專利名稱：近場(chǎng)通信終端設(shè)備及單線接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及NFC(Near Field Communication,近場(chǎng)通信)，特別涉及一種近場(chǎng)通信終端設(shè)備及單線接口。
背景技術(shù)：
NFC (Near Field Communication,近場(chǎng)通信)是一種基于RFID (射頻識(shí)別)的短距離非接觸式無(wú)線通信技術(shù)，是由NXP公司和索尼公司提出，工作于13. 56MHZ頻帶，它使得兩臺(tái)兼容NFC的設(shè)備之間可以直觀、便捷、安全地通信。NFC的主要應(yīng)用是移動(dòng)小額支付，還可以應(yīng)用于門禁、公交等領(lǐng)域。
根據(jù)ISO 18092標(biāo)準(zhǔn)，NFC可以工作在主動(dòng)模式和被動(dòng)模式，進(jìn)行通信前，可以選擇傳輸速率106kbps、212kbps、424kbps中的一種，并可在這三者間任意切換，可用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Peer 2 Peer，P2P)模式，使NFC支持三種模式標(biāo)簽?zāi)Ｊ健⒆x寫器模式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。ETSI (歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))的SWP (Single Wire Protocol,單線協(xié)議),是在一根單線上實(shí)現(xiàn)全雙工通信，即SI和S2這兩個(gè)方向的信號(hào)。通信的雙方是UICC(UniversalIntegrated Circuit Card,通用集成芯片卡)和 CLF (Contactless Front end,非接觸前端)，SI是電壓信號(hào)，采用電平寬度調(diào)制；S2信號(hào)是電流信號(hào)，采用負(fù)載調(diào)制方式。S2信號(hào)必須在SI信號(hào)為高電平時(shí)才有效，SI信號(hào)為高電平時(shí)，S2信號(hào)才可以傳輸。SI信號(hào)和S2信號(hào)疊加在一起，在一條單線上實(shí)現(xiàn)全雙工通信。為實(shí)現(xiàn)NFC接入手機(jī),現(xiàn)在采用的技術(shù)方案是，CLF (Contactless Frontend,非接觸前端)嵌入在手機(jī)內(nèi)部，基于ETSI (歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))的SWP標(biāo)準(zhǔn)，采用NFC-SIM芯片將SWP控制器集成在SM (Subscriber Identity Module，客戶識(shí)別模塊)卡上。NFC-SM芯片包括系統(tǒng)控制模塊、SWP接口模塊、SCI7816串行接口模塊、復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生模塊、喚醒信號(hào)產(chǎn)生電路，具有8個(gè)引腳，引腳定義符合IS07816帶觸點(diǎn)的集成電路卡規(guī)范，SIM卡中觸點(diǎn)接口定義分別為Cl (工作電壓VCC)、C2 (復(fù)位RST)、C3 (時(shí)鐘CLK)、C5 (接地GND)、C6 (可編程電壓Vpp)、C7(SCI7816串行接口模塊輸入輸出)、C4/C8 (IC-USB高速接口)，所述NFC-SIM 芯片以 C6 作為 SWIO (Single Wire protocol Input/Output, SffP輸入輸出)同CLF的SWIO相連，通過(guò)Cl同CLF的工作電壓VCC相連，通過(guò)C5同CLF的地相連，所述系統(tǒng)控制模塊同時(shí)支持SWP協(xié)議棧和IS07816協(xié)議棧，CLF與手機(jī)一端的通信為SM 卡的 SCI7816 接口。上述方案，成功基于SWP實(shí)現(xiàn)了 NFC接入手機(jī)，但對(duì)于更廣泛的電子產(chǎn)品(如PC機(jī)、平板電腦、娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備等)，如何基于SWP實(shí)現(xiàn)NFC接入，卻是一隳待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，使非接觸前端CLF可在除手機(jī)外的更多近場(chǎng)通信終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)單線通信物理接入。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種近場(chǎng)通信終端設(shè)備，包括主處理器、外部總線、單線接口 ；所述主處理器同所述單線接口通過(guò)所述外部總線通信； 所述單線接口，包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)；所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)一端分別同所述SWP控制器相連，另一端用于插接非接觸前端；所述Vcc觸點(diǎn)用于接工作電壓，所述GND觸點(diǎn)用于接地，所述SWIO觸點(diǎn)用于基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊；
