快速NFC处理的制作方法

本申请要求于2018年11月30日提交的法国专利申请号18/72151的优先权权益，其内容在法律可允许的最大范围内通过引用以其整体并入于此。

本公开总体上涉及移动通信设备的领域，并且特别涉及用于近场通信(nfc)的方法和设备。

背景技术：

移动电话和其他类型的移动设备(诸如可穿戴设备，包括智能手表)正越来越多地装备有nfc(近场通信)接口，这使它们除了能够执行它们的其他功能之外，还能够在相对较短的距离之上执行电磁应答器功能。特别地，这样的设备能够模仿电磁应答器的功能，该电磁应答器可以是非接触式卡类型或非接触式读取器类型的。例如，这样的功能通过允许移动设备用于各种应用(例如，作为允许进行支付的电子钱包)和/或通过运输应用来访问诸如运输网络的服务，来增强移动设备。

为了模仿非接触式卡的操作，移动设备通常装备有非接触式前端集成电路(clf)，该非接触式前端集成电路(clf)也被称为nfc控制器。该电路包括射频(rf)收发器前端，该射频(rf)收发器前端耦合到低范围天线，以匹配电磁应答器的通信能力。在一些应用中，安全元件(se)可以用于提供身份验证。

普遍期望减少用于nfc事务的事务处理时间。然而，特别是在卡模仿的情况下，在减少事务处理时间方面存在技术困难，因此需要解决该技术问题的解决方案。

技术实现要素：

根据一个实施例，提供了一种nfc设备的近场通信控制器，nfc控制器被配置成：在由nfc控制器检测到与第一nfc事务有关的nfc读取器之后，并且在接收到来自nfc读取器的应用选择命令之前，向nfc设备的事务处置元件传输应用选择消息。

根据一个实施例，nfc控制器还包括缓冲器，缓冲器存储由先前应用选择命令选择的先前应用的指示，其中应用选择消息指定先前应用。

根据一个实施例，先前应用与第一类型的rf通信有关地被选择；并且缓冲器被配置成：存储与第一类型的rf通信有关的先前应用的指示，并且还存储由先前应用选择命令选择的、与第二类型的rf通信有关的另外的先前应用的标识符。

根据一个实施例，nfc控制器还包括计数器，计数器被配置成：对nfc控制器先前接收到指定先前应用的应用选择命令的次数进行计数，其中nfc控制器被配置成：在传输与第一nfc事务有关的应用选择消息之前，验证计数器已经达到至少n的计数值，其中n是等于1或更大的整数。

根据一个实施例，事务处置元件是安全元件。

根据一个实施例，检测到nfc读取器包括：由nfc设备接收到来自nfc读取器的场开启命令或轮询命令。

根据一个实施例，rf通信是类型a或类型b的，并且应用选择消息在将卡激活消息传输给事务处置元件之后被传输。

根据一个实施例，rf通信是类型f的，并且应用选择消息在防冲突处理期间被传输或跟在场检测之后立刻被传输。

根据一个实施例，nfc控制器还被配置成：在传输应用选择消息之后，并且在接收到应用选择命令之前，向事务处置元件传输另外的命令。

根据一个实施例，nfc控制器还被配置成：从nfc控制器接收应用选择命令；以及确定应用选择命令是否指定与由应用选择消息指定的应用不同的应用，并且如果是这样，则执行应用取消选择，并且然后传输新的应用选择消息，新的应用选择消息选择由应用选择命令指定的应用。

根据一个实施例，nfc控制器被配置成：通过将卡去激活消息传输给事务处置元件，来执行应用取消选择。

根据一个实施例，nfc控制器被配置成：通过将场关闭消息、场开启消息和卡激活消息传输给事务处置元件，来执行应用取消选择。

根据另一方面，提供了一种nfc事务处理的方法，该方法包括：在由nfc设备的nfc控制器检测到与第一nfc事务有关的nfc读取器之后，并且在接收到来自nfc读取器的应用选择命令之前，由nfc控制器将应用选择消息传输给nfc设备的事务处置元件。

根据一个实施例，方法还包括：由nfc控制器将由先前应用选择命令选择的先前应用的指示存储在缓冲器中，应用选择消息指定先前应用。

根据一个实施例，由先前应用选择命令选择的先前应用的标识符与第一类型的rf通信相关联地被存储，方法还包括：由nfc控制器，与第二类型的rf通信相关联地，在缓冲器中存储由先前应用选择命令选择的另外的先前应用的另外的指示。

