15693基础培训-1.ppt

1、ISO/IEC 15693基础培训-1HF基础讲解技术中心2008.1.10,培训内容,一、HF识读原理 二、15693典型参数 三、防冲突 四、状态转换,一、物理特性 （了解,VICC/VCD重要概念要掌握）,1、术语 Integrated Circuit(s) (IC) 集成电路用于执行处理或存储功能的器件 Contactless 非接触的完成与卡交换信号和给卡供应能量，而无需使用通电流元件(即不存在从外部接口设备到卡所包含集成电路的直接通路) Contactless Integrated Circuit(s) Card 非接触式集成电路卡一种ID-1型卡(如ISO/IEC7810中规定)

2、，内部已装入集成电路，并且与集成电路的通信是通过非接触方式完成的。 Vicinity Card (VICC) 邻近型卡一种ID-1型卡，在它上面已装入集成电路和耦合电路，并且与集成电路的通信是通过疏耦合设备的电感耦合完成的。 Vicinity Coupling Device (VCD) 疏耦合设备用电感耦合给VICC提供能量并控制与VICC交换数据的读/写设备。,2、物理特性 一般特性：VICC应具有与ISO/IEC7810标准中为ID-1型卡规定的要求相应的物理特性。 尺寸：VICC的额定尺寸应是ISO/IEC7810标准中规定的ID-1型卡的尺寸。 紫外线：不包括保护VICC不受到超出正常

3、水平剂量紫外线的影响；需要加强防护的部分应是卡制造商的责任并注明可以承受紫外线的程度。 X-射线：卡的任何一面暴露于70KeV100KeV的中等能量X-射线后，应不引起该卡的失效。 动态弯曲应力：按照ISO/IEC10373-6中描述的测试方法(其中短边和长边的最大偏移为hwA=20mm，hwB=10mm)测试后，VICC应能正常工作。,2、物理特性 动态扭曲应力：按照ISO/IEC10373-6中描述的测试方法(其中旋转角度等于15)测试后，VICC应能正常工作。 交变磁场：以任意方向放置，在下表给出的平均磁场强度的磁场内暴露后，VICC应能继续正常工作(平均时间为6分钟，最大磁场强度应限制

4、在平均强度的33倍以内)。另外，在13.56MHz、平均磁场强度为10A/m的磁场内连续暴露后，VICC应能正常工作(平均时间为30秒，最大磁场强度为12A/m)。,2、物理特性 交变电场：以任意方向放置，在下表给出的平均电场强度的电场内暴露后，VICC应能继续正常工作(平均时间为6分钟，最大电场强度应限制在平均强度的33倍以内)。 静电：按照ISO/IEC10373-6中描述的测试方法(其中测试电压为6KV)测试后，VICC应能正常工作。 静态磁场：在640KA/m的静态磁场内暴露后，VICC能够正常工作。 工作温度：在050的环境温度中，VICC应能正常工作。,二、空中接口和初始化,要重点

5、掌握的基本概念 15693是适用疏耦合卡VICC； 属于高频频段(HF)，中心频率为13.56M，实际应用为中心频率+一个范围； UID 唯一标示码，首字节为E0,共8字节（64BIT）； SOF（帧头）； EOF（帧尾）； VCD （射频芯片）/VICC（疏耦合标签）；,要重点掌握应用过程 打开射频磁场； 标签进入磁场； 射频芯片（VCD）发射命令检测标签； 标签应答（判断允许应答UID掩码，符合则应答）； 射频芯片接收数据并分析处理； 可以对指定UID的标签置静止，或对指定UID标签读写操作；,掌握15693空中接口应用概念 1.调制深度 有100%和10% 2种 10%调制计算 (a-b

6、)/(a+b),范围为10%30%符合要求 2 请求（下行）数据编码 下行数据指射频芯片到标签的数据 有4选1 和256选1 两种编码格式 3 应答（上行）数据编码 上行数据指标签到射频芯片传送的数据 应答数据有单载波（ASK）和双载波(FSK)两种方式 4 掌握请求信息（下行）几个关键点 A.认识4选1和256选一的主要不同 速度不同，4选1码流速度是256选1 的4倍 间断(PLUSE)个数不同 4选1每字节产生4个间断（PLUSE）,256选1仅一个 SOF不同 标签可以根据SOF确定是4选1还是256选1 B.4选1和256选一的相同 EOF相同 5.应答信息（上行）几个关键点 认识单