所述SWP接口模塊，依據(jù)ETSI 102 613/622的SWP/HCI協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端的單線數(shù)據(jù)交互；所述總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與所述主控制器的數(shù)據(jù)交互。所述工作電壓可以為全電電源或饋電電源。所述工作電壓的電壓范圍可以為5V±10%，3V±10%，或1.8V±10%。所述SWP接口模塊可以支持三種NFC模式的應(yīng)用標(biāo)簽?zāi)Ｊ健⒆x寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)可以平行分布于單線接口的基板上。所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)可以呈環(huán)形分布于單線接口的基板上。所述近場(chǎng)通信終端設(shè)備可以為手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦或娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種單線接口，包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)；所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)一端分別同所述SWP控制器相連，另一端用于插接非接觸前端；所述Vcc觸點(diǎn)用于接工作電壓，所述GND觸點(diǎn)用于接地，所述SWIO觸點(diǎn)用于基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊；所述SWP接口模塊，依據(jù)ETSI 102 613/622的SWP/HCI協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端的單線數(shù)據(jù)交互；所述總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的主控制器的數(shù)據(jù)交互。所述工作電壓可以為全電電源或饋電電源。所述工作電壓的電壓范圍可以為5V±10%，3V±10%，*1.8V±10%。所述SWP接口模塊可以支持三種NFC模式的應(yīng)用標(biāo)簽?zāi)Ｊ?、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)可以平行分布于單線接口的基板上。所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)可以呈環(huán)形分布于單線接口的基板上。所述近場(chǎng)通信終端設(shè)備可以為手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦或娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備。本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，在終端設(shè)備內(nèi)設(shè)置基于SWP協(xié)議的單線接口，所述單線接口用于外接非接觸前端CLF，非接觸前端CLF以插接方式接入單線接口，通過(guò)單線接口的三個(gè)觸點(diǎn)與單線接口的SWP接口模塊物理連接，所述單線接口基于SWP協(xié)議完成基本接口功能和與掛接總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端CLF的單線數(shù)據(jù)交互，并作為外部設(shè)備接入系統(tǒng)掛接在終端設(shè)備的外部總線上，從而使終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)基于SWP協(xié)議的近場(chǎng)通信；所述單線接口，依據(jù)SWP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了類USB的使用便捷的通用接口，非接觸前端CLF可突破只插接于手機(jī)終端和SIM卡SD卡通信的形式，使非接觸前端CLF可在除手機(jī)外的更多近場(chǎng)通信終端設(shè)備上(如PC機(jī)、平板電腦、娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備等)實(shí)現(xiàn)單線通信物理接入。


下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備一實(shí)施方式示意圖；圖2是本發(fā)明的單線接口的第一實(shí)施例中的觸點(diǎn)在單線接口的基板上的分布示意圖； 圖3是本發(fā)明的單線接口的第二實(shí)施例中的觸點(diǎn)在單線接口的基板上的分布示意圖；圖4是CLF作為標(biāo)簽且SE位于本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備時(shí)的示意圖；圖5是CLF作為讀寫器且SE位于本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備時(shí)的示意圖；圖6是CLF作為標(biāo)簽且SE位于CLF時(shí)的示意圖；圖7是CLF作為讀寫器且SE位于CLF時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備一實(shí)施方式如圖I所示，包括主處理器、外部總線、單線接口 ；所述主處理器同所述單線接口通過(guò)所述外部總線通信；所述單線接口，包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)；所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SffIO觸點(diǎn)一端分別同所述SWP控制器相連，另一端用于插接外部的非接觸前端CLF ；所述Vcc觸點(diǎn)用于接工作電壓Vcc，所述GND觸點(diǎn)用于接地，所述SWIO觸點(diǎn)用于基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述工作電壓Vcc可以為全電電源或饋電電源，饋電電源是通過(guò)非接觸前端CLF耦合感應(yīng)能量來(lái)供電；所述工作電壓Vcc的電壓范圍可以為5V±10%，3V±10%，或 I. 8V±10% ；所述SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊；所述SWP 接口模塊，依據(jù) ETSI 102 613/622 的 SWP/HCI (Host ControllerInterface,主控制器接口 )協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，所述SWP接口模塊通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端CLF的單線數(shù)據(jù)交互，在通信中通過(guò)SWIO觸點(diǎn)上的電壓信號(hào)SI實(shí)現(xiàn)從非接觸前端CLF向SWP接口模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)SWIO觸點(diǎn)上的電流信號(hào)S2實(shí)現(xiàn)從SffP接口模塊向非接觸前端CLF發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；所述SWP接口模塊支持三種NFC模式的應(yīng)用標(biāo)簽?zāi)Ｊ?、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式；所述總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的主控制器的數(shù)據(jù)交互。
