CN105939165B - 装置供电之后的nfc装置配置 - Google Patents

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Abstract

NFC标签包括NFC控制器，具有耦合至NFC控制器的安全元件。安全元件用于将第一配置数据而非第二配置数据发送至NFC控制器。第一配置数据包括待由NFC控制器使用以产生对来自外部NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出响应的数据，而非在处理来自外部NFC装置的包括使用上层协议的命令中待由NFC控制器使用的数据。第二配置数据包括在处理来自外部NFC装置的包括使用上层协议的命令中待由NFC装置使用的数据。

Description

装置供电之后的NFC装置配置
技术领域
本公开涉及近场通信(NFC)领域，并且更具体地涉及在供电导通之后卡片仿真模式下NFC装置或未被供电NFC装置的配置。
背景技术
近场通信(NFC)是用于通过将两个智能电话和类似装置接触在一起或者使两者接近(通常以10cm或更小的距离)而在智能电话和类似装置之间建立无线电通信的标准集合。
NFC使用在位于彼此的近场内的两个环形天线之间的电磁感应，从而有效地形成空心变压器。其在全局可应用并无执照的无线电频带内，并且以范围从106kbit/s至424kbit/s的速率操作。NFC包括发起者和目标；发起者有源地产生可以对无源目标(称作“标签”)的未被供电芯片供电的RF场。这使得NFC目标采取简单的形式因数，诸如不使用电池的粘贴物、遥控钥匙(key fob)、或卡片。
NFC标签存储数据(通常在96和4096字节之间)并且可以是只读的，但是可以备选地是可重写的。标签可以安全地存储个人数据，诸如借贷卡和信用卡信息、忠诚程序数据、个人身份号、以及联网接触等。它们可以由它们的制造者定制编码，或者使用由NFC论坛、工业协会提供的规范。
除了在供电的NFC装置与未被供电NFC装置之间通信之外，NFC对等通信是可能的，假设两个装置均被供电。例如这可以被用于对等数据传输。此外，有源NFC装置可以在称作卡片仿真模式下仿真NFC卡片。
在NFC标签和有源NFC装置之间、或者在处于卡片仿真模式下的供电NFC装置与有源NFC装置之间的NFC通信中，存在初始化时段。按照用于这类通信的ISO 14443标准，处于卡片仿真模式下的供电NFC装置或NFC标签在给定时间段内从由有源NFC装置施加未调制电场而对于低等级协议命令做出响应。为了对这些命令做出响应，假设不存在可应用的非易失性存储器，NFC标签或者处于卡片仿真模式下的供电NFC装置首先加载配置数据，并且随后基于配置数据而对这些命令做出响应。因此，NFC标签或处于卡片仿真模式下的供电NFC装置优选地能够加载配置数据并在给定时间段内对命令做出响应。
尽管已知某些配置，其中NFC标签或处于卡片仿真模式下NFC装置能够在给定时间段内加载配置数据，但是可能需要额外的配置。因此，需要在初始化时段期间处理数据的新方法。
发明内容
提供该发明内容部分以引入在以下详细说明书中进一步描述的概念的选集。该发明内容部分并非意在标识请求保护主题的关键或必要特征，也并非意在用于辅助限制请求保护主题的范围。
一种电子装置包括NFC控制器，具有耦合至NFC控制器的安全元件。安全元件用于将第一配置数据而不是第二配置数据发送至NFC控制器。第一配置数据包括待由NFC使用以产生对来自外部NFC装置的初始轮询(polling)和防冲突命令做出响应的数据，而非待由NFC控制器在处理来自外部NFC装置的涉及使用上层协议的命令中使用的数据。第二配置数据包括待由NFC控制器在处理来自外部NFC装置的涉及使用上层协议的命令中所使用的数据。
NFC控制器可以进一步被配置用于从外部NFC装置接收初始轮询和防冲突命令，并且基于第一配置数据而对此做出响应。此外，从NFC控制器的供电至对来自外部NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出响应的流逝时间可以在诸如不多于5ms之类的初始化时间段内。
NFC控制器可以进一步被配置用于从外部NFC装置接收涉及使用上层协议的命令，并且发送等待时段请求至外部NFC装置，其指示外部NFC装置等待给定的时间段以接收对涉及使用上层协议的命令做出的响应。安全元件可以进一步配置用于在给定时间段期间发送第二配置数据至NFC控制器。NFC控制器可以被进一步配置用于将对涉及使用上层协议的命令做出的响应发送至外部NFC装置。
一种方法方面涉及包括将第一配置数据而不是第二配置数据从安全元件发送至NFC控制器的方法。第一配置数据包括待由NFC装置使用以产生对来自外部NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出响应的数据，而非待由NFC控制器在处理来自外部NFC装置的涉及使用上层协议的命令中所使用的数据。第二配置数据包括待由NFC控制器在处理来自外部NFC装置的涉及使用上层协议的命令中所使用的数据。
另一方面涉及一种系统，包括被配置用于从其发出电场的第一NFC装置。系统也包括邻近第一NFC装置并且由其所发出的电场供电的第二NFC装置。第二NFC装置具有NFC控制器，以及被配置用于发送第一配置数据而不是第二配置数据至NFC控制器的安全元件。第一配置数据包括待由NFC控制器所使用以产生对来自第一NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出响应的数据，以及其中第二配置数据包括待由NFC控制器在处理来自第一NFC装置的涉及使用上层协议的命令中所使用的数据。