7、载波(ASK)和双载波（FSK）的区别 SOF不同 EOF不同 码流表示不同 单载波采用连续单载波和停止单载波方式出现的先后循序表示1/0, 双载波采用2种载波出现的先后循序表示1/0 副载波,1、术语 Modulation Index 调制系数定义为(a-b)/(a+b)，其中a、b分别为信号幅度的峰值和最小值。 Subcarrier 副载波以频率fs调制载波频率fc而产生的RF信号，其中fs为副载波调制频率，fc为载波频率。 Byte 字节由指明的8位数据b1到b8组成， 最高有效位(MSB，b8)，最低有效位(LSB，b1)。,2、邻近式卡的初始对话过程 VCD和VICC之间的初始对话通

8、过下列连续操作进行： VCD的RF工作场激活VICC。 VICC静待来自VCD的命令。 VCD传输命令。 VICC传输响应。,3、能量传输 传输到VICC中的能量是通过VCD和VICC中的耦合天线利用射频方式完成的 。为了在VCD和VICC间进行通信，从VCD向VICC提供能量的射频场需要进行调制。 频率：射频工作频率fc为13.56MHz7KHz。 工作场：VICC应能在最大场Hmax和最小场Hmin之间持续工作，最大场值应为5A/m，最小场值应为150mA/m；VCD应能在制造商规定的工作范围内产生不小于Hmin且不大于Hmax的工作场；在制造商规定的范围内，VCD应能为任意的单个VICC

9、提供能量；VCD不应产生超出ISO/IEC15693-1中定义的场。,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、1 调制 VCD到VICC之间的通信采用了ASK (Amplitude Shift Key,幅移键控)调制原理，调制系数可为10%或100%，由VCD决定使用何种调制系数。VICC可对这两种调制进行解码。 根据VCD选择的调制系数，会产生一个如图1或图2所示的“暂停”状态。,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、1 调制（100%）,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、1 调制（10%）,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、2 数据速率和编码 数据采用PPM (Pulse P

10、osition Modulation,脉冲位置调制)编码方式，VICC支持两种编码方式，而采用何种方式是由VCD决定的，并在SOF (Start of Frame,帧起始)处给予VICC提示。 256取1 用单个脉冲在256个连续时间段中的出现时刻(位置)表示一字节数据(00HFFH) 。每个时间段的宽度为18.88us，单个脉冲只出现某个时间段的后半段。此种方式下，数据的传输率仅为1.65kbps。 4取1 用单个脉冲在4个连续时间段的出现时间(位置)表示2位二进制数据，每个时间段为18.88us，单个脉冲只出现在某个时间段的后半段。此种方式下，数据的传输率为26.48kbps。在一个字节的

11、传输中，首先传输低位的位对。,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、2 数据速率和编码,256取1编码 （225的编码）,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、2 数据速率和编码,4取1编码 （225编码 225D=11100001B）,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、3 VCD到VICC帧 选用帧是为了使同步和不依赖协议更加容易。帧由SOF(帧起始)和EOF(帧结束)界定。 在发送一帧数据给VCD后，VICC应在300us内准备好接收来自VCD的一帧数据； VICC进入能量场被激活，在1ms内进入READY状态，可以开始接受数据。,4、VCD到VICC的通信信号接口 4、3 VC

12、D到VICC帧 256取1编码帧起始（SOF) 4取1编码帧起始(SOF),4、VCD到VICC的通信信号接口 4、3 VCD到VICC帧 256取1和4取1编码帧结束(EOF),5、VICC到VCD的通信信号接口 5、1 负载调制 VICC应能经电感耦合区域与VCD通信，在该区域中，所加载的载波频率能产生频率为fs的副载波。该副载波应能通过切换VICC中的负载来产生。 负载调制振幅至少应为10mV。 5、2 副载波 由VCD通讯协议报头的第一位(在ISO/IEC15693-3中定义)选择使用一种或两种副载波。VICC应支持两种模式。 当使用一种副载波时，副载波负载调制频率fs1应为fc/32

