WO2009030472A1 - Data communication according to the single wire protocol - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for data communication between a master and a slave according to the single-wire protocol.
- a communication partner controls the communication by sending commands to one or more other communication partners, so-called slaves.
- the slave responds to the commands of the master, but is in turn unable to initiate communication with the master itself.
- the master can control the slave e.g. supply power and provide this a clock signal.
- Such a master may be, for example, an NFC device in a mobile terminal device which is used for contactless data transmission in the near range.
- a slave is then for example a SIM Mobufunk register, which is used in the mobile station and can communicate with the NFC device.
- the data communication between the NFC device as a master and the SIM mobile card as a slave can be performed, for example, according to the single-wire protocol.
- a UICC Universal Integrated Circuit Card
- USIM mobile card which takes on the role of the SIM mobile card in third generation mobile networks, or a mass storage card can take the role of the slave.
- the single-wire protocol (SWP) is based on a method which is described, for example, in WO 2006/043130 A1.
- the single-wire protocol enables data communication in duplex mode on just one transmission line.
- the slave on this line can be supplied with voltage by the master.
- a data signal is transmitted from the master to the slave by modulating the width of a voltage pulse by a binary signal Sl (pulse width modulation).
- the width of the voltage pulse for transmitting a logical "1" is three times the width of the voltage pulse for transmitting a logic "0".
- Both voltage pulses have a duration which is in each case smaller than a fixed time period T, which is predetermined for transmitting one bit in each case.
- This period of time T is referred to as master-to-slave bit transmission duration in the context of the present invention.
- a data signal transmitted in this way implicitly carries clock information, since the voltage pulses always occur within a time interval of length T.
- the period T can thus be regarded as a clock signal, which is transmitted implicitly with the data signal from the master to the slave.
- a data signal is transmitted from the slave to the master by the slave modulating the current drawn by the master according to a binary signal S2.
- a related current in a defined lower current range corresponds to a logical "0", a current referred to in a defined upper current range of a logical "1".
- the single-wire protocol has four states for the data communication connection established via the transmission line: "active”, “suspend”, “resume” and “reset”.
- active state data is transferred between the master and the slave. If no electrical activity is detected over a certain period of time, the master places the data communication connection in the "suspend state".
- standby state there is usually a constant, non-pulsed voltage on the transmission line. In the standby state, therefore, no implicit clock signal is transmitted.
- Both the master and the slave can put the data communication connection from the ready state back to the active state ("resume state”).
- the master sends a data frame on the transmission line to the slave, the slave sends a logical "1" to the master.
- the master can reset the slave at any time (“reset state”) by applying no voltage to the line for a certain period of time.
- the clock signal transmitted from the master along with the data signal is generally not used by the slave to decode received data.
- the slave has its own clock generator whose clock is between T / 8 and T / 128. This clock is used by the slave in particular for decoding received data.
- the number of clocks of the clock signal generated by the clock generator is counted, which occur while the input signal is applied as a logic "0" and compared with the corresponding number of clocks, which are counted while the input signal Sl is applied as a logical "1".
- this difference is positive or negative, the input signal can be undoubtedly decoded to "0" or "1".
- the slave requires a device to determine specific time periods, for example, to enable a correct transmission of timeout messages, so-called "timeouts".
- the clock signal implicitly transmitted with the data signal can only be used to a limited extent by the slave for timing purposes, in particular also because this clock signal is not transmitted continuously by the master, but only during the active state, but not during the standby state.
- Time-out messages serve as part of a data communication to prevent an unlimited waiting for possibly lost messages that are embedded in special data frames embedded in the single-wire protocol.
- each data frame sent carries a number. Receipt of a correct data frame by the receiver is acknowledged by the receiver by the receiver with an acknowledgment (in the form of a special data frame) with a corresponding number.
- the single-wire protocol provides a time-tracking mechanism. This specifies that a data frame that has not been acknowledged as having arrived correctly after a set period of time is sent again.
- the slave thus needs a device to determine specific time periods.
- the slave has hardware components that allow it to "calculate" time periods based on the clock generated by its own clock generator. Such calculations are expensive and consume resources of the slave. Furthermore are the calculated periods of time quite inaccurate. Therefore, only an approximate time allocation between master and slave can be established.
- the master sends clock messages to the slave as part of a data communication in accordance with the single-wire protocol.
- the master sends these timing messages at intervals greater than the master-to-slave bit transmission time.
- the slave receives these timing messages, recognizes them as timing messages, and processes them.
- a data processing device which is set up as a master to send messages according to the single-wire protocol to a slave, comprises a timing device which is set up to transmit the timing messages in the manner described above.
- a portable data carrier which is set up to receive messages from a data processing device in accordance with the single-wire protocol, comprises a time-clock detection device which is set up to receive the time-clock messages described and to recognize and process them as such. In this way, a temporal association between the master and the slave is established.
- the timing messages allow the slave to specify specific time periods.
- a separate timing device in the slave is not required.
- the approximate time span calculation by means of the clock generated by the slave's own clock generator is replaced by an exact time span determination by means of the clock signals.
- the hardware components and other resources previously used in the data medium for the approximate time span calculation, such as computing time, can be used or saved for other purposes.
- the timing messages are different from ordinary data messages implicitly containing timing information as mentioned above, particularly in that the timing messages are transmitted at intervals greater than a master-to-slave bit transmission duration of a data signal corresponding to the data message transmitted from the master to the master Slave is transmitted.
- a distinction is made between a message to be transmitted and the signal to be transmitted for transmitting the message, that is to say the physical appearance of the message.
- the data processing device can be, for example, an NFC device of a telecommunications terminal, e.g. a Mobilfunkendge- device, a handheld or the like.
- the data carrier may be a SIM or USIM mobile card, a mass storage card or the like.
- the volume uses the timing messages to determine a specific time-out period.
- the data communication between the master and the slave is carried out more effectively. ftihrt. Communication errors or waiting times due to incorrect timing are eliminated.
- the time clock device of the data processing device sends the time clock messages to the data carrier at regular intervals.
- the timing messages serve the time clock detection means of the disk as a regular time clock and help the disk to its own regularly timed timing.
- the time clock device of the data processing device transmits time clock messages both in the active state and in the standby state.
- the clocking means of the data carrier is arranged to receive timing messages in both the active state and the standby state, to recognize and process them as timing messages. In this way, during the entire time that the data communication connection between the data processing device and the data carrier exists, the data carrier has a possibility of determining the time span.
- Time-clock messages sent by the time-clock device of the data processing device can be embodied in different ways, wherein the time-clock recognition device of the data carrier is in each case set up to recognize the differently formed time-clock messages as time-clock messages.
- clock messages sent by the master can be sent, for example, in the form of so-called "flags".
- flags so-called "flags”.
- a data frame according to the single-wire protocol is framed by special separators, each comprising eight bits.
- the so-called start-of-frame-delimiter (“SOF flag", "start-of-frame flag”) has the hexadecimal name OxTE and is always at the beginning of a data frame.
- EEF flag has the hexadecimal value 0xFE and is always at the end of a data frame. Between these frame delimiter separators are various data blocks. Some of them are for tax purposes, eg contain address information, data frame type information or check digits, another block contains the messages to be transmitted.
- a new delimiter which differs from the SOF flag and the EOF flag and serves only as a clock message, for example the eight-bit separator with the hexadecimal value 0xFF.
- Such a delimiter defined solely for the purpose of forming a time tracking can be quickly recognized by the time-clock recognition device since an evaluation of ordinary data frames is not necessary for this purpose and it can already be recognized after eight bits received.
- the time clock device of the data processing device sends an empty data frame as a time-clock message.
- An empty data frame does not include any further data blocks apart from the SOF flag and the directly following EOF flag.
- Such a timing message is also dependent on the time clock recognition device. tion of the data carrier quickly and easily.
- This time-clock message also has the advantage that no new delimiter must be defined. This also applies to the third embodiment described below.
- the clock means sends as a clock message an isolated EOF flag between two transmitted frames.
- a timing message can also be easily recognized by the time-clock recognizer, since an EOF flag following an EOF flag without an SOF flag being sent therebetween can easily be recognized as such. It is also possible that the timing device sends several EOF flags one after the other without transmitting a common data frame in between.
- the time clock device of the data processing device can alternatively or additionally use a SOF flag as the clock signal and to send it embedded in an ordinary data frame.
- a SOF flag is to be recognized as a time-clock message, since the data frame in which a time-clock message formed in this way is embedded is opened by an SOF flag, but has not yet been terminated by an EOF flag. It is again possible to embed several SOF flags as time clock messages in a data frame.
- the clock messages sent by the master in the standby state can also be designed differently.
- a standby clock in the standby state comprises at least one bit and less than eight bits, whereby a confusion with an eight-bit delimiter, which opens a new data frame, is excluded. Vorzugswei- That is, after the sending of a timing message by the clocking means of the data processing device, the standby state is maintained. In this way, the time clock recognition device of the data carrier is also given the opportunity to determine specific time periods when no clock signal is transmitted implicitly with a data signal from the master to the slave.
- the clock detection means of the data carrier may change a defined register as a result of processing the timing messages. In this way, the processing can be done quickly and this result can be accessed quickly and effectively to determine specific time periods based on the timing messages.
- the register can, for example, be toggled in each case after receiving a time-clock message, that is, switched back and forth between two states. It is also possible to increment or decrement the register after each received clock message. A overflow or underflow of the register resulting from this variant, possibly after some time, is preferably signaled to the time clock recognition device by a corresponding interruption. The time clock recognition device then reinitiates the register in order to be able to correctly process subsequently received time clock messages.
- An inventive system accordingly comprises a data processing device described above and a data carrier described above, which are set up to carry out the method described above.
- a system comprises, for example, a telecommunication terminal with an NFC device, which is set up with a data carrier used in the telecommunication terminal, eg a SIM or USIM cellular card or a mass storage card to communicate in accordance with the single-wire protocol.
- a data carrier used in the telecommunication terminal eg a SIM or USIM cellular card or a mass storage card to communicate in accordance with the single-wire protocol.