根据一个实施例，方法还包括：使用nfc控制器的计数器，对nfc控制器先前接收到指定先前应用的应用选择命令的次数进行计数，其中nfc控制器被配置成：在传输与第一nfc事务有关的应用选择消息之前，验证计数器已经达到至少n的计数值，其中n是等于1或更大的整数。

根据一个实施例，方法还包括：从nfc控制器接收应用选择命令，并且如果应用选择命令指定与由应用选择消息指定的应用不同的应用，则方法还包括：由nfc控制器执行应用取消选择；以及将新的应用选择消息传输给事务处理单元。

附图说明

参考附图，在以下通过说明而非限制的方式给出的对具体实施例的描述中，将对前述特征和优点以及其他特征和优点进行详细描述，其中：

图1示意性地图示了根据本公开的示例实施例的能够进行近场通信的nfc设备；

图2根据本公开的示例实施例更详细地示意性地图示了图1的nfc设备；

图3图示了根据本公开的一个实施例的卡读取器、nfc控制器与安全元件之间的通信序列；

图4图示了根据本公开的另一示例实施例的卡读取器、nfc控制器与安全元件之间的通信序列；

图5是表示根据本公开的示例实施例的执行nfc事务的方法中的操作的流程图；以及

图6图示了根据本公开的又一示例实施例的卡读取器、nfc控制器与安全元件之间的通信序列。

具体实施方式

在各个附图中，相似的特征已经由相似的附图标记指定。特别地，在各种实施例之中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以布置完全相同的结构、尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅图示和详细描述了对理解本文描述的实施例有用的操作和元件。特别地，没有详细描述nfc控制器的特定实施方式，这样的实施方式在本领域技术人员的能力范围内。

除非另有指示，否则当提及连接在一起的两个元件时，这意味着直接连接，而没有导体以外的任何中间元件；并且当提及链接或耦合在一起的两个元件时，这意味着这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元件链接或耦合。

在以下公开中，除非另有指示，否则当提及绝对位置修饰词(诸如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等)或相对位置修饰词(诸如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等)时，或者当提及定向的修饰词(诸如“水平”、“垂直”等)时，指的是图中所示的定向，或者指的是在正常使用期间被定向的nfc设备。

除非另有指定，否则表述“约”、“近似”、“基本上”和“大约”意味着在10％之内，优选在5％之内。

图1示意性地图示了能够进行nfc通信的nfc设备102。例如，设备102是装备有nfc电路装置的移动通信设备，诸如移动电话、智能电话、智能手表、平板计算机、数字媒体播放器等。

图1的nfc设备102被示为与读取器104进行通信，读取器104包括nfc应答器。例如，读取器104被定位在限制区域的入口屏障处，诸如在运输网络等的入口处。当与这样的读取器一起使用时，nfc设备102的nfc电路例如在标签模仿模式中操作。

图2根据示例实施例更详细地示意性地图示了nfc设备102。

如所图示的，例如，设备102包括nfc控制器(nfccontroller)202，nfc控制器(nfccontroller)202在本领域中也被称为非接触式前端(clf)。nfc控制器202耦合到nfc天线电路204，并且控制器202和天线电路204一起提供用于模仿nfc应答器的行为的nfc电路。nfc控制器202的功能例如以硬件来实施，并且在一些情况下至少部分地通过由适当的处理设备执行的软件来实施。

例如，nfc控制器202还耦合到nfc设备102的主机处理设备(p)206。例如，处理设备206包括在指令存储器(instrmem)208中存储的指令的控制下的一个或多个处理器。存储器208例如是闪存存储器，并且存储已经被加载到设备上的一个或多个应用。例如，nfc控制器202还耦合到包括一个或多个安全元件的其他设备。每个安全元件可以具有几种外形规格之一，并且特别地可以是例如uicc(通用集成电路卡)、euicc(嵌入式uicc)、嵌入式安全元件(ese)，其被集成在移动设备中，或包含在订户标识模块(sim)、通用sim(usim)或μsd(微型安全数字)的微型电路中。在图2的示例中，安全元件(se)210和usim(通用订户标识模块)电路212被图示。usim电路212例如经由swp(单线协议)链路耦合到nfc控制器202，并且附加地耦合到主机处理设备206。

