NFC相关技术及手机架构分析

 
一、NFC手机硬件架构

实现NFC功能的手机终端硬件架构至少包含NFC控制器、安全模块、天线、应用处理器等模块。

1、控制器(NFCControUer)：NFC控制器集成在终端的主板上，负责将数字信号转换为射频信号，并通过13.56MHz天线发送;同时负责接收射频信号，并将其转为数字信号，与终端应用处理器和安全模块进行通信。

2安全模块：用于存储用户的敏感数据(如密钥、余额等)和卡模拟模式下相关的NFC应用，通过NFC控制器与外界读写设备进行通信，实现数据存储及交易过程的安全性。

3天线：集成在终端内部，与NFC控制器相连接，实现13.56M射频信号的发射与接收。

4应用处理器：NFC终端的主控模块，实现对NFC控制器的控制和操作及与SIM卡间的数据交互。应用处理器中运行NFC协议栈软件及各种应用程序，实现NFC应用的处理与展现。

二、NFC手机软件架构

NFC手机软件架构是由NFC的协议栈、NFCAPI及应用组成。

1、NFC协议栈

实现NFC相关协议的分析处理。包括硬件抽象层(HAL)，操作系统抽象层(OSAL)，传输控制层(TCL)和NFC核心功能(NFCCore)。

硬件抽象层(HAL)：对不同的硬件接口进行抽象封装，并向上层提供统一的接口。

操作系统抽象层(OSAL)：对不同平台的05资源进行抽象封装，并向整个协议栈提供统一的接口，如内存管理、消息处理等。

传输控制层(TCL)：架构于HAL硬件抽象层之上，包括逻辑链路控制、数据传输等功能。

NFC核心功能(NFCCore)：实现NFC核心协议，并向上层提供统一的接口。包括格式分析处理，发现注册机制等。

2、NFCAPI

根据不同的操作系统及中间件，向上层应用提供接口。在JAVA虚拟机上使用JSR257及相应扩展，在Android操作系统上使用Andro记NFCAPI及相应扩展。

3、NFC应用

NFC终端应用，包括卡模拟应用，读写器应用，点对点应用三种工作模式。

卡模式：是指用于非接触移动支付，如商场、交通等应用中，用户只需要将手机靠近读卡器，然后用户只需输入密码确认交易或者直接接收交易即可。例如门禁管制，车票，门票等等。这种方式下，卡片通过非接触读卡器的即域来供电，即便是手机没电也可以工作。卡模式如

读卡器模式：即作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息

点对点模式：即实现无线数据交换，将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐，交换图片或者同步设备地址薄。因此多个设备比如数字相机、PDA、计算机及手机之间都可以通过NFC来无线连通，交换资料或者服务。

工作模式中的通信模式分为了主动模式和被动模式。卡模式是主动模式，读卡器模式是被动模式。

三、NFC与手机的结合方式

1、与手机SIM卡结合

NFC可以说是手机内SIM(subseriberIdentityModule)卡的另一个延伸介面，SIM卡本体性质上是一种接触性的智能卡且仅与手机接触连接，而NFC技术却让SIM卡从原有的接触介面再延伸出另一个非接触的无线感应介面。但是这个技术涉及到与不同的SIM卡运营商标准化的问题。

2、硬件NFC芯片

直接将NFC芯片焊接在手机主板上，成本低，不涉及统一标准的问题。