- Figure 1 shows a preferred embodiment of an inventive
- Figure 2 shows a preferred embodiment of a system according to the invention, comprising a telecommunication terminal with an NFC device and the data carrier of Fig. 1;
- FIG. 3 shows a schematic representation of a first preferred embodiment of a first embodiment of the method according to the invention
- Figure 4 is a schematic representation of a second preferred embodiment of the first embodiment of the inventive method
- Figure 5A is a schematic representation of a first variant of a third preferred embodiment of the first embodiment of the method according to the invention.
- Figure 5B is a schematic representation of a second variant of the third preferred embodiment of the first embodiment of the method according to the invention
- Figure 6 is a schematic representation of a preferred embodiment of a second embodiment of the method according to the invention, which can be combined with the enquiriesfo ⁇ nen of Figures 3 to 5B of the first embodiment.
- a portable data carrier 10 embodied as a SIM mobile radio card in this specific embodiment comprises a data communication interface 20 for contact-type data communication with a data processing device.
- the data communication interface 20 is designed as a contact field in accordance with ISO / IEC 7816 and comprises eight contacts C1 to C8. Other contact data communication interfaces are possible, for example a USB interface.
- the volume 10 may also be a USIM mobile card or a mass storage card, e.g. an SD card ("Secure Digital Memory Card”), which comprises a data communication interface 20 designed according to the SD specification.
- SD card Secure Digital Memory Card
- the SIM mobile communication card 10 further includes a processor (CPU) 30, a non-volatile, non-rewritable ROM 40, a non-volatile rewritable FLASH memory 50 and a volatile random access memory (RAM) 60.
- ROM 40 is a Operating system (OS) 42 of the SIM mobile card 10 is stored.
- the FLASH memory 50 is used to store applications and data. It contains an application described in detail below with reference to FIGS. 3 to 6, which implements a time-clock recognition device 52.
- the memory 50 contains a file system and applications (not shown) of a typical SIM mobile communication card, for example applications for authenticating the user to a mobile radio network.
- the memory 50 may also be designed as an EEPROM memory or the like.
- FIG. 2 shows a telecommunications terminal 100 in the form of a mobile radio terminal. It comprises a processor (CPU) 180, which on the one hand is connected to an NFC device 110 and on the other hand to a reading device 160 for receiving a SIM mobile communication card.
- the NFC device 110 is connected to the reading device 160 via a connecting line 155 and is configured to communicate directly, ie without a detour via the processor 180, with the SIM mobile radio card 10 received by the reading device 160 in accordance with the single-wire protocol.
- the NFC device 110 comprises an antenna 120 and a modem 130, which serve for contactless data transmission in the near range. Via the antenna 120, the NFC device 110 can also draw energy from an electromagnetic field.
- a control device 150 for controlling the NFC device 110 comprises a timing device 152 described in more detail below with reference to FIGS. 3 to 6.
- the reading device 160 serves for receiving the SIM mobile communication card 10 from FIG. 1 and therefore comprises a suitable interface which interacts with the contact surface 20 of the SIM mobile communication card 10.
- the NFC device 110 is connected via the interface with the SIM mobile card 10 via the connection line 155 and the reading device 160.
- the physical connection produced in this way uses the contact C6 of the contact surface 20 on the SIM mobile card 10 side, which is not yet occupied by other applications of the SIM mobile radio card 10.
- a reading device is used which is correspondingly adapted to this data carrier and its data communication interface. It is possible that the mobile terminal 100 comprises a plurality of different reading devices and thereby can accommodate a plurality of different data carriers, which can then each communicate with the NFC device 110.
- the NFC device 110 and the SIM mobile calling card 10 are set up to establish a data communication connection with each other via the connection line 155 in accordance with the single-wire protocol (SWP) and to send messages to the respective communication partner.
- SWP single-wire protocol
- the NFC device 110 assumes the role of the master, the SIM mobile radio card 10 the role of the slave.
- the SIM Mobufunk package 10 can be powered by the NFC device 110 via the connecting line 155 with energy.
- data communication is possible even if the NFC device 110 is in an electromagnetic field, but the mobile station 100 is switched off, via which the SIM mobile radio card otherwise derives its energy.
- the NFC device 110 transmits a signal S1 to the SIM mobile radio card 10 in accordance with the single-wire protocol by pulse width modulation of voltage - impulses.
- the SIM Mobufunk record 10 in turn transmits in the active state of the kommur ⁇ kationsthetic in accordance with the single-wire protocol, a signal S2 to the NFC device 110 by modulating a related via the connection line 155 amperage.
- the signal Sl implicitly carries a clock signal which describes a period T.
- T denotes a master-to-slave bit transmission duration, that is, a fixed time period which is intended to transmit a bit, "0" or "1", from the master to the slave.
- the implicit clock signal transmitted from the NFC device 110 to the SIM mobile radio card 10 is handled by the SIM mobile card 10 is generally not used to decode the signal Sl.
- the SIM mobile communication card 10 has its own clock generator and a decoder (not shown).
- a data communication connection described above can be set up between any data processing device instead of the NFC device 110 and any portable data carrier instead of the SIM mobile communication card 10, as long as the data processing device and the data carrier with the components described above and suitably set up are equipped.
- the invention will be described below by way of example using the example of the NFC device 110 and the SIM mobile communication card 10.
- the clock means 152 of the NFC device 110 is set up as part of the data communication according to the single-wire protocol between the NFC device 110 as master 200 and the SIM mobile communication card 10 as slave 300 time clock messages 500, 510, 520, 530, 540 to the SIM mobile card 10 sen.
- These time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540 are received by the time-clock recognition device 52 of the SIM mobile radio card 10, recognized and processed as time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540.
- the clock messages 500, 510, 520, 530, 540 With the help of the clock messages 500, 510, 520, 530, 540, a temporal association between the NFC device 110 and the SIM mobile communication card 10 is established.
- the time clock device 152 of the NFC device 110 transmits the clock messages 500, 510, 520, 530, 540 at regular time intervals.
- the time clock device 152 in turn has a suitable time measuring device (not shown) or receives timing information from the outside, for example from the processor 180 of the mobile terminal 100 or via the antenna 120.
- the time intervals in which the clock device 152 clock messages 500, 510, 520, 530, 540 transmits for example, to adapt to different data carriers that can be used in the mobile device 100.
- the time intervals in each case describe a separate from the master-to-slave bit transmission time period, which accordingly exceeds the master-to-slave bit transmission time in particular.
- the time clock recognition device 52 of the SIM mobile card 10 uses the timing messages 500, 510, 520, 530, 540 for determining specific time periods, in particular for the correct determination of timeouts.
- the time-clock recognition device 52 processes the time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540 received at regular intervals by, after receiving and recognizing such a time-clock message 500, 510, 520, 530, 540, reserving a register (not shown) for this purpose ) is incremented (or decremented).
- the register is properly initialized at the beginning of the data communication.
- the value of the register indicates the number of received clock messages directly (or indirectly).
- the timing detection means 52 may determine the elapsed time between any two received timing messages 500, 510, 520, 530, 540 by recording the difference of the register entries at the time of receiving the respective timing messages 500, 510, 520, 530, 540 the time interval between two successive clock messages 500, 510, 520, 530, 540 multiplied.
- An overflow (or underflow) of the register is handled by a corresponding interrupt routine and the register is reinitialized.
- a switchable register may be used to process the timing messages 500, 510, 520, 530, 540 by toggling the register.
- the clock means 152 of the NFC device 110 sends according to a first embodiment time clock messages 500, 510, 520 or 530 to the SIM mobile card 10, while the established data communication connection is in the active state ( Figures 3, 4, 5 A, 5B).
- the time clock device 152 also transmits time-clock messages 540 to the SIM mobile communication card during the standby state (FIG. 6). In this way, it is ensured that the SIM mobile communication card 10 is able to determine specific time periods during the entire duration of the data communication with the NFC device 110.
- the time clock recognition device 52 of the SIM mobile card 10 is set up to receive, recognize and process the clock messages 500, 510, 520, 530, 540 both in the active state and in the standby state.
- the shape of the data blocks forming the different timing clock messages 500, 510, 520, 530, 540 will be explained in more detail below.
- the timing messages 500, 510, 520, 530, 540 are always messages sent in addition to or integrated with ordinary data messages separately.
- the temporal information transmitted by the clock clocks 500, 510, 520, 530, 540 is therefore not only implicitly part of a data signal, but is explicitly represented in the form of a message.
- ordinary Data messages are sent as data frame 400.
- a data frame 400 begins with a start-of-data frame delimiter SOF and ends with an end-of-frame delimiter EOF. These two separators are usually eight bits long, with SOF having the hexadecimal value 0x7E (binary: Olli 1110) and EOF of the hexadecimal value OxFE (binary: 1111 1110).
- a new eight-bit delimiter is specifically defined for the purpose of forming the time-clock message 500.
- the delimiter has the hexadecimal value 0xFF (binary: 1111 1111) and is sent to the SIM mobile radio card 10 by the clock device 152 of the NFC device 110 between transmitted data frames 400. It is also possible to send multiple clock messages 500 without a data frame 400 being sent therebetween.
- an empty data frame is sent as a clock message 510 from the master 200 to the slave 300, that is, from the NFC device 110 to the SIM mobile card 10.
- the empty data frame 510 comprises only an SOF and a direct following EOF, thus has (binary) the value Olli 1110 1111 1110.
- the timing messages 510 may be sent between ordinary data frames 400 or sequentially, i. without sending a common data frame 400 in between.
- SOF and EOF are themselves sent as timing messages 520, 530 from the master 200.
- EOF is recognized by the slave 300 as a clock signal 520 if it is after a previously sent EOF (for example, at the end of a data frame 400 as in Figure 5A) or a directly previously sent clock message 520 is sent in the same form without a SOF has been sent in between.
- SOF is recognized by the slave 300 as a timing message 530 when it is sent from the master 200 to a common data frame 400. It is also possible in this second variant that a plurality of clock messages 530 in the form SOF are embedded in the same data frame 400.
- the master 200 in the standby state in which no data messages in the form of data frames 400 are sent to the slave 300, sends clock messages 540 in the form of two-bit data blocks having the binary value 11 to the slave 300.
