CJ/T 306-2009 建设事业非接触式CPU卡芯片技术要求

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目次

前言IV

1范围1

2规范性引用文件1

3定义1

4缩略语和符号表示3

5建设事业CPU卡芯片基本要求5

5.1微处理器及外围设备5

5.2加密算法5

5.3存储器5

5.4安全特性6

5.5交、直流参数6

5.6低功耗设计6

6建设事业CPU卡芯片非接触通信接口6

6.1轮询（Polling）7

6.2A类通信信号接口7

6.3B类通信信号接口34

7非接触逻辑加密卡兼容性要求47

7.1符合ISO/IEC14443TypeA兼容性要求47

7.2校验码47

7.3UID单级抗冲突47

图1A类、B类接口的通信信号举例7

图2PICC到PCD的帧延迟时间8

图3短帧9

图4标准帧9

图5面向比特的防冲突帧的比特组织结构和传输，完整字节10

图6面向比特的防冲突帧的比特组织结构和传输，分离字节10

图7类型APICC状态图12

图8PCD的初始化和防冲突流程图14

图9PCD防冲突环流程图16

图10选择确认（SAK）17

图11串联级别的使用18

图12从PCD角度来看的类型APICC激活20

图13编码FSDI和CID21

图14RATS参数字节的编码21

图15ATS的结构22

图16格式字节的编码23

图17接口字节TA（1）的编码23

图18接口字节TB（1）的编码24

图19接口字节TC（1）24

I

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图20协议和参数选择请求24

图21PPSS的编码25

图22PPS0的编码25

图23PPS1的编码26

图24协议和参数选择响应26

图25块格式27

图26I-块PCB的编码28

图27R-块PCB的编码28

图28S-块PCB的编码29

图29卡标识符的编码29

图30帧等待时间30

图31S（WTX）请求的INF域编码30

图32卡标识符的编码31

图33S（WTX）响应的INF域编码31

图34链接32

图35字符格式34

图36帧格式34

图37SOF35

图38EOF35

图39PICC副载波SOF35

图40PICC到PCD的EOF36

图41帧范围内CRC_B的位置37

图42PICC状态转换流程图举例（提示的）38

表1PICC到PCD的帧延迟时间8

表2请求帧的编码13

表3ATQA的编码14

表4比特帧防冲突用的b7和b的编码15

表5比特帧防冲突用的b1-b5的编码15

表6SEL的编码17

表7NVB的编码17

表8SAK的编码17

表9UID长度18

表10单个长度的UID18

表11两个和三个长度的UID18

表12FSD到FSDI的转换21

表13DRI,DSI到D的转换26

表14功率水平指示的编码31

表15记号32

表16REQB/WUPB命令格式40

表17AFI的编码40

表18PARAM的编码41

表19时间槽N的编码41

表20Slot-MARKER命令格式42

表21时间槽编号的编码42

II

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表22ATQB格式42

表23协议信息格式43

表24PICC支持的帧选项43

表25PICC支持的协议类型43

表26最大帧长度43

表27PICC支持的比特速率43

表28ATTRIB格式44

表29PARAM1的编码44

表30TR0编码44

表31TR1编码44

表32SOF处理45

表33EOF处理45

表34参数2的b4到b1的编码45

表35参数2的b6和b5的编码45

表36参数2的b和b7的编码45

表37对ATTRIB命令的应答格式45

表38PCD发送到PICC的ATTRIB命令46

表39PICC对ATTRIB的应答46

表40HLTB命令格式46

表41PICC对HLTB命令应答的格式46

表42ISO/IEC14443TypeA兼容模式下的Block0内容47

表43单级抗冲突UID0的取值47

III

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前言

本标准由建设部标准定额研究所提出并归口。

本标准由建设部IC卡应用服务中心负责起草。

