HCI接口协议介绍

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1、HCIHCI接口协议介绍接口协议介绍2011-11-30内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模式q非接读卡非接读卡器模式器模式HCIHCI架构架构q概述概述q主机主机q端口端口q管道管道q注册表注册表概述概述 A valid host network has a star topology where one or more hosts physically connect to a host controller.The HCI defines the interface between hosts.More specificall

2、y the HCI has three levels:a collection of gates that exchange commands,responses and events;and an HCP messaging mechanism;and an HCP routing mechanism that may optionally segment messages when required.主机主机q 本规范中的本规范中的“Host”代表所有的逻辑代表所有的逻辑Host(如终端如终端host，UICC host)，并不包括，并不包括Host控制器。下表列出了所有的控制器。下表列出

3、了所有的Host标识编码。标识编码。端口端口q Gate是在是在host中运行的服务的入口，有管理中运行的服务的入口，有管理gate(用于用于Host网络的网络的管理管理)和通用和通用gate(与与Host网络的管理无关，仅用于网络的管理无关，仅用于Gate的通用功能的通用功能)两种不同形式的两种不同形式的gate,Gate的种类由的种类由Gate标识标识GID区分。区分。q Gate标识编码定义如下标识编码定义如下:端口端口q Host和和Gate需要符合以下规则：需要符合以下规则：all hosts and the host controller shall have one admini

4、stration gate;and all hosts may have one link management gate and the host controller shall have one link management gate;and all hosts and the host controller shall have one identity management gate;and all hosts and the host controller shall have one loop back gate;and all hosts and the host contr

5、oller may have one or more generic gates管道管道q Pipe是在两个是在两个Gate之间的逻辑通信通道。共有两种类型的之间的逻辑通信通道。共有两种类型的Pipe：静态Pipe，一直处于可用状态，不能被动态创建和删除；动态Pipe，可以动态创建和删除；q Gate和和Pipe需要符合以下规则：需要符合以下规则：a static pipe always connects a gate of a host to a gate of the host controller;a dynamic pipe connects two gates from differ

6、ent hosts;and static and dynamic pipes connect to different types of gates;see table 3 for the mapping;and dynamic pipe identifiers shall be unique in the host network.注册表注册表 在每一个在每一个Gate的的Registry模板定义了相关参数。由模板定义了相关参数。由一个字节组成的参数标识区分不同的参数，参数标一个字节组成的参数标识区分不同的参数，参数标识在识在Gate的范围内唯一。的范围内唯一。每一个连接到每一个连接到Gat

7、e上的上的Pipe都创建新的都创建新的Registry实实例。当新建例。当新建Pipe时，所有的时，所有的Registry参数将被置为参数将被置为默认值。默认值。Host负责管理与其相关的负责管理与其相关的Registry。Registry的默的默认参数取值将会在认参数取值将会在Registry的描述中指明。当删除的描述中指明。当删除Pipe时，时，Registry实例将会同时被删除。实例将会同时被删除。内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模式q非接读卡非接读卡器模式器模式HCPHCPqHCP分组分组qHCP消息结构消息结构qHCP消

8、息分割消息分割HCPHCP分组分组q通过数据链路层通过数据链路层Host与与Host控制器交换数据分控制器交换数据分组，数据分组的格式如下图所示：组，数据分组的格式如下图所示：CB是分组头的链接位，除消息分割的情况外该字是分组头的链接位，除消息分割的情况外该字段取值为段取值为1；PID指明了指明了Pipe标识；标识；HCPHCP消息结构消息结构qA message carries one instruction and optional data as defined in figure 4.qThe following types of instructions are defined:co

9、mmands(type value 0);events(type value 1);and responses to commands(type value 2).Type value 3 is RFU.消息分隔消息分隔qMessages shall be fragmented according to the following rules:All message fragments shall have a packet header;The value of the chaining bit in the packet header is equal to 0,except for th

