介绍一下ISO14443B协议

前言

上一篇《【NFC专栏】ISO14443A协议》介绍了ISO14443A协议，接下来继续介绍ISO14443B协议。之前介绍过，A和B的协议区别主要在ISO14443-3，所以接下来的内容也是集中在ISO14443-3。

名词解析

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

FWI:Frame Waiting time Integer，帧等待时间整数值

FWT:Frame Waiting Time,帧等待时间

ADC:Application Data Coding,应用数据编码

命令介绍

REQB/WUPB

读卡器发送REQB或WUPB命令来检查是否有卡存在。命令码如下:

(1)APf:防碰撞前缀，固定值为0x05。

(2)AFI: Application Family Identifier，应用族ID，用来指定要检查的PICC类型。值为0时表示所有PICC都要处理REQB/WUPB命令。定义如下:

注：X和Y的取值范围都为0x1~0xF。

AFI被分为高4位和低4位两个部分，通过这两部分的组合来确定PICC类型，可以简单理解为过滤设置。

(3)PARAM:用来指定是REQB还是WUPB, 以及slot(槽)数量。

b4为0时表示REQB，为1时表示WUPB。这两命令和和ISO14443A中的REQA和WUPA类似。WUPB命令是处于IDLE，READY或HALT状态的卡都会应答，而REQB命令只有处于IDLE或READY状态的卡会应答。

b1~b3定义如下：

N主要是要配合Slot-MARKER命令一起解决防碰撞。N可以理解为最大随机值，就比如N=2, PICC会产生随机值1或2，如果是1会马上应答(ATQB)，如果是2，就需要再发送Slot-MARKER命令，PICC才会应答。

Slot-MARKER

Slot-MARKER命令格式如下：

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

ATQB

ATQB是REQB/WUPB和Slot-MARKER的应答命令。命令格式如下:

(1)PUPI: 和A卡中的UID类似。

(2)Application Data:应用数据，具体定义如下：

AFI:上面REQB中有提到了

Number of Applications: 应用数量，高4位与AFI一致，‘0’意味着无应用，‘0xF’意味着15种应用或者更多；低4位代表着应用总数，‘0’意味着没有应用，‘0xF’意味着15种应用或者更多。

(3)Protocol Info:协议信息，具体定义如下：

第一个字节是速率，定义如下:

第二个字节，高4位是最大帧大小，低4位是是否支持ISO14443-4。定义如下：

第三个字节包含: FWI, ADC, FO三个部分，定义如下：

FWI就是帧等待的时间值，意思就是发送完一帧数据之后要等待多久才能继续发。

ADC意思是应用数据编码：

FO: Frame Option, 帧选项：

ATTRIB

该命令用于选择PICC，命令格式如下:

(1)Identifier：就是PUPI

(2)Param1定义如下:

TR0是PICC响应PCD命令的最小延迟时间。定义如下:

TR1是PICC副载波调制开始到数据传输的最小延迟时间。定义如下：

EOF/SOF表示是否需要帧结束标识和帧开始标识。0表示需要，1表示不需要。

(3)Param2定义如下：

b7~b8定义PICC到PCD的速率:

b5~b6定义PCD到PICC的速率:

b1~b4定义最大帧大小：

(4)Param3定义如下：

它的高4位为预留位，值为0；低4位定义了PICC支持的协议类型，就是上面的是否支持ISO14443-4。

(5)Param4定义如下：

它的高4位为预留位，值为0；低4位为CID，它的取值范围为0~14。PCD定义了每个激活的PICC必须要有唯一的CID，如果PICC不支持CID，那么CID的值为（0000）b。

(6)Higher layer INF:高层信息，这字段不是强制的，只有部分特殊卡有。

ATTRIB应答

ATTRIB命令应答格式如下：

(1)第一个字节包含两个部分:

高4位MBLI( Maximum Buffer Length Index), 让PCD知道PICC内部缓冲区对接收链式帧的限制。链式帧就是将大的数据帧拆成多个数据帧。

低4位为PICC返回给PCD的CID，如果PICC不支持CID，则返回（0000）b。

(2)Higher layer Response:根据标签卡情况而定，可能有也可能没有。

HLTB

HLTB命令用来让卡进入休眠状态。命令格式如下：

(1)Identifier:即PUPI。

HLTB应答

HLTB的应答格式如下:

*注意：ISO14443A的HALT是没有应答的，而ISO14443B的HLTB是有应答的。

PCD检测PICC流程

(1)PCD发送REQB或WUPB, 匹配AFI则继续下一步。

(2)N=1时则PICC应答ATQB，如果N为其他数值(R), 则PCD发送Slot Marker命令依次进行匹配, 匹配后PICC应答ATQB。

(3)PCD发送ATTRIB来选择卡，或者发送HLTB让卡进入休眠。

防碰撞流程

ISO14443B的防碰撞过程的原理是基于时隙的。每次PCD发送的REQB /WUPB命令，PICC会产生一个随机值(就是时隙)，PICC在哪个时隙响应都有可能（发送ATQB）。通过这种随机概率的方式来进行防碰撞。

防碰撞应答规则

当PICC接收到REQB/WUPB命令后，处于READY-REQUESTED状态时，PICC的响应应该遵循下面规则：

(1)如果N=1，PICC应该发送ATQB并且进入READY-DECLARED状态。

(2)如果N>1:

PICC可以采用概率法（PCD检测PICC流程图中的Option 1），并且进入空闲态（Idle State）。

PICC采用发送Slot-MARKER命令的方法（PCD检测PICC流程图中的Option 2），一直到槽序号等于R，然后PICC发送ATQB并且进入READY-DECLARED 状态。

总结

ISO14443A和ISO14443B部分命令是很相似的，主要区别在于处理防碰撞机制的差异。

审核编辑：刘清