SWP接口及HCI协议技术分析

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1、SWP接口及HCI协议技术分析中国泰尔实验室刘晋兴王鑫潘娟王征摘要：本文全面深入介绍了UICC与非接触通信模块（CLF）间的SWP通信接口，以及上层HCI协议，包括国内外标准最新进展、SWP和HCI技术特点、应用趋势等。关键词：SWP接口HCIUICC移动支付1引言目前用于通信网的UICC卡与非接触通信模块（CLF）间SWP接口是移动支付、物联网等近场通信新业务成功开展的关键接口，非接触通信完成后CLF所得到的数据信息与UICC卡及通信网的交互全由此接口完成。SWP协议即单线协议（SingleWireProtocol），是目前ETSI已有成熟技术要求和测试方法的一种用于在非接触通信模块

2、(CLF)与USIM卡间传输信息的接口协议，确切来说SWP协议定义了CLF模块和USIM卡内的SE芯片传输信息的物理连接形式和底层信号传输要求等（包括物理层、数据链路层）。HCI则定义了一种基于主机（HOST）、端口（GATE）和管道（PIPE）的逻辑协议，在SWP协议各层之上负责逻辑传输管道建立和路由等。2标准体系目前ETSI针对SWP和HCI已有成熟技术要求和测试方法，国内的行业标准正在制定中。ETSI标准体系如图1：图1SWP&HCI标准体系图5如图1所示，该系列标准共分为两类，技术要求以说明各种相关过程的原理为主，测试方法以说明具体测试例的操作步骤和测试目的、判定要求等为主，相

3、同技术方面的技术要求和测试方法应配套参照。3技术分析SWP及HCI协议栈如图2所示：图2SWP&HCI协议栈示意图SWP实现物理层和数据链路层的连接，通过UICC上的一个触点C6的电流电压变化来传递信息，实现物理数据传输、数据链路层无误传输数据、对接收和发送的数据排序、数据链路层流量控制等功能。HCI协议（HostControllerInterface）与SWP接口关系可类比计算机网TCP/IP协议与以太网、WIFI、ADSL等物理实体接口的关系理解，即HCI负责逻辑地址和管道、端口的建立，不关注底层物理连接特性，且HCI协议不特定用于SWP物理接口形式。3.1SWP接口图3非接前端—

4、UICC卡物理连接6如图3，UICC的C6触点（SWIO）连接到CLF用来传输S1和S2信号。SWP接口是UICC卡与非接触通信模块之间基于比特流、点对点通讯的协议，交互原理如图4所示。其中CLF是主设备、UICC是从设备。图4SWP数据传输SWP协议是基于全双工数字传输的模式。S1信号通过电压的数字调制（L或H）来传送从CLF到UICC的信息，S2信号通过对电流的数据调制（L或H）来传送从UICC到CLF的信号。这样通过一个触点，单线连接即可完成信息的交互，因此，该协议被称之为单线协议。SWP接口可工作于两种功耗模式之下：低功耗模式和全功耗模式。如果UICC卡处于低功耗模式，终端不应

5、激活YD/T1762.1-2008的接口；如果UICC支持3GPPTS102600中定义的USB接口，终端不应执行USB接口的附着。如果UICC卡处于全功耗模式，终端可以独立激活任何其它UICC接口。SWP接口物理层之上即是数据链路层，数据链路层管理LPDU如图5所示，该层可被分解为两个子层。数据包LLC层LPDUMAC层帧图5SWP接口数据链路层结构7MAC层(MediaAccessContorl)负责组帧，包括比特填充、错误检测等，具体主从设备的帧结构见标准相关章节LLC层(LogicalLinkControl)负责错误管理和流控制，根据不同场景具体可分为三类LLCSWP接口支持的

6、三类LLC层：ACTLLC、SHDLCLLC、CLTLLC。ACTLLC：本层包含接口激活时使用的帧。CLF和UICC强制支持本层。低功耗模式激活和全功耗模式典型初次激活流程见表1，后续激活过程类似。表1低功耗模式下初次激活（所有帧无错传输）步骤方向描述1终端→UICC激活VCC(触点C1)2终端→UICC激活SWIO(触点C6)3UICC→终端唤醒SWP4终端→UICC发送转换序列使SWP接口处于激活状态5UICC→终端发送ACT_SYNC帧全功耗模式激活（所有帧无错传输）步骤方向描述1终端→UICC激活VCC(触点C1)激活或不激活YD/T1762.1-2008（ISO/IEC78

7、16）2终端←→UICC中定义的接口3终端→UICC激活SWIO(触点C6)4UICC→终端唤醒SWP5终端→UICC发送转换序列使SWP接口处于激活状态6UICC→终端发送ACT_SYNC帧7终端→UICC发送指示全功耗模式FR=0的ACT_POWER_MODE帧。8UICC→终端发送ACT_READY帧SHDLCLLC：一般的LLC会在大多数非接触传输中使用本层，CLF和UICC强制支持此层。SWPSHDLC层是ISO的高层数据链路控制（H