本标准参编单位：中外建设信息有限责任公司、凯鹏科技（中国）有限公司、上海复旦微电子股份

有限公司、芯成半导体（上海）有限公司、英飞凌科技（中国）有限公司、东信和平智能卡股份有限公

司、雅斯拓科技（上海）有限公司、上海柯斯软件有限公司、北京中电华大电子设计有限责任公司、恩

智浦半导体（上海）有限公司、摩托罗拉（中国）电子有限公司北京分公司、上海华虹集成电路有限责

任公司、广东联合电子收费股份有限公司、上海三星半导体有限公司。

本标准主要起草人：马虹、申绯斐、王辉、杜昊、杨辉、周欣、王毅、（以下按姓氏笔画排序）王

宝东、王辉、孙伟、余海泉、余新浪、张咏江、李昕、李需要、杨晓晔、陈喆、赵滢、贾立民、梁少峰、

梁建军、韩兴成、程勇。

本标准为首次发布。

IV

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建设事业非接触CPU卡芯片技术要求

1范围

本标准规定了建设事业非接触CPU卡芯片兼容性要求（主要是与ISO/IEC14443-3TypeA的兼容性要

求）、防冲突指令、芯片基本性能、芯片微处理器要求、加密算法、存储器要求、安全特性、建设事业

非接触CPU卡安全认证码等。

本标准适用于由建设行业发行或接受的IC卡及其相关组织。其使用对象主要是与建设事业IC卡应用

相关的卡片和终端设计、制造、管理、发行以及应用系统的研制、开发、集成、维护和监理的部门（单

位）。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的

修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

3定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

集成电路Integratedcircuit（s）（IC）

用于执行处理和/或存储功能的电子器件。

3.2

无触点的Contactless

说明完成与卡交换信号和给卡供应能量，而无需使用通电流元件（即，不存在从外部接口设备到卡

内所包含集成电路的直接通路）。

3.3

无触点集成电路卡Contactlessintegratedcircuit（s）card

一种ID-1型卡（如ISO/IEC7810中所规定），在它上面已装入集成电路，并且与集成电路的通信是

用无触点的方式完成的。

3.4

接近式卡Proximitycard（PICC）

一种ID-1型卡，在它上面已装入集成电路和耦合电路，并且与集成电路的通信是通过与接近式耦合

设备的电感耦合完成的。

3.5

接近式耦合设备Proximitycouplingdevice（PCD）

用电感耦合给PICC提供能量并控制与PICC交换数据的读/写设备。

3.6

位持续时间Bitduration

确定一逻辑状态的时间，在这段时间结束时，一个新的位将开始。

3.7

二进制移相键控Binaryphaseshiftkeying

1

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移相为180°的移相键控，从而导致两个可能的相位状态。

3.8

调制指数Modulationindex

定义为[a-b]/[a+b]，其中a，b分别是信号幅度的峰值和最小值。

3.9

不归零电平NRZ-L

位编码的方式，借此，位持续期间的逻辑状态可以通过通信媒介的两个已定义的物理状态之一来表

示。

3.10

副载波Subcarrier

以频率fs调制载波频率fc而产生的RF信号。

3.11

防冲突环anticollisionloop

为了在PCD激励场中准备PCD和几个PICC中的一个或多个之间的对话所使用的算法。

3.12

比特冲突检测协议bitcollisiondetectionprotocol

在帧内比特级使用冲突检测的防冲突方法。冲突出现在至少两个PICC把互补比特模式发送给PCD时。

在这种情况下，比特模式被合并，在整个（100%）位持续时间内载波以副载波来调制。

PCD检测出碰撞比特并按串联次序识别所有PICCID。

3.13

字节byte

由指明的8位数据b1到b8组成，从最高有效位（MSB，b8）到最低有效位（LSB，b1）。

3.14

冲突collision

在同一PCD激励场中并且在同一时间周期内两个PICC的传输，使得PCD不能辨别数据是从哪一个PICC

发出的。

3.15

