8.2.5 NCI原理

NCI（NFC Controller Interface）是NFC Forum于2012年制定的一个规范，其主要关注点为DH（Device Host，主机设备）如何控制并与NFCC（NFC Controller）交互。图8-23所示为NFCC、NCI和DH三者之间的关系。 :-:  图8-23　NFCC、NCI和DH三者之间的关系 在图8-23中，NFCC和DH通过物理连线相连，物理连线对应为Transport Layer（传输层）。目前，NFCC和DH在传输层这一块支持SPI、I2C、UART和USB等。在图右边的DH中，所有和NFC相关的应用程序都可被视为DH-NFCEE（EE是Execution Environment的缩写）。图左边有一个NFCEE模块，该模块也可运行着一些和NFC相关的程序或系统（以图8-21为例，它的SmartMX Secure Element就是此处所说的EE）。NFCEE模块可直接集成在NFCC中，也可作为单独的芯片模块通过物理连线与NFCC相连。NCI负责处理DH和NFCC之间的交互。NCI包含多个模块，详情见下文。图8-24所示为NCI的模块结构。 :-:  图8-24　NCI模块结构 - NCI Core模块负责DH和NFCC之间交互的基本功能，包括控制消息（Control Message）和数据消息（Data Message）的传递、DH初始化、重置和配置NFCC等。 - Transport Mapping用于在NFC Core和传输层之间转换数据格式，例如将NCI Core使用的控制消息和数据消息转换成对应传输层使用的数据格式。 - NCI Module包含多个功能模块，例如RF Discovery模块用于搜索周围的其他NFC Device、RF Interface用于和对端的NFC Device交互。 使用NCI的NFC Device中，DH和NCI的工作原理如图8-25所示。 :-:  图8-25　NCI工作原理 图8-25中： * DH通过NCI规范定义的Control Message来控制NFCC。目前规范定义的Control Message包括Commands（请求命令，包括初始化NFCC、重置NFCC、设置NFCC配置参数等）、Responses（回复）和Notifications（通知）。这些Message都封装在NCI Control Packages中。其中，Commands只能由DH发送给NFCC。 * DH通过RF Interface和对端NFC设备（图中的Remote NFC Endpoint）交互，也可通过NFCEE Interface和本设备的NFCEE交互。交互数据包括Control Message和Data Message。 NCI规范一共有140多页，是NFC Forum众多规范中比较复杂的一个。根据笔者的理解，NCI的一个很重要的作用就是统一Android中NFC HAL层的实现，即通过一套标准的方法来实现对NFCC的控制以及数据交互。不过，由于NCI规范推出的时间比较晚（该协议最终版的时间为2012年11月6日），所以占据最大市场份额的NXP公司在其Android平台的NFC HAL层中还没 有使用NCI。 >[info] 提示　8.4节将专门讨论Android平台中NFC HAL层的实现状况。从Android 4.2的代码来看，NXP公司使用了自己的一套NFC HAL层实现方式，而博通公司的NFC HAL层的实现参考了NCI规范。但实际上这两家公司NFC HAL层的代码处处透露着它们与特定芯片的紧密关系，这使不了解芯片细节的读者很难真正看懂NFC HAL层的代码。随着NFC的重要性和普及程度日益加大，开发者已经在Linux Kernel 3.8[21]中增加了一个名为NFC的子系统，它使得以后的NFC HAL层只需通过netlink消息就可和位于Kernel空间的NFC驱动交互。因目前NFC HAL层这些被不同芯片所“绑架”的代码就可从用户空间移除，而那些和芯片相关的代码就可通过NFC驱动的形式运行在Kernel之内。