例如，主机处理设备206还耦合到一个或多个天线电路214，该一个或多个天线电路214例如准许蜂窝网络内的电信、和/或根据诸如wi-fi、蓝牙等其他标准的无线通信。

nfc控制器202例如包括缓冲器(buffer)216，缓冲器(buffer)216通过一个或多个寄存器或通过诸如闪存存储器的非易失性存储器来实施。

nfc控制器202例如还包括计数器(cntr)218，其是例如m位计数器，其中m至少等于2。

将在下面更详细地描述包括缓冲器216和计数器218的nfc控制器202的操作。

图3图示了卡读取器(reader)104、nfc控制器(nfc-c)202与安全元件(se)210之间的通信序列的一个示例。尽管图3表示nfc事务由安全元件210处置的特定情况，但对于本领域技术人员将明显的是，nfc事务还可以由另一种类型的设备来处置，诸如ese、ise(集成se)、usim212、isim(集成sim)、euicc等。更一般地，可以使用能够运行用于处理nfc事务的应用的任何nfc事务处置元件。例如，在一些情况下，该事务处置元件可以对应于nfc设备的主机处理器206，主机处理器206可以包括cpu(中央处理单元)，并且例如能够托管用于执行nfc事务的应用。在一些情况下，依赖于事务的性质和要应用的安全性水平，应用还可以被托管在主机处理器的诸如受信任的执行环境(tee)的隔离环境中。

当nfc控制器202检测到来自nfc读取器104的场存在301时，nfc事务开始。该检测例如是nfc控制器202经由天线204检测来自读取器104的场命令(field)301的结果。

例如，如由箭头302所表示的，检测到场触发了由nfc控制器202向安全元件210传输场开启消息(evt_field_on)，从而指示该事件已经出现。该消息例如通知主机：场已经被检测到并且nfc事务正在被发起。例如，在主机系统处于睡眠模式的情况下，该消息例如用于唤醒系统。

然后，例如，nfc读取器104通过nfc接口无线地传输防冲突命令(anticoll)303，防冲突命令(anticoll)303由nfc控制器202接收。防冲突命令例如包括在防冲突处理期间使用的所有命令(无论哪种rf通信类型正在被应用)，包括例如轮询命令。在类型a或类型b的情况下，如由箭头304所表示的，nfc控制器202例如将卡激活消息(evt_card_act)发送给安全元件210，以通知se210事务内容将开始。例如，它还向se210通知将被使用的rf事务的通信类型。在一些实施例中，根据标准etsits102622(其内容通过引用并入于此)，nfc控制器202与每个主机(诸如se210)之间的消息经由管道来被执行，该管道支持相关联的rf通信类型，例如卡门(cardgate)类型a、卡门类型b或卡门类型f。

然后，例如，nfc读取器104通过nfc接口无线地传输应用选择命令(selapp)305。应用选择命令305例如是显式或隐式指定要由事务处置元件(例如，由安全元件210)使用的应用的命令。换句话说，基于应用选择命令305，nfc控制器202或安全元件202例如能够推断要被选择的应用。

例如，在一些实施例中，应用选择命令包含要被选择的应用的应用标识符。例如，应用选择命令可以是如在iso7816中定义的select命令。例如，在一些实施例中，这是去往由安全元件210模仿的接近支付系统环境(ppse)的命令，并且例如指定某个应用。备选地，根据应用的实施方式和rf协议，与iso7816的select命令不同的命令类型可以触发应用选择。

根据其他实施例，应用选择命令305是包含数据的命令，基于该数据，可以隐式推断出要被选择的应用以供安全元件使用。例如，应用选择命令包含某种位模式，该位模式暗示应当选择某个应用，诸如默认应用。

如由图3中的虚线箭头所表示的，在一些实施例中，应用选择命令或更一般地由应用选择命令指定的应用的指示被存储到缓冲器216，如将在下面更详细描述的。

在应用选择命令包含要被选择的应用的标识符的情况下，例如，该命令在应用选择消息(selapp’)306中从nfc控制器202被转发给安全元件210。

备选地，应用选择命令不包含要被选择的应用的标识符，但是可以基于应用选择命令来推断应用。在这种情况下，在一些实施例中，应用选择命令在应用选择消息(selapp’)306中从nfc控制器202被转发给安全元件210，以使安全元件210可以推断出要被选择的应用。在其他实施例中，nfc控制器202被配置成：基于应用选择命令来推断要被选择的应用，并且生成应用选择消息(selapp’)306以包括所推断的要被选择的应用的标识符。