10、e packet with the last fragmented message where the value shall be 1 Only the first message fragment shall contain a message header.q 如果数据链路层设备发生了复位，目的如果数据链路层设备发生了复位，目的Gate将会丢弃所将会丢弃所有已经收到的消息片段，源有已经收到的消息片段，源Gate将会重发所有已经发出将会重发所有已经发出的消息片段。的消息片段。消息分隔消息分隔内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模式

11、q非接读卡非接读卡器模式器模式指令指令q命令命令 概述概述 通用命令通用命令 管理命令管理命令q响应响应q事件事件概述概述q对于所有对于所有Gate，命令的含义是一样的。共有两，命令的含义是一样的。共有两类命令如下类命令如下:通用命令，适用于所有通用命令，适用于所有Gate;管理命令，适用于管理命令，适用于Host网络的管理网络的管理q指令中包含的信息，包括：指令中包含的信息，包括：命令的描述；命令的描述；命令需要的参数；命令需要的参数；成功执行该命令后的响应数据成功执行该命令后的响应数据概述概述通用命令通用命令qANY_SET_PARAMETERq该命令用于更新某该命令用于更新某Gate的的

12、Registry参数参数qHost成功执行该指令后，需要返回不带参数成功执行该指令后，需要返回不带参数的的ANY_OK响应命令响应命令管理命令管理命令qADM_CREATE_PIPE利用利用ADM_CREATE_PIPE命令，命令，Host可以要求可以要求Host控制控制器在两个器在两个Gate之间建立一条动态之间建立一条动态Pipe。Host控制器需要用控制器需要用目的目的Host的的WHITELIST来校验发起来校验发起ADM_CREATE_PIPE命令的命令的Host是否可以创建该是否可以创建该Pipe。当。当Pipe在源在源Host与目的与目的Host之间成功建立后，发起之间成功建立后

13、，发起ADM_CREATE_PIPE命令的命令的Host将会成为源将会成为源Host。该该命令参数如下：命令参数如下：管理命令管理命令qADM_CREATE_PIPE当当Pipe成功建立后，成功建立后，Host控制器将会返回控制器将会返回ANY_OK响应命令并带有以下参数：响应命令并带有以下参数：响应响应q 下表下表 列出了可能的响应命令代码和响应命令与命令的列出了可能的响应命令代码和响应命令与命令的对应关系。除特别指明的情况，响应命令没有参数。对应关系。除特别指明的情况，响应命令没有参数。事件事件内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟

14、模式q非接读卡非接读卡器模式器模式GatesGatesq管理管理Gate 管理管理gate 链路管理链路管理gate 标识管理标识管理gate 回环回环gateq通用通用GateGatesGatesq每个每个Gate将会包含如下信息将会包含如下信息:对于对于Gate职能的描述；职能的描述；对于对于Gate registry的参数和取值的描述的参数和取值的描述;GatesGatesHost Host 控制器管理控制器管理GateGateq 通过Host控制器中的管理Gate能够访问管理整个HCI网络中所有Pipe的服务。Host控制器管理Gate的Registry长期有效的。下下表列举了该Gat

15、e Registry的相关条目。回环回环GateGateq通过回环通过回环Gate能够访问测试能够访问测试HCI网络的服务。回网络的服务。回环环Gate没有没有Registry。内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模式q非接读卡非接读卡器模式器模式HCIHCI流程流程qpipe管理管理 pipe创建创建 pipe删除删除 清除所有清除所有pipeqRegistry访问访问qhost和和gate发现发现q会话初始化会话初始化q回环测试回环测试pipepipe创建创建1)HostA向向Host控制器发起建立连接控制器发起建立连接HostB

16、的的PIPEx的请的请求，求，Host控制器将校验控制器将校验HostB管理管理Gate中的中的WHITELIST是否包括是否包括HostA的标识。如果的标识。如果HostA不在不在HostB的的WHITELIST中，中，Host控制器将返回控制器将返回ANY_E_PIPE_ACCESS_DENIED响应给响应给HostA并停止并停止后续的操作；后续的操作；2)Host控制器分配可用的控制器分配可用的Pipe标识；标识；3)Host控制器向控制器向HostB发送发送ADM_NOTIFY_PIPE_CREATED命令通知命令通知HostB有有HostA发起的建立发起的建立PIPEx的请求；的请求

