ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-2-2004 Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 2. Воздушный интерфейс и инициализация

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-2-2004

Группа Э46

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Карты идентификационные
Карты на интегральных схемах бесконтактные

КАРТЫ УДАЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

Часть 2

Воздушный интерфейс и инициализация

Identification cards. Contactless integrated circuit(s) cards. Vicinity cards.
Part 2. Air interface and initialization

ОКС 35.240.15
ОКП 40 8470

Дата введения 2005-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии", Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ), ОАО "Московский комитет по науке и технологиям"

ВНЕСЕН ТК 22 "Информационные технологии"

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 марта 2004 г. N 115-ст

3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО/МЭК 15693-2:2000 "Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 2. Воздушный интерфейс и инициализация"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт - один из серии стандартов, описывающих параметры идентификационных карт, как определено в ГОСТ Р ИСО/МЭК 7810, и их применение в рамках обмена информацией.

Настоящий стандарт описывает электрические характеристики бесконтактного интерфейса между картой удаленного действия и соответствующим терминальным оборудованием. Интерфейс включает в себя передачу энергии и двунаправленную передачу данных.

Стандарт не препятствует применению в карте технологий, регламентируемых также другими стандартами.

Стандарты на бесконтактные карты охватывают следующие типы карт:

- поверхностного действия (серия стандартов ИСО/МЭК 10536);

- близкого действия (серия стандартов ИСО/МЭК 14443);

- удаленного действия (серия стандартов ИСО/МЭК 15693). Эти карты предназначены для работы на расстоянии от связанного с ними терминального оборудования.

Применение настоящего стандарта может повлечь за собой использование патентов. За соответствующей информацией необходимо обращаться в следующие организации, являющиеся обладателями патентных прав:

- по подразделу 7.2 настоящего стандарта "Скорость передачи и кодирование данных":

Infineon Technologies AG
Р О Box 800949

D-81609 Munich
Germany;

Koninklijke Philips Electronics N.V.
Prof. Holstlaan 6
6566 AA Eindhoven
The Netherlands;

Omron Corporation
Intellectual Property Group
20 Igadera, Shimokaiinji,
Nagaokakyo-City
Kyoto, 617-8510 Japan;

- no подразделам 8.2 "Поднесущая" и 8.3 "Скорости передачи данных" настоящего стандарта:

Техас Instrument
Deutschland GmbH

D-85350 Freising
Germany.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает характеристики полей, используемых для передачи энергии и двунаправленной передачи данных между терминальным оборудованием (VCD) и картами удаленного действия (VICC).

Стандарт следует применять совместно с другими частями ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693.

Стандарт не устанавливает требования к средствам генерирования полей связи, а также средствам подавления электромагнитного излучения и биологической защиты.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1-2004 Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 1. Физические характеристики

ИСО/МЭК 10373-7:2001* Карты идентификационные. Методы испытаний. Часть 7. Карты удаленного действия

ИСО/МЭК 15693-3:2001* Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 3. Предотвращение конфликта и протокол передачи

_____________

* Международные стандарты ИСО/МЭК - во ВНИИКИ Госстандарта России.

3 Определения

В настоящем стандарте используют термины и определения по ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1, а также следующие.

3.1 коэффициент амплитудной модуляции: Коэффициент, равный , где и - пиковая и минимальная амплитуды сигнала соответственно.

Примечание- Значение коэффициента может быть выражено в процентах.

3.2 поднесущая: Сигнал с частотой , используемый для модулирования несущей частоты .

3.3 байт: Восемь битов данных, обозначаемых как b1 . . . b8, от старшего значащего бита (MSB) b8 до младшего значащего бита (LSB) b1.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применяют следующие сокращения и обозначения.

4.1 Сокращения

ASK - амплитудная манипуляция (Amplitude shift keying).

EOF - конец кадра (End of frame).

LSB - младший значащий бит (Least significant bit).

MSB - старший значащий бит (Most significant bit).

PPM - фазоимпульсная модуляция (Pulse position modulation).

RF - радиочастота (Radio frequency).

SOF - начало кадра (Start of frame).

VCD - терминальное оборудование для карт удаленного действия (Vicinity coupling device).

VICC - карта на интегральных схемах удаленного действия (Vicinity integrated circuit card).

4.2 Обозначения

- амплитуда немодулированной несущей.

- амплитуда модулированной несущей.

- частота рабочего поля (несущая частота).

- частота поднесущей.

- максимальная напряженность рабочего поля.

- минимальная напряженность рабочего поля.

5 Начальный диалог

Диалог между VCD и VICC (одной или несколькими VICC одновременно) осуществляется через следующие последовательные операции:

VCD активизирует VICC радиочастотным рабочим полем;

VICC ждет команду от VCD;

VCD передает команду;

VICC передает ответ.

Эти операции используют радиочастотный интерфейс сигналов связи и передачи энергии, установленный в следующих разделах стандарта, и должны выполняться в соответствии с протоколом, описываемым в ИСО/МЭК 15693-3.