在接收到应用选择消息306时，如由图3中的箭头307所表示的，安全元件210例如加载并且配置所选择的应用。例如，如果应用选择消息306包括应用标识符，则应用由安全元件210直接标识。备选地，如果应用选择消息306不包括应用标识符，则例如由安全元件210例如基于检测到的位模式来推断应用。在一些情况下，加载和配置所选择的应用涉及：由安全元件初始化虚拟机(在一些实施例中，虚拟机是java代码虚拟机(jcvm))，以及加载与虚拟机有关的所存储的上下文。一旦这些应用初始化操作完成，所选择的应用就在安全元件210处运行，并且例如生成响应消息(repselapp)308并且将其传输给nfc控制器202。

例如，nfc控制器202经由nfc天线电路204，以无线传输(repselapp’)309的形式将响应消息308转发给卡读取器104。

例如，读取器104然后将事务命令(cmdtrans)310无线传输给nfc控制器202，该事务命令(cmdtrans)310由nfc控制器202在事务命令消息(cmdtrans’)311中被转发给安全元件210。

然后，如由箭头312所表示的，在安全元件210处运行的所选择的应用处理事务命令，并且向nfc控制器202提供命令响应消息(repcmdtrans)313。nfc控制器202通过nfc接口将该消息作为无线传输(repcmdtrans’)314转发给读取器104，例如，这完成nfc事务。

将注意，在由安全元件210接收应用选择消息selapp’306与由在安全元件210上运行的所选择的应用传输的响应repselapp之间的时间延迟tp1，相对于整体事务时间可以相对较长。这转而导致在由nfc控制器202接收应用选择命令selapp305与由nfc控制器202将响应repselapp’309传输给读取器104之间相对较长的时间延迟tp2。将期望在一定程度上减少处置nfc事务中的时间延迟。

图4图示了根据本公开的示例实施例的在卡读取器104、nfc控制器202与安全元件210之间的通信序列。图4中表示的操作中的许多操作与图3的操作相同，并且这些操作用同样的附图标记来标记，并且将不再详细描述。

图4的序列中的差异在于，nfc控制器202例如被配置成在接收到来自读取器104的应用选择命令selapp305之前，传输应用选择消息selapp*401，而不是传输消息selapp’306。例如，在比nfc控制器202从读取器104接收应用选择命令selapp305的时间早的时间处，消息selapp*被传输给安全元件210。

在一些实施例中，在卡激活消息evt_card_act304之后，立刻将应用选择消息selapp*传输给安全元件210。例如，应用选择消息selapp*选择由来自读取器104的先前应用选择命令selapp指定的应用。例如，如上面关于图3所指示的，由先前命令指定的应用的指示或先前命令本身已经被存储到缓冲器216。在下文中，将假设命令本身被存储到缓冲器216，但是在备选实施例中，信息可以以另一方式被编码。例如，命令由nfc控制器202从缓冲器216取回，并且被传输给安全元件210。

响应于应用选择消息selapp*，安全元件210例如执行与上面关于图3描述的相同的初始化操作307。这可以涉及基于应用选择消息来推断要被选择的应用。一旦完成，在安全元件210处运行的所选择的应用将响应消息repselapp308传输给nfc控制器202。nfc控制器202在传输repselapp’309中将消息无线转发给读取器104。

有利地，由于应用选择消息selapp*的较早传输，因此，相对于时间延迟tp2，减少了在由nfc控制器202接收应用选择命令selapp305与由nfc控制器202传输响应repselapp’之间的时间延迟tp2’。在一些实施例中，这准许将事务延迟减少5ms至10ms或更多。

现在将参考图5和图6更详细地描述nfc控制器202的操作。

图5是表示根据示例实施例的nfc控制器202的操作的流程图。

在操作501中，如上所述，nfc控制器202检测nfc卡读取器104的存在。

在操作502中，例如，nfc控制器202确定计数器218是否已经达到或超过计数值n。例如，在一些实施例中，nfc控制器202被配置成：仅在相同的应用选择命令已经被连续接收到n次的情况下，才在接收到应用选择命令之前发送应用选择消息。如果计数值小于n，则在操作503中，nfc控制器202被配置成等待应用选择命令。然后，在操作504中，例如，nfc控制器202被配置成将所接收的命令与缓冲的命令进行比较，并且如果它们匹配，则在操作505中使计数值count递增。备选地，如果所接收的命令与缓冲的命令不同，或者如果缓冲器为空，则在操作506中，将所接收的命令例如存储到缓冲器，并且计数器值count例如被重置为1。

