Pipe。第37页/共74页清除所有pipe第38页/共74页Registry访问下面描述了HostA读取/改写HostB上Registry的参数的过程。1) HostA向HostB发起读取某一个Gate的Registry参数的请求；2) Host

17、B返回ANY_OK响应命令，其命令数据中带有参数值；3) HostA向HostB发起更新某一个Gate的Registry参数的请求；4) HostB返回ANY_OK响应命令确认参数被更新；第39页/共74页Registry访问第40页/共74页Host 和Gate 发现1) HostA通过链路管理Gate和Pipe0向Host控制器发起获取Host网络中所有Host列表的请求；2) Host控制器返回列表信息；3) HostA从列表中选择一个Host，如HostB，并通过管理Gate和Pipe1向Host控制器发送命令请求建立到HostB某一Gate上的PIPEx；4) Host控制器确认建立

18、PIPEx；5) HostA发起命令打开连接到HostB的PIPEx；6) HostB确认打开PIPEx；7) HostA请求HostB上的通用Gate列表；8) HostB返回其上的通用Gate列表；9) HostA请求HostB标识管理Gate的Registry的VENDOR_NAME参数；10) HostB返回响应。步骤9和步骤10为可选，完成操作后HostA可以关闭并删除PIPEx。第41页/共74页Host 和Gate 发现下图描述了一个Host如何发现在同一Host网络中的其它Host及其Gate的流程：第42页/共74页会话初始化1) HostA通过PIPE1向Host控制器发起

19、获取管理Gate的Registry的SESSION_IDENTITY参数的请求（ANY_OPEN_PIPE命令需要预先执行）；2) 如果Host控制器返回的参数值与之前存储在HostA中的参数值相同，则不在执行后续操作；3) 如果Host控制器返回的参数值与之前存储在HostA中的参数值不同，HostA将重新发起初始化并向Host控制器发起清除所有Pipe的请求；4) Host控制器确认HostA可以执行初始化流程；5) HostA生成新的会话标识并通过向Host控制器发送命令将该参数值存储相关Gate的Rigistry中；6) Host控制器确认存储第43页/共74页会话初始化第44页/共7

20、4页回环测试1) HostA通过PIPE1向Host控制器发起建立连接HostA任意Gate到HostB回环Gate的PIPEx的请求；2) Host控制器确认建立PIPEx；3) HostA发送命令打开PIPEx；4) HostB确认打开PIPEx；5) HostA向HostB发送带有参数的EVT_POST_DATA事件；6) HostB向HostA回送带有与接收到的完全相同参数的EVT_POST_DATA事件，HostA将会比较两次的参 数数据。第45页/共74页回环测试下图描述了HostA如何校验到HostB的Pipe的连接性：第46页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates

21、 HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第47页/共74页非接卡模拟模式概述gates 标识管理Gate 卡端RF Gate 卡应用Gate流程 标识管理Gate第48页/共74页概述 支持的RF技术有如下几类： type A as defined in ISO/IEC 14443 parts 2 5, 3 6 and 4 7; or type B as defined in ISO/IEC 14443 parts 2 5, 3 6 and 4 7; or type B compliant with ISO/IEC 14443-2 5 and with a standard framing

22、 as defined in ISO/IEC 14443-3 6; type F as defined in ISO/IEC 18092 4 as 212 kbps and 424 kbps passive mode. 对应每种RF协议,主控器上都有一个对应的卡端RF Gate。对应每个卡端RF Gate，Host上都有一个卡端应用Gate与之对应。第49页/共74页概述第50页/共74页标识管理gate 下表中的参数应该添加到CLF的标识管理Gate中。第51页/共74页卡端射频gate-概述 卡端RF Gate位于CLF。一个RF Gate控制一种RF信号的状态。与此种RF信号相关的协议和

23、参数设置都包含于RF Gate的注册表中。下面给出了对应各种RF Gate的GID。第52页/共74页卡端射频gate-命令和事件 命令 没有额外定义命令 事件 RF Gate支持下表中列出的事件 事件EVT_SEND_DATA允许向CLF发送数据，事 件中使用的参数如下：第53页/共74页卡端射频gate-Registry 下面以type A为例描述Registry第54页/共74页卡端射频gate-RegistryMODE的编码方式如下：FF = Type A卡模式被禁用；02 = Type A 卡模式启用；其他值保留。UID的编码方式如下：如果长度为1，则CLF会生成一个随机UID；如果