13、(约423.75 kHz) ；当使用两种副载波，频率fs1应为fc/32（约423.75 kHz），频率fs2应为fc/28(约484.28 kHz)。 若两种副载波都出现，它们之间应有连续的相位关系。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、3 数据速率 可采用高数据速率或低数据速率，通过VCD通讯协议报头的第二位(在ISO/IEC15693-3中定义)进行选择。VICC支持的数据速率如下表所示。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、4 位表示和编码 根据以下方案，VICC到VCD的数据通信采用曼彻斯特编码方式进行编码。所有的时间参考VICC到VCD的的高数据速率；对于低数据速率，使用同

14、样的副载波频率，脉冲数和时间应当乘4。 使用单副载波时的位编码 逻辑0：以8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲开始，其后紧跟256/fc(18.88us)未调制时间。 逻辑1：以256/fc(18.88us)未调制时间开始，其后紧跟8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、4 位表示和编码 根据以下方案，VICC到VCD的数据通信采用曼彻斯特编码方式进行编码。所有的时间参考VICC到VCD的的高数据速率；对于低数据速率，使用同样的副载波频率，脉冲数和时间应当乘4。 使用双副载波时的位编码 逻辑0：以8个频率为fc/32(423.75

15、KHz)的脉冲开始，其后紧跟9个频率为fc/28(484.28KHz)的脉冲。 逻辑1：以9个频率为fc/28(484.28KHz)的脉冲开始，其后紧跟8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、4 位表示和编码 使用单副载波时的位编码,逻辑0,逻辑1,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、4 位表示和编码 使用双副载波时的位编码,逻辑0,逻辑1,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、5 VICC到VCD帧 选用帧是为了使同步和不依赖协议更加容易。帧由SOF(帧起始)和EOF(帧结束)界定。 所有的时间参考VICC到VCD的的高数据速率；对于

16、低数据速率，使用同样的副载波频率，脉冲数和时间应当乘4。 在发送一帧数据给VCD后，VICC应准备在300us内接收来自VCD的一帧数据。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、5 VICC到VCD帧 使用单副载波时的帧起始 由3部分组成： 未调制的768/fc(56.64us)时间； 24个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲； 以256/fc(18.88us)未调制时间开始，其后紧跟8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲定义的逻辑1。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、5 VICC到VCD帧 使用双副载波时的帧起始 由3部分组成： 27个频率为fc/28(484.

17、28KHz)的脉冲； 24个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲； 以9个频率为fc/28(484.28KHz)的脉冲开始，其后紧跟8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲定义的逻辑1。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、5 VICC到VCD帧 使用单副载波时的帧结束 由3部分组成： 以8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲开始，其后紧跟256/fc(18.88us)未调制时间定义的逻辑0； 24个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲； 未调制的768/fc(56.64us)时间。,5、VICC到VCD的通信信号接口 5、5 VICC到VCD帧 使用双副

18、载波时的帧结束 由3部分组成： 以8个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲开始，其后紧跟9个频率为fc/28(484.28KHz)的脉冲定义的逻辑0； 24个频率为fc/32(423.75KHz)的脉冲； 27个频率为fc/28(484.28KHz)的脉冲。,三、防冲突和传输协议,重点掌握 1 掌握请求格式构成（4部分）： 标志位、命令码、参数和数据、（CRC）校验 2 标志位的作用（专业） 确定接收调制方式 确定接收速率 确定寻址方式 3 信息分两类 请求信息 射频芯片到标签（又叫下行信息） 应答信息 标签到射频芯片（又叫上行信息）,重点掌握 4 调制几个概念 调制格式 请求信息为ASK格式，应答信息可分为双载波(FSK)和单载波（ASK） 调制深度 主要用于请求信息，有10%和100% 2种 其中10%调制范围为10%30%，都符合要求 编码 请求信息编码分4选1和256选1； 其中256选1的速度慢，只有4选1的速度的 1/4； 应答信息分快速和慢速，由请求命令标志位决定。 通常要求： 应答速度与发送信息速度配合 请求为4选1，返回信息设为快速； 请求信息256选1，返回信息为慢速。 速度 发