在操作505和506之后，例如，nfc控制器202通过以正常定时发送应用选择消息selapp’，以图3的方式继续进行。然而，如果在操作502中发现计数值等于或大于n，则在操作507中，缓冲的命令在消息401中被转发给安全元件。在一些实施例中，在类型a和类型b的nfc事务的情况下，一旦已经从卡读取器104接收到防冲突命令并且已经将卡激活消息evt_card_act发送给安全元件210，就将该消息传输给安全元件210。在类型f的nfc事务的情况下，例如，消息401在防冲突处理期间或跟在场检测之后立刻被传输给安全元件210。此外，在一些实施例中，在类型f通信的情况下，在传输应用选择消息401之后并且在接收到应用选择命令305之前，nfc控制器还可以将另外的命令存储在缓冲器216中，并且将其传输给se210，传输给事务处置元件210，该另外的命令诸如为cup(检查命令、更新命令或专有命令)。cup命令提供了可以准许se210预先执行附加处理的附加信息，从而进一步减少了在类型f的情况下的nfc事务时间。

在操作508中，nfc控制器202然后等待来自读取器104的应用选择命令selapp。

一旦nfc控制器104接收到应用选择命令，则在操作509中，nfc控制器202例如被配置成将接收的命令与缓冲的命令进行比较，或者在一些情况下，将由接收的命令显式或隐式指定的应用与在缓冲器中标识的应用进行比较。如果它们匹配，则在操作510中，nfc控制器202等待来自安全元件210的响应消息。备选地，如果接收的命令与缓冲的命令不同，或者在一些情况下，如果由接收的命令指定的应用与缓冲器中标识的应用不同，则例如在操作511中执行应用取消选择，缓冲所接收的命令，并且例如重置计数器值count。将参考图6更详细地描述应用取消选择。

在操作505、506或511之后，例如，基于接收的命令selapp，将消息selapp’发送给se210，并且nfc控制器202等待应答。

图6图示了根据又一示例实施例的在卡读取器104、nfc控制器202与安全元件210之间的通信序列，并且特别地对应于如下情况，其中应用选择命令selapp305指定的应用与由缓冲的命令和由消息401指定的应用不同。

在这样的情况下，在接收到应用选择命令305之后，例如，nfc控制器202通过以下来执行应用取消选择：向安全元件210传输卡去激活消息(evt_card_deact)601，随后是新的卡激活消息(evt_card_act)602，并且然后是新的应用选择消息(selapp’)603。因此，安全元件210被控制为：中断与由消息selapp*401选择的应用有关的先前初始化操作，并且基于由应用选择命令selapp305指定的应用来开始新的初始化307。然后，以与图3和图4的方式相似的方式，继续进行nfc事务的处理，图6中未表示操作中的所有操作。

例如，在nfc控制器202接收应用选择命令selapp305与向读取器104传输响应消息repselapp’309之间的时间延迟tp3略长于图3的时段tp2。然而，本发明人发现，重新选择先前选择的应用的概率相对较高，并且因此平均而言，nfc事务时间显著减少。

在本文描述的实施例的优点在于，可以减少nfc事务的事务处理时间。这部分是由于应用选择消息在接收到应用选择命令之前的传输，部分是由于将nfc控制器和事务处置元件提供为分离元件，因此nfc控制器和事务处置元件能够并行操作。实际上，这准许事务处置元件在nfc控制器正在处置与卡读取器的通信的同时，开始加载和配置所选择的应用中涉及的操作。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。例如，尽管图6图示了其中通过传输卡去激活消息来执行应用取消选择的示例，但是在备选实施例中，可以使用其他处理。例如，可以传输场关闭消息evt_field_off，随后是新的场开启消息evt_field_on，然后是新的卡激活消息evt_card_act。在又一些实施例中，安全元件可以被配置成识别专用消息，该专用消息取消选择先前选择的应用。

此外，尽管在上述一些实施例中，以相似的方式处理nfc事务的所有类型的rf通信，特别是类型a、类型b和类型f(felica)的rf通信，但在备选实施例中，在事务类型之间进行区分。例如，缓冲器216被配置成存储与每种rf通信类型相关联的先前命令，例如与类型a相关联的命令，与类型b相关联的另一命令和/或与类型f相关联的另一命令。然后，nfc控制器202例如被配置成：检测用于每个新nfc事务的rf通信的类型，并且选择对应的缓冲命令。还可以在nfc控制器202中向每种rf通信类型提供计数器218，使得针对对应的rf通信类型，仅在连续接收到n次相同命令之后，才将缓冲的命令发送给安全元件。