17、；4)HostB向向Host控制器返回响应确认接受建立控制器返回响应确认接受建立PIPEx；5)Host控制器向控制器向HostA返回响应确认返回响应确认PIPEx成功建立；成功建立；6)如果如果HostB不接受不接受PIPEx的建立，需要向的建立，需要向Host控制器返控制器返回相应的错误代码。回相应的错误代码。pipepipe创建创建pipepipe删除删除1)HostA向向Host控制器发起删除连接控制器发起删除连接HostB的的PIPEx的请求；的请求；2)Host控制器向控制器向HostB发送发送ADM_NOTIFY_PIPE_DELETED命命令通知令通知HostB有有HostA发

18、起的删除发起的删除PIPEx的请求；的请求；3)HostB向向Host控制器返回响应确认接受删除控制器返回响应确认接受删除PIPEx；4)Host控制器向控制器向HostA返回响应确认返回响应确认PIPEx成功删除；成功删除；q HostB不能拒绝不能拒绝HostA发起的删除发起的删除Pipe的请求。由的请求。由HostA发起建立发起建立的的Pipe也可以由也可以由HostB发起删除。发起删除。q Host 当当PIPEx是连接到是连接到Host控制器上控制器上Gate的的Pipe时：时：当发起删除请求的是当发起删除请求的是HostA，步骤，步骤1和步骤和步骤4需要被执行；需要被执行；当发起删

19、除请求的是当发起删除请求的是Host控制器，仅仅步骤控制器，仅仅步骤2和步骤和步骤3需要被执行需要被执行.pipepipe删除删除清除所有清除所有pipepipeqHostA向向Host控制器发起清除所有连接到控制器发起清除所有连接到HostA的的Pipe的请求；的请求；qHost控制器向控制器向HostB发送命令通知清除所有与发送命令通知清除所有与HostA连接的连接的Pipe；qHostB确认删除确认删除Pipe；qHost控制器向控制器向HostC发送命令通知清除所有与发送命令通知清除所有与HostA连接的连接的Pipe；qHostC确认删除确认删除Pipe；qHost控制器向控制器向H

20、ostA返回响应确认删除所有动返回响应确认删除所有动态态Pipe，HostA关闭自己的所有静态关闭自己的所有静态Pipe。清除所有清除所有pipepipeRegistryRegistry访问访问下面描述了HostA读取/改写HostB上Registry的参数的过程。1)HostA向HostB发起读取某一个Gate的Registry参数的请求；2)HostB返回ANY_OK响应命令，其命令数据中带有参数值；3)HostA向HostB发起更新某一个Gate的Registry参数的请求；4)HostB返回ANY_OK响应命令确认参数被更新；RegistryRegistry访问访问Host Host

21、和和Gate Gate 发现发现1)HostA通过链路管理通过链路管理Gate和和Pipe0向向Host控制器发起获取控制器发起获取Host网网络中所有络中所有Host列表的请求；列表的请求；2)Host控制器返回列表信息；控制器返回列表信息；3)HostA从列表中选择一个从列表中选择一个Host，如，如HostB，并通过管理，并通过管理Gate和和Pipe1向向Host控制器发送命令请求建立到控制器发送命令请求建立到HostB某一某一Gate上的上的PIPEx；4)Host控制器确认建立控制器确认建立PIPEx；5)HostA发起命令打开连接到发起命令打开连接到HostB的的PIPEx；6)

22、HostB确认打开确认打开PIPEx；7)HostA请求请求HostB上的通用上的通用Gate列表；列表；8)HostB返回其上的通用返回其上的通用Gate列表；列表；9)HostA请求请求HostB标识管理标识管理Gate的的Registry的的VENDOR_NAME参数；参数；10)HostB返回响应。返回响应。步骤步骤9和步骤和步骤10为可选，完成操作后为可选，完成操作后HostA可以关闭并删除可以关闭并删除PIPEx。Host Host 和和Gate Gate 发现发现下图描述了一个下图描述了一个Host如何发现在同一如何发现在同一Host网络中的其它网络中的其它Host及其及其Gat