基本时间单元（etu）elementarytimeunit（etu）

对于本部分，基本时间单元（etu）定义如下：

1etu=128/fc，（即9.4µs，标称的）。

3.16

帧frame

帧是一序列数据位和任选差错检测位，它在开始和结束处有定界符。

注：类型APICC使用为类型A定义的标准帧，类型BPICC使用为类型B定义的标准帧。

3.17

高层higherlayer

属于应用或高层协议。

3.18

时间槽协议timeslotprotocol

PCD与一个或多个PICC建立逻辑通道的方法，该方法对于PICC响应使用时间槽定位，类似于

slotted-Aloha方法。

3.19

唯一识别符Uniqueidentifier（UID）

UID是类型A防冲突算法所需的一个编号。

2

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3.20

块block

帧的一种特殊类型，它包含有效协议数据格式。

注：有效协议数据格式包括I-块、R-块或S-块。

3.21

无效块invalidblock

帧的一种类型，它包含无效协议格式。

注：没有接收到帧的超时不被解释为一无效块。

4缩略语和符号表示

ACK肯定确认（positiveACKnowledgement）

AFI应用族识别符，应用的卡预选准则。（ApplicationFamilyIdentifier）

APf在REQB中使用的防冲突前缀f（AnticollisionPrefixf,,usedinREQB/WUPB,

TypeB）

APn在Slot-MARKER命令中使用的防冲突前缀n（AnticollisionPrefixn,usedin

Slot-MARKERCommand,TypeB）

ASK移幅键控（AmplitudeShiftKeying）

ATQ请求应答（AnswerToRequest）

ATQA请求应答，类型A（AnswerToRequest,TypeA）

ATQB请求应答，类型B（AnswerToRequest,TypeB）

ATS选择应答（AnswerToSelect）

ATTRIBPICC选择命令（PICCselectioncommand,TypeB）

BCCUIDCLn校验字节，4个先前字节的“异或”值（UIDCLncheckbyte,calculated

asexclusive-oroverthe4previousbytes,TypeA）

BPSK二进制移相键控（BinaryPhaseShiftKeying）

CID卡标识符（CardIdentifier）

CLn串联级n，3≥n≥1（CascadeLeveln,TypeA）

CRC循环冗余校验，每种类型的PICC所定义的（CyclicRedundancyCheck）

CRC_A循环冗余校验差错检测码（CyclicRedundancyCheckerrordetectioncodeA）

CRC_B循环冗余校验差错检测码（CyclicRedundancyCheckerrordetectioncodeB）

CT串联标记，‘88’（CascadeTag,TypeA）

D除数（Divisor）

DR接收的除数（PCD到PICC）（DivisorReceive（PCDtoPICC））

DRI接收的除数整数（PCD到PICC）（DivisorReceiveInteger（PCDtoPICC））

DS发送的除数（PICC到PCD）（DivisorSend（PICCtoPCD））

DSI发送的除数整数（PICC到PCD）（DivisorSendInteger（PICCtoPCD））

E通信结束，类型A（Endofcommunication,TypeA）

EDC差错检测码（ErrorDetectionCode）

EGT额外保护时间（ExtraGuardTime,TypeB）

EOF帧结束，类型B（EndOfFrame,TypeB）

etu基本时间单元，1比特数据传输的持续时间（Elementarytimeunit）

fc载波频率（作场的频率，13.56MHz）（Frequencyofoperatingfield（carrier

frequency））

FDT帧延迟时间，类型A（FrameDelayTime,TypeA）

3

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fs副载波调制频率（Frequencyofsubcarriermodulation）