- the length and value of the Clock messages 540 serving data blocks is variable. The length can vary between one bit and seven bits. The value of the respective bits is also variable.
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Abstract
Description
Datenkommunikation gemäß dem Single-Wire-Protokoll Data communication according to the single-wire protocol
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenkommunikation zwischen einem Master und einem Slave gemäß dem Single-Wire-Protokoll.The present invention relates to a method for data communication between a master and a slave according to the single-wire protocol.
Bei einer Datenkommunikation, die nach dem so genannten Master-Slave- Prinzip durchgeführt wird, steuert ein Kommunikationspartner, der so ge- nannte Master, die Kommunikation, indem er Kommandos an einen oder mehrere andere Kommunikationspartner, so genannte Slaves, sendet. Der Slave antwortet auf die Kommandos des Masters, ist aber seinerseits nicht in der Lage, eine Kommunikation mit dem Master selbst anzustoßen. Zusätzlich kann der Master den Slave z.B. mit Energie versorgen und diesem ein Taktsignal bereitstellen.In a data communication that is carried out according to the so-called master-slave principle, a communication partner, the so-called master, controls the communication by sending commands to one or more other communication partners, so-called slaves. The slave responds to the commands of the master, but is in turn unable to initiate communication with the master itself. In addition, the master can control the slave e.g. supply power and provide this a clock signal.
Ein solcher Master kann beispielsweise eine NFC-Einrichtung in einem Mo- bilfunkendgerät sein, welche zur kontaktlosen Datenübertragung im Nahbereich eingesetzt wird. -Ein Slave ist dann z.B. eine SIM-Mobüfunkkarte, die in das Mobilfunkendgerät eingesetzt wird und mit der NFC-Einrichtung kommunizieren kann. Die Datenkommunikation zwischen der NFC-Einrichtung als Master und der SIM-Mobilfunkkarte als Slave kann beispielsweise gemäß dem Single-Wire-Protokoll durchgeführt werden. Auch eine UICC ("Universal Integrated Circuit Card", oft auch als USIM-Mobilfunkkarte bezeichnet), die in Mobilfunknetzen der dritten Generation die Rolle der SIM-Mobilfunkkarte übernimmt, oder eine Massenspeicherkarte können die Rolle des Slaves einnehmen. Das Single-Wire-Protokoll (SWP) basiert auf einem Verfahren, welches beispielsweise in der WO 2006/043130 Al beschrieben ist. Eine Standardisierung des Single-Wire-Protokolls ist im Gange (ISO/IEC JTC 1 N8018, 7. Dezember 2005). Das Single-Wire-Protokoll ermöglicht eine Datenkommunika- tion in Duplex-Betriebsweise auf nur einer Übertragungsleitung. Zusätzlich kann der Slave auf dieser Leitung durch den Master mit Spannung versorgt werden.Such a master may be, for example, an NFC device in a mobile terminal device which is used for contactless data transmission in the near range. A slave is then for example a SIM Mobufunkkarte, which is used in the mobile station and can communicate with the NFC device. The data communication between the NFC device as a master and the SIM mobile card as a slave can be performed, for example, according to the single-wire protocol. Also, a UICC ("Universal Integrated Circuit Card", often referred to as USIM mobile card), which takes on the role of the SIM mobile card in third generation mobile networks, or a mass storage card can take the role of the slave. The single-wire protocol (SWP) is based on a method which is described, for example, in WO 2006/043130 A1. Standardization of the single-wire protocol is underway (ISO / IEC JTC 1 N8018, 7 December 2005). The single-wire protocol enables data communication in duplex mode on just one transmission line. In addition, the slave on this line can be supplied with voltage by the master.
Ein Datensignal wird vom Master zum Slave durch Modulation der Breite eines Spannungsimpulses durch ein binäres Signal Sl übertragen (Pulsbreitenmodulation). Dabei beträgt die Breite des Spannungsimpulses zum Übertragen einer logischen "1" das Dreifache der Breite des Spannungsimpulses zum Übertragen einer logischen "0". Beide Spannungsimpulse weisen eine Dauer auf, die jeweils kleiner ist als eine feste Zeitspanne T, die zum Über- tragen jeweils eines Bits vorgegeben ist. Diese Zeitspanne T wird im Zusammenhang mit der vorhegenden Erfindung als Master-to-Slave-Bitüber- tragungsdauer bezeichnet. Ein auf diese Weise übertragenes Datensignal trägt implizit eine Taktinformation, denn die Spannungsimpulse erfolgen stets innerhalb eines Zeitintervalls der Länge T. Die Periode T kann somit als Taktsignal angesehen werden, welches implizit mit dem Datensignal vom Master zum Slave übertragen wird.A data signal is transmitted from the master to the slave by modulating the width of a voltage pulse by a binary signal Sl (pulse width modulation). The width of the voltage pulse for transmitting a logical "1" is three times the width of the voltage pulse for transmitting a logic "0". Both voltage pulses have a duration which is in each case smaller than a fixed time period T, which is predetermined for transmitting one bit in each case. This period of time T is referred to as master-to-slave bit transmission duration in the context of the present invention. A data signal transmitted in this way implicitly carries clock information, since the voltage pulses always occur within a time interval of length T. The period T can thus be regarded as a clock signal, which is transmitted implicitly with the data signal from the master to the slave.
Ein Datensignal wird vom Slave zum Master übertragen, indem der Slave die von dem Master bezogene Stromstärke gemäß einem binären Signal S2 moduliert. Eine bezogene Stromstärke in einem definierten unteren Stromstärkebereich entspricht dabei einer logischen "0", eine bezogene Stromstärke in einem definierten oberen Stromstärkebereich einer logischen "1". Auf diese Weise lassen sich über dieselbe Leitung gleichzeitig Daten vom Master zum Slave durch Modulation der Spannungsimpulsbreite und vom Slave zum Master durch Stromstärkemodulation übertragen.A data signal is transmitted from the slave to the master by the slave modulating the current drawn by the master according to a binary signal S2. A related current in a defined lower current range corresponds to a logical "0", a current referred to in a defined upper current range of a logical "1". In this way, data from the master can be simultaneously transmitted via the same line Slave by modulation of the voltage pulse width and transmitted from the slave to the master by current modulation.
Das Single-Wire-Protokoll kennt für die über die Übertragungsleitung herge- stellte Datenkommunikationsverbindung vier Zustände: "active", "suspend", "resume" und "reset". Im aktiven Zustand ("active State") werden Daten zwischen dem Master und dem Slave übertragen. Wird über eine gewisse Zeitspanne keine elektrische Aktivität erkannt, so versetzt der Master die Datenkommunikationsverbindung in den Bereitschaftszustand ("suspend State"). Während des Bereitschaftszustands liegt in der Regel eine konstante, nicht getaktete Spannung an der Übertragungsleitung an. Im Bereitschaftszustand wird also kein implizites Taktsignal übertragen. Sowohl der Master als auch der Slave können die Datenkommunikationsverbindung aus dem Bereitschaftszustand wieder in den aktiven Zustand versetzen ("resume State"). Der Master sendet dazu einen Datenrahmen auf der Übertragungsleitung an den Slave, der Slave sendet dazu eine logische "1" an den Master. Der Master kann den Slave zu jeder Zeit zurücksetzen ("reset State"), indem für eine gewisse Zeitspanne keine Spannung an der Leitung anliegt.The single-wire protocol has four states for the data communication connection established via the transmission line: "active", "suspend", "resume" and "reset". In the active state ("active state"), data is transferred between the master and the slave. If no electrical activity is detected over a certain period of time, the master places the data communication connection in the "suspend state". During the standby state, there is usually a constant, non-pulsed voltage on the transmission line. In the standby state, therefore, no implicit clock signal is transmitted. Both the master and the slave can put the data communication connection from the ready state back to the active state ("resume state"). The master sends a data frame on the transmission line to the slave, the slave sends a logical "1" to the master. The master can reset the slave at any time ("reset state") by applying no voltage to the line for a certain period of time.
Das zusammen mit dem Datensignal vom Master übertragene Taktsignal wird vom Slave im Allgemeinen nicht zum Dekodieren empfangener Daten verwendet. Der Slave verfügt stattdessen über einen eigenen Taktgenerator, dessen Takt zwischen T/ 8 und T/ 128 liegt. Dieser Takt dient dem Slave insbesondere zum Dekodieren empfangener Daten. Dazu wird die Anzahl der Takte des von dem Taktgenerator erzeugten Taktsignals gezählt, welche erfolgen, während das Eingangssignal als logisch "0" anliegt und mit der entsprechenden Anzahl Takte verglichen, die gezählt werden, während das Eingangssignal Sl als logisch "1" anliegt. Abhängig davon, ob diese Differenz positiv oder negativ ist, kann das Eingangssignal zweifelsfrei zu "0" oder "1" dekodiert werden.The clock signal transmitted from the master along with the data signal is generally not used by the slave to decode received data. Instead, the slave has its own clock generator whose clock is between T / 8 and T / 128. This clock is used by the slave in particular for decoding received data. For this purpose, the number of clocks of the clock signal generated by the clock generator is counted, which occur while the input signal is applied as a logic "0" and compared with the corresponding number of clocks, which are counted while the input signal Sl is applied as a logical "1". Depending on whether this difference is positive or negative, the input signal can be undoubtedly decoded to "0" or "1".
