专利名称：近场通信终端设备及单线接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及NFC(Near Field Communication,近场通信)，特别涉及一种近场通信终端设备及单线接口。
背景技术：
NFC (Near Field Communication,近场通信)是一种基于RFID (射频识别)的短距离非接触式无线通信技术，是由NXP公司和索尼公司提出，工作于13. 56MHZ频带，它使得两台兼容NFC的设备之间可以直观、便捷、安全地通信。NFC的主要应用是移动小额支付，还可以应用于门禁、公交等领域。
根据ISO 18092标准，NFC可以工作在主动模式和被动模式，进行通信前，可以选择传输速率106kbps、212kbps、424kbps中的一种，并可在这三者间任意切换，可用于实现点对点(Peer 2 Peer，P2P)模式，使NFC支持三种模式标签模式、读写器模式、点对点模式。ETSI (欧洲电信标准协会)的SWP (Single Wire Protocol,单线协议),是在一根单线上实现全双工通信，即SI和S2这两个方向的信号。通信的双方是UICC(UniversalIntegrated Circuit Card,通用集成芯片卡)和 CLF (Contactless Front end,非接触前端)，SI是电压信号，采用电平宽度调制；S2信号是电流信号，采用负载调制方式。S2信号必须在SI信号为高电平时才有效，SI信号为高电平时，S2信号才可以传输。SI信号和S2信号叠加在一起，在一条单线上实现全双工通信。为实现NFC接入手机,现在采用的技术方案是，CLF (Contactless Frontend,非接触前端)嵌入在手机内部，基于ETSI (欧洲电信标准协会)的SWP标准，采用NFC-SIM芯片将SWP控制器集成在SM (Subscriber Identity Module，客户识别模块)卡上。NFC-SM芯片包括系统控制模块、SWP接口模块、SCI7816串行接口模块、复位信号产生模块、唤醒信号产生电路，具有8个引脚，引脚定义符合IS07816带触点的集成电路卡规范，SIM卡中触点接口定义分别为Cl (工作电压VCC)、C2 (复位RST)、C3 (时钟CLK)、C5 (接地GND)、C6 (可编程电压Vpp)、C7(SCI7816串行接口模块输入输出)、C4/C8 (IC-USB高速接口)，所述NFC-SIM 芯片以 C6 作为 SWIO (Single Wire protocol Input/Output, SffP输入输出)同CLF的SWIO相连，通过Cl同CLF的工作电压VCC相连，通过C5同CLF的地相连，所述系统控制模块同时支持SWP协议栈和IS07816协议栈，CLF与手机一端的通信为SM 卡的 SCI7816 接口。上述方案，成功基于SWP实现了 NFC接入手机，但对于更广泛的电子产品(如PC机、平板电脑、娱乐消费电子设备等)，如何基于SWP实现NFC接入，却是一隳待解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，使非接触前端CLF可在除手机外的更多近场通信终端设备上实现单线通信物理接入。为解决上述技术问题，本发明提供了一种近场通信终端设备，包括主处理器、外部总线、单线接口 ；所述主处理器同所述单线接口通过所述外部总线通信； 所述单线接口，包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SWIO触点；所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点一端分别同所述SWP控制器相连，另一端用于插接非接触前端；所述Vcc触点用于接工作电压，所述GND触点用于接地，所述SWIO触点用于基于电压和负载调制原理进行数据交互；所述SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块；
所述SWP接口模块，依据ETSI 102 613/622的SWP/HCI协议栈实现通信控制，通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端的单线数据交互；所述总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与所述主控制器的数据交互。所述工作电压可以为全电电源或馈电电源。所述工作电压的电压范围可以为5V±10%，3V±10%，或1.8V±10%。所述SWP接口模块可以支持三种NFC模式的应用标签模式、读写器模式和点对点模式。所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点可以平行分布于单线接口的基板上。所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点可以呈环形分布于单线接口的基板上。所述近场通信终端设备可以为手机、PC机、平板电脑或娱乐消费电子设备。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种单线接口，包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SWIO触点；所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点一端分别同所述SWP控制器相连，另一端用于插接非接触前端；所述Vcc触点用于接工作电压，所述GND触点用于接地，所述SWIO触点用于基于电压和负载调制原理进行数据交互；所述SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块；所述SWP接口模块，依据ETSI 102 613/622的SWP/HCI协议栈实现通信控制，通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端的单线数据交互；所述总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与近场通信终端设备的外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与近场通信终端设备的主控制器的数据交互。所述工作电压可以为全电电源或馈电电源。