CN107147986B - 用于非接触通信的方法、集成电路及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及接近电路中的业务的配置，具体公开了一种配置非接触通信电路的方法，非接触通信电路托管兼容不同通信协议的至少两个应用，其中作为对于由接近耦合设备发起的第一防冲突过程的响应，电路传输通信协议的两个标识符以在接近耦合设备侧引起冲突。

Description

用于非接触通信的方法、集成电路及通信系统
相关申请的交叉引用
本申请要求第16/51712号法国专利申请的优先权权益，其内容由此在法律许可的最大程度上通过整体引用被合并。
技术领域
本公开总体上涉及电子电路，并且更具体地涉及非接触通信电路。本公开更具体地旨在选择在非接触通信终端与非接触通信电路之间的通信模式。
背景技术
在接近耦合设备(PCD)(例如非接触终端(非接触读卡器))与非接触集成电路(接近集成电路PIC)或非接触集成电路卡(接近集成电路卡PICC)之间的非接触通信中有用的应用的发展产生新的困难。
特别地，通信遵守演进的标准，这可能产生不同代的设备或电路之间的兼容性问题。
另外，非接触集成电路(由于被包括在微电路卡、移动电话或任何其他便携式设备中)越来越普遍地能够托管具有不同安全水平的多个应用。例如，微电路卡可以托管银行应用(例如根据EMV (Eurocard-Mastercard-Visa)标准)以及其他所谓的私有应用，例如访问控制、运输和类似的应用。
这样的不同应用可能需要不同的协议。一般系统基于读卡器对卡能够根据一个标准或另一标准来通信的能力的检测。然而，这产生错误的拒绝，也就是，能够与读卡器通信的卡被上述读卡器拒绝。
发明内容
想要一种用于验证用于通信的接近集成电路与接近耦合设备的兼容性的解决方案。
想要一种兼容现有的耦合设备的解决方案。
因此，实施例提供了一种配置非接触通信电路的方法，非接触通信电路托管兼容不同通信协议的至少两个应用，其中作为对于由接近耦合设备发起的第一防冲突过程的响应，电路传输通信协议的两个标识符以在接近耦合设备侧引起冲突。
根据实施例，作为对于在第一防冲突过程之后的第二防冲突过程的响应，电路传输根据由第一过程使用的协议选择的单个通信协议标识符。
根据实施例，两个标识符的传输发生直到电路检测到设备的传输的条件变化。
根据实施例，标识符的值决定由电路接受的通信协议。
根据实施例，电路利用第一标识符根据ISO 14443-4协议通信并且利用第二标识符根据ISO 14443-3协议通信。
根据实施例，电路还传输电路标识码。
根据实施例，第一应用是EMV应用。
根据实施例，第二应用是MIFARE Classic或MIFARE Classic+应用。
实施例提供了一种非接触通信电路，其包括被编程以实现上述的方法的微处理器。
实施例还提供了一种微电路卡，其包括被编程以实现上述方法的电路。
将结合附图在具体实施例的以下非限制性描述中详细讨论以上和其他特征和优点。
附图说明
图1非常示意性地示出接近通信设备的实施例；
图2是接近耦合设备的配置的一般示例的简化框图；
图3图示根据MIFARE Plus协议的接近通信的建立；以及
图4是配置接近耦合设备的方法的实施例的简化图。
具体实施方式
在不同附图中，相同的元件用相同的附图标记来指代。
为了清楚，仅示出并且将详述对于将要描述的实施例的理解而言有用的那些步骤和要素。特别地，没有详述通信完成之后接近耦合设备与接近集成电路之间的交换(exchange)，所描述的实施例兼容一般的交换。
使用形成接近集成电路卡(PICC)的非接触卡和形成接近耦合设备(PCD)的非接触读卡器作为示例来描述实施例。然而，它们更一般地适用于被用作接近耦合设备的任何设备并且适用于其中造成类似问题的任何非接触通信集成电路。另外，虽然参考支付应用，但是所描述的实施例适用于不同属性的应用，只要它们产生相同的问题并且兼容所描述的解决方案。
图1非常示意性地示出所描述的实施例所适用的类型的非接触通信系统的示例。
非接触通信终端1或接近读卡器(读卡器，READER)生成电磁场。位于读卡器的范围内的接近卡3(卡，CARD)检测场并且然后能够与读卡器交换信息。
非接触通信协议可以是“私有的”，也就是，由制造商来设置或者被标准化。特别地，银行卡使用所谓的EMV技术，该技术使用基于ISO 14443-4标准的协议。然而，多应用卡不仅能够托管根据EMV 技术的银行应用，还能够托管使用被称为MIFARE的技术的应用。在某些实现中，MIFARE技术使用不支持ISO 14443-4协议的(应用) 通信协议。要由卡来发起的应用取决于与其通信的读卡器。实际上，读卡器通常专用于应用(例如，银行、运输、访问控制等)并且卡在读卡器的场中的激活取决于卡接受的协议。