另一特征方面涉及一种方法，包括从第一近场通信(NFC)装置发出电场以便于对与其邻近的第二NFC装置供电。该方法也包括在第二NFC装置的NFC控制器处接收由第二NFC装置的安全元件所发出的第一配置数据。第一配置数据是待由NFC控制器使用与产生对来自第一NFC装置的较低等级协议命令做出响应的数据，而非待由NFC控制器在处理来自第一NFC装置的较高等级协议命令中所使用的数据。
附图说明
图1是诸如可以采用在此所述配置技术的NFC使能的电子装置的方框图。
图2是示出了在配置期间在第一和第二NFC装置之间交换的数据的时序图。
具体实施方式
以下将描述本公开的一个或多个实施例。这些所述实施例仅是本发明所公开技术的示例。额外地，为了提供简洁的说明，在说明书中可以不描述真实实施方式的所有特征。
当引入本公开的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”和“该”意在意味着存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的并且意味着除了所列元件之外可以存在额外的元件。额外地，应该理解的是，对于本公开“一个实施例”或“一实施例”的参考并非意在解释为排除也包含所述特征的额外实施例的存在。附图中相同的附图标记在全文中涉及相同元件，并且由百位(century)分隔的附图标记、以及具有主要符号的附图标记在其他申请或实施例中指示了相同元件。
初始参照图1，现在描述电子装置10。电子装置10可以是任何NFC使能的装置，诸如智能电话、平板电脑或智能手表。电子装置10包括中央处理器，在此称作装置主机14，其可以是芯片上系统。装置主机14耦合至NFC控制器12，其可以用作用于NFC通信的通信接口(例如在一些示例中，通用异步接收器/发射器)、为诸如金融交易之类的安全意识交易提供安全存储器和执行环境的可选的嵌入式安全元件20，装置主机14由此经由NFC发射或接收数据的NFC天线18。外部NFC装置16经由NFC天线18与NFC控制器12通信。
电子装置10可以操作在卡片仿真模式下，其中NFC控制器12模拟NFC卡片的行为，诸如ISO-14443智能卡。这允许电子装置10替代在诸如信用卡支付、身份标志等之类的传统安全应用中所使用的NFC卡片。
当电子装置10操作在卡片仿真模式时，或者当电子装置10为未被供电NFC装置(诸如标签)时，以及当电子装置10缺乏非易失性存储器时，NFC控制器12用于在引导启动之后加载使其能够使用NFC与外部NFC装置16正确地通信的配置信息。该配置信息包括待由NFC控制器12使用的用于对较低等级协议命令和较高等级协议命令做出响应的配置信息。诸如ISO 14443的NFC通信协议在引导启动(也即激活NFC场)之后为未被供电装置或处于卡片仿真模式的装置分配给定时间量以加载配置数据并且能够对所接收命令做出响应。对于ISO14443，给定的时间量为5ms。
存储该配置信息的一个可能位置是在电子装置10中的额外非易失性存储器(未示出)中。这允许由NFC控制器12在给定时间量内检索完整的配置信息，并且允许NFC控制器12因此能够在时间量结束处对命令做出响应。然而，该非易失性存储器(未示出)的添加可以用于增大电子装置10的成本，并且可以额外地占据电子装置10内已经另外用于其他部件的空间。
为此，配置信息可以替代地存储在安全元件20中，其包括在其中的非易失性存储器。然而，因为安全元件20提供了安全存储器和执行环境，因此安全元件也具有与其相关联的引导启动时间。如果将要从安全元件20加载全部配置信息(也即诸如使得NFC控制器12对于较低等级协议命令和较高等级协议命令均做出响应)，由于安全元件20的引导启动时间，配置信息可以在给定时间段结束处未到达NFC控制器12，从而引起错误以及在NFC控制器12和外部NFC装置16之间缺乏NFC通信。
本发明人已经确定：在对来自外部NFC装置16的较低等级协议命令做出响应中，仅利用配置信息的子集，其在较高等级协议命令之前发送。因此，配置信息被划分为包含待用于对较低等级协议命令做出响应的配置信息的第一组配置信息，以及包含待用于对较高等级协议命令做出响应的配置信息的第二组配置信息。第一组配置信息和第二组配置信息均存储在安全元件20中，然而配置信息的第一子集比配置信息的第二子集使用较少的存储空间，并且因此可以在所需的5ms时间限制内加载。例如，在一些情形中，已经发现，第一组配置信息约为第二组配置信息大小的10％。
现在将参照图2描述使得安全元件20存储配置信息的电子装置10的操作。外部NFC装置16激活未调制NFC场以对NFC装置12供电。这使得NFC控制器12引导启动，其继而使得安全元件20引导启动。一旦安全元件20引导启动，NFC控制器12从其加载第一组配置数据，这是允许其产生对来自外部NFC装置16的初始轮询和防冲突命令做出响应的配置数据。这些较低等级协议命令在ISO 14443规范中称作等级3命令。
因为第一组配置数据在大小上小于第二组配置数据，安全元件20能够加载第一配置数据，将其发送至NFC控制器12，以及NFC控制器12接着能够处理第一配置数据并且准备好在给定时间(也即5ms)内对较低等级协议命令做出响应。