第一實(shí)施例如圖2所示，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)平行分布于單線接口的基板上。第二實(shí)施例如圖3所示，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)呈環(huán)形分布于單線接口的基板上。本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，在終端設(shè)備內(nèi)設(shè)置基于SWP協(xié)議的單線接口，所述單線接口用于外接非接觸前端CLF，非接觸前端CLF以插接方式接入單線接口，通過(guò)單線接口的三個(gè)觸點(diǎn)與單線接口的SWP接口模塊物理連接，所述單線接口基于SWP協(xié)議完成基本接口功能和與掛接總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端CLF的單線數(shù)據(jù)交互，并作為外部設(shè)備接入系統(tǒng)掛接在終端設(shè)備的外部總線上，從而使終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)基于SWP協(xié)議的近場(chǎng)通信；所述單線接口，依據(jù)SWP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了類USB的使用便捷的通用接口，非接觸前端CLF可突破只插接于手機(jī)終端和SIM卡SD卡通信的形式，使非接觸前端CLF可在除手機(jī)外的更多近場(chǎng)通信終端設(shè)備上(如PC機(jī)、平板電腦、娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備等)實(shí)現(xiàn)單線通 目物理接入。圖4所示是CLF作為標(biāo)簽且SE (Secure Element,安全模塊)位于本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備時(shí)的示意圖。CLF插入內(nèi)置于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的單線接口中，讀寫器發(fā)射RF (Radio Frequency，射頻)信號(hào)，CLF耦合感應(yīng)到能量進(jìn)行非接交互操作，交互信號(hào)通過(guò)單線接口實(shí)現(xiàn)與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的通信，與位于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的SE (安全模塊)完成非接交互操作。此時(shí)的近場(chǎng)通信終端設(shè)備可以是手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端，其集成或下載的SE(安全模塊)通過(guò)單線接口實(shí)現(xiàn)了非接交互應(yīng)用。圖5是CLF作為讀寫器且SE (安全模塊)位于本發(fā)明的近場(chǎng)通信終端設(shè)備時(shí)的示意圖。CLF插入內(nèi)置于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的單線接口中，CLF作為讀寫器發(fā)射RF信號(hào)，CLF讀取耦合感應(yīng)到能量的卡片(如銀行卡或交通卡)，進(jìn)行非接交互操作，交互信號(hào)通過(guò)單線接口實(shí)現(xiàn)與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的通信，與位于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的SE (安全模塊)完成非接交互操作。此時(shí)的近場(chǎng)通信終端設(shè)備可以是PC機(jī)、汽車電子等非移動(dòng)終端，其集成或下載的SE(安全模塊)通過(guò)單線接口實(shí)現(xiàn)了非接交互應(yīng)用。圖4和圖5適用于SE通過(guò)空中下載或者直接下載安裝到終端設(shè)備的應(yīng)用模式。圖6是CLF作為標(biāo)簽且SE (安全模塊)位于CLF時(shí)的不意圖。CLF插入內(nèi)置于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的單線接口中，讀寫器發(fā)射RF信號(hào)，CLF感應(yīng)到能量進(jìn)行非接交互操作，非接交互信號(hào)與位于CLF的SE (安全模塊)完成非接交互操作，通過(guò)單線接口完成與經(jīng)近場(chǎng)通信終端設(shè)備連接的互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信。圖7是CLF作為讀寫器且SE (安全模塊)位于CLF時(shí)的示意圖。CLF插入內(nèi)置于近場(chǎng)通信終端設(shè)備的單線接口中，CLF作為讀寫器發(fā)射RF信號(hào)，CLF讀取耦合感應(yīng)到能量的卡片(如銀行卡或交通卡)，進(jìn)行非接交互操作，交互信號(hào)與位于CLF的SE (安全模塊)完成非接交互操作，通過(guò)單線接口完成與經(jīng)近場(chǎng)通信終端設(shè)備連接的互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信。圖6和圖7適用于SE通過(guò)CLF直接發(fā)卡的應(yīng)用模式。
權(quán)利要求
