RFID智能卡数字基带验证系统技术方案

本发明专利技术公开了一种仿真读卡器的工作环境，对CPU卡与读卡器之间数据交换过程进行验证的RFID智能卡数字基带验证系统，它包括驱动器单元、监测器单元、激励发生器和数据代理单元，驱动器单元仿真编码器，用于对读卡器向CPU卡发送数据过程中的米勒编码操作，同时验证编码时钟和凹槽出现偏差时CPU卡的兼容能力；监测器单元仿真解码器，用于对CPU卡向读卡器发送数据过程中的解码操作，同时验证CPU卡的发送数据是否正确；激励发生器仿真上位机，用于对CPU卡发送命令；数据代理单元仿真数据代理器，用于将激励发生器需要对CPU卡发送的命令加入CRC校验，并打包成帧数据传给驱动器单元，同时还在发送的数据中随机插入错误数据或者丢弃数据，以验证CPU卡能否识别错误帧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种验证射频识别技术(RFID)工作环境的技术，具体来说，涉及一种仿真读卡器的工作环境，对RFID CPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证的RFID智能卡数字基带验证系统。
技术介绍
非接触式CPU卡采用曼彻斯特编码方式对读卡器发信息，而读卡器采用米勒编码方式对CPU卡发信息，数字基带(CPU卡和读卡器之间的接口通信)是一个很关键的功能模块，要是接口功能不完整或是异常，将会导致整个CPU卡不能正常工作，使得整个DUT(device under test被验证的系统，即为RFID CPU卡芯片数字部分和固件部分)设计前功尽弃，因此，必须要保证通信接口的正常性，这就需要一个强而有效的验证平台对数字基带进行充分的验证。
技术实现思路
针对以上的不足，本专利技术提供了一种仿真读卡器的工作环境，对RFIDCPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证的RFID智能卡数字基带验证系统，它使用VCS仿真读卡器的工作环境，对RFID CPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证，数字基带验证系统包括:仿真编码器，用于对读卡器向CPU卡发送数据过程中的米勒编码操作，同时验证编码时钟和凹槽出现偏差时CPU卡的兼容能力的驱动器单元；仿真解码器，用于对CPU卡向读卡器发送数据过程中的解码操作，同时验证CPU卡的发送数据是否正确的监测器单元；仿真上位机，用于对CPU卡发送各种命令的激励发生器；仿真数据代理器，用于将激励发生器需要对CPU卡发送的命令加入CRC校验，并打包成帧数据传给驱动器单元，同时还在发送的数据中随机插入错误数据或者丢弃数据，以验证CPU卡能否识别错误帧的数据代理单元。所述编码时钟的验证过程为:首先产生一个周期稳定的载波时钟clk_fc ;然后用一个在一定范围内变化的随机变量来叠加在时钟clk_f c上；再用断言实时监控CPU卡的响应是否正确；最后利用verdi进行波形查看。所述凹槽的验证过程为:首先在产生凹槽的计数器中插入一个随机阈值，当计数器计数达到这个阈值时便产生凹槽或者结束凹槽；再用断言实时监控CPU卡的响应是否正确；最后利用verdi进行波形查看。所述监测器单元每检测到一个字节的数据便检测其奇偶校验位的正确性，每检测到一帧数据便检测其CRC校验的正确性，所述奇偶校验位的检测过程为:首先，利用奇偶校验监控器接收CPU卡发出的比特流，并保存在字节寄存器中；然后，当字节寄存器装满时，奇偶校验监控器便计算此字节的奇偶校验值，并与接收到的CPU卡发出的奇偶校验位进行比较，若两者不一致，则断言出现奇偶校验错误，所述CRC校验的检测过程为:首先，每当上述字节寄存器装满便将其数据保存入帧寄存器中，同时利用CRC校验监控器进行一次CRC计算，然后，当接收完一帧数据后，CRC校验监控器便进行一次比较，若CPU卡发送的CRC校验码与CRC监控器计算的校验码不一致时，则断言出现CRC校验错误。