OS-VVM (Диплом)/Спецификация микросхемы Mifare Ultralight

Ссылки сюда (23) →

Проект Диплом

• Спецификация ИМС
• Тестовый план
• Описание тестовой программы

---

Литература

• Ссылки
• Книги
• Стандарт ISO 14443

---

Coverage Cookbook (en)

• Метрики и процессы покрытия (en)
  • Метрики покрытия кода (en)
  • Метрики функционального покрытия (en)
  • Specification to testplan (en)
    • Executable Testplan Format (en)
  • Testplan to functional coverage (en)
    • Coding for analysis (en)
• Coverage Examples (Practice) (en)
• Requirements Writing Guidelines (en)

---

OVM методология

• Layered Organization of Testbenches (en)

---

• Словарь терминов
• Расписание
• Дневник
• История проекта

* OS-VVM *

Описание входных/выходных протоколов

Требования, предъявляемые к временным ограничениям сигналов

• частота (fc) 13,56 МГц ± 7 кГц
• длительность паузы 27/fc - 41/fc (2-3 мкс)
• защитный интервал блока 1172/fc - 1236/fc (86,43 - 91,15 мкс)
• длительность передачи одного бита 128/fc (9,44 мкс)

Представление и кодирование бит при передаче от ридера к карте

Определены следующие последовательности:

• X: после времени 64/fc (4,72 мкс) должна быть "пауза"
  
• Y: для всей длительности бита 128/fc (9,44 мкс) модуляции не должно быть
  
• Z: в начале длительности бита должна быть "пауза".
  

              Z    Y    X
           –|_–––|––––|––_–|–

Данные последовательности используются для кодирования следующей информации:

• логическая "1" последовательность Х
• логический "0" последовательность Y со следующими двумя исключениями:
  • а) если два или более смежных (граничащих) "0", то последовательность Z должна быть использована для следующего "0"
  • б) если первым битом после старта кадра является "0", последовательность Z должна быть использована для представления этого и любых "0"-ей, которые следуют прямо после этого.
• старт передачи: последовательность Z
  
• конец передачи: логический "0" следует с последовательностью Y
  
• нет информации: по крайней мере две последовательности Y.
  

Представление и кодирование бит при передаче от карты к ридеру

Биты кодируются Манчестерским кодом со следующими определениями:

последовательность D: несущая модулируется поднесущей для первой половины (50%) длительности бита
последовательность E: несущая модулируется поднесущей для второй половины (50%) длительности бита
последовательность F: несущая не модулируется поднесущей для длительности одного бита

логическая "1" последовательность D
логический "0" последовательность E
старт передачи: последовательность D
конец передачи: последовательность F
нет информации: нет поднесущей.

Анализ команд и ответов ИМС

Команда					Ответ
Код	Аргумент	Формат	Размер	Описание	Код	Формат	Размер	Описание
0х26	-	s7ee	7+3	REQA (запрос карты)	0х0044	s8p8pe	16+4	ATQA
0х52	-	s7ee	7+3	WUPA (запрос всех карт)	0х0044	s8p8pe	16+4	ATQA
0х93	0х20-0х67	s8p8pee	16+5	Антиколлизия каскадного уровня 1	UID + BCC1	s8p..8pBCC1e	2..47	Часть UID + BCC1
0х95	0х20-0х67	s8p8pee	16+5	Антиколлизия каскадного уровня 2	UID + BCC2	s8p...8pBCC2e	2..47	Часть UID + BCC2
0х30	Адрес	s8p8pC0pC1pee	32+7	READ (чтение)	16 байт данных + CRC	s8p..8pC0pC1pe	144+20	16 байт данных + CRC
0х50	0х00	s8p8pC0pC1pee	32+7	HALT (остановка)	(N)AK	s7e	7+2	Пассивный AK или NAK
0хA2	Адрес+данные	s8p8p8p8p8p8pC0pC1pee	64+11	WRITE (запись)	(N)AK	s7e	7+2	AK или NAK
0хA0	Адрес+данные	s8p8p8p8pC0pC1pee	48+9	COMPATIBILITY WRITE (совместимая запись)	(N)AK	s7e	7+2	AK или NAK
-	-	s8p..8pC0pC1pee	144+20	COMPATIBILITY WRITE (совместимая запись)	(N)AK	s7e	7+2	AK или NAK
0х93	0х70 + UID cl1	s8p..8pBCC1ee	75	Выбор каскадного уровня 1	SAK ('04')	s8pC0pC1pe	24+5	SAK ('04') + CRC
0х95	0х70 + UID cl2	s8p..8pBCC2ee	75	Выбор каскадного уровня 2	SAK ('00')	s8pC0pC1pe	24+5	SAK ('00') + CRC