在给定时间的结束处，外部NFC装置16发送第一较低等级协议命令至NFC控制器12，其能够做出响应。一系列较低等级协议命令和响应随后开始，直至外部NFC装置16发送第一较高等级协议命令至NFC控制器12的时刻。在该时间点处，NFC控制器12能够发送等待时间延期请求至外部NFC装置16，例如诸如提供用于ISO 14443规范中。应该注意，如果需要的话，则NFC控制器12可以发送多个等待时间延期请求至外部NFC装置16。
外部NFC装置16接收等待时间延期请求并且等待了对于等待时间延期请求所指定的时间段。在该等待时间期间，安全元件20加载第二组配置数据并且发送第二组配置数据至NFC控制器12。第二组配置数据是允许NFC控制器12产生对来自外部NFC装置16的涉及使用上层协议的命令做出响应的配置数据。这些较高等级协议命令在ISO 14443规范中称作等级4命令。NFC控制器12处理该第二组配置数据并且随后配置用于对较高等级协议命令做出响应。在等待时间的结束处，NFC控制器12对第一较高等级协议命令做出响应。随后可以接着发生一系列较高等级协议命令。
尽管已经参照有限数目实施例描述了本公开，得益于本公开的本领域技术人员将知晓可以预想并未脱离如在此公开的本公开范围的其他实施例。因此，本公开的范围应该仅由所附权利要求限定。

Claims (19)

1.一种电子装置，包括：
近场通信NFC控制器；以及
安全元件，耦合至所述NFC控制器并且配置用于将第一配置数据而非第二配置数据发送至所述NFC控制器；
其中所述第一配置数据包括待由所述NFC控制器使用以产生对来自外部NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出的响应的数据，而非待由所述NFC控制器在处理来自所述外部NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
其中所述第二配置数据包括待由所述NFC控制器在处理来自所述外部NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
其中所述NFC控制器还被配置用于：
从所述外部NFC装置接收涉及使用所述上层NFC协议的所述命令，以及
发送等待时段请求至所述外部NFC装置，所述等待时段请求指示所述外部NFC装置等待给定时间段以接收对于涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应；
其中所述安全元件被进一步配置为在所述给定时间段期间发送所述第二配置数据至所述NFC控制器。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述NFC控制器进一步被配置用于从所述外部NFC装置接收所述初始轮询和防冲突命令并且基于所述第一配置数据而对其做出响应。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其中，从所述NFC控制器启动至对来自所述外部NFC装置的所述初始轮询和防冲突命令做出响应的逝去时间是在初始化时间段内的。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其中，所述初始化时间段不大于5ms。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述NFC控制器被进一步配置为发送对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令的响应至所述外部NFC装置。
6.一种用于近场通信NFC配置的方法，包括：
将第一配置数据而非第二配置数据从安全元件发送至NFC控制器；
其中所述第一配置数据包括待由所述NFC控制器使用以产生对来自外部NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出的响应的数据，而非待由所述NFC控制器在处理来自所述外部NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
其中所述第二配置数据包括待由所述NFC控制器在处理来自所述外部NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
在所述NFC控制器处从所述外部NFC装置接收涉及使用所述上层NFC协议的所述命令；
从所述NFC控制器发送等待时段请求至所述外部NFC装置，所述等待时段请求指示所述外部NFC装置等待给定时间段以接收对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应；以及
在所述给定时间段期间从所述安全元件发送所述第二配置数据至所述NFC控制器。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，从所述外部NFC装置接收所述初始轮询和防冲突命令，并且基于所述第一配置数据使用所述NFC控制器对其做出响应。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，从所述NFC控制器供电至对来自所述外部NFC装置的所述初始轮询和防冲突命令做出响应的逝去时间是在初始化时间段内的。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，从所述NFC控制器发送对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应至所述外部NFC装置。