23、e的流程：的流程：会话初始化会话初始化1)HostA通过通过PIPE1向向Host控制器发起获取管理控制器发起获取管理Gate的的Registry的的SESSION_IDENTITY参数的请求参数的请求（ANY_OPEN_PIPE命令需要预先执行）；命令需要预先执行）；2)如果如果Host控制器返回的参数值与之前存储在控制器返回的参数值与之前存储在HostA中的参数值相中的参数值相同，则不在执行后续操作；同，则不在执行后续操作；3)如果如果Host控制器返回的参数值与之前存储在控制器返回的参数值与之前存储在HostA中的参数值不中的参数值不同，同，HostA将重新发起初始化并向将重新发起初始化

24、并向Host控制器发起清除所有控制器发起清除所有Pipe的请求；的请求；4)Host控制器确认控制器确认HostA可以执行初始化流程；可以执行初始化流程；5)HostA生成新的会话标识并通过向生成新的会话标识并通过向Host控制器发送命令将该参数控制器发送命令将该参数值存储相关值存储相关Gate的的Rigistry中；中；6)Host控制器确认存储控制器确认存储会话初始化会话初始化回环测试回环测试1)HostA通过通过PIPE1向向Host控制器发起建立连接控制器发起建立连接HostA任意任意Gate到到HostB回环回环Gate的的PIPEx的请求；的请求；2)Host控制器确认建立控制器确

25、认建立PIPEx；3)HostA发送命令打开发送命令打开PIPEx；4)HostB确认打开确认打开PIPEx；5)HostA向向HostB发送带有参数的发送带有参数的EVT_POST_DATA事事件；件；6)HostB向向HostA回送带有与接收到的完全相同参数的回送带有与接收到的完全相同参数的EVT_POST_DATA事件，事件，HostA将会比较两次的参将会比较两次的参 数数据。数数据。回环测试回环测试下图描述了下图描述了HostA如何校验到如何校验到HostB的的Pipe的连接性：的连接性：内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模

26、式q非接读卡非接读卡器模式器模式非接卡模拟模式非接卡模拟模式q概述概述qgates 标识管理标识管理Gate 卡端卡端RF Gate 卡应用卡应用Gateq流程流程 标识管理标识管理Gate概述概述q支持的RF技术有如下几类：type A as defined in ISO/IEC 14443 parts 2 5,3 6 and 4 7;or type B as defined in ISO/IEC 14443 parts 2 5,3 6 and 4 7;or type B compliant with ISO/IEC 14443-2 5 and with a standard framing

27、 as defined in ISO/IEC 14443-3 6;type F as defined in ISO/IEC 18092 4 as 212 kbps and 424 kbps passive mode.q对应每种RF协议,主控器上都有一个对应的卡端RF Gate。对应每个卡端RF Gate，Host上都有一个卡端应用Gate与之对应。概述概述标识管理标识管理gategateq下表中的参数应该添加到CLF的标识管理Gate中。卡端射频卡端射频gate-gate-概述概述q 卡端RF Gate位于CLF。一个RF Gate控制一种RF信号的状态。与此种RF信号相关的协议和参数设置都包

28、含于RF Gate的注册表中。下面给出了对应各种RF Gate的GID。卡端射频卡端射频gate-gate-命令和事件命令和事件q命令 没有额外定义命令没有额外定义命令q事件 RF Gate支持下表中列出的事件支持下表中列出的事件 事件事件EVT_SEND_DATA允许向允许向CLF发送数据，事发送数据，事 件中使用的参数如下：件中使用的参数如下：卡端射频卡端射频gate-Registrygate-Registryq下面以下面以type A为例描述为例描述Registry卡端射频卡端射频gate-Registrygate-RegistryMODE的编码方式如下：的编码方式如下：FF=Type