所述工作电压的电压范围可以为5V±10%，3V±10%，*1.8V±10%。所述SWP接口模块可以支持三种NFC模式的应用标签模式、读写器模式和点对点模式。所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点可以平行分布于单线接口的基板上。所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点可以呈环形分布于单线接口的基板上。所述近场通信终端设备可以为手机、PC机、平板电脑或娱乐消费电子设备。本发明的近场通信终端设备，在终端设备内设置基于SWP协议的单线接口，所述单线接口用于外接非接触前端CLF，非接触前端CLF以插接方式接入单线接口，通过单线接口的三个触点与单线接口的SWP接口模块物理连接，所述单线接口基于SWP协议完成基本接口功能和与挂接总线的通信控制，实现与外部插接的非接触前端CLF的单线数据交互，并作为外部设备接入系统挂接在终端设备的外部总线上，从而使终端设备实现基于SWP协议的近场通信；所述单线接口，依据SWP协议实现了类USB的使用便捷的通用接口，非接触前端CLF可突破只插接于手机终端和SIM卡SD卡通信的形式，使非接触前端CLF可在除手机外的更多近场通信终端设备上(如PC机、平板电脑、娱乐消费电子设备等)实现单线通信物理接入。
下面结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图I是本发明的近场通信终端设备一实施方式示意图；图2是本发明的单线接口的第一实施例中的触点在单线接口的基板上的分布示意图； 图3是本发明的单线接口的第二实施例中的触点在单线接口的基板上的分布示意图；图4是CLF作为标签且SE位于本发明的近场通信终端设备时的示意图；图5是CLF作为读写器且SE位于本发明的近场通信终端设备时的示意图；图6是CLF作为标签且SE位于CLF时的示意图；图7是CLF作为读写器且SE位于CLF时的示意图。
具体实施例方式本发明的近场通信终端设备一实施方式如图I所示，包括主处理器、外部总线、单线接口 ；所述主处理器同所述单线接口通过所述外部总线通信；所述单线接口，包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SWIO触点；所述Vcc触点、GND触点、SffIO触点一端分别同所述SWP控制器相连，另一端用于插接外部的非接触前端CLF ；所述Vcc触点用于接工作电压Vcc，所述GND触点用于接地，所述SWIO触点用于基于电压和负载调制原理进行数据交互；所述工作电压Vcc可以为全电电源或馈电电源，馈电电源是通过非接触前端CLF耦合感应能量来供电；所述工作电压Vcc的电压范围可以为5V±10%，3V±10%，或 I. 8V±10% ；所述SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块；所述SWP 接口模块，依据 ETSI 102 613/622 的 SWP/HCI (Host ControllerInterface,主控制器接口 )协议栈实现通信控制，所述SWP接口模块通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端CLF的单线数据交互，在通信中通过SWIO触点上的电压信号SI实现从非接触前端CLF向SWP接口模块发送数据，通过SWIO触点上的电流信号S2实现从SffP接口模块向非接触前端CLF发送数据，实现数据交互；所述SWP接口模块支持三种NFC模式的应用标签模式、读写器模式和点对点模式；所述总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与近场通信终端设备的外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与近场通信终端设备的主控制器的数据交互。
第一实施例如图2所示，所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点平行分布于单线接口的基板上。第二实施例如图3所示，所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点呈环形分布于单线接口的基板上。本发明的近场通信终端设备，在终端设备内设置基于SWP协议的单线接口，所述单线接口用于外接非接触前端CLF，非接触前端CLF以插接方式接入单线接口，通过单线接口的三个触点与单线接口的SWP接口模块物理连接，所述单线接口基于SWP协议完成基本接口功能和与挂接总线的通信控制，实现与外部插接的非接触前端CLF的单线数据交互，并作为外部设备接入系统挂接在终端设备的外部总线上，从而使终端设备实现基于SWP协议的近场通信；所述单线接口，依据SWP协议实现了类USB的使用便捷的通用接口，非接触前端CLF可突破只插接于手机终端和SIM卡SD卡通信的形式，使非接触前端CLF可在除手机外的更多近场通信终端设备上(如PC机、平板电脑、娱乐消费电子设备等)实现单线通 目物理接入。图4所示是CLF作为标签且SE (Secure Element,安全模块)位于本发明的近场通信终端设备时的示意图。CLF插入内置于近场通信终端设备的单线接口中，读写器发射RF (Radio Frequency，射频)信号，CLF耦合感应到能量进行非接交互操作，交互信号通过单线接口实现与近场通信终端设备的通信，与位于近场通信终端设备的SE (安全模块)完成非接交互操作。此时的近场通信终端设备可以是手机、平板电脑等移动终端，其集成或下载的SE(安全模块)通过单线接口实现了非接交互应用。图5是CLF作为读写器且SE (安全模块)位于本发明的近场通信终端设备时的示意图。CLF插入内置于近场通信终端设备的单线接口中，CLF作为读写器发射RF信号，CLF读取耦合感应到能量的卡片(如银行卡或交通卡)，进行非接交互操作，交互信号通过单线接口实现与近场通信终端设备的通信，与位于近场通信终端设备的SE (安全模块)完成非接交互操作。此时的近场通信终端设备可以是PC机、汽车电子等非移动终端，其集成或下载的SE(安全模块)通过单线接口实现了非接交互应用。图4和图5适用于SE通过空中下载或者直接下载安装到终端设备的应用模式。图6是CLF作为标签且SE (安全模块)位于CLF时的不意图。CLF插入内置于近场通信终端设备的单线接口中，读写器发射RF信号，CLF感应到能量进行非接交互操作，非接交互信号与位于CLF的SE (安全模块)完成非接交互操作，通过单线接口完成与经近场通信终端设备连接的互联网的远程通信。图7是CLF作为读写器且SE (安全模块)位于CLF时的示意图。CLF插入内置于近场通信终端设备的单线接口中，CLF作为读写器发射RF信号，CLF读取耦合感应到能量的卡片(如银行卡或交通卡)，进行非接交互操作，交互信号与位于CLF的SE (安全模块)完成非接交互操作，通过单线接口完成与经近场通信终端设备连接的互联网的远程通信。图6和图7适用于SE通过CLF直接发卡的应用模式。