Der Slave benötigt eine Einrichtung zürn Bestimmen von konkreten Zeit- spannen, beispielsweise um ein korrektes Senden von Zeitüberschreitungsmeldungen, so genannten "Timeouts", zu ermöglichen. Das mit dem Datensignal implizit übertragene Taktsignal ist für den Slave zur Zeitmessung nur bedingt verwendbar, insbesondere auch deswegen, weil dieses Taktsignal nicht durchgehend, sondern nur während des aktiven Zustandes, nicht aber während des Bereitschaftszustandes vom Master übertragen wird. Zeitüberschreitungsmeldungen dienen im Rahmen einer Datenkommunikation dazu, ein unbegrenztes Warten auf möglicherweise verloren gegangene Nachrichten, die im Rahmen des Single-Wire-Protokolls eingebettet in spezielle Datenrahmen übertragen werden, zu verhindern. Um eine korrekte Datenüber- tragung zwischen dem Master und dem Slave zu gewährleisten, trägt jeder gesendete Datenrahmen eine Nummer. Der Empfang eines korrekten Datenrahmens durch den Empfänger wird dem Sender vom Empfänger durch eine Quittung (in Form eines speziellen Datenrahmens) mit einer entsprechenden Nummer quittiert. Es ist möglich, dass Datenrahmen und/ oder Quittungen während der Datenübertragung beschädigt werden oder verloren gehen. Um dies erkennen und beheben zu können, sieht das Single- Wire-Protokoll einen Zeitüberwachungsmechanismus vor. Dieser legt fest, dass ein Datenrahmen, der nicht nach einer festgesetzten Zeitspanne als korrekt angekommen quittiert ist, erneut gesendet wird. Um diesen Zeitüberwachungsmechanismus zu unterstützen, benötigt der Slave also eine Einrichtung, um konkrete Zeitspannen zu bestimmen. Der Slave verfügt dazu über Hardwarekomponenten, die es ihm ermöglichen, ausgehend von dem durch den eigenen Taktgenerator erzeugten Takt Zeitspannen zu "berechnen". Solche Berechnungen sind aufwendig und verbrauchen Ressourcen des Slaves. Des Weiteren sind die derart errechneten Zeitspannen recht ungenau. Es kann daher nur eine ungefähre zeitliche Zuordnung zwischen Master und Slave hergestellt werden.The slave requires a device to determine specific time periods, for example, to enable a correct transmission of timeout messages, so-called "timeouts". The clock signal implicitly transmitted with the data signal can only be used to a limited extent by the slave for timing purposes, in particular also because this clock signal is not transmitted continuously by the master, but only during the active state, but not during the standby state. Time-out messages serve as part of a data communication to prevent an unlimited waiting for possibly lost messages that are embedded in special data frames embedded in the single-wire protocol. To ensure correct data transfer between the master and the slave, each data frame sent carries a number. Receipt of a correct data frame by the receiver is acknowledged by the receiver by the receiver with an acknowledgment (in the form of a special data frame) with a corresponding number. It is possible that data frames and / or receipts may be damaged or lost during data transfer. To detect and resolve this, the single-wire protocol provides a time-tracking mechanism. This specifies that a data frame that has not been acknowledged as having arrived correctly after a set period of time is sent again. In order to support this time monitoring mechanism, the slave thus needs a device to determine specific time periods. The slave has hardware components that allow it to "calculate" time periods based on the clock generated by its own clock generator. Such calculations are expensive and consume resources of the slave. Furthermore are the calculated periods of time quite inaccurate. Therefore, only an approximate time allocation between master and slave can be established.
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, welches einem Slave im Rahmen einer Datenkommunikation mit einem Master gemäß dem Single- Wire-ProtokoU ein Bestimmen konkreter Zeitspannen, z.B. zum Bestimmen von Timeouts, ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to propose a method which, in the context of a data communication with a master according to the single-wire protocol, allows a slave to determine specific time periods, e.g. for determining timeouts.
Diese Aufgabe wird durch zwei Verfahren, eine Datenverarbeitungseinrichtung und einen Datenträger mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by two methods, a data processing device and a data carrier having the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß sendet der Master im Rahmen einer Datenkommunikation gemäß dem Single- Wire-Protokoll Zeittaktnachrichten an den Slave. Der Master sendet diese Zeittaktnachrichten in zeitlichen Abständen, die größer sind als die Master-to-Slave-Bitübertragungsdauer. Auf der anderen Seite empfängt der Slave diese Zeittaktnachrichten, erkennt sie als Zeittaktnach- richten und verarbeitet sie. Dementsprechend umfasst eine erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, als Master Nachrichten gemäß dem Single- Wire-Protokoll an einen Slave zu senden, eine Zeittakteinrichtung, die eingerichtet ist, die Zeittaktnachrichten in vorstehend beschriebener Weise zu senden. Ein erfindungsgemäßer portabler Datenträ- ger, der eingerichtet ist, als Slave Nachrichten von einer Datenverarbeitungseinrichtung gemäß dem Single- Wire-Protokoll zu empfangen, umfasst eine Zeittakterkennungseinrichtung, die eingerichtet ist, die beschriebenen Zeittaktnachrichten zu empfangen, als solche zu erkennen und zu verarbeiten. Auf diese Weise wird eine zeitliche Zuordnung zwischen dem Master und dem Slave hergestellt. Die Zeittaktnachrichten ermöglichen es dem Slave, konkrete Zeitspannen zu bestimmen. Eine eigene Zeittakteinrichtung im Slave wird dazu nicht benötigt. Die approximative Zeitspannenberechnung mit Hilfe des durch den Slave-eigenen Taktgenerator erzeugten Taktes wird durch eine exakte Zeitspannenbestimmung mittels der Zeittaktnachrichten ersetzt. Die in dem Datenträger für die approximative Zeitspannenberech- nung bisher verwendeten Hardwarekomponenten und sonstigen Ressourcen, wie beispielsweise Rechenzeit, können für andere Zwecke eingesetzt oder eingespart werden.According to the invention, the master sends clock messages to the slave as part of a data communication in accordance with the single-wire protocol. The master sends these timing messages at intervals greater than the master-to-slave bit transmission time. On the other hand, the slave receives these timing messages, recognizes them as timing messages, and processes them. Accordingly, a data processing device according to the invention, which is set up as a master to send messages according to the single-wire protocol to a slave, comprises a timing device which is set up to transmit the timing messages in the manner described above. A portable data carrier according to the invention, which is set up to receive messages from a data processing device in accordance with the single-wire protocol, comprises a time-clock detection device which is set up to receive the time-clock messages described and to recognize and process them as such. In this way, a temporal association between the master and the slave is established. The timing messages allow the slave to specify specific time periods. A separate timing device in the slave is not required. The approximate time span calculation by means of the clock generated by the slave's own clock generator is replaced by an exact time span determination by means of the clock signals. The hardware components and other resources previously used in the data medium for the approximate time span calculation, such as computing time, can be used or saved for other purposes.
Die Zeittaktnachrichten unterscheiden sich von gewöhnlichen Datennachricht, die wie vorstehend erwähnt implizit eine Taktinformation enthalten, insbesondere darin, dass die Zeittaktnachrichten in Abständen gesendet werden, die größer sind als eine Master-to-Slave-Bitübertragungsdauer eines einer Datennachricht entsprechenden Datensignals, welches vom Master zum Slave übertragen wird. Dabei wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zwischen einer zu sendenden Nachricht und dem zum Senden der Nachricht zu übertragenden Signal, also der physikalischen Er- scheinungsform der Nachricht, begrifflich unterschieden.The timing messages are different from ordinary data messages implicitly containing timing information as mentioned above, particularly in that the timing messages are transmitted at intervals greater than a master-to-slave bit transmission duration of a data signal corresponding to the data message transmitted from the master to the master Slave is transmitted. In the context of the present invention, a distinction is made between a message to be transmitted and the signal to be transmitted for transmitting the message, that is to say the physical appearance of the message.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise eine NFC-Einrich- tung eines Telekommunikationsendgeräts sein, z.B. eines Mobilfunkendge- räts, eines Handhelds oder dergleichen. Der Datenträger kann eine SIM- oder USIM-Mobilfunkkarte, eine Massenspeicherkarte oder dergleichen sein.The data processing device can be, for example, an NFC device of a telecommunications terminal, e.g. a Mobilfunkendge- device, a handheld or the like. The data carrier may be a SIM or USIM mobile card, a mass storage card or the like.
Der Datenträger verwendet die Zeittaktnachrichten beispielsweise, um eine konkrete Timeout-Zeitspanne zu bestimmen. Auf diese Weise wird die Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave effektiver durchge- ftihrt. Kommunikationsfehler oder Wartezeiten aufgrund nicht korrekter Ti- meouts entfallen. Es tritt also beispielsweise nicht der Fall auf, dass ein Datenrahmen vom Slave zu früh, also vor Ablauf der dafür im Single-Wire- Protokoll definierten Zeitspanne, erneut gesendet wird, wodurch beim Mas- ter ein Kommunikationsfehler entstünde. Genauso wird es vermieden, dass ein notwendiges Senden eines Datenrahmens zu spät erfolgt, was unnötige Wartezeiten zur Folge hätte.For example, the volume uses the timing messages to determine a specific time-out period. In this way, the data communication between the master and the slave is carried out more effectively. ftihrt. Communication errors or waiting times due to incorrect timing are eliminated. Thus, for example, it does not occur that a data frame is sent again too early by the slave, that is to say before the time span defined for this in the single-wire protocol has expired, which would result in a communication error at the master. Likewise, it is avoided that a necessary transmission of a data frame takes place too late, which would result in unnecessary waiting times.
Die Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung sendet die Zeit- taktnachrichten in regelmäßigen Abständen an den Datenträger. Die Zeittaktnachrichten dienen der Zeittakterkennungseinrichtung des Datenträgers als regelmäßiger Zeittakt und verhelfen dem Datenträger zu einer eigenen regelmäßig getakteten Zeitmessung.The time clock device of the data processing device sends the time clock messages to the data carrier at regular intervals. The timing messages serve the time clock detection means of the disk as a regular time clock and help the disk to its own regularly timed timing.
Vorteilhafterweise sendet die Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung Zeittaktnachrichten sowohl im aktiven Zustand als auch im Bereitschaftszustand. Genauso ist die Zeittakterfassungseinrichtung des Datenträgers eingerichtet, Zeittaktnachrichten sowohl im aktiven Zustand als auch im Bereitschaftszustand zu empfangen, als Zeittaktnachrichten zu erkennen und zu verarbeiten. Auf diese Weise hat der Datenträger während der gesamten Zeit, in der die Datenkommunikationsverbindung zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung und dem Datenträger besteht, eine Möglichkeit zur Zeitspannenbestimmung.Advantageously, the time clock device of the data processing device transmits time clock messages both in the active state and in the standby state. Likewise, the clocking means of the data carrier is arranged to receive timing messages in both the active state and the standby state, to recognize and process them as timing messages. In this way, during the entire time that the data communication connection between the data processing device and the data carrier exists, the data carrier has a possibility of determining the time span.
