近距离通信的SWP方案及在SIM卡中的实现方法

　　SIM卡需要单独管理这两个协议栈。SWP方案加入SIM卡系统后，不能影响ISO7816接口。举个例子，SIM卡有8个引脚，RST引脚用于复位SIM卡的ISO7816接口，SWP方案加入SIM卡后，RST引脚的Reset信号对SWP接口没有作用，SWP接口通过SWP引脚复位。

3 SWP连接方案在SIM卡中的设计

3.1 系统结构

　　大容量SIM卡是一种支持大容量存储、高速传输、具有新型应用的智能卡。我们研发的大容量SIM卡项目基于ARM Secure Core SC100内核，采用 AHB（高性能总线）+APB（高级外设总线）总线结构。AHB总线提供高速的数据传输，它连接SIM卡内部存储器和高速外部接口（USB接口）。APB总线通过桥接器与AHB总线相连，SIM卡的低速接口（SWP接口、ISO7816接口）挂靠在外设总线上。

3.2 硬件设计

　　SWP硬件设计基于SWP标准，即ETSI（欧洲电信标准协会）制订的的TS 102 613。SWP控制器和SWP接口共同组成了SWP方案的硬件设备。SWP控制器负责处理物理层和数据链路层逻辑。图4为硬件实现数据链路层逻辑时SIM卡内部SWP控制器的结构图。

图4 SWP控制器结构图

3.2.1 接收数据设计

　　在SIM卡和NFC芯片通信期间，SWP控制器在激活、挂起、去激活三种状态间切换。交换数据时，处于激活状态。Rx 解码器不停地检测Si信号，并将来自NFC芯片的单位数据解析为字节输出。Frame resolve分析接收到的每一字节的数据，若为7E(帧头)，则继续接收数据，直到接收到7F(帧尾)，表明SWPC接收到一帧完整的数据。Frame resolve进一步解析接收到的数据帧，首先根据MAC协议剥离帧头和帧尾，然后根据接收方的生成多项式对数据帧进行校验。如果数据正确，则识别出SHDLC数据帧的类型并作相应处理；如果数据错误，则发送拒收帧，要求对方重新发送。对于正确的信息帧，SWP控制器提取信息帧的信息数据（包）写入RX FIFO，并根据接收到的数据帧的字节个数设置控制器的状态寄存器。SWP控制器每接收一帧数据就发起一个硬件中断。

3.2.2 发送数据设计

　　SWP控制器发送数据和接收数据是相反的过程。如果上层应用有数据要发送时，会把数据写入TX FIFO。TX FIFO一旦检测到FIFO有数据，就启动发送模块把数据从TX FIFO中取出，经Frame assemble按照SWP协议的SHDLC协议组装信息帧，添加帧头、帧尾、校验码。把生成的MAC帧数据交给Tx编码器，完成输出数据的物理层组装，将数据转换成单个位电平输出。

3.3 软件驱动设计

　　SWP软件设计基于SWP标准和HCP（主机控制协议）标准。HCP标准是SWP协议之上的标准协议，定义了数据链路层之上的协议层――HCP路由层、HCP消息层以及应用层［5］。底层SWP协议和上层HCP协议组成的协议栈共同完成NFC芯片与UICC通信的完整协议。

　　在大容量SIM卡中采用SWP方案，要实现ISO7816协议栈和SWP协议栈。SIM卡的操作系统使用μC/OS。μC/OS是一种结构小巧、抢占式的实时操作系统。其内核提供任务调度和管理、时间管理、任务同步和通信、内存管理和中断服务等功能。在软件系统中，SWP软件模块是μC/OS的任务之一。