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:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2004