FSC接近式卡帧长度（FrameSizeforproximityCard）

FSCI接近式卡帧长度整数（FrameSizeforproximityCardInteger）

FSD接近式耦合设备帧长度（FrameSizeforproximitycouplingDevice）

FSDI接近式耦合设备帧长度整数（

FrameSizeforproximitycouplingDevice

Integer）

FWI帧等待时间整数（FrameWaitingtimeInteger）

FWT帧等待时间（帧等待时间）（FrameWaitingTime）

FWTTEMP临时帧等待时间（temporaryFrameWaitingTime）

HALT类型APICC暂停命令（HaltCommand,TypeA）

I-block信息块（Information-block）

ID标识号（IDentificationnumber,TypeA）

INF属于高层的信息字段（INFormationfieldbelongingtohigherlayer,Type

B）

LSB最低有效位（LeastSignificantBit）

MAX最大值（Indextodefineamaximumvalue）

MIN最小值（Indextodefineaminimumvalue）

MSB最高有效位（MostSignificantBit）

N防冲突槽的数目或每个槽内PICC响应的概率（Numberofanticollisionslots

orPICCresponseprobabilityineachslot,TypeB）

n变量整数值，如特定条款中所定义（Variableintegervalueasdefinedin

thespecificclause）

NAD结点地址（NodeADdress）

NAK否定确认（NegativeAcKnowledgement）

NRZ-L不归零电平，（L为电平）（Non-ReturntoZero,（Lforlevel））

NVB有效位的数目（NumberofValidBits,TypeA）

NVM非挥发性存储器，断电时仍能保持信息存储的存储器类型（Non-Volatile

Memory）

OOK开/关键控（On/OffKeying）

OSI开放系统互连（OpenSystemInterconnection）

P奇校验位（OddParityBit,TypeA）

PARAM属性格式中的参数（PARAMeter）

PCB协议控制字节（ProtocolControlByte）

PCD接近式耦合设备（读写器）（ProximityCouplingDevice）

PICC接近式卡（ProximityCard）

PPS协议和参数选择（ProtocolandParameterSelection）

PPS0协议和参数选择参数0（ProtocolandParameterSelectionparameter0）

PPS1协议和参数选择参数1（ProtocolandParameterSelectionparameter1）

PPSS协议和参数选择开始（ProtocolandParameterSelectionStart）

PUPI伪唯一PICC标识符（Pseudo-UniquePICCIdentifier,TypeB）

R防冲突序列期间PICC所选定的槽号（SlotnumberchosenbythePICCduring

theanticollisionsequence,TypeB）

R（ACK）包含肯定确认的R-块（R-blockcontainingapositiveacknowledge）

R（NAK）包含否定确认的R-块（R-blockcontaininganegativeacknowledge）

4

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RATS选择应答请求（RequestforAnswerToSelect）