所述数据代理单元使用一个随机变量rand，驱动器每发送完一个字节，就检测这个随机变量rand,若rand值为插入错误数据,则驱动器接着发送一个错误字节；若rand值为丢弃数据，则驱动器跳过当前需要发送的字节。所述激励发生器包括:仿真状态跳转功能，同时验证CPU卡在不同的状态下，接收到不同的命令后能否正确跳转状态的状态跳转验证单元；仿真防冲突功能，同时验证CPU卡的防冲突功能的防冲突功能验证单元；仿真上下电功能，同时验证在不同情况下掉电并上电之后CPU卡能否正常进行通信的上下电功能验证单元；仿真存储器，同时验证存储器的数据对接口模块的配置能否开启和关闭接口模块功能，以及验证CPU卡抖动时存储器数据的安全性的存储器功能验证单元；仿真COS环境，同时验证在不同的COS命令下，CPU接口模块和COS的配合是否默契，以及在CPU卡进入协议层出现奇偶校验或者CRC校验错误时，验证CPU卡是否能够正确处理错误数据的COS验证单元。所述状态跳转验证单元在系统复位之后，令CPU卡进入某一待测状态A，然后随机发送各种指令，同时利用监测器单元检测CPU卡在接收到相应命令之后能否做出正确的状态跳转。所述防冲突功能验证单元在CPU卡复位释放之后，令每个CPU卡的UID为一随机值，利用监测器单元同时检测多个CPU的响应是否正确，同时解调出多个CPU卡的混合响应信号并发送给防冲突功能验证单元进行辨别。所述上下电功能验证单元在每次CPU卡复位释放之后，不断向CPU卡发送命令串，在发送命令串的同时，等待一个精确到皮秒的随机时间令CPU卡进入电量不足状态，看CPU卡能否正确保护其内部数据，而不出现芯片由于电量不足而使内部逻辑毁坏的情况；然后再等待另一个精确到皮秒的随机时间，CPU卡复位芯片，再释放复位信号，看芯片能否正常工作。所述存储器功能验证单元在CPU卡复位释放之后，往存储器对应地址中写入配置值以配置接口功能，再对CPU卡复位一次，验证CPU卡的接口功能是否能够正确按照配置值进行工作；接着写存储器，在写的过程中，随机出现掉电复位，看存储器中的数据是否能即时被保护起来。所述COS验证单元按照CPU卡的实际运用进行圈存和消费操作，在CPU卡进行圈存和消费等操作时，随机插入错误数据或者丢弃数据，或者出现掉电复位操作，通过判断CPU卡是否正常工作而验证COS环境是否有缺陷。本专利技术的有益效果:本验证系统架构简单，测试覆盖面广，查错方便直观，克服了当前业界存在的不能同时兼容架构简单、覆盖面广和查错方便直观的弊端；另外，本验证系统采用verilog、systemverilog、断言和C语言四种语言来搭建,各取其优势,让整个系统看起来更简洁直观，查错更方便；再有，本系统使用VCS进行仿真，用verdi进行波形查看，使得仿真更快速，波形查错更快捷方便直观。附图说明图1为本专利技术RFID智能卡数字基带验证系统的系统框架图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行进一步阐述。本专利技术的RFID智能卡数字基带验证系统作为一个整体，可以仿真模拟读卡器和DUT芯片进行数据交换的场景，DUT (device under test)为被验证的系统，即为RFIDCPU卡芯片数字部分和固件部分。数字基带验证系统模拟读卡器的工作原理，把各种读卡器功能组织整合在一个系统中，方便验证过程中的维护和修改。本专利技术采用verilog、systemverilog、断言和C语言四种语言来搭建,使用VCS进行仿真,用verdi进行波形查看。如图1所示，本专利技术的RFID智能卡数字基带验证系统使用VCS仿真读卡器的工作环境，对RFID CPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证，它包括驱动器单元、监测器单元、激励发生器和数据代理单元。