6 Передача энергии

Передача энергии на VICC осуществляется посредством радиоволн через антенны в VCD и VICC. Радиочастотное рабочее поле, сообщающее энергию VICC от VCD, подвергается модуляции для передачи данных с VCD на VICC, как описано в разделе 7.

6.1 Частота

Частота радиочастотного рабочего поля составляет 13,56 МГц ±7 кГц.

6.2 Рабочее поле

VICC должна правильно функционировать в диапазоне от до .

Минимальная напряженность рабочего поля составляет 150 мА/м (среднеквадратическое значение).

Максимальная напряженность рабочего поля составляет 5 А/м (среднеквадратическое значение).

VCD должно генерировать поле напряженностью не менее и не более в местах, определенных изготовителем (рабочая зона).

Кроме того, VCD должно быть способно передавать энергию любой одиночной эталонной VICC (описана в методах испытаний) в местах, определенных изготовителем (в пределах рабочей зоны).

VCD не должно генерировать поле напряженностью выше, чем значение, установленное в ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1 (для переменного магнитного поля), в любой возможной позиции VICC.

Методы испытаний для определения рабочего поля VCD установлены в ИСО/МЭК 10373-7.

7 Интерфейс сигналов связи при передаче данных с VCD на VICC

Для некоторых параметров интерфейса определены несколько режимов, учитывающих различные международные регламенты радиосвязи и условия применения.

Благодаря установленным режимам любое кодирование данных может сочетаться с любой модуляцией.

7.1 Модуляция

Связь между VCD и VICC осуществляется с использованием принципа ASK. Применяются два коэффициента амплитудной модуляции: 10% и 100%. VIСС должна быть способна декодировать оба вида сигнала. VCD определяет, какой коэффициент амплитудной модуляции применять.

В зависимости от выбора, сделанного VCD, "пауза" будет создаваться, как показано на рисунке 1 или 2.

Восстановление синхронизации должно наступать после

Рисунок 1 - Модуляция несущей для случая 100% ASK

VICC должна быть действующей при любом значении коэффициента амплитудной модуляции от 10% до 30%.

Рисунок 2 - Модуляция несущей для случая 10% ASK

7.2 Скорость передачи и кодирование данных

Кодирование данных должно выполняться с использованием фазоимпульсной модуляции.

VICC должна поддерживать два способа кодирования данных. VCD должно выбрать один из них и указать его VICC в начале кадра (SOF), как определено в 7.3.

7.2.1 Способ кодирования данных "1 из 256"

Значение байта должно быть представлено местоположением одной паузы. Местоположение паузы в одном из 256 последовательных периодов длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс) определяет значение байта. В этом случае передача одного байта занимает приблизительно 4,833 мс, а результирующая скорость передачи данных составляет 1,65 кбит/с (/8192). Последний байт кадра должен быть полностью передан до посылки EOF.

Рисунок 3 поясняет технику этого кодирования с применением фазоимпульсной модуляции.

Рисунок 3 - Способ кодирования "1 из 256"

На рисунке 3 данные 'Е1'=(11100001)b=(225) передаются от VCD к VICC.

Пауза должна возникать во второй половине периода, определяющего значение байта, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 - Параметры одного периода

7.2.2 Способ кодирования данных "1 из 4"

Для способа кодирования "1 из 4" также применяют фазоимпульсную модуляцию; в этом случае местоположение импульса определяет сразу два бита. Четыре последовательные пары битов формируют байт, при этом младшая пара битов передается первой.

Результирующая скорость передачи данных составляет 26,48 кбит/с (/512).

На рисунке 5 представлены техника кодирования при помощи одного из четырех местоположений импульса и само кодирование.

Местоположение импульса кодирует пару битов "00"

Местоположение импульса кодирует пару битов "01" (1=LSB)

Местоположение импульса кодирует пару битов "10" (0=LSB)

Местоположение импульса кодирует пару битов "11"

Рисунок 5 - Способ кодирования "1 из 4"

На рисунке 6 показан пример передачи данных 'Е1'=(11100001)b=225 с VCD.

Рисунок 6 - Пример кодирования способом "1 из 4"

7.3 Передача кадров с VCD на VICC

Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и не зависит от протокола.

Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы за международными организациями по стандартизации ИСО/МЭК для будущего применения.

VICC должна быть готова к получению кадра с VCD в течение 300 мкс после отправки кадра на VCD.

VICC должна быть готова к получению кадра в течение 1 мс после активизации питающим полем.

7.3.1 SOF для выбора кода "1 из 256"

Последовательность SOF, представленная на рисунке 7, выбирает способ кодирования данных "1 из 256".

Рисунок 7 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 256"

7.3.2 SОF для выбора кода "1 из 4"

Последовательность SOF, представленная на рисунке 8, выбирает способ кодирования данных "1 из 4".

