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