图2是图示卡在读卡器的场中的激活的一般序列的步骤的框图。
PCD读卡器周期性地或者在检测到(框21，开始，START)其生成的场中负载的存在时发送意图用于场中可能存在的卡的请求 (REQA)。如果场中存在的PICC卡解译请求REQA，则其发送确认消息ATQA。在接收到这样的消息时，读卡器开始所谓的防冲突过程 (框23，防冲突，ACTICOLLISION)以确保其与单个卡通信。这样的过程包括：由卡发送卡的标识符UID以及SAK(选择确认)码， SAK码标识由卡托管的并且其应答的应用。读卡器验证标识符UID是否完整(框25，UID？)。如果其为否(框25的输出N)，则防冲突过程继续进行直到接收到完整的标识符。如果其为是(框25的输出Y)，则读卡器读取SAK码以确定与卡的通信的协议。通常，在本公开作为目标的应用中，PCD读卡器确定(框27，SAK？)卡与(框 27的输出Y)14443-4还是(框27的输出N)14443-3协议兼容。
SAK码或SAK值确定卡接受的通信协议。
多应用卡的到达(特别是EMV类型的银行应用和MIFARE Plus 类型的应用)产生困难。
MIFARE技术根据卡生成具有不同的安全水平SL0到SL3。更特别地，MIFAREClassic(SL1模式)或MIFARE Classic+(SL2模式) 卡与ISO 14443-3协议兼容。MIFAREPlus(SL3)卡与ISO 14443-4 协议兼容。另外，先进的MIFARE Plus卡向下兼容。因此，MIFARE Plus卡也可以在更低安全水平下操作，以与现有的读卡器兼容。类似地，托管MIFARE Plus应用的读卡器通常能够根据更低协议(MIFARE Classic或Classic+)来操作。
为了得益于最近的协议并且特别是MIFARE Plus协议的优点，托管MIFARE Plus应用的读卡器首先尝试根据这一协议建立通信。因此，如果其场中存在卡，则其尝试根据ISO14443-4协议建立通信。如果卡应答，则表示其与MIFARE Plus技术兼容并且通信开始。如果卡没有应答，则读卡器切换到更低水平的MIFARE Classic协议并且根据14443-3标准来通信。
然而，如果存在托管EMV应用和MIFARE Classic应用的卡，则不能建立通信，即使卡与读卡器兼容。实际上，当通信被建立时，卡应答其接受14443-4协议，因为其托管EMV应用。读卡器然后开始在MIFARE Plus模式下的通信。然而，卡没有响应，因为其MIFARE 应用与MIFARE Plus技术不兼容。已经在MIFARE Classic(或 Classic+)模式下与读卡器通信的卡由于托管EMV应用而被阻止通信正是这种情况。
实际上，卡在接收链接至应用的具体的控制信号之前没有识别业务的属性(例如EMV或MIFARE Plus)。现在，MIFARE Plus读卡器通过在向应用发送具体的控制信号之前使业务适合最高性能协议 (MIFARE Plus)来开始。这对于托管EMV应用和MIFARE应用但是与MIFARE Plus不兼容的卡而言产生业务的失败，即使读卡器和卡与MIFARE Classic技术兼容。
图3非常示意性地图示在这样的情况下的MIFARE Plus读卡器对于业务的拒绝。
读卡器(PCD)打开(场打开，FIELD ON)场(激活场生成) 并且周期性地发送(轮询)请求(REQA，图2)。卡(PICC)应答并且防冲突过程开始。由于卡是EMV卡，其使用与ISO14443-4标准兼容的SAK值来应答(应答防冲突)。对于EMV和MIFARE Classic 卡，SAK值是0x28。在接收到应答时，读卡器发送被称为RATS(对选择进行应答的请求)的ISO 14443-4标准的标准化请求，以使得能够在卡应答的情况下切换到MIFARE Plus模式或者在相反情况下保持处于MIFARE Classic模式。由于卡托管EMV应用，其应答(应答 RATS)14443-4标准的这一请求。读卡器然后在安全水平SL3下开始 MIFARE Plus业务(发送SL3命令)。然而，卡保持沉默(没有工作) 或者返回错误(例如，通过提及未知的控制信号)，因为其MIFARE 应用与这一安全水平不兼容。读卡器然后关闭场(场关闭)。
虽然一般技术基于读卡器的检测，然而发明人提供了修改对卡侧的操作以解决以上讨论的情况并且使得SL1或SL2水平MIFARE卡能够与MIFARE Plus读卡器通信，而不管其托管EMV应用这一事实。