Рисунок 8 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 4"

7.3.3 EOF для любого способа кодирования данных

Последовательность EOF, применяемая для любого способа кодирования данных, представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Конец кадра при любом способе кодирования

8 Интерфейс сигналов связи при передаче данных с VICC на VCD

Дня некоторых параметров интерфейса определены несколько режимов, с тем чтобы учесть различные шумовые влияния и условия применения.

8.1 Модуляция нагрузкой

VICC должна быть способна устанавливать связь с VCD через зону индуктивной связи, где на нагрузке несущая модулируется поднесущей частотой . Генерирование поднесущей должно происходить при переключении нагрузки в VICC.

Амплитуда модуляции на нагрузке должна составлять не менее 10 мВ при измерении, описываемом в методах испытаний, установленных в ИСО/МЭК 10373-7.

8.2 Поднесущая

Может использоваться одна или две поднесущие в соответствии с выбором, осуществляемым VCD. На выбранный вариант VCD указывает посредством первого бита в заголовке протокола, как определено в ИСО/МЭК 15693-3. VICC должна поддерживать оба режима.

Если используется одна поднссущая, то частота поднесущей (частота модуляции нагрузкой) должна составлять /32 (423,75 кГц).

Если используются две поднесущие, то частота должна составлять /32 (423,75 кГц), а частота -/28 (484,28 кГц).

Если представлены две поднесущие, то между ними должно быть постоянное соотношение фаз

.

8.3 Скорости передачи данных

Может использоваться низкая или высокая скорость передачи данных. Выбор скорости осуществляет VCD и указывает на выбранный вариант посредством второго бита в заголовке протокола, как определено в ИСО/МЭК 15693-3. VICC должна поддерживать скорости передачи данных, представленные в таблице 1.

Таблица 1- Скорости передачи данных

8.4 Представление и кодирование битов

Данные должны быть закодированы с использованием манчестерского кодирования в соответствии со следующими схемами. Все указанные интервалы времени относятся к высокой скорости передачи данных с VICC на VCD. Для низкой скорости передачи данных используется такая же поднесущая частота или частоты, но в этом случае число импульсов и интервалы времени должны быть умножены на четыре.

8.4.1 Кодирование битов при использовании одной поднесущей

Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), см. рисунок 10.

Рисунок 10 - Логический ноль

Логическая единица начинается с немодулированного интервала времени длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), см. рисунок 11.

Рисунок 11 - Логическая единица

8.4.2 Кодирование битов при использовании двух поднесущих

Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), см. рисунок 12.

Рисунок 12 - Логический ноль

Логическая единица начинается с девяти импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), см. рисунок 13.

Рисунок 13 - Логическая единица

8.5 Передача кадров с VICC на VCD

Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и не зависит от протокола.

Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы за международными организациями по стандартизации ИСО/МЭК для будущего применения.

Все указанные интервалы времени относятся к высокой скорости передачи данных с VICC на VCD.

Для низкой скорости передачи данных используется такая же поднесущая частота или частоты, но в этом случае число импульсов и интервалы времени должны быть умножены на четыре.

VCD должно быть готово к получению кадра с VICC в течение 300 мкс после отправки кадра на VICC.

8.5.1 SOF при использовании одной поднесущей

SOF состоит из трех частей:

- немодулированного интервала длительностью 768/ (приблизительно 56,64 мкс);

- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);

- логической единицы, которая начинается с немодулированного интервала длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц).

SOF для одной поднесущей представлено на рисунке 14.

Рисунок 14 - Начало кадра при использовании одной поднесущей

8.5.2 SOF при использовании двух поднесущих

SOF состоит из трех частей:

- 27 импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц);

- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);

- логической единицы, которая начинается с девяти импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц).

SOF для двух поднесущих представлено на рисунке 15.

Рисунок 15 - Начало кадра при использовании двух поднесущих

8.5.3 EOF при использовании одной поднесущей

EOF состоит из трех частей:

- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс);

- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);

- немодулированного интервала длительностью 768/ (приблизительно 56,64 мкс).

EOF для одной поднесущей представлен на рисунке 16.

Рисунок 16 - Конец кадра при использовании одной поднесущей

8.5.4 ЕОF при использовании двух поднесущих

EOF состоит из трех частей:

- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц);

- 24 импульсов частотой /З2 (приблизительно 423,75 кГц);

- 27 импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц).

EOF для двух поднесущих представлен на рисунке 17.

Рисунок 17 - Конец кадра при использовании двух поднесущих

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Совместимость стандартов

Настоящий стандарт не препятствует дополнительному применению для VICC других существующих стандартов на карты, таких как, например, стандарты следующих серий:

ИСО/МЭК 7811 Карты идентификационные. Способ записи

ИСО/МЭК 7812 Карты идентификационные. Идентификация эмитентов

ИСО/МЭК 7813 Карты идентификационные. Карты для финансовых операций

ИСО/МЭК 7816 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами

ИСО/МЭК 10536 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты поверхностного действия

ИСО/МЭК 14443 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты близкого действия.

Текст документа сверен по:

М.: ИПК Издательство стандартов, 2004