R-block接收准备块（Receivereadyblock）

REQA请求命令，类型A（RequestCommand,TypeA）

REQB请求命令，类型B（RequestCommand,TypeB）

RF射频（RadioFrequency）

RFU保留供将来使用（ReservedforFutureISO/IECUse）

S通信开始，类型A（Startofcommunication,TypeA）

SAK选择确认（SelectAcKnowledge,TypeA）

S-block管理块（Supervisoryblock）

SEL选择命令（SELectcode,TypeA）

SFGI启动帧保护时间整数（Start-upFrameGuardtimeInteger）

SFGT启动帧保护时间（Start-upFrameGuardTime）

SOF帧的开始，类型B（StartOfFrame,TypeB）

TR0PCDoff和PICCon之间静默的最小延迟。（仅类型B）（GuardTime,TypeB）

TR1PICC数据传输之前最小副载波的持续期。（仅类型B）（SynchronizationTime,

TypeB）

UID唯一标识符（UniqueIdentifier,TypeA）

UIDn唯一标识符的字节数目n，n≥0（BytenumbernofUniqueIDentifier）

WTX等待时间延迟（WaitingTimesXtension）

WTXM等待时间延迟乘数（WaitingTimesXtensionMultiplier）

WUPA类型APICC唤醒命令（Wake-UPCommand,TypeA）

（xxxxx）数据位表示

b

‘XY’十六进制记法，等同于基数16的XY

5建设事业CPU卡芯片基本要求

规定了建设事业CPU卡芯片的基本要求。

5.1微处理器及外围设备

──处理器最低应为位的低功耗微处理器；

──硬件DES协处理器。

5.2加密算法

5.2.1对称算法

对称算法在《建设事业CPU卡卡片操作系统（COS）技术要求》中定义。

5.2.2非对称算法

本标准未要求芯片必须支持非对称算法。

5.2.3安全哈什算法

安全哈什算法在《建设事业CPU卡卡片操作系统（COS）技术要求》中定义。

5.3存储器

5.3.1电可擦写可编程只读存储器

──数据存储容量应最少4K字节；

──应采用低功耗数据存储器；

──非接触逻辑加密卡的工作模式下数据存储器应最少提供1K字节；

──应支持代码下载；

──应最少满足10万次擦写；

──应最少具备10年数据保存时间。

5

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5.3.2只读存储器

应至少提供16K字节的程序存储器。

5.3.3静态随机存储器

──外部静态随机存储器容量应不小于256字节；

──内部静态随机存储器容量应不小于128字节；

──如果只有内部静态存储器没有外部静态随机存储器，内部静态存储器容量应不小于384字节。

5.4安全特性

唯一序列号（UID）及CPU卡安全认证码不可改写，写入位置为NVM中的SecurityArea，SecurityArea

应保留9个字节。

注：NVM内的SecurityArea为只能写入一次的数据区域，一旦被写入则不再支持任何后续的写入操作，具有只读

属性。

5.4.1数据总线加密

采用物理或逻辑加密等方法保护数据和程序代码。

5.4.2抵抗电源干扰

自适应电路提供稳定的工作电源，高、低电压芯片复位。

5.4.3频率保护

天线频率过高或过低则芯片复位。

5.4.4高射频场强保护

在高射频场强下，保证芯片不会被损坏。

5.4.5抵抗反向工程

──芯片出厂后无法再次进入测试模式；

──只读存储器中代码不可被外部程序或反向分析读出。

5.4.6抗电源攻击

应采用抗SPA/DPA攻击。

5.5交、直流参数

──工作场强：最小未调制工作场为Hmin，为1.5A/m（rms），最大未调制工作场为Hmax，为

7.5A/m（rms）；

──芯片抗静电冲击：大于2千伏（HBM模型）；

──工作温度：-20℃～70℃；

──存储温度：-25℃～85℃。

5.6低功耗设计

CPU卡芯片低功耗应从以下几方面考虑：

──应采用低功耗工艺、器件；

──应采用低功耗电路、逻辑设计。

6建设事业CPU卡芯片非接触通信接口

非接触通信接口分为两种通信信号接口A类和B类。

在通信期间，直到卡片停止通信或设备移走，只有一个通信信号接口可以是有效的。

下图是几个通信接口描述概念的示意图。

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图1A类、B类接口的通信信号举例

*也可能数据反相

6.1轮询（Polling）

为了检测到工作场内的PICC，PCD发送重复的请求命令。PCD应以任意序列发送在此描述的REQA

和REQB。

当PICC暴露于未调制的工作场内（见ISO/IEC14443-2），它能在5ms内接受一个请求。

举例1：当A类通信接口PICC接收到任何通信接口B命令时，它应能在5ms内接受一个未调制

工作场的REQA。

举例2：当B类通信接口PICC接收到任何通信接口A命令时，它应能在5ms内接受一个未调制

工作场的REQB。

6.2A类通信信号接口

──数据的传输波特率最低应为fc/128（106kbps）；

──载波调制方式为ASK100%调制。

6.2.1初始化和防冲突

描述了适用于类型A的PICC初始化和比特冲突检测协议。

当至少两个PICC同时传输带有一个或多个比特位置（该位置内至少有两个PICC在传输补充值）的比

特模式时，PCD会检测到冲突。在这种情况下，比特模式合并，并且在整个（100%）位持续时间内载波

以负载波进行调制。

6.2.1.1帧格式和时序

定义通信初始化和防冲突期间使用的帧格式和定时。

帧应成对传送，PCD到PICC后随PICC到PCD，使用下列的序列：

PCD帧：

──PCD通信开始；

──信息和根据需要PCD传送的差错检测位；

──PCD通信结束。

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PCD到PICC的帧延迟时间。

PICC帧：

──PICC通信开始；

──信息和根据需要PICC传送的差错检测位；

──PICC通信结束。

PICC到PCD的帧延迟时间。

PCD到PICC的帧延迟时间（FDT）与PCD通信结束重迭。

6.2.1.1.1帧延迟时间

帧延迟时间（FDT）定义为在相反方向上所发送的两个帧之间的时间。

6.2.1.1.2PCD到PICC的帧延迟时间

PCD所发送的最后一个暂停的结束与PICC所发送的起始位范围内的第一个调制边沿之间的时间，它

应遵守图2中定义的定时，此处n为一整数值。

PCD传输的最后数据位PICC初调制

逻辑“1”通信结束通信开始

（E）（S）

逻辑“0”