图4非常示意性地图示接近业务配置方法的实施例。
根据本实施例，当PICC卡在PCD读卡器的场中时，其通过引起冲突以使得读卡器确信存在两个卡并且从而能够传输两个SAK值来应答防冲突过程(防冲突处理)。卡因此发送(UID+SAK 0x20和 UID+SAK 0x08)其UID标识符和两个SAK值，也就是，对应于14443-4 标准的值0x20和指示SL1水平的MIFARE通信的值0x08。发送引起读卡器进行冲突检测(框41，检测冲突)。
因此根据以下事实得到优点：读卡器发起业务并且读卡器知道其托管哪个应用。特别地，读卡器知道其发起的应用是EVM应用还是 MIFARE应用。因此，其防冲突过程开始排除其没有托管的卡(实际上是应用)。
如在所示示例中，如果读卡器是MIFARE读卡器，则其根据UID 标识符和SAK 0x20检测EMV卡并且根据SAK 0x08检测MIFARE Classic卡。其然后选择(框43,14443-3)14443-3模式并且发送SL1 安全水平命令(发送SL1命令)。因此，即使读卡器是MIFARE Plus 读卡器，其也根据14443-3协议发送控制信号。如果卡面对MIFARE Classic终端，则后者根据144443-3协议发送并且卡侧的MIFARE应用的选择没有造成问题。
如果读卡器是EMV读卡器，其检测场中存在多个卡并且返回轮询模式。这是EMV读卡器对场中存在两个卡的一般反应过程。因此，这在卡侧引起断开连接。当读卡器再次传输时，卡不引起另外的冲突并且发送UID标识符和SAK值0x20。然后通过14443-4协议创建EMV通信。因此，以上描述的操作没有不利地影响与其他读卡器的卡操作。
由卡发送的SAK值取决于其MIFARE安全水平和卡类型(特别地取决于其存储器的大小)。因此，通常，EMV和MIFARE Classic 卡对于2K(2千字节)的卡取SAK值0x28，而对于4K卡取SAK值 0x38。仅MIFARE Classic卡针对于2K卡取值0x08，而对于4K卡取值0x18。EMV和MIFARE Classic+卡对于2K卡取SAK值0x30，而对于4K卡取SAK值0x31。仅MIFARE Classic+卡对于2K卡取SAK 值0x10，而对于4K卡取SAK值0x11。仅EMV卡(单应用)的SAK 值为0x20。
为了实现以上描述的实施例，卡被编程以避免感测表示其多应用特征的单个SAK值，但是在相对于先前防冲突请求而变化的情况下，如同其是两个不同的卡那样来应答。
根据以上模式的备选实施例，如果卡检测到SL3水平命令，则其仅在下一防冲突期间使用SAK值0x08来应答以标识为MIFARE Classic卡并且不再是MIFARE Plus卡。
以上描述的实施例在卡侧实现并且对于读卡器是透明的(其不需要读卡器侧的修改)。卡因此被形成(编程)并且因此与现有的读卡器兼容。
已经描述了各种实施例。本领域技术人员将想到各种备选和修改。特别地，虽然关于微电路卡来描述实施例，然而它们与其中造成类似问题的任何接近通信设备(例如配备有在卡模式下操作的NFC 路由器的手机)中的实现兼容。另外，虽然关于到MIFARE和EMV 银行业务的应用的示例具体地描述实施例，然而它们适用于其中造成类似问题的其他应用。另外，所描述的实施例的实际实现在本领域技术人员基于上文中给出的功能指示并且通常通过使用或通过编程电路本身的能力的范围内。特别地，这些实施例适用于其的非接触集成电路通常包括至少一个微处理器、一个或多个易失性和非易失性存储器单元、接近通信接口以及根据托管的应用的其他电路。
这样的备选、修改和改进旨在作为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，以上描述仅是示例，而非意图限制。本发明仅如以下权利要求及其等同方案中定义地被限制。

Claims (25)

1.一种配置非接触通信电路的方法，所述非接触通信电路托管兼容不同通信协议的至少两个应用，其中作为对于由接近耦合设备发起的第一防冲突过程的响应，所述电路传输所述通信协议的两个标识符以在所述接近耦合设备侧引起冲突；
其中作为对于在所述第一防冲突过程之后的第二防冲突过程的响应，所述电路传输单个通信协议标识符，所述单个通信协议标识符是根据由所述第一防冲突过程使用的协议选择的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述标识符的值决定由所述电路接受的通信协议。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电路利用第一标识符根据ISO 14443-4协议通信并且利用第二标识符根据ISO 14443-3协议通信。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述电路还传输电路标识码。