Von der Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung gesendete Zeittaktnachrichten können auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein, wobei die Zeittakterkennungseinrichtung des Datenträgers jeweils eingerichtet ist, die unterschiedlich ausgebildeten Zeittaktnachrichten als Zeittaktnachrichten zu erkennen. Im aktiven Zustand vom Master gesendete Zeittaktnachrichten können beispielsweise in Form so genannter Trennzeichen ("flags") gesendet werden. Dazu ist zu bemerken, dass ein Datenrahmen gemäß dem Single-Wire-Pro- tokoll durch spezielle Trennzeichen eingerahmt wird, die jeweils acht Bits umfassen. Das so genannte Beginn-des-Datenrahmens-Trennzeichen ("SOF flag", "start-of-frame flag") hat den Hexadezünahvεrt OxTE und steht immer am Anfang eines Datenrahmens. Das so genannte Ende-des-Datenrahmens- Trennzeichen ("EOF flag", "end-of-frame flag") hat den Hexadezimalwert OxFE und steht immer am Ende eines Datenrahmens. Zwischen diesen Rahmenbegrenzungstrennzeichen stehen verschiedene Datenblöcke. Einige davon dienen Steuerzwecken, enthalten also z.B. Adressinformationen, Daten- rahmentypinformationen oder Prüfziffern, ein anderer Block enthält die zu übertragenden Nachrichten.Time-clock messages sent by the time-clock device of the data processing device can be embodied in different ways, wherein the time-clock recognition device of the data carrier is in each case set up to recognize the differently formed time-clock messages as time-clock messages. In the active state, clock messages sent by the master can be sent, for example, in the form of so-called "flags". It should be noted that a data frame according to the single-wire protocol is framed by special separators, each comprising eight bits. The so-called start-of-frame-delimiter ("SOF flag", "start-of-frame flag") has the hexadecimal name OxTE and is always at the beginning of a data frame. The so-called end-of-frame flag ("EOF flag") has the hexadecimal value 0xFE and is always at the end of a data frame. Between these frame delimiter separators are various data blocks. Some of them are for tax purposes, eg contain address information, data frame type information or check digits, another block contains the messages to be transmitted.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird ein neues Trennzeichen definiert, welches von dem SOF flag und dem EOF flag abweicht und nur als Zeittaktnachricht dient, beispielsweise das acht Bit umfassende Trennzeichen mit dem Hexadezimalwert OxFF. Ein solches allein zum Bilden einer Zeitnach- rieht definiertes Trennzeichen kann von der Zeittakterkennungseinrichtung schnell erkannt werden, da eine Auswertung gewöhnlicher Datenrahmen dazu nicht notwendig ist und es bereits nach acht empfangenen Bits erkennbar ist.According to a first embodiment, a new delimiter is defined which differs from the SOF flag and the EOF flag and serves only as a clock message, for example the eight-bit separator with the hexadecimal value 0xFF. Such a delimiter defined solely for the purpose of forming a time tracking can be quickly recognized by the time-clock recognition device since an evaluation of ordinary data frames is not necessary for this purpose and it can already be recognized after eight bits received.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung einen leeren Datenrahmen als Zeittaktnachricht sendet. Ein leerer Datenrahmen umf asst außer dem SOF flag und dem direkt anschließenden EOF flag keine weiteren Datenblöcke. Auch eine solche Zeittaktnachricht ist von der Zeittakterkennungseinrich- tung des Datenträgers schnell und einfach zu erkennen. Diese Zeittaktnachricht bietet weiterhin den Vorteil, dass kein neues Trennzeichen definiert werden muss. Dies gilt auch für die nachstehend beschriebene dritte Ausführungsform.According to a second embodiment, it is provided that the time clock device of the data processing device sends an empty data frame as a time-clock message. An empty data frame does not include any further data blocks apart from the SOF flag and the directly following EOF flag. Such a timing message is also dependent on the time clock recognition device. tion of the data carrier quickly and easily. This time-clock message also has the advantage that no new delimiter must be defined. This also applies to the third embodiment described below.
Gemäß der dritten Ausführungsform sendet die Zeittakteinrichtung als Zeittaktnachricht ein isoliertes EOF flag zwischen zwei gesendeten Datenrahmen. Auch eine solche Zeittaktnachricht kann von der Zeittakterkennungs- einrichtung leicht erkannt werden, da ein EOF flag, welches einem EOF flag folgt, ohne dass dazwischen ein SOF flag gesendet worden ist, leicht als solches erkannt werden kann. Es ist auch möglich, dass die Zeittakteinrichtung mehrere EOF flags nacheinander sendet, ohne dazwischen einen gewöhnlichen Datenrahmen zu senden.According to the third embodiment, the clock means sends as a clock message an isolated EOF flag between two transmitted frames. Such a timing message can also be easily recognized by the time-clock recognizer, since an EOF flag following an EOF flag without an SOF flag being sent therebetween can easily be recognized as such. It is also possible that the timing device sends several EOF flags one after the other without transmitting a common data frame in between.
Im Rahmen dieser dritten Ausführungsform ist es für die Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung auch möglich, alternativ oder zusätzlich als Zeittaktnachricht ein SOF flag zu verwenden und eingebettet in einen gewöhnlichen Datenrahmen zu senden. Für die Zeittakterkennungseinrich- tung des Datenträgers ist ein solches SOF flag als Zeittaktnachricht zu erken- nen, da der Datenrahmen, in dem eine so ausgebildete Zeittaktnachricht eingebettet ist, zwar durch ein SOF flag eröffnet, jedoch noch nicht durch ein EOF flag beendet worden ist. Es ist wiederum möglich, mehrere SOF flags als Zeittaktnachrichten in einen Datenrahmen einzubetten.In the context of this third embodiment, it is also possible for the time clock device of the data processing device to alternatively or additionally use a SOF flag as the clock signal and to send it embedded in an ordinary data frame. For the time clock recognition device of the data carrier, such an SOF flag is to be recognized as a time-clock message, since the data frame in which a time-clock message formed in this way is embedded is opened by an SOF flag, but has not yet been terminated by an EOF flag. It is again possible to embed several SOF flags as time clock messages in a data frame.
Auch die im Bereitschaftszustand vom Master gesendeten Zeittaktnachrichten können unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst eine Zeittaktnachricht im Bereitschaftszustand zumindest ein Bit und weniger als acht Bits, wodurch ein Verwechseln mit einem acht Bit langen Trennzeichen, welches einen neuen Datenrahmen eröffnet, ausgeschlossen ist. Vorzugswei- se bleibt nach dem Senden einer Zeittaktnachricht durch die Zeittakteinrichtung der Datenverarbeitungseinrichtung der Bereitschaftszustand aufrechterhalten. Auf diese Weise erhält die Zeittakterkennungseinrichtung des Datenträgers auch dann die Möglichkeit, konkrete Zeitspannen zu bestimmen, wenn kein Taktsignal implizit mit einem Datensignal vom Master zum Slave übertragen wird.The clock messages sent by the master in the standby state can also be designed differently. Preferably, a standby clock in the standby state comprises at least one bit and less than eight bits, whereby a confusion with an eight-bit delimiter, which opens a new data frame, is excluded. Vorzugswei- That is, after the sending of a timing message by the clocking means of the data processing device, the standby state is maintained. In this way, the time clock recognition device of the data carrier is also given the opportunity to determine specific time periods when no clock signal is transmitted implicitly with a data signal from the master to the slave.
Die Zeittakterkennungseinrichtung des Datenträgers kann als Ergebnis des Verarbeitens der Zeittaktnachrichten ein definiertes Register verändern. Auf diese Weise kann das Verarbeiten schnell erfolgen und zum Bestimmen konkreter Zeitspannen auf Basis der Zeittaktnachrichten schnell und effektiv auf dieses Ergebnis zugegriffen werden. Das Register kann beispielsweise jeweils nach dem Empfangen einer Zeittaktnachricht getoggelt werden, also zwischen zwei Zuständen hin- bzw. her geschalten werden. Es ist auch möglich, das Register nach jeder empfangenen Zeittaktnachricht zu inkrementieren oder zu dekrementieren. Ein aus dieser Variante eventuell nach einiger Zeit resultierender Über- bzw. Unterlauf des Registers wird der Zeittakterkennungseinrichtung vorzugsweise durch eine entsprechende Unterbrechung gemeldet. Daraufhin initialisiert die Zeittakterkennungseinrichtung das Re- gister neu, um nachfolgend empfangene Zeittaktnachrichten wieder korrekt verarbeiten zu können.The clock detection means of the data carrier may change a defined register as a result of processing the timing messages. In this way, the processing can be done quickly and this result can be accessed quickly and effectively to determine specific time periods based on the timing messages. The register can, for example, be toggled in each case after receiving a time-clock message, that is, switched back and forth between two states. It is also possible to increment or decrement the register after each received clock message. A overflow or underflow of the register resulting from this variant, possibly after some time, is preferably signaled to the time clock recognition device by a corresponding interruption. The time clock recognition device then reinitiates the register in order to be able to correctly process subsequently received time clock messages.