29、A卡模式被禁用；卡模式被禁用；02=Type A 卡模式启用；卡模式启用；其他值保留。其他值保留。UID的编码方式如下：的编码方式如下：如果长度为如果长度为1，则，则CLF会生成一个随机会生成一个随机UID；如果长度为如果长度为4、7或或10，则，则UID为一个固定值（其长度为为一个固定值（其长度为1倍、倍、2倍或倍或3倍倍UID的长度）；的长度）；说明：固定说明：固定1倍倍UID长度的第一个字节应为长度的第一个字节应为08。CID_SUPPORT的编码方式如下：的编码方式如下：01=要求支持要求支持CID；00=不要求支持不要求支持CID；其他值保留。其他值保留。CLT_SUPPORT参数的

30、编码方式如下：参数的编码方式如下：01=针对针对type A ISO14443-4不兼容协议，不兼容协议，CLF包括一个通道模式；包括一个通道模式；00=针对针对type A ISO14443-4不兼容协议，不兼容协议，CLF不包括任何通道模式；不包括任何通道模式；卡应用卡应用gategateq概述 卡应用卡应用Gate控制了对非接触卡应用的访问控制了对非接触卡应用的访问 卡上应用卡上应用Gate对应的对应的GID是是Host特定的或是由特定的或是由Host动动态生成的。态生成的。q命令 没有额外定义命令没有额外定义命令qRegistry 没有没有Registry卡应用卡应用gate-gate

31、-事件事件q卡应用Gate 支持的事件见下表：卡应用卡应用gate-gate-事件事件q EVT_FIELD_ON本事件表示CLF 探测到了一个来自外部读卡器的RF 源。该事件应由主控器在完成防冲突后发出。该事件不带参数。q EVT_CARD_DEACTIVATED按照ISO/IEC 14443-3 对type B 或者ISO/IEC 14443-4 对type A 类型的卡而言，本事件表示CLF 被设置为非激活状态。该事件不带参数。q EVT_CARD_ACTIVATED按照ISO/IEC 14443-3 对type B 或者ISO/IEC 14443-4 对type A 类型的卡而言，本事

32、件表示CLF 被设置为激活状态。该事件不带参数。q EVT_FIELD_OFF本事件表示CLF 探测到了外部读卡器的RF 源已消失。该事件不带参数。卡应用卡应用gate-gate-事件事件qEVT_SEND_DATA此事件允许CLF 向Host 发送数据。其参数如下：Coding for the RF error indicator:00=no error;and 01=error;and All other values are RFU.流程流程q右图展示了非接触卡感应到读卡器时应用Gate 与A 类或者B 类RF Gate 交换信息的过程：流程流程1)当CLF检测到RF磁场，卡RF Gat

33、e将会发送事件EVT_FIELD_ON给卡应用Gate。当在CLF端有多个卡RF Gate时，CLF将会给所有连接到这些卡RF Gate的管道都发送EVT_FIELD_ON消息。接下来，CLF会进入初始化和防冲突处理过程。2)在激活指令序列完成后，卡RF Gate发送EVT_CARD_ACTIVATED给卡应用Gate，表示接下来可以进行APDU指令交互了。3)基于EVT_SEND_DATA指令，卡RF Gate将非接触读卡器传送的C-APDU包转发给卡应用Gate。4)基于EVT_SEND_DATA指令，Host将R-APDU包发给卡RF Gate。5)第3）和4）步可以重复进行。6)在非激

34、活指令序列完成后，卡RF Gate发送EVT_CARD_DEACTIVATED给卡应用Gate，指示后续将不能够交互APDU指令。只有当非接触读卡器支持该功能时，这条指令才会被发送。7)当CLF检测到读卡器磁场消失时，它将会发送EVT_FIELD_OFF给卡应用Gate。当存在多个卡RF Gate时，CLF只会将该消息发送给唯一一个卡RF Gate。内容内容qHCI架构架构qHCPq指令指令qGatesqHCI流程流程q非接卡模拟模式非接卡模拟模式q非接读卡非接读卡器模式器模式非接读卡器模式非接读卡器模式q 概述概述q 读卡器射频读卡器射频Gate 概述概述 命令命令 注册表注册表 事件事件