5.根据权利要求1所述的方法，其中第一应用是EMV应用。
6.根据权利要求1所述的方法，其中第二应用是MIFARE Classic或MIFARE Classic+应用。
7.一种非接触通信电路，包括：
被编程以实现根据权利要求1所述的方法的微处理器；以及
存储器。
8.一种微电路卡，包括：
被编程以实现根据权利要求1所述的方法的电路；以及
存储器。
9.一种用于非接触通信的方法，包括：
由托管兼容不同通信协议的至少两个应用的非接触通信电路检测由接近耦合设备对第一防冲突过程的发起；
由所述非接触通信电路通过传输两个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程的检测进行响应，以引起由所述接近耦合设备对冲突的检测；以及
由所述非接触通信电路通过传输单个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程之后的第二防冲突过程进行响应，所述单个通信协议标识符是根据由所述第一防冲突过程使用的协议选择的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通信协议标识符的值指示由所述非接触通信电路接受的通信协议。
11.根据权利要求10所述的方法，其中第一标识符指示ISO14443-4协议并且第二标识符指示ISO 14443-3协议。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述非接触通信电路传输电路标识码。
13.根据权利要求9所述的方法，其中第一应用是EMV应用。
14.根据权利要求13所述的方法，其中第二应用是MIFARE Classic和MIFARE Classic+应用之一。
15.一种非接触集成电路，包括：
存储器；以及
耦合到所述存储器的微处理器，其中所述微处理器被配置为：
检测由接近耦合设备对第一防冲突过程的发起；以及
通过传输与由所述非接触集成电路支持的两个应用相关联的两个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程的检测进行响应，以引起由所述接近耦合设备对冲突的检测；
其中所述微处理器还被配置为通过传输单个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程之后的第二防冲突过程进行响应，所述单个通信协议标识符是根据由所述第一防冲突过程使用的协议选择的。
16.根据权利要求15所述的非接触集成电路，其中通信协议标识符的值指示由所述非接触集成电路接受的通信协议。
17.根据权利要求16所述的非接触集成电路，其中第一标识符指示ISO 14443-4协议并且第二标识符指示ISO 14443-3协议。
18.根据权利要求15所述的非接触集成电路，其中所述微处理器被配置为传输电路标识码。
19.根据权利要求15所述的非接触集成电路，其中由所述非接触集成电路支持的第一应用是EMV应用。
20.根据权利要求19所述的非接触集成电路，其中由所述非接触集成电路支持的第二应用是MIFARE Classic和MIFARE Classic+应用之一。
21.根据权利要求15所述的非接触集成电路，包括：
微电路卡，所述微电路卡包括所述一个或多个存储器以及所述微处理器。
22.根据权利要求15所述的非接触集成电路，包括
移动通信电路。
23.一种非接触通信系统，包括：
托管至少两个应用的电路；以及
耦合到所述电路的微处理器，其中所述微处理器被配置为：在操作时：
检测由接近耦合设备对第一防冲突过程的发起；以及
通过传输与所述至少两个应用相关联的两个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程的检测进行响应，以引起由所述接近耦合设备对冲突的检测；
其中在操作时，所述微处理器通过传输单个通信协议标识符，来对所述第一防冲突过程之后的第二防冲突过程进行响应，所述单个通信协议标识符是根据由所述第一防冲突过程使用的协议选择的。
24.根据权利要求23所述的非接触通信系统，包括：
所述接近耦合设备。
25.根据权利要求23所述的非接触通信系统，包括在卡模式下操作的近场通信(NFC)路由器。
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