NFC協議學習分享-1

　　很多同學在學習NFC協議的時候，覺得NFC的規範從底層到上層的應有盡有，有點無處下手的感覺。這裡就和大家分享下我曾經學習NFC規範的經驗。如果有不對的地方，也請各位同學批評指正。NFC Forum中有一個所有規範的列表，可以看到目前絕大部分的規範都已經正式發布了，當然了雖然是正式發布了，但是NFC FORUM還在不停的bug fix。表裡面並沒有列出NFC FORUM的一些新項目，如NCI NG和Wireless charging等。

　　在對NFC的某一個規範進行學習之前，首先要對NFC規範的整體架構有一個大致的瞭解，這樣的話，才能從整體上進行把握。這裡引用了NFC FORUM中一個公開文檔中的三個架構圖。NFC有三種工作模式，讀卡機（R/W）,卡類比（CE）和點對點（P2P），那麼這三種模式也對應著不同的協議架構，這個其實與藍芽中的profile很類似，即針對不同的應用，有不同的協議組合。

 

讀卡機模式或讀寫入模式：

　　Analogue，也就是NFC物理層的協議，主要定義了NFC裝置的射頻特性，如射頻場的波形、強度等。

　　Digital Protocol，數字協議。實際上這裡就可以把它理解成NFC的MAC層協議，它定義了三種NFC技術，NFC-A/B/F，分別對應著ISO14443 TYPEA、TYPEB以及Felica的規範，其中包括了初始化、衝突檢測等。同時它也定義了傳輸協議，如NFC-DEP，ISO-DEP等。這個數字協議實際上就是ISO/IEC14443, ISO18092的一個合體。

　　這裡要說明一下，在這個架構圖中其實還有一個Activity的規範，它可以說是Digital的一個補充。Digital中定義了框架格式，編碼等通訊的功能，但是如何使用Digital中的定義的幀來完成通訊，則是在Activity規範中定義的。Activity中定義了一大堆的流程圖及狀態轉移圖，用來描述Digital規範中的內容是如何工作的，這樣看來其實Acitivity規範也應該就是Digital中的一部分。

　　以上這三個協議是NFC通訊的基礎，在NFC的三種模式下，都要使用這三個底層的協議。可以說這三個協議是整個NFC通訊的基礎，掌握了這三個協議可以說對於NFC的理解就成了一半。當然這也是NFC中閱讀起來最難的三個協議，當然了如果你對ISO14443/18092有瞭解的話，理解起來就比價輕鬆了，畢竟這些底層協議與非接觸卡規範是一脈相承的。

　　TYPE1-4 TAG OPERATION: 定義了如何從TYPE1/2/3/4中讀寫NDEF訊息。這裡TYPE1/2對應著ISO14443TYPEA，而TYPE3對應著SONY的Felica，TYPE4是一個開放的TAG標準，即ISO14443 TYPEA TYPEB和ISO 7816-4；

 

NDEF REFERENCE APPLICATON：是NFC Forum的RAF工作群組定義的一些應用規範，這些應用規範並不是強制性的，主要是提供一些參考，但實際上很多廠家都會使用RAF提供的參考規範來開發應用，比如說串連切換（Connection handover）用於NFC為藍芽或WIFI進行串連的建立。

 

Third Party NDEF Application：是由第三方開發的基於NDEF訊息的應用。NON-NDEF Application：如果不是基於NDEF的應用，實際上就是直接調用Digital協議進行應用資料的封裝，即將應用資料直接映射到Digital中定義的框架格式中。

 

點對點模式：

 

Analogue/Digital/Activity上面已經介紹過了。

 

LLCP：既然是P2P串連，那麼必然就牽涉到邏輯鏈路的管理，所以需要一個LLCP層，用於鏈路的建立、拆除、維護等功能，同時還提供連線導向和不需連線的服務等。

 

Simple NDEF Exchange protocol（SNEP）：在P2P模式下定義了如何進行NDEF訊息的互動。SNEP的通訊模式就是請求/相應模式，及initator向Target發送SNEPrequest，Target向Initiator回應SNEP Response訊息。SNEP的請求和響應訊息中包含了NDEF格式的資料。這裡對NDEF做一個簡單的說明，其實NDEF應該是做上層應用的開發人員直接面對的，如在ANDROID中，基於Framework中的NFC API很多都是與NDEF格式相關的。NDEF其實就是NFC Forum中定義的一種標準的訊息格式，不僅用在了P2P中，也用在了讀卡機模式中。NDEF是由RECORD(RTD, 記錄)組成的，真正的使用者資料就是存放在RTD中的。NFC FORUM定義了不同的RTD規範，如TEXT, URI，Signature等等。注意一點，在這P2P的圖和R/W的圖中，並沒有顯示的描述NDEF規範。

 

Protocol Bindings，這裡NFC FORUM提了兩個規範一個是OBEX的映射，另一個是IP協議的映射，是將這些協議能夠映射到LLCP協商中。但是在NFC FORUM中，最終取消這兩個協議，是因為這兩個協議並沒有起到任何作用。這些都會在以後給大家介紹。file:///C:/DOCUME~1/QWJ/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif

 

卡類比模式：

 

從協議架構上來說，這個架構確實是這樣的，貌似是比較簡單的，但是個人感覺卡類比模式還是蠻複雜的，因為隨著SE(安全單元，之前也稱為NFCEE)及NCI規範的引入，不僅SE可以類比成卡、DH(主機)和NFCC(NFC控制器)也都可以類比成卡。這在以後的介紹中也也會向大家說明。file:///C:/DOCUME~1/QWJ/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif

 

介紹完基本的NFC協議架構後，這裡簡單的提一下NCI規範，全稱NFC Controller interface，主要的作用是將DH（Device host，主機，在手機中可以看做是手機的AP）和NFCC(可以看做手機中的NFC晶片，如PN544等)之間的訊息標準化，讓我們的手機CPU不用對每一個廠家的NFC晶片都做適配，只要CPU和NFC晶片都遵守NCI規範就可以了，當然了NFC晶片的驅動還是要適配的，呵呵。瞭解藍芽的同學應該很容易理解，這就是藍芽規範中的HCI介面，它們的設計理念是一致的。據說，Google正在為Android開發NCI。