Ein erfindungsgemäßes System umfasst demnach eine vorstehend beschriebene Datenverarbeitungseinrichtung und einen vorstehend beschriebenen Datenträger, welche eingerichtet sind, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. Ein solches System umfasst beispielsweise ein Telekommunikationsendgerät mit einer NFC-Einrichtung, welche eingerichtet ist, mit einem in das Telekommunikationsendgerät eingesetzten Datenträger, z.B. einer SIM- oder USIM-Mobilfunkkarte oder einer Massenspeicherkarte, gemäß dem Single-Wire-Protokoll zu kommunizieren.An inventive system accordingly comprises a data processing device described above and a data carrier described above, which are set up to carry out the method described above. Such a system comprises, for example, a telecommunication terminal with an NFC device, which is set up with a data carrier used in the telecommunication terminal, eg a SIM or USIM cellular card or a mass storage card to communicate in accordance with the single-wire protocol.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen:The present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show:
Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßenFigure 1 shows a preferred embodiment of an inventive
Datenträgers;Data carrier;
Figur 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems, umfassend ein Telekommunikationsendgerät mit einer NFC-Einrichtung sowie den Datenträger aus Fig. 1;Figure 2 shows a preferred embodiment of a system according to the invention, comprising a telecommunication terminal with an NFC device and the data carrier of Fig. 1;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer ersten bevorzugten Aus- führungsform einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens;FIG. 3 shows a schematic representation of a first preferred embodiment of a first embodiment of the method according to the invention;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens;Figure 4 is a schematic representation of a second preferred embodiment of the first embodiment of the inventive method;
Figur 5A eine schematische Darstellung einer ersten Variante einer dritten bevorzugten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens;Figure 5A is a schematic representation of a first variant of a third preferred embodiment of the first embodiment of the method according to the invention;
Figur 5B eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der dritten bevorzugten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und Figur 6 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungs- form einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche mit den Ausführungsfoπnen der Figuren 3 bis 5B der ersten Ausgestaltung kombinierbar ist.Figure 5B is a schematic representation of a second variant of the third preferred embodiment of the first embodiment of the method according to the invention; and Figure 6 is a schematic representation of a preferred embodiment of a second embodiment of the method according to the invention, which can be combined with the Ausführungsfoπnen of Figures 3 to 5B of the first embodiment.
Mit Bezug auf Figur 1 umf asst ein in diesem konkreten Ausführungsbeispiel als SIM-Mobilfunkkarte ausgebildeter portabler Datenträger 10 eine Datenkommunikationsschnittstelle 20 zur kontaktbehafteten Datenkommunikation mit einer Datenverarbeitungseinrichtung. Die Datenkommunikationsschnitt- stelle 20 ist als Kontaktfeld gemäß ISO/IEC 7816 ausgebildet und umfasst acht Kontakte Cl bis C8. Andere kontaktbehaftete Datenkommunikationsschnittstellen sind möglich, beispielsweise eine USB-Schnittstelle. Der Datenträger 10 kann auch eine USIM-Mobilfunkkarte oder eine Massenspeicher- karte sein, z.B. eine SD-Karte ("Secure Digital Memory Card"), welche eine gemäß der SD-Spezifikation ausgebildeten Datenkommunikationsschnittstelle 20 umfasst.With reference to FIG. 1, a portable data carrier 10 embodied as a SIM mobile radio card in this specific embodiment comprises a data communication interface 20 for contact-type data communication with a data processing device. The data communication interface 20 is designed as a contact field in accordance with ISO / IEC 7816 and comprises eight contacts C1 to C8. Other contact data communication interfaces are possible, for example a USB interface. The volume 10 may also be a USIM mobile card or a mass storage card, e.g. an SD card ("Secure Digital Memory Card"), which comprises a data communication interface 20 designed according to the SD specification.
Die SIM-Mobilfunkkarte 10 umfasst weiterhin einen Prozessor (CPU) 30, einen nicht flüchtigen, nicht wiederbeschreibbaren ROM-Speicher 40, einen nicht flüchtigen wiederbeschreibbaren FLASH-Speicher 50 und einen flüchtigen Arbeitsspeicher (RAM) 60. In dem ROM-Speicher 40 ist ein Betriebssystem (OS) 42 der SIM-Mobilfunkkarte 10 gespeichert. Der FLASH-Speicher 50 dient zum Speichern von Applikationen und Daten. Er enthält eine nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 genau beschriebene Applikation, die eine Zeittakterkennungseinrichtung 52 implementiert. Weiterhin enthält der Speicher 50 ein Dateisystem und Applikationen (nicht gezeigt) einer typischen SIM-Mobilfunkkarte, beispielsweise Applikationen zur Authentisie- rung des Nutzers gegenüber einem Mobilfunknetz. Der Speicher 50 kann auch als EEPROM-Speicher oder dergleichen ausgebildet sein. In Figur 2 ist ein Telekommunikationsendgerät 100 in Form eines Mobil- funkendgeräts dargestellt. Es umfasst einen Prozessor (CPU) 180, welcher einerseits mit einer NFC-Einrichtung 110 und andererseits mit einer Leseein- richtung 160 zum Aufnehmen einer SIM-Mobilfunkkarte verbunden ist. Die NFC-Einrichtung 110 ist über eine Verbindungsleitung 155 mit der Leseeinrichtung 160 verbunden und eingerichtet, direkt, d.h. ohne Umweg über den Prozessor 180, mit der durch die Leseeinrichtung 160 aufgenommenen SIM- Mobilfunkkarte 10 gemäß dem Single-Wire-Protokoll zu kommunizieren.The SIM mobile communication card 10 further includes a processor (CPU) 30, a non-volatile, non-rewritable ROM 40, a non-volatile rewritable FLASH memory 50 and a volatile random access memory (RAM) 60. In the ROM 40 is a Operating system (OS) 42 of the SIM mobile card 10 is stored. The FLASH memory 50 is used to store applications and data. It contains an application described in detail below with reference to FIGS. 3 to 6, which implements a time-clock recognition device 52. Furthermore, the memory 50 contains a file system and applications (not shown) of a typical SIM mobile communication card, for example applications for authenticating the user to a mobile radio network. The memory 50 may also be designed as an EEPROM memory or the like. FIG. 2 shows a telecommunications terminal 100 in the form of a mobile radio terminal. It comprises a processor (CPU) 180, which on the one hand is connected to an NFC device 110 and on the other hand to a reading device 160 for receiving a SIM mobile communication card. The NFC device 110 is connected to the reading device 160 via a connecting line 155 and is configured to communicate directly, ie without a detour via the processor 180, with the SIM mobile radio card 10 received by the reading device 160 in accordance with the single-wire protocol.
Die NFC-Einrichtung 110 umfasst eine Antenne 120 und ein Modem 130, welche zur kontaktlosen Datenübertragung im Nahbereich dienen. Über die Antenne 120 kann die NFC-Einrichtung 110 auch Energie aus einem elektromagnetischen Feld beziehen. Eine Steuereinrichtung 150 zum Steuern der NFC-Einrichtung 110 umfasst eine nachstehend mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 genauer beschriebene Zeittakteinrichtung 152.The NFC device 110 comprises an antenna 120 and a modem 130, which serve for contactless data transmission in the near range. Via the antenna 120, the NFC device 110 can also draw energy from an electromagnetic field. A control device 150 for controlling the NFC device 110 comprises a timing device 152 described in more detail below with reference to FIGS. 3 to 6.
Die Leseeinrichtung 160 dient wie bereits erwähnt zum Aufnehmen der SIM- Mobilfunkkarte 10 aus Figur 1 und umfasst demnach eine geeignete Schnitt- stelle, die mit der Kontaktfläche 20 der SIM-Mobilfunkkarte 10 zusammenwirkt. Die NFC-Einrichtung 110 ist über die Schnittstelle mit der SIM-Mobilfunkkarte 10 über die Verbindungsleitung 155 und die Leseeinrichtung 160 verbunden. Die derart hergestellte physikalische Verbindung nutzt auf der Seite der SIM-Mobilfunkkarte 10 den Kontakt C6 der Kontaktfläche 20, wel- eher durch andere Anwendungen der SIM-Mobilfunkkarte 10 noch nicht belegt ist. Wird anstelle der SIM-Mobilfunkkarte 10 ein anderer Datenträger verwendet, um mit der NFC-Einrichtung 110 verbunden zu werden, so wird eine Leseeinrichtung verwendet, die an diesen Datenträger und seine Datenkommunikationsschnittstelle entsprechend angepasst ist. Es ist möglich, dass das Mobilfunkendgerät 100 mehrere verschiedene Leseeinrichtungen um- fasst und dadurch mehrere verschiedene Datenträger aufnehmen kann, die dann jeweils mit der NFC-Einrichtung 110 kommunizieren können.As already mentioned, the reading device 160 serves for receiving the SIM mobile communication card 10 from FIG. 1 and therefore comprises a suitable interface which interacts with the contact surface 20 of the SIM mobile communication card 10. The NFC device 110 is connected via the interface with the SIM mobile card 10 via the connection line 155 and the reading device 160. The physical connection produced in this way uses the contact C6 of the contact surface 20 on the SIM mobile card 10 side, which is not yet occupied by other applications of the SIM mobile radio card 10. If, instead of the SIM mobile communication card 10, another data carrier is used in order to be connected to the NFC device 110, then a reading device is used which is correspondingly adapted to this data carrier and its data communication interface. It is possible that the mobile terminal 100 comprises a plurality of different reading devices and thereby can accommodate a plurality of different data carriers, which can then each communicate with the NFC device 110.
Die NFC-Einrichtung 110 und die SIM-Mobüfunkkarte 10 sind eingerichtet, untereinander über die Verbindungsleitung 155 eine Datenkommunikationsverbindung gemäß dem Single- Wire-ProtokoU (SWP) aufzubauen und Nachrichten zum jeweiligen Kommunikationspartner zu senden. Die NFC- Einrichtung 110 nimmt dabei die Rolle des Masters ein, die SIM-Mobüfunk- karte 10 die Rolle des Slaves. Die SIM-Mobüfunkkarte 10 kann von der NFC- Einrichtung 110 über die Verbindungsleitung 155 mit Energie versorgt werden. Damit ist eine Datenkommunikation auch dann möglich, wenn sich die NFC-Einrichtung 110 in einem elektromagnetischen Feld befindet, das Mobilfunkendgerät 100 jedoch ausgeschaltet ist, über welches die SIM-Mobil- funkkarte ansonsten ihre Energie bezieht. Befindet sich die zwischen der NFC-Einrichtung 110 und der SIM-Mobüfunkkarte 10 aufgebaute Datenkommunikationsverbindung im so genannten aktiven Zustand, so überträgt die NFC-Einrichtung 110 gemäß dem Single-Wire-Protokoll ein Signal Sl zu der SIM-Mobüfunkkarte 10 durch Pulsbreitenmodulation von Spannungs- impulsen. Die SIM-Mobüfunkkarte 10 ihrerseits überträgt im aktiven Zustand der Datenkommurύkationsverbindung gemäß dem Single-Wire-Protokoll ein Signal S2 zu der NFC-Einrichtung 110 durch Modulation einer über die Verbindungsleitung 155 bezogenen Stromstärke.The NFC device 110 and the SIM mobile calling card 10 are set up to establish a data communication connection with each other via the connection line 155 in accordance with the single-wire protocol (SWP) and to send messages to the respective communication partner. The NFC device 110 assumes the role of the master, the SIM mobile radio card 10 the role of the slave. The SIM Mobufunkkarte 10 can be powered by the NFC device 110 via the connecting line 155 with energy. Thus, data communication is possible even if the NFC device 110 is in an electromagnetic field, but the mobile station 100 is switched off, via which the SIM mobile radio card otherwise derives its energy. If the data communication connection established between the NFC device 110 and the SIM mobile memory card 10 is in the so-called active state, then the NFC device 110 transmits a signal S1 to the SIM mobile radio card 10 in accordance with the single-wire protocol by pulse width modulation of voltage - impulses. The SIM Mobufunkkarte 10 in turn transmits in the active state of the Datenkommurύkationsverbindung in accordance with the single-wire protocol, a signal S2 to the NFC device 110 by modulating a related via the connection line 155 amperage.