24、长度为4、7或10，则UID为一个固定值（其长度为1倍、2倍或3倍UID的长度）；说明：固定1倍UID长度的第一个字节应为08。CID_SUPPORT的编码方式如下：01 =要求支持CID；00 = 不要求支持CID；其他值保留。CLT_SUPPORT参数的编码方式如下：01 = 针对type A ISO14443-4不兼容协议，CLF包括一个通道模式；00 = 针对type A ISO14443-4不兼容协议，CLF不包括任何通道模式；第55页/共74页卡应用gate概述 卡应用Gate控制了对非接触卡应用的访问 卡上应用Gate对应的GID是Host特定的或是由Host动态生成的。命令 没

25、有额外定义命令Registry 没有Registry第56页/共74页卡应用gate-事件卡应用Gate 支持的事件见下表：第57页/共74页卡应用gate-事件 EVT_FIELD_ON本事件表示CLF 探测到了一个来自外部读卡器的RF 源。该事件应由主控器在完成防冲突后发出。该事件不带参数。 EVT_CARD_DEACTIVATED按照ISO/IEC 14443-3 对type B 或者ISO/IEC 14443-4 对type A 类型的卡而言，本事件表示CLF 被设置为非激活状态。该事件不带参数。 EVT_CARD_ACTIVATED按照ISO/IEC 14443-3 对type B

26、或者ISO/IEC 14443-4 对type A 类型的卡而言，本事件表示CLF 被设置为激活状态。该事件不带参数。 EVT_FIELD_OFF本事件表示CLF 探测到了外部读卡器的RF 源已消失。该事件不带参数。第58页/共74页卡应用gate-事件 EVT_SEND_DATA此事件允许CLF 向Host 发送数据。其参数如下：Coding for the RF error indicator: 00 = no error; and 01 = error; and All other values are RFU.第59页/共74页流程 右图展示了非接触卡感应到读卡器时应用Gate 与A

27、类或者B 类RF Gate 交换信息的过程：第60页/共74页流程1) 当CLF检测到RF磁场，卡RF Gate将会发送事件EVT_FIELD_ON给卡应用Gate。当在CLF端有多个卡RF Gate时，CLF将会给所有连接到这些卡RF Gate的管道都发送EVT_FIELD_ON消息。接下来，CLF会进入初始化和防冲突处理过程。2) 在激活指令序列完成后，卡RF Gate发送EVT_CARD_ACTIVATED给卡应用Gate，表示接下来可以进行APDU指令交互了。3) 基于EVT_SEND_DATA指令，卡RF Gate将非接触读卡器传送的C-APDU包转发给卡应用Gate。4) 基于EV

28、T_SEND_DATA指令，Host将R-APDU包发给卡RF Gate。5) 第3）和4）步可以重复进行。6) 在非激活指令序列完成后，卡RF Gate发送EVT_CARD_DEACTIVATED给卡应用Gate，指示后续将不能够交互APDU指令。只有当非接触读卡器支持该功能时，这条指令才会被发送。7) 当CLF检测到读卡器磁场消失时，它将会发送EVT_FIELD_OFF给卡应用Gate。当存在多个卡RF Gate时，CLF只会将该消息发送给唯一一个卡RF Gate。第61页/共74页内容 HCI架构 HCP 指令 Gates HCI流程 非接卡模拟模式 非接读卡器模式第62页/共74页非接

29、读卡器模式 概述 读卡器射频Gate 概述 命令 注册表 事件 响应 读卡器应用Gate 概述 命令 注册表 事件 流程 非接触式读卡器应用第63页/共74页概述 Host 控制器为每项射频技术都设有一个读卡器射频Gate。Host 为每个读卡器射频Gate 设置了一个读卡器应用Gate。所以应该有一个管道连接读卡器射频Gate 和读卡器应用Gate。第64页/共74页读卡器射频Gate-概述 读卡器射频Gate 控制着射频技术的行为。与读卡器射频技术有关的协议和参数设置，可以查看读卡器射频Gate 的Registry 表。下表列出了读卡器射频gate所定义的GID。第65页/共74页读卡器射

30、频Gate-命令 WR_XCHGDATA这条指令允许读卡器应用Gate和读卡器射频Gate之间交换数据 b8 to b6: RFU. b5: Time-out activation: If b5 is set to zero, application level time-out is deactivated.time-out is given in b4 to b1. b4 to b1: Time-out. This Value (0 up to 14) is used to calculate the applicationformula:Time-out = (256 16 / 13,56 MHz) 2 Value.第66页/共74页读卡器射频Gate-Registry表 下表定义了14443A 型读卡器射频Gate 的Registry 表。Registry 表的值不是持久不变的而是随着目标的激活而进行更新。第67页/共74页读卡器射频Gate-事件 EVT_READER_REQUESTED在此事件中，Host 发信号给CLF，读卡器应用Gate 要求激活RF 目标（打开射频载波）。这一事件没有参数，并且可能通过任何开放Pipe 的读卡器射频Gate 发送。 EVT_END_OP