图2PICC到PCD的帧延迟时间

表1定义了n和依赖于命令类型的FDT的值以及这一命令中最后发送的数据位的逻辑状态。

表1PICC到PCD的帧延迟时间

命令类型N（整数值）FDT

最后一位=（1）b最后一位=（0）b

REQA命令91236/fc1172/fc

WAKE-UP命令

ANTICOLLISION命令

SELECT命令

所有其它命令≥9（n*128+84）/fc（n*128+20）/fc

注：值n=9意味着场中的所有PICC应以防冲突所需的同步方式进行响应。

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对于所有的其他命令，PICC应确保起始位范围内的第一个调制边沿与图2中定义的位格对齐。

6.2.1.1.3PICC到PCD的帧延迟时间

PICC所发送的最后一个调制与PCD所发送的第一个暂停之间的时间，它应至少为1172/fc。

6.2.1.1.4请求保护时间

请求保护时间定义为两个连续请求命令的起始位间的最小时间。它的值为7000/fc。

6.2.1.1.5帧格式

定义了下列帧类型：

──用于表2“请求帧的编码”中定义命令的短帧；

──用于普通命令的标准帧；

──面向比特的防冲突命令的防冲突帧。

6.2.1.1.6短帧

短帧用于初始化通信，并按以下次序组成：

──通信开始；

──LSB先传输的7个数据位（编码见表2）；

──通信结束。

不加奇偶校验位。

图3短帧

6.2.1.1.7标准帧

标准帧用于数据交换，并按以下次序组成：

──通信开始；

──n*（个数据位+奇数奇偶校验位），n≥1。每个字节的LSB首先被发送。每个字节后面跟随

一个奇数奇偶校验位。奇偶校验位P被设置，使在（b1到b，P）中1s的数目为奇数；

──通信结束。

第2字节第n字节

最先传输位奇偶位传输结束

图4标准帧

6.2.1.1.8面向比特的防冲突帧

当至少两个PICC发送不同比特模式到PCD时可检测到冲突。这种情况下，至少一个比特的整个

位持续时间内，载波以副载波进行调制。

面向比特的防冲突帧仅在比特帧防冲突环期间使用，并且事实上该帧是带有7个数据字节的标准

帧，它被分离成两部分：第1部分用于从PCD到PICC的传输，第2部分用于从PICC到PCD的传输。

下列规则应适用于第1部分和第2部分的长度：

第1部分的最后数据位之后不加奇偶校验位。

下面全字节情况和分离字节情况的例子定义了位的组织结构和位传输的次序。

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标准帧，第2个数据字节后/第5数据位分离

防冲突帧，第1部分：PCD到PICC

防冲突帧，第2部分：PICC到PCD

最早传输位

最早传输位

图5面向比特的防冲突帧的比特组织结构和传输，完整字节

标准帧，第4个完整字节后分开

防冲突帧，第1部分：PCD到PICC

防冲突帧，第2部分：PICC到PCD

最先传输位

最先传输位

图6面向比特的防冲突帧的比特组织结构和传输，分离字节

对于SPLITBYTE，PCD应忽略第二部分的第一个奇偶校验位。

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6.2.1.1.9CRC_A

CRC_A帧是K数据位的一个功能，由帧内除奇偶校验位外的所有数据位、S和E以及CRC_A本身组成。

由于数据以字节编码，因此位数k是8的倍数。对于差错检测，在标准帧中发送两个CRC_A字节，它在字

节之后，E之前。CRC_A初始寄存器内容应为‘6363’并且计算后寄存器内容应不取反。

6.2.1.2PICC状态

下列各部分提供了专门针对比特冲突检测协议的类型A的PICC状态的描述。

下列状态图考虑了本部分命令引起的所有可能的状态转换。

PICC重复使接收帧有效。当检测到传输差错时不发送响应。

11

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图7类型APICC状态图

与ISO/IEC14443-3兼容但不使用ISO/IEC14443-4的PICC可以通过专有命令来设置ACTIVE或

ACTIVE*状态。

6.2.1.2.1POWER-OFF状态

描述：

在POWER-OFF状态中，由于缺少载波能量，PICC不能被激励。

状态跳出条件和转换：

如果PICC处于大于Hmin（Hmin为1.5A/m）的激活磁场中，它将在一个不大于延迟时间内进入IDLE

状态。

6.2.1.2.2IDLE状态

描述：

在I