射频识别技术漫谈(25)——Felica简介

Felica是SONY公司开发的射频识别技术，该技术使用的载波频率与ISO14443A和ISO14443B一样，都是13.56MHz，所以有人把它称为ISO14443C,但SONY并没有正式接受这样的称谓。

Felica技术并不是一个完全公开的协议，尤其是该技术涉及安全认证和加密的部分，SONY的保密做的很好。本文介绍的也仅是其公开的部分信息。

Felica技术的通讯协议包括三层：物理层描述数据传输的物理和电气特性; 数据链路层描述数据传输和错误检测的格式;应用层描述命令的功能和规范.

Felica射频传输的物理特性如下表所示

Felica射频接口的物理特性

数据传输方法	半双工同步系统
载波频率	13.56MHz
调制方法	ASK
位编码方法	Manchester编码，MSB在前
数据传输速率	212/424 kbps

Felica卡片和读写器之间的数据传输使用数据包。数据包的格式如下：

数据包各部分定义

名称	字节长度	定义
前导码	6	00 00 00 00 00 00
同步码	2	B2 4D
数据长度	1	包数据长度+1
包数据	n	命令包或返回包中的数据
CRC	2	基于CRC-CCITT的校验， 初始值=0000H， 生成多项式：X16+X12+X5+1

Felica技术应用层的命令包由命令码和命令数据两部分组成，包括1字节的命令码和N字节的命令数据。命令码标识命令的类型，命令数据为本条命令执行所需的数据。读卡器命令发出后卡片回复一个响应包，响应包由1字节响应码和N字节响应数据两部分组成。响应码标识响应的类型，响应数据为本条命令执行后卡片返回的数据。

Felica命令列表如下：

命令	命令码	响应码	功能简述
轮询	00H	01H	探测识别卡片
请求服务	02H	03H	验证卡片上是否存在指定的域或服务
请求响应	04H	05H	验证射频场中是否有卡
不需认证读	06H	07H	从不需认证的服务中读取数据块
不需认证写	08H	09H	向不需认证的服务中写入数据块
请求系统码	0CH	0DH	读取卡片上已注册的系统码
认证1	10H	11H	读写器认证卡片
认证2	12H	13H	卡片认证读写器
读	14H	15H	从需认证的服务中读取数据块
写	16H	17H	向需认证的服务中写入数据块

Felica有两个重要的参数：出厂识别码(IDm)和出厂参数(PMm)。IDm和PMm可以使用轮询命令获得，IDm和PMm在出厂时固化在卡片中，卡片出厂后不能修改。

Felica使用出厂识别码(IDm)在通讯中识别一张卡片。Idm包含制造商代码和卡片识别码两部分。

出厂参数(PMm)包括2字节的芯片类型(用来识别产品)和6字节的最大响应时间参数(用来确定每一条命令的超时时间)。

Felica采用基于时隙的方法实现卡片的防冲突机制。为了识别一张卡片，读写器必须使用轮询命令轮询未知数量的卡片。卡片收到轮询命令后，以随机的方式选择一个时隙，并在读写器呼叫该时隙时予以应答，从而实现防冲突。

当读写器正确接收一个卡片对于轮询命令的应答，读写器可以获得卡片的Idm，在之后的通讯中，读写器通过在命令包中包含Idm，就可以从射频场的多张卡片中唯一的指定一张进行通讯。卡片收到命令后将把自己的Idm与命令包中的Idm比对，如果不同卡片不会对命令做出反应。这种机制实现了射频场中的卡片选择。