Das Signal Sl trägt implizit ein Taktsignal, welches eine Periode T beschreibt. T bezeichnet eine Master-to-Slave-Bitübertragungsdauer, also eine fest vorgegebene Zeitspanne, die vorgesehen ist, ein Bit, "0" oder "1", vom Master zum Slave zu übertragen. Das von der NFC-Einrichtung 110 zu der SIM- Mobüfunkkarte 10 übertragene implizite Taktsignal wird jedoch von der SIM-Mobilfunkkarte 10 im Allgemeinen nicht zum Dekodieren des Signals Sl verwendet. Dazu, und zum Synchronisieren des Signals S2 auf das Signal Sl, besitzt die SIM-Mobilfunkkarte 10 einen eigenen Taktgenerator und eine Dekodiereinrichtung (nicht gezeigt). Befindet sich die zwischen der NFC- Einrichtung 110 und der SIM-Mobilfunkkarte 10 aufgebaute Datenkommunikationsverbindung hingegen im so genannten Bereitschaftszustand, so liegt an der Verbindungsleitung 155 eine konstante, nicht gεtaktete Spannung an. Im Bereitschaftszustand wird also kein implizites Taktsignal vom Master zum Slave übertragen.The signal Sl implicitly carries a clock signal which describes a period T. T denotes a master-to-slave bit transmission duration, that is, a fixed time period which is intended to transmit a bit, "0" or "1", from the master to the slave. However, the implicit clock signal transmitted from the NFC device 110 to the SIM mobile radio card 10 is handled by the SIM mobile card 10 is generally not used to decode the signal Sl. For this purpose, and for synchronizing the signal S2 to the signal Sl, the SIM mobile communication card 10 has its own clock generator and a decoder (not shown). On the other hand, if the data communication connection established between the NFC device 110 and the SIM mobile communications card 10 is in the so-called standby state, a constant, non-pulsed voltage is applied to the connection line 155. In the standby state, therefore, no implicit clock signal is transmitted from the master to the slave.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine vorstehend beschriebene Datenkommunikationsverbindung zwischen einer beliebigen Datenverarbeitungseinrichtung anstelle der NFC-Einrichtung 110 und einem beliebigen portablen Datenträger anstelle der SIM-Mobilfunkkarte 10 aufgebaut wer- den, solange die Datenverarbeitungseinrichtung und der Datenträger mit den vorstehend beschriebenen und geeignet eingerichteten Komponenten ausgestattet sind. Nachstehend wird die Erfindung exemplarisch am Beispiel der NFC-Einrichtung 110 und der SIM-Mobilfunkkarte 10 beschrieben.In the context of the present invention, a data communication connection described above can be set up between any data processing device instead of the NFC device 110 and any portable data carrier instead of the SIM mobile communication card 10, as long as the data processing device and the data carrier with the components described above and suitably set up are equipped. The invention will be described below by way of example using the example of the NFC device 110 and the SIM mobile communication card 10.
Wie es mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 illustriert ist, ist die Zeittakteinrichtung 152 der NFC-Einrichtung 110 eingerichtet, im Rahmen der Datenkommunikation gemäß dem Single-Wire-Protokoll zwischen der NFC-Einrichtung 110 als Master 200 und der SIM-Mobilfunkkarte 10 als Slave 300 Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 an die SIM-Mobilfunkkarte 10 zu sen- den. Diese Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 werden von der Zeit- takterkennungseinrichtung 52 der SIM-Mobilfunkkarte 10 empfangen, als Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 erkannt und verarbeitet. Mit Hilfe der Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 wird eine zeitliche Zuordnung zwischen der NFC-Einrichtung 110 und der SIM-Mobilfunkkarte 10 hergestellt. Die Zeittakteinrichtung 152 der NFC-Einrichtung 110 sendet die Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 in regelmäßigen zeitlichen Ab- ständen. Dazu verfügt die Zeittakteinrichtung 152 ihrerseits über eine geeignete Zeitmesseinrichtung (nicht gezeigt) oder erhält Zeittaktinformationen von außen, beispielsweise von dem Prozessor 180 des Mobilfunkεndgeräts 100 oder über die Antenne 120. Es ist möglich, die zeitlichen Abstände, in denen die Zeittakteinrichtung 152 Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 sendet, zu verändern, beispielsweise zur Anpassung an unterschiedliche Datenträger, die in das Mobilfunkgerät 100 eingesetzt werden können. Die zeitlichen Abstände beschreiben jedoch in jedem Fall eine von der Master-to- Slave-Bitübertragungsdauer separate Zeitspanne, die dementsprechend die Master-to-Slave-Bitübertragungsdauer insbesondere übersteigt.As illustrated with reference to FIGS. 3 to 6, the clock means 152 of the NFC device 110 is set up as part of the data communication according to the single-wire protocol between the NFC device 110 as master 200 and the SIM mobile communication card 10 as slave 300 time clock messages 500, 510, 520, 530, 540 to the SIM mobile card 10 sen. These time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540 are received by the time-clock recognition device 52 of the SIM mobile radio card 10, recognized and processed as time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540. With the help of the clock messages 500, 510, 520, 530, 540, a temporal association between the NFC device 110 and the SIM mobile communication card 10 is established. The time clock device 152 of the NFC device 110 transmits the clock messages 500, 510, 520, 530, 540 at regular time intervals. For this purpose, the time clock device 152 in turn has a suitable time measuring device (not shown) or receives timing information from the outside, for example from the processor 180 of the mobile terminal 100 or via the antenna 120. It is possible, the time intervals in which the clock device 152 clock messages 500, 510, 520, 530, 540 transmits, for example, to adapt to different data carriers that can be used in the mobile device 100. However, the time intervals in each case describe a separate from the master-to-slave bit transmission time period, which accordingly exceeds the master-to-slave bit transmission time in particular.
Die Zeittakterkennungseinrichtung 52 der SIM-Mobilfunkkarte 10 verwendet die Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 zum Bestimmen konkreter Zeitspannen, insbesondere zur korrekten Bestimmung von Timeouts. Dazu verarbeitet die Zeittakterkennungseinrichtung 52 die in regelmäßigen Ab- ständen empfangenen Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540, indem sie nach Empfangen und Erkennen einer solchen Zeittaktnachricht 500, 510, 520, 530, 540 ein zu diesem Zweck reserviertes Register (nicht gezeigt) inkremen- tiert (oder dekrementiert). Das Register wird zu Beginn der Datenkommunikation geeignet initialisiert. Der Wert des Registers zeigt die Anzahl der empfangenen Zeittaktnachrichten direkt (oder indirekt) an. Damit kann die Zeittakterkennungseinrichtung 52 die zwischen zwei beliebigen empfangenen Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 vergangene Zeitspanne bestimmen, indem sie die Differenz der Registereinträge zum Zeitpunkt des Empfangene der jeweiligen Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 mit dem zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 multipliziert. Ein Überlauf (oder Unterlauf) des Registers wird durch eine entsprechende Unterbrechungsroutine behandelt und das Register wird neu initialisiert. Auch ein hin- und her schaltbares Register kann zum Verarbeiten der Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 mittels Toggeln des Registers verwendet werden.The time clock recognition device 52 of the SIM mobile card 10 uses the timing messages 500, 510, 520, 530, 540 for determining specific time periods, in particular for the correct determination of timeouts. For this purpose, the time-clock recognition device 52 processes the time-clock messages 500, 510, 520, 530, 540 received at regular intervals by, after receiving and recognizing such a time-clock message 500, 510, 520, 530, 540, reserving a register (not shown) for this purpose ) is incremented (or decremented). The register is properly initialized at the beginning of the data communication. The value of the register indicates the number of received clock messages directly (or indirectly). Thus, the timing detection means 52 may determine the elapsed time between any two received timing messages 500, 510, 520, 530, 540 by recording the difference of the register entries at the time of receiving the respective timing messages 500, 510, 520, 530, 540 the time interval between two successive clock messages 500, 510, 520, 530, 540 multiplied. An overflow (or underflow) of the register is handled by a corresponding interrupt routine and the register is reinitialized. Also, a switchable register may be used to process the timing messages 500, 510, 520, 530, 540 by toggling the register.