35、响应响应q 读卡器应用读卡器应用Gate 概述概述 命令命令 注册表注册表 事件事件q 流程流程 非接触式读卡器应用非接触式读卡器应用概述概述q Host 控制器为每项射频技术都设有一个读卡器射频Gate。Host 为每个读卡器射频Gate 设置了一个读卡器应用Gate。所以应该有一个管道连接读卡器射频Gate 和读卡器应用Gate。读卡器射频读卡器射频Gate-Gate-概述概述q 读卡器射频Gate 控制着射频技术的行为。与读卡器射频技术有关的协议和参数设置，可以查看读卡器射频Gate 的Registry 表。下表列出了读卡器射频gate所定义的GID。读卡器射频读卡器射频Gate-Gat

36、e-命令命令qWR_XCHGDATA这条指令允许读卡器应用Gate和读卡器射频Gate之间交换数据 b8 to b6:RFU.b5:Time-out activation:If b5 is set to zero,application level time-out is deactivated.time-out is given in b4 to b1.b4 to b1:Time-out.This Value(0 up to 14)is used to calculate the applicationformula:Time-out=(256 16/13,56 MHz)2 Value.读卡

37、器射频读卡器射频Gate-Gate-Registry表q 下表定义了14443A 型读卡器射频Gate 的Registry 表。Registry 表的值不是持久不变的而是随着目标的激活而进行更新。读卡器射频读卡器射频Gate-Gate-事件事件q EVT_READER_REQUESTED在此事件中，Host 发信号给CLF，读卡器应用Gate 要求激活RF 目标（打开射频载波）。这一事件没有参数，并且可能通过任何开放Pipe 的读卡器射频Gate 发送。q EVT_END_OPERATIONHost 发送此事件来声明交易末端的CLF 控制器，以便使CLF 控制器关闭射频区域和向前移至其内部处理

38、。读卡器射频读卡器射频Gate-Gate-响应响应q 下表列出了可能发生的响应代码。除非另有说明，这些响应不带额外的参数。读卡器应用读卡器应用Gate-Gate-概述，指令，概述，指令，Registry 表q概述读卡器应用Gate 控制非接触式读卡器的应用访问Gate。读卡器应用Gate 的GID 是由Host 动态分配的。q指令没有定义任何指令。qRegistry读卡器应用Gate 没有任何Registry 表。读卡器应用读卡器应用Gate-Gate-事件事件q EVT_TARGET_DISCOVERED此事件发信号给读卡器应用Gate，事件告知读卡器应Gate在Registry 表中的射频

39、信息。该事件有一个参数。00=when there is a single target in the reader field and the activation of the target is completed;and 03=when there are several targets in the field irrespective of the RF technology.流程流程1)当Host 向CLF 发送EVT_READER_REQUESTED 指令使激活RF 时，CLF 根据Host 的所有读卡器射频Gate 都会打开一个Pipe，开始检测目标。Host 应通过单一Pi

40、pe 发送这条EVT_READER_REQUESTED 指令。2)一个目标已被检测到并被激活。CLF 通过事件VT_TARGET_DISCOVERED 告知Host。如果在该场内出现几个目标，那么流程将停止。Host 可以读到读卡器射频Gate Registry 表以获得射频的具体信息（例如AFI，.）3)读卡器应用Gate 打开一个Pipe 通过WR_XCHG_DATA 指令发送C-APDU。4)读卡器射频Gate 发出响应，返回一个R-APDU。步骤3 和4 可重复。5)当操作完成，Host 可能会发出EVT_END_OPERATION 指令来关闭射频载波。Host 应通过单一Pipe 来发送EVT_END_OPERATION 指令。流程流程