Принятые обозначения:

• s — SOF (1 бит)
• e — EOF (2 бит для команды, 1 бит для ответа)
• p — четность (1 бит)
• C0, С1 — CRC (8ст+8мл бит)
• BCC — контрольная сумма (8 бит)

Расчёт контрольных сумм

Контроль четности

Р = 0, при нечетном количестве единиц

Р = 1, при четном количестве единиц

BCC

Вычисляется как "исключающее или" по 4 предыдущим байтам

CRC16

B.3 Code sample written in C language for CRC calculation

#include
#include
#include
#include
<stdio.h>
<stdlib.h>
<string.h>
<ctype.h>
#define CRC_A 1
#define CRC_B 2
#define BYTE unsigned char
unsigned short UpdateCrc(unsigned char ch, unsigned short *lpwCrc)
{
  ch = (ch^(unsigned char)((*lpwCrc) & 0x00FF));
  ch = (ch^(ch<<4));
  *lpwCrc = (*lpwCrc >> 8)^((unsigned short)ch << 8)^((unsigned
						       short)ch<<3)^((unsigned short)ch>>4);
}
return(*lpwCrc);
void ComputeCrc(int CRCType, char *Data, int Length,
		BYTE *TransmitFirst, BYTE *TransmitSecond)
{
  unsigned char chBlock;
  unsigned short wCrc;
  switch(CRCType) {
  case CRC_A:
    wCrc = 0x6363;
    // ITU-V.41
    break;
  case CRC_B:
    wCrc = 0xFFFF;
    // ISO 3309
    break;
  default:
    return;
  }
  do {
    chBlock = *Data++;
    UpdateCrc(chBlock, &wCrc);
  } while (--Length);
  if (CRCType == CRC_B)
    wCrc = ~wCrc; // ISO 3309
  *TransmitFirst = (BYTE) (wCrc & 0xFF);
  *TransmitSecond = (BYTE) ((wCrc >> 8) & 0xFF);
}
return;
BYTE BuffCRC_A[10] = {0x12, 0x34};
BYTE BuffCRC_B[10] = {0x0A, 0x12, 0x34, 0x56};
unsigned short Crc;
BYTE First, Second;
FILE *OutFd;
int i;
int main(void)
{
  printf("CRC-16 reference results 3-Jun-1999\n");
  printf("by Mickey Cohen - mickey@softchip.com\n\n");
  printf("Crc-16 G(x) = x^16 + x^12 + x^5 + 1\n\n");
  printf("CRC_A of [ ");
  for(i=0; i<2; i++) printf("%02X ",BuffCRC_A[i]);
  ComputeCrc(CRC_A, BuffCRC_A, 2, &First, &Second);
  printf("] Transmitted: %02X then %02X.\n", First, Second);
  printf("CRC_B of [ ");
  for(i=0; i<4; i++) printf("%02X ",BuffCRC_B[i]);
  ComputeCrc(CRC_B, BuffCRC_B, 4, &First, &Second);
  printf("] Transmitted: %02X then %02X.\n", First, Second);
}
return(0);

Диаграмма состояний микросхемы

Таблица переходов

Состояние IDLE

IDLE state-transition table

Command	Condition	Action	Next State
REQA	—	Чтение (инициализация) LockBits	READY1
HALT	—	—	IDLE
WUPA	—	Чтение (инициализация) LockBits	READY1
ANTICOLISION L1	—	—	IDLE
SELECT L1	—	—	IDLE
ANTICOLISION L1	—	—	IDLE
SELECT L2	—	—	IDLE
READ	—	—	IDLE
WRITE	—	—	IDLE
CWRITE	—	—	IDLE