10.一种近场通信NFC系统，包括：
第一NFC装置，被配置用于从其发出电场；
第二NFC装置，邻近所述第一NFC装置并且由从所述第一NFC装置发出的所述电场而被供电，所述第二NFC装置包括：
NFC控制器，以及
安全元件，被配置用于发送第一配置数据而非第二配置数据至所述NFC控制器，
其中所述第一配置数据包括待由所述NFC控制器使用以产生对来自所述第一NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出的响应的数据，以及其中所述第二配置数据包括待由NFC控制器在处理来自所述第一NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
其中所述第一NFC装置被进一步配置为发送涉及使用所述上层NFC协议的所述命令至所述第二NFC装置；
其中所述NFC控制器被进一步配置为发送等待时段请求至所述第一NFC装置，所述等待时段请求指示所述第一NFC装置等待给定时间段以接收对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应；
其中所述安全元件被进一步配置为在所述给定时间段内发送所述第二配置数据至所述NFC控制器；
其中所述NFC控制器被进一步配置为发送对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应至所述第一NFC装置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一NFC装置被配置用于发送所述初始轮询和防冲突命令至所述第二NFC装置；以及其中所述NFC控制器被进一步配置用于基于所述第一配置数据对所述初始轮询和防冲突命令做出响应。
12.一种用于近场通信NFC配置的方法，包括：
从第一近场通信NFC装置发出电场以便于对与其邻近的第二NFC装置供电；以及
在所述第二NFC装置的NFC控制器处接收由所述第二NFC装置的安全元件发送的第一配置数据而非第二配置数据；
其中所述第一配置数据包括待由所述NFC控制器使用以产生对来自所述第一NFC装置的初始轮询和防冲突命令做出的响应的数据，以及其中所述第二配置数据包括待由所述NFC控制器在处理来自所述第一NFC装置的涉及使用上层NFC协议的命令中使用的数据；
在所述NFC控制器处从所述第一NFC装置接收涉及使用所述上层NFC协议的所述命令；
从所述NFC控制器发送等待时段请求至所述第一NFC装置，所述等待时段请求指示所述第一NFC装置等待给定时间段以接收对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应；以及
在所述NFC控制器处在所述给定时间段期间接收由所述安全元件发送的所述第二配置数据。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括，从所述第一NFC装置接收所述初始轮询和防冲突命令并且基于所述第一配置数据对其做出响应。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，从所述第二NFC装置的供电至对来自所述第一NFC装置的所述初始轮询和防冲突命令做出响应的逝去时间是在初始化时间段内的。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括，从所述NFC控制器发送对涉及使用所述上层NFC协议的所述命令做出的响应至所述第一NFC装置。
16.一种用于近场通信NFC配置的方法，包括：
从第一近场通信NFC装置发出电场以便于对与其邻近的第二NFC装置供电；以及
在所述第二NFC装置的NFC控制器处接收由所述第二NFC装置的安全元件所发送的第一配置数据；
其中所述第一配置数据包括待由所述NFC控制器使用以产生对来自第一NFC装置的较低等级协议命令做出的响应的数据，而非待由所述NFC控制器在处理来自所述第一NFC装置的较高等级NFC协议命令中使用的数据；
在所述NFC控制器处从所述第一NFC装置接收所述较高等级NFC协议命令；
从所述NFC控制器发送等待时段请求至所述第一NFC装置，所述等待时段请求指示所述第一NFC装置等待给定时间段以接收对所述较高等级NFC协议命令做出的响应；以及
在所述NFC控制器处在所述给定时间段内接收由所述安全元件发送的第二配置数据。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述较高等级NFC协议命令包括涉及使用上层NFC协议的命令。
18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括，从所述第一NFC装置接收所述较低等级协议命令并且基于所述第一配置数据对其做出响应。
19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括，从所述NFC控制器发送对所述较高等级NFC协议命令做出的响应至所述第一NFC装置。
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