权利要求
1.一种近场通信终端设备，其特征在于，包括主处理器、外部总线、单线接口 ； 所述主处理器同所述单线接口通过所述外部总线通信； 所述单线接口，包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SffIO触点； 所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点一端分别同所述SWP控制器相连，另一端用于插接非接触前端；所述Vcc触点用于接工作电压，所述GND触点用于接地，所述SWIO触点用于基于电压和负载调制原理进行数据交互； 所述SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块； 所述SWP接口模块，依据ETSI 102 613/622的SWP/HCI协议栈实现通信控制，通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端的单线数据交互； 所述总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与所述主控制器的数据交互。
2.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于， 所述工作电压为全电电源或馈电电源。
3.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于，所述工作电压的电压范围为 5V±10%，3V±10%，或 L 8V±10%。
4.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于，所述SWP接口模块支持三种NFC模式的应用标签模式、读写器模式和点对点模式。
5.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于，所述Vcc触点、GND触点、SffIO触点平行分布于单线接口的基板上。
6.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于，所述Vcc触点、GND触点、SffIO触点呈环形分布于单线接口的基板上。
7.根据权利要求I所述的近场通信终端设备，其特征在于，所述近场通信终端设备为手机、PC机、平板电脑或娱乐消费电子设备。
8.一种单线接口，其特征在于，包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SffIO触点； 所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点一端分别同所述SWP控制器相连，另一端用于插接非接触前端；所述Vcc触点用于接工作电压，所述GND触点用于接地，所述SWIO触点用于基于电压和负载调制原理进行数据交互； 所述SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块； 所述SWP接口模块，依据ETSI 102 613/622的SWP/HCI协议栈实现通信控制，通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端的单线数据交互； 所述总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与近场通信终端设备的外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与近场通信终端设备的主控制器的数据交互。
9.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于， 所述工作电压为全电电源或馈电电源。
10.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于，所述工作电压的电压范围为5V±10%，3V±10%，或 I. 8V±10%。
11.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于，所述SWP接口模块支持三种NFC模式的应用标签模式、读写器模式和点对点模式。
12.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于，所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点平行分布于单线接口的基板上。
13.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于，所述Vcc触点、GND触点、SWIO触点呈环形分布于单线接口的基板上。
14.根据权利要求8所述的单线接口，其特征在于，所述近场通信终端设备为手机、PC机、平板电脑或娱乐消费电子设备。
全文摘要
本发明公开了一种近场通信终端设备，包括主处理器、外部总线、单线接口；主处理器同单线接口通过外部总线通信；单线接口包括SWP控制器、Vcc触点、GND触点、SWIO触点；SWP控制器包括SWP接口模块和总线通信接口模块；SWP接口模块，依据ETSI 102 613/622的SWP/HCI协议栈实现通信控制，通过所述SWIO触点实现与外部插接的非接触前端的单线数据交互；总线通信接口模块，用于所述SWP接口模块与外部总线的通信控制，实现所述SWP控制器与所述主控制器的数据交互。本发明还公开了一种单线接口。本发明能使非接触前端可在除手机外的近场通信终端设备上实现单线通信物理接入。
文档编号H04B5/00GK102882559SQ201110198118
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者刘玉军, 贾峻 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司