前言

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

ISO14443-4簡介

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

名詞解析

ATS: Answer To Select,選擇應答

PPS: Protocol and Parameter Selection，協議和參數選擇 RATS:Request for answer to select,選擇應答請求 FSD: Frame Size for proximity coupling Device, PCD的接收幀大小 FWI: Frame Waiting time Integer, 幀等待時間值

SFGI: Start-up Frame Guard time Integer,啟動幀保護時間值

NAD:Node Address，節點地址

PCB:Protocol Control Byte,協議控制字節

命令介紹

RATS

該命令用于獲取PICC的更詳細的信息，格式定義如下:

總共4個字節，我們主要關注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協議中有提到過。

ATS

該命令用于應答RATS。格式定義如下:

(1) TL:TL到Tk的字節數(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每個位表示TA~TC字段是否出現，為1則表示出現。

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:跟速率有關的信息。

bit8定義了不同方向使用不同bit速率處理數據的能力，當該位設置成1時，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:幀等待時間以及啟動幀保護時間。

FWI:幀等待時間(即兩個幀之間的等待時間)，計算公式如下：

SFGI:啟動幀保護時間(PICC發送ATS之后PCD多久才能繼續發), 計算公式如下:

(5) TC: 是否支持CID和NAD。

(6) T1~Tk：可選字段，在ISO7816-4中定義。

PPS

該命令用于協議和參數的選擇。格式定義如下:

(1) PPSS: 起始字節，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。

b5為1則表示PPS1字段有出現。

(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對應的就是106kbit/s, 2對應212kbit/s, 以此類推。

PPS應答

PPS的應答格式如下:

PPSS: 起始字節, 在PPS命令中解釋了。

TypeA激活協議

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

(2) PCD發送RATS命令，PICC則應答ATS。

(3) 如果卡支持PPS命令，PCD可以PPS命令來修改參數。

(4)進行半雙工協議傳輸，如果想結束傳輸，PCD可以發送DESELECT命令。

TypeB激活協議 ISO14443B的激活流程在《【NFC專欄】ISO14443B協議》中已經講過了，在ISO14443-4中沒有新增的內容。

半雙工塊傳輸協議

進行半雙工傳輸的塊格式(幀格式)有兩種:標準塊格式和增強型塊格式。定義如下：

標準塊格式

增強型塊格式

兩者的區別就在于是否有Length字段，這個字段是用于糾錯的。

(1)Length

表示總長度，包含Length，Prologue, Information三個字段。

(2)Prologue

可以包含PCB, CID, NAD，PCB是強制的，CID和NAD是可選的。

PCB:控制傳輸的信息，它定義了三種不同的block。

I-Block

R-Block

S-Block

I-Block用于傳輸應用層信息，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

傳輸過程中的數據，比如應用數據或狀態碼等。

(4)Epilogue

EDC: 就是CRC校驗值

Chaining傳輸

Chaining傳輸可以理解為分段傳輸，當單個數據包超過幀的最大大小的時候，就要拆分成幾個進行傳輸。比如下面的示意圖：

上半部分是發送端，下半部分是接收端。

(1)發送端將完整的數據包拆分成3個I-Block。

(2)接收端收到后判斷出是Chaining，則發送R-Block進行應答。到最后一個包正常應答I-Block。

總結

到此，我們就將ISO14443相關的協議基本都講完了，當然這是標準的協議，基于該標準的一些卡還有很多特殊的命令和特性，比如Mifare，所以在開發過程中，還要查看卡的datasheet。