CN101753722A - Sim卡芯片上满足swp协议的接口电路 - Google Patents

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田涛
段松涛
卢友顺
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Abstract

本发明公开了一种SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路，包括：连接在SIM卡C6引脚和一晶体管之间的电阻R1；该晶体管连接在电阻R1和地之间；一反相驱动器，其输入端与SWP协议处理器连接，输出端与所述晶体管的栅极连接；一比较器，其正向输入端连接SIM卡C6引脚，反向输入端接比较门限电平，其输出信号送入SWP协议处理器。本发明能够正确的接收NFC控制器发来的信号S1，正确的返回给NFC控制器信号S2，从而实现全双工通讯。

Description

SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种在NFC系统中能够实现NFC控制器芯片与SIM卡之间通信的接口电路。
背景技术
在NFC(near field communication近场通讯)系统中，NFC控制器芯片(也称为CLF——contactless front非接触前端)要与SIM卡芯片进行连接。在常规的SIM卡中，C1(VCC)、C2(RST)、C3(CLK)、C5(GND)、C7(IO)五个引脚是常规SIM引脚，符合ISO7816带触点的集成电路卡规范；C4(RFU)、C8(RFU)引脚则已被国际标准组织扩展为USB高速接口；C6(SWP)引脚用来连接SIM卡芯片与NFC控制器芯片。NFC控制器芯片与SIM卡芯片的连接方案主要是SWP(Single Wire Protocol，单线协议)协议。
SWP协议是Gemalto公司提出的基于SIM卡C6引脚的单线连接方案。如图2所示，在SWP协议中，SIM卡芯片与NFC控制器芯片的接口界面包括三根连接线：VCC(C1引脚)、GND(C5引脚)、SWP(C6引脚)，其中SWP信号线上基于电压和负载调制原理实现全双工通讯，这样可以实现SIM卡在ISO7816界面定义下同时支持ISO7816和SWP两个接口，并预留了扩展第三个高速(USB)接口的引脚。支持SWP协议的SIM卡必须同时支持ISO7816和SWP两个协议栈，需要SIM卡上的操作系统是多任务的操作系统，并且这两部分需要独立管理，ISO界面的复位信号不能对SWP部分产生影响。
如图3、4所示，SWP协议是在SIM卡和NFC控制器之间的面向位的，点对点通讯协议。单线协议的原理是基于在全双工模式下数字信息的传输，其中定义了S1和S2两个方向的信号：
信号S1在电压域内通过数字调制低或高(L or H)传输。
信号S2在电流域内通过数字调制低或高(L or H)传输。
当NFC控制器(主设备)S1信号的状态为高(H)时，SIM卡(从设备)也可以拉高电流(H状态)或不拉高电流(L状态)，来传输信号S2。在信号S1的编码基础上可以传输时钟信号，当信号S1为高状态(H状态)时，信号S2才有效，如图5所示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路，能够正确的接收NFC控制器发来的S1信号，正确的返回给NFC控制器S2信号，从而实现全双工通讯。
为解决上述技术问题，本发明的SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路包括：
连接在SIM卡C6引脚和一晶体管之间的电阻R1；该晶体管连接在电阻R1和地之间；
一反相驱动器，其输入端与SWP协议处理器连接，输出端与所述晶体管的栅极连接；
一比较器，其正向输入端连接SIM卡C6引脚，反向输入端接比较门限电平，其输出信号送入SWP协议处理器。
本发明给出了一个SIM卡上需要的特定接收和调制接口电路，该接口电路结构简单，调试方便。通过该接口电路，全双工通讯时，SIM卡能正确接收NFC控制芯片发来的电压信号S1，同时SIM卡能产生正确的电流信号S2给NFC控制芯片。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的接口电路结构图；
图2是基于C6引脚的单线连接方案示意图；
图3是SWP方案中传输信号定义示意图；
图4是SWP方案中C6引脚处连接接口的等效电路图；
图5是SWP方案中SWP信号的编码示意图。
具体实施方式
参见图1所示，本发明的SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路包括：连接在SIM卡C6引脚和晶体管Q1之间的电阻R1；连接在电阻R1和地之间的晶体管Q1(该晶体管Q1源极接地，漏极与电阻R1的一端相连接)；一反相驱动器A，其输入端与SWP协议处理器相连接，输出端与晶体管Q1的栅极相连接；以及一比较器U1A，该比较器的正向输入端连接SIM卡C6引脚，反向输入端接一比较门限电平，且该比较器U1A输出的信号送入所述SWP协议处理器。
当NFC控制器发送信号S1给SIM卡时，通过设定合适的比较器门限电平将SWIO信号线上的S1信号转换成满足SWP协议处理器的电平。当SIM卡要返回信号S2给NFC控制器时，则SWP协议处理器发出信号给反相驱动器A，该反相驱动器A的输出使晶体管Q1导通，有电流从电阻R1上流过。根据SWP协议该电流是从NFC控制器流到SIM卡的；调节电阻R1的值，使从SWIO线上流过电阻R1的电流在600μA-1200μA之间，满足SWP协议对信号S2的要求。根据信号的编码规则，只有信号S1为高电平时，电流信号S2才有效，当电流信号S2有效且为高(600～1200μA电流)时，SWIO线上有电流流过导致信号S1的高电平降低，所以比较器门限电平的电压一定要合适(门限电平设置要低于当电流信号S2有效且为高时的电压信号S1的电平)，使SIM卡产生电流信号S2时，也能正确地接收到NFC控制器发来的电压信号S1。

Claims (3)

1.一种SIM卡芯片上满足SWP协议的接口电路，其特征在于，包括：
连接在SIM卡C6引脚和一晶体管之间的电阻R1；该晶体管连接在电阻R1和地之间；
一反相驱动器，其输入端与SWP协议处理器连接，输出端与所述晶体管的栅极连接；
一比较器，其正向输入端连接SIM卡C6引脚，反向输入端接比较门限电平，其输出信号送入SWP协议处理器。
2.如权利要求1所述的接口电路，其特征在于：当全双工通讯时，通过设置比较器的门限电平，SIM卡能正确接收NFC控制器芯片发来的S1信号。
3.如权利要求1所述的接口电路，其特征在于：当SIM卡发送信号给NFC控制器芯片时，通过控制所述晶体管的开断，产生SWP协议要求的S2电流信号。
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