可穿戴設備中移動支付芯片的工作機制

本文重點講述可穿戴設備中的支付芯片的基本工作機制。這里講述的支付芯片包括既支持帶有SE的終端一體芯片，也包括以SIM卡作為SE的機卡分離式芯片。

如下圖所示，將手機終端內圍繞支付芯片的幾個典型器件畫出，并用線條描述各個器件間的相互關系。

(1)NFC Controller就是支付芯片，在前兩個專題已介紹作用、結構。

(2)手機終端中Host Controller是終端內對NFC Controller(NFC支付芯片)進行指令控制的終端軟件，一般在終端操作系統內，并由協議棧實現，比如現實中的Android+NFC Stack，或iOS+NFC Stack。Host Controller與NFC Controller之間的傳輸協議是由NFC芯片和操作系統而定，不是統一標準的。

(3)System PMU Batterie是電池或稱供電設備，一般為手機內電池，并為NFC Controller供電。

(4)Anternna是NFC射頻天線，放置在NFC手機終端內，用于接收和發送非接觸信號。天線的尺寸、形態、位置根據不同手機而不同。天線的設計是NFC手機性能好壞的核心要素。

(5)eSE是嵌入式安全模塊，用于實現非接觸交易邏輯、存儲交易數據、下載各種電子卡等，是對安全敏感數據和邏輯管理的模塊，比如管理存儲銀行卡余額、交通卡刷卡次數等。這些數據要在支付芯片內存儲，為了保證個人數據的隱私安全，通常是在支付芯片內SE模塊內實現。

(6)UICC是SIM卡或USIM卡的統稱，與eSE的作用相似。不同點是eSE是放置在支付芯片內，UICC是放置在手機內SIM卡槽內，此外UICC除了eSE的功能外還有進行移動通信網絡鑒權的功能。

如上圖所示，圖中的紅線表示圍繞NFC支付芯片的不同器件間的信號關系。對于eSE形態的安全模塊和支付芯片，主要有三類信號工作機制。

(1)對于NFC讀模式，即把NFC手機當個POS機或讀卡器使用。Host Controller通過NFC Controller與天線傳輸信號，讀取外界的非接觸卡信號。

(2)對于NFC卡模式，即把NFC手機當個非接觸IC卡使用。eSE通過NFC Controller與天線傳輸信號，讀取外界的非接觸卡信號，并進行交易的處理。

(3)對于手機應用直接訪問eSE的數據，即用戶在手機上查看自己的銀行卡余額、進行空中圈存、下載電子卡等。Host Controller通過NFC Controller與eSE傳輸信號，讀取和寫入數據到eSE中。

對于UICC形態的安全模塊，幾個器件見交易基本原理與eSE相似，不同之處是采用的傳輸協議不同。

在NFC支付芯片的工作機制中，最容易出錯也是講究技巧的地方：

(1)幾個周邊器件交互工作時，對同一個器件讀寫的并發處理技巧。

(2)信號傳遞的效率，進而影響NFC整體性能的技巧。

(3)對安全模塊訪問的安全控制技巧。

(4)對于NFC幾個模式的切換和自動輪訓設計技巧。

(5)出現問題的芯片和軟件模塊快速定位技巧。

開發NFC功能是基礎，開發好NFC是考驗芯片公司、COS公司、軟件公司的差別之處。當前全球能開發好NFC，即把以上技巧都玩轉的公司不多。