1.一種近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，包括主處理器、外部總線、單線接口 ； 所述主處理器同所述單線接口通過(guò)所述外部總線通信； 所述單線接口，包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SffIO觸點(diǎn)； 所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)一端分別同所述SWP控制器相連，另一端用于插接非接觸前端；所述Vcc觸點(diǎn)用于接工作電壓，所述GND觸點(diǎn)用于接地，所述SWIO觸點(diǎn)用于基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊； 所述SWP接口模塊，依據(jù)ETSI 102 613/622的SWP/HCI協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端的單線數(shù)據(jù)交互； 所述總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與所述主控制器的數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于， 所述工作電壓為全電電源或饋電電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，所述工作電壓的電壓范圍為 5V±10%，3V±10%，或 L 8V±10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，所述SWP接口模塊支持三種NFC模式的應(yīng)用標(biāo)簽?zāi)Ｊ健⒆x寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SffIO觸點(diǎn)平行分布于單線接口的基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SffIO觸點(diǎn)呈環(huán)形分布于單線接口的基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近場(chǎng)通信終端設(shè)備，其特征在于，所述近場(chǎng)通信終端設(shè)備為手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦或娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備。
8.一種單線接口，其特征在于，包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SffIO觸點(diǎn)； 所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)一端分別同所述SWP控制器相連，另一端用于插接非接觸前端；所述Vcc觸點(diǎn)用于接工作電壓，所述GND觸點(diǎn)用于接地，所述SWIO觸點(diǎn)用于基于電壓和負(fù)載調(diào)制原理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 所述SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊； 所述SWP接口模塊，依據(jù)ETSI 102 613/622的SWP/HCI協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端的單線數(shù)據(jù)交互； 所述總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與近場(chǎng)通信終端設(shè)備的主控制器的數(shù)據(jù)交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于， 所述工作電壓為全電電源或饋電電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于，所述工作電壓的電壓范圍為5V±10%，3V±10%，或 I. 8V±10%。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于，所述SWP接口模塊支持三種NFC模式的應(yīng)用標(biāo)簽?zāi)Ｊ?、讀寫器模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)平行分布于單線接口的基板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于，所述Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)呈環(huán)形分布于單線接口的基板上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單線接口，其特征在于，所述近場(chǎng)通信終端設(shè)備為手機(jī)、PC機(jī)、平板電腦或娛樂(lè)消費(fèi)電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種近場(chǎng)通信終端設(shè)備，包括主處理器、外部總線、單線接口；主處理器同單線接口通過(guò)外部總線通信；單線接口包括SWP控制器、Vcc觸點(diǎn)、GND觸點(diǎn)、SWIO觸點(diǎn)；SWP控制器包括SWP接口模塊和總線通信接口模塊；SWP接口模塊，依據(jù)ETSI 102 613/622的SWP/HCI協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)通信控制，通過(guò)所述SWIO觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部插接的非接觸前端的單線數(shù)據(jù)交互；總線通信接口模塊，用于所述SWP接口模塊與外部總線的通信控制，實(shí)現(xiàn)所述SWP控制器與所述主控制器的數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明還公開了一種單線接口。本發(fā)明能使非接觸前端可在除手機(jī)外的近場(chǎng)通信終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)單線通信物理接入。
文檔編號(hào)H04B5/00GK102882559SQ201110198118
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者劉玉軍, 賈峻 申請(qǐng)人:上海華虹集成電路有限責(zé)任公司