可穿戴设备中移动支付芯片的工作机制

本文重点讲述可穿戴设备中的支付芯片的基本工作机制。这里讲述的支付芯片包括既支持带有SE的终端一体芯片，也包括以SIM卡作为SE的机卡分离式芯片。

如下图所示，将手机终端内围绕支付芯片的几个典型器件画出，并用线条描述各个器件间的相互关系。

(1)NFC Controller就是支付芯片，在前两个专题已介绍作用、结构。

(2)手机终端中Host Controller是终端内对NFC Controller(NFC支付芯片)进行指令控制的终端软件，一般在终端操作系统内，并由协议栈实现，比如现实中的Android+NFC Stack，或iOS+NFC Stack。Host Controller与NFC Controller之间的传输协议是由NFC芯片和操作系统而定，不是统一标准的。

(3)System PMU Batterie是电池或称供电设备，一般为手机内电池，并为NFC Controller供电。

(4)Anternna是NFC射频天线，放置在NFC手机终端内，用于接收和发送非接触信号。天线的尺寸、形态、位置根据不同手机而不同。天线的设计是NFC手机性能好坏的核心要素。

(5)eSE是嵌入式安全模块，用于实现非接触交易逻辑、存储交易数据、下载各种电子卡等，是对安全敏感数据和逻辑管理的模块，比如管理存储银行卡余额、交通卡刷卡次数等。这些数据要在支付芯片内存储，为了保证个人数据的隐私安全，通常是在支付芯片内SE模块内实现。

(6)UICC是SIM卡或USIM卡的统称，与eSE的作用相似。不同点是eSE是放置在支付芯片内，UICC是放置在手机内SIM卡槽内，此外UICC除了eSE的功能外还有进行移动通信网络鉴权的功能。

如上图所示，图中的红线表示围绕NFC支付芯片的不同器件间的信号关系。对于eSE形态的安全模块和支付芯片，主要有三类信号工作机制。

(1)对于NFC读模式，即把NFC手机当个POS机或读卡器使用。Host Controller通过NFC Controller与天线传输信号，读取外界的非接触卡信号。

(2)对于NFC卡模式，即把NFC手机当个非接触IC卡使用。eSE通过NFC Controller与天线传输信号，读取外界的非接触卡信号，并进行交易的处理。

(3)对于手机应用直接访问eSE的数据，即用户在手机上查看自己的银行卡余额、进行空中圈存、下载电子卡等。Host Controller通过NFC Controller与eSE传输信号，读取和写入数据到eSE中。

对于UICC形态的安全模块，几个器件见交易基本原理与eSE相似，不同之处是采用的传输协议不同。

在NFC支付芯片的工作机制中，最容易出错也是讲究技巧的地方：

(1)几个周边器件交互工作时，对同一个器件读写的并发处理技巧。

(2)信号传递的效率，进而影响NFC整体性能的技巧。

(3)对安全模块访问的安全控制技巧。

(4)对于NFC几个模式的切换和自动轮训设计技巧。

(5)出现问题的芯片和软件模块快速定位技巧。

开发NFC功能是基础，开发好NFC是考验芯片公司、COS公司、软件公司的差别之处。当前全球能开发好NFC，即把以上技巧都玩转的公司不多。