Die Zeittakteinrichtung 152 der NFC-Einrichtung 110 sendet nach einer ersten Ausgestaltung Zeittaktnachrichten 500, 510, 520 oder 530 an die SIM- Mobilfunkkarte 10, während sich die aufgebaute Datenkommunikationsverbindung im aktiven Zustand befindet (Figuren 3, 4, 5 A, 5B). Gemäß einer zweiten Ausgestaltung, die mit der ersten Ausgestaltung kombinierbar ist, sendet die Zeittakteinrichtung 152 auch während des Bereitschaftszustandes Zeittaktnachrichten 540 an die SIM-Mobilfunkkarte (Figur 6). Auf diese Wei- se wird sichergestellt, dass die SIM-Mobilfunkkarte 10 während der gesamten Dauer der Datenkommunikation mit der NFC-Einrichtung 110 in der Lage ist, konkrete Zeitspannen zu bestimmen. Dementsprechend ist die Zeit- takterkennungseinrichtung 52 der SIM-Mobilfunkkarte 10 eingerichtet, sowohl im aktiven Zustand als auch im Bereitschaftszustand die Zeittaktnach- richten 500, 510, 520, 530, 540 zu empfangen, zu erkennen und zu verarbeiten.The clock means 152 of the NFC device 110 sends according to a first embodiment time clock messages 500, 510, 520 or 530 to the SIM mobile card 10, while the established data communication connection is in the active state (Figures 3, 4, 5 A, 5B). According to a second embodiment, which can be combined with the first embodiment, the time clock device 152 also transmits time-clock messages 540 to the SIM mobile communication card during the standby state (FIG. 6). In this way, it is ensured that the SIM mobile communication card 10 is able to determine specific time periods during the entire duration of the data communication with the NFC device 110. Accordingly, the time clock recognition device 52 of the SIM mobile card 10 is set up to receive, recognize and process the clock messages 500, 510, 520, 530, 540 both in the active state and in the standby state.
Die Gestalt der die unterschiedlichen Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 bildenden Datenblöcke wird nachfolgend genauer erläutert. Die Zeit- taktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 sind stets Nachrichten, die zusätzlich zu gewöhnlichen Datennachrichten separat dazu oder integriert darin gesendet werden. Die zeitliche Information, die die Zeittaktnachrichten 500, 510, 520, 530, 540 übermitteln, ist also nicht nur implizit Teil eines Datensignals, sondern wird explizit in Form einer Nachricht dargestellt. Gewöhnliche Datennachrichten werden als Datenrahmen 400 gesendet. Ein Datenrahmen 400 beginnt mit einem Beginn-des-Datenrahmens-Trennzeichen SOF und endet mit einem Ende-des-Datenrahmens-Trennzeichen EOF. Diese beiden Trennzeichen haben in der Regel die Länge von acht Bit, wobei SOF den He- xadezimalwert 0x7E (binär: Olli 1110) und EOF des Hexadezimalwert OxFE (binär: 1111 1110) besitzt.The shape of the data blocks forming the different timing clock messages 500, 510, 520, 530, 540 will be explained in more detail below. The timing messages 500, 510, 520, 530, 540 are always messages sent in addition to or integrated with ordinary data messages separately. The temporal information transmitted by the clock clocks 500, 510, 520, 530, 540 is therefore not only implicitly part of a data signal, but is explicitly represented in the form of a message. ordinary Data messages are sent as data frame 400. A data frame 400 begins with a start-of-data frame delimiter SOF and ends with an end-of-frame delimiter EOF. These two separators are usually eight bits long, with SOF having the hexadecimal value 0x7E (binary: Olli 1110) and EOF of the hexadecimal value OxFE (binary: 1111 1110).
Gemäß einer ersten, in Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsform wird ein neues acht Bit langes Trennzeichen eigens zum Zweck des Bildens der Zeittakt- nachricht 500 definiert. Das Trennzeichen hat den Hexadezimalwert OxFF (binär: 1111 1111) und wird von der Zeittakteinrichtung 152 der NFC-Ein- richtung 110 zwischen gesendeten Datenrahmen 400 an die SIM-Mobilfunk- karte 10 gesendet. Es ist auch möglich, mehrere Zeittaktnachrichten 500 zu senden, ohne dass dazwischen ein Datenrahmen 400 gesendet wird.According to a first embodiment shown in FIG. 3, a new eight-bit delimiter is specifically defined for the purpose of forming the time-clock message 500. The delimiter has the hexadecimal value 0xFF (binary: 1111 1111) and is sent to the SIM mobile radio card 10 by the clock device 152 of the NFC device 110 between transmitted data frames 400. It is also possible to send multiple clock messages 500 without a data frame 400 being sent therebetween.
Mit Bezug auf Figur 4 wird gemäß einer zweiten Ausführungsform ein leerer Datenrahmen als Zeittaktnachricht 510 vom Master 200 zum Slave 300, also von der NFC-Einrichtung 110 zur SIM-Mobilfunkkarte 10, gesendet. Der leere Datenrahmen 510 umfasst lediglich ein SOF und ein direkt nachfolgendes EOF, hat also (binär) den Wert Olli 1110 1111 1110. Auch in dieser Ausführungsform können die Zeittaktnachrichten 510 zwischen gewöhnlichen Datenrahmen 400 oder auch nacheinander gesendet werden, d.h. ohne dass dazwischen ein gewöhnlicher Datenrahmen 400 gesendet wird.With reference to FIG. 4, according to a second embodiment, an empty data frame is sent as a clock message 510 from the master 200 to the slave 300, that is, from the NFC device 110 to the SIM mobile card 10. The empty data frame 510 comprises only an SOF and a direct following EOF, thus has (binary) the value Olli 1110 1111 1110. Also in this embodiment, the timing messages 510 may be sent between ordinary data frames 400 or sequentially, i. without sending a common data frame 400 in between.
Gemäß einer in den Figuren 5A und 5B illustrierten dritten Ausführungsform werden SOF und EOF selbst als Zeittaktnachrichten 520, 530 vom Master 200 gesendet. Dazu wird in einer ersten Variante EOF vom Slave 300 als Zeittaktnachricht 520 erkannt, wenn es nach einem zuvor gesendeten EOF (beispielsweise am Ende eines Datenrahmens 400 wie in Figur 5A) oder einer direkt vorangehend gesendeten Zeittaktnachricht 520 in derselben Form gesendet wird, ohne dass dazwischen ein SOF gesendet worden ist. Gemäß einer zweiten in Figur 5B dargestellten Variante wird SOF vom Slave 300 als Zeittaktnachricht 530 erkannt, wenn es vom Master 200 eingebettet in einen gewöhnlichen Datenrahmen 400 gesendet wird. Es ist in dieser zweiten Variante auch möglich, dass mehrere Zeittaktnachrichten 530 in der Form SOF in denselben Datenrahmen 400 eingebettet werden.According to a third embodiment illustrated in FIGS. 5A and 5B, SOF and EOF are themselves sent as timing messages 520, 530 from the master 200. For this purpose, in a first variant EOF is recognized by the slave 300 as a clock signal 520 if it is after a previously sent EOF (for example, at the end of a data frame 400 as in Figure 5A) or a directly previously sent clock message 520 is sent in the same form without a SOF has been sent in between. According to a second variant illustrated in FIG. 5B, SOF is recognized by the slave 300 as a timing message 530 when it is sent from the master 200 to a common data frame 400. It is also possible in this second variant that a plurality of clock messages 530 in the form SOF are embedded in the same data frame 400.
Mit Bezug auf Figur 6 ist eine Ausführungsform der zweiten Ausgestaltung des Verfahrens dargestellt. Der Master 200 sendet im Bereitschaftszustand, in dem keine Datennachrichten in der Form von Datenrahmen 400 an den Slave 300 gesendet werden, Zeittaktnachrichten 540 in Form von zwei Bit langen Datenblöcken mit dem binären Wert 11 an den Slave 300. Die Länge und der Wert der als Zeittaktnachrichten 540 dienenden Datenblöcken ist variabel. Die Länge kann zwischen einem Bit und sieben Bits variieren. Der Wert der jeweiligen Bits ist ebenfalls variabel. With reference to Figure 6, an embodiment of the second embodiment of the method is shown. The master 200, in the standby state in which no data messages in the form of data frames 400 are sent to the slave 300, sends clock messages 540 in the form of two-bit data blocks having the binary value 11 to the slave 300. The length and value of the Clock messages 540 serving data blocks is variable. The length can vary between one bit and seven bits. The value of the respective bits is also variable.
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|---|---|
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| WO (1) | WO2009030472A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2447872A1 (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-02 | ST Microelectronics (Rousset) SAS | Method and device for managing information exchange between for example a NFC controller and a set of at least two secure elements. |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4594708A (en) * | 1982-10-21 | 1986-06-10 | Michel Servel | Synchronization for a digital train intended for a correct framing of received information |
| DE4227577C1 (en) * | 1992-08-20 | 1994-02-17 | Dornier Gmbh | Method for bidirectional signal transmission |
| US6128313A (en) * | 1997-09-11 | 2000-10-03 | Cisco Technology, Inc. | Apparatus and method for filtering line noise and improper packet formatting |
| WO2002065677A1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-22 | Pervasic Limited | Self-synchronising packet protocol for wireless data communications |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003096036A1 (en) * | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Semtech Corporation | Single-wire communication bus for miniature low-power systems |
| CN104734837B (en) | 2004-07-28 | 2018-01-19 | 金雅拓股份有限公司 | Communication system and method |
-
2007
- 2007-09-04 DE DE200710041874 patent/DE102007041874A1/en not_active Ceased
-
2008
- 2008-09-03 WO PCT/EP2008/007202 patent/WO2009030472A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4594708A (en) * | 1982-10-21 | 1986-06-10 | Michel Servel | Synchronization for a digital train intended for a correct framing of received information |
| DE4227577C1 (en) * | 1992-08-20 | 1994-02-17 | Dornier Gmbh | Method for bidirectional signal transmission |
| US6128313A (en) * | 1997-09-11 | 2000-10-03 | Cisco Technology, Inc. | Apparatus and method for filtering line noise and improper packet formatting |
| WO2002065677A1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-22 | Pervasic Limited | Self-synchronising packet protocol for wireless data communications |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Smart cards; UICC-CLF interface; Physical and logical characteristics (Release 7); ETSI TS XXX YYY", ETSI STANDARDS, LIS, SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX, FRANCE, no. V0.8.0, 1 June 2007 (2007-06-01), XP014039465, ISSN: 0000-0001 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2447872A1 (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-02 | ST Microelectronics (Rousset) SAS | Method and device for managing information exchange between for example a NFC controller and a set of at least two secure elements. |
| US8843065B2 (en) | 2010-10-27 | 2014-09-23 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Method and device for managing information exchange between for example a NFC controller and a set of at least two secure elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102007041874A1 (en) | 2009-03-26 |
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