Состояние READY1

READY1 state-transition table

Command	Condition	Action	Next State
REQA	—	—	IDLE
HALT	—	—	IDLE
WUPA	—	—	IDLE
ANTICOLISION L1	—	Выбор части первой половины UID	READY1
SELECT L1	—	Выбор первой половины UID	READY2
ANTICOLISION L2	—		IDLE
SELECT L2	—	—	IDLE
READ	Адрес = 0	—	ACTIVE
READ	Адрес ≠ 0	—	IDLE
WRITE	—	—	IDLE
CWRITE	—	—	IDLE

Состояние READY2

READY2 state-transition table

Command	Condition	Action	Next State
REQA	—	—	IDLE
HALT	—	—	IDLE
WUPA	—	—	IDLE
ANTICOLLISION L1	—	—	IDLE
SELECT L1	—	—	IDLE
ANTICOLLISION L2	—	Выбор части второй половины UID	READY2
SELECT L2	—	Выбор второй половины UID	ACTIVE
READ	Адрес = 0	—	ACTIVE
	Адрес ≠ 0	—	IDLE
WRITE	—	—	IDLE
CWRITE	—	—	IDLE

Состояние ACTIVE

ACTIVE state-transition table

Command	Condition	Action	Next State
REQA	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
WUPA	—	—	IDLE
ANTICOLISION L1	—	—	IDLE
SELECT L1	—	—	IDLE
ANTICOLISION L1	—	—	IDLE
SELECT L2	—	—	IDLE
READ	Parity & CRC = ok	Чтение 16 байт	ACTIVE
	Parity & CRC ≠ ok	—	IDLE
WRITE	—	Запись 4 байт	ACTIVE
	Parity & CRC ≠ ok	—	IDLE
CWRITE	Данные записи = 16 байт	Запись 4 байт	ACTIVE
	Parity & CRC ≠ ok	—	IDLE
Other CMD	—	—	IDLE

Состояние HALT

HALT state-transition table

Command	Condition	Action	Next State
REQA	—	—	HALT
HALT	—	—	HALT
WUPA	—	—	READY1
ANTICOLISION L1	—	—	HALT
SELECT L1	—	—	HALT
ANTICOLISION L1	—	—	HALT
SELECT L2	—	—	HALT
READ	—	—	HALT
WRITE	—	—	HALT
CWRITE	—	—	HALT

Таблица ответов

Команда REAQ

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	ATQA (0х0044)	READY1
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT

Команда WUPA

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	ATQA (0х0044)	READY1
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	—	IDLE
HALT	—	—	READY1

Команда READ

Команда READ

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
READY1	Адрес = 0 & (Parity & CRC) = OK	16 байт + CRC	ACTIVE
	Адрес ≠ 0 | (Parity & CRC) ≠ OK	—	IDLE
READY2	Адрес = 0 & (Parity & CRC) = OK	16 байт + CRC	ACTIVE
	Адрес ≠ 0 | (Parity & CRC) ≠ OK	—	IDLE
ACTIVE	Адрес = 0..15 & (Parity & CRC) = OK	16 байт + CRC	ACTIVE
	Адрес ≠ 0..15 | (Parity & CRC) ≠ OK	—	IDLE
HALT	—	—	HALT

Команда HALT

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	Нет ошибки	Нет ответа	HALT
	Ошибка	NACK (5)	IDLE

Команда WRITE

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	AK или NAK	ACTIVE
HALT	—	—	HALT

Команда CWRITE

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	AK или NAK	ACTIVE

Команда Anticollision L1

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	Часть первой половины UID + BCC	READY1
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	—	IDLE

Команда Select L1

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	Первая половина UID + BCC	READY2
READY2	—	—	IDLE
ACTIVE	—	—	IDLE

Команда Anticollision L2

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	Часть второй половины UID + BCC	READY2
ACTIVE	—	—	IDLE

Команда Select L2

Starting State	Condition	Response	Next State
IDLE	—	—	IDLE
HALT	—	—	HALT
READY1	—	—	IDLE
READY2	—	Вторая половина UID + BCC	ACTIVE
ACTIVE	—	—	IDLE