其中，驱动器单元为本验证系统基础部件，它仿真编码器，主要功能是完成读卡器向CPU卡发送数据的米勒编码，同时验证CPU卡能否兼容米勒编码时钟和凹槽在协议允许偏差范围内出现偏斜。经大量测试，实际应用中，读卡器向CPU卡发送数据过程中会有编码时钟不规则的情况出现，也会有凹槽不标准的情况。在编码时钟的验证过程中，首先产生一个周期稳定的载波时钟clk_fc (13.56兆)，再用一个在一定范围内变化的随机变量来叠加在时钟clk_fc上，便可以模拟出时钟偏斜，然后利用verdi进行波形查看，实践证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID智能卡数字基带验证系统，其特征在于，它使用VCS仿真读卡器的工作环境，对RFID?CPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证，数字基带验证系统包括：仿真编码器，用于对读卡器向CPU卡发送数据过程中的米勒编码操作，同时验证编码时钟和凹槽出现偏差时CPU卡的兼容能力的驱动器单元；仿真解码器，用于对CPU卡向读卡器发送数据过程中的解码操作，同时验证CPU卡的发送数据是否正确的监测器单元；仿真上位机，用于对CPU卡发送各种命令的激励发生器；仿真数据代理器，用于将激励发生器需要对CPU卡发送的命令加入CRC校验，并打包成帧数据传给驱动器单元，同时还在发送的数据中随机插入错误数据或者丢弃数据，以验证CPU卡能否识别错误帧的数据代理单元。

【技术特征摘要】
1.一种RFID智能卡数字基带验证系统，其特征在于，它使用VCS仿真读卡器的工作环境，对RFID CPU卡与读卡器之间的数据交换过程进行验证，数字基带验证系统包括: 仿真编码器，用于对读卡器向CPU卡发送数据过程中的米勒编码操作，同时验证编码时钟和凹槽出现偏差时CPU卡的兼容能力的驱动器单元； 仿真解码器，用于对CPU卡向读卡器发送数据过程中的解码操作，同时验证CPU卡的发送数据是否正确的监测器单元； 仿真上位机，用于对CPU卡发送各种命令的激励发生器； 仿真数据代理器，用于将激励发生器需要对CPU卡发送的命令加入CRC校验，并打包成帧数据传给驱动器单元，同时还在发送的数据中随机插入错误数据或者丢弃数据，以验证CPU卡能否识别错误帧的数据代理单元。2.根据权利要求1所述的RFID智能卡数字基带验证系统，其特征在于，所述编码时钟的验证过程为:首先产生一个周期稳定的载波时钟clk_fc ;然后用一个在一定范围内变化的随机变量来叠加在时钟clk_fc上；再用断言实时监控CPU卡的响应是否正确；最后利用verdi进行波形查看。所述凹槽的验证过程为:首先在产生凹槽的计数器中插入一个随机阈值，当计数器计数达到这个阈值时便产生凹槽或者结束凹槽；再用断言实时监控CPU卡的响应是否正确；最后利用verdi进行波形查看。3.根据权利要求1所 述的RFID智能卡数字基带验证系统，其特征在于，所述监测器单元每检测到一个字节的数据便检测其奇偶校验位的正确性，每检测到一帧数据便检测其CRC校验的正确性， 所述奇偶校验位的检测过程为:首先，利用奇偶校验监控器接收CPU卡发出的比特流，并保存在字节寄存器中；然后，当字节寄存器装满时，奇偶校验监控器便计算此字节的奇偶校验值，并与接收到的CPU卡发出的奇偶校验位进行比较，若两者不一致，则断言出现奇偶校验错误， 所述CRC校验的检测过程为:首先，每当上述字节寄存器装满便将其数据保存入帧寄存器中，同时利用CRC校验监控器进行一次CRC计算，然后，当接收完一帧数据后，CRC校验监控器便进行一次比较，若CPU卡发送的CRC校验码与CRC监控器计算的校验码不一致时，则断言出现CRC校验错误。4.根据权利要求1所述的RFID智能卡数字基带验证系统，其特征在于，所述数据代理单元使用一个随机变量rand，驱动器每发送完一个字节，就检测这个随机变量rand，若rand值为插入错误数据，则驱动器接着发送一个错误字节；若rand值为丢弃数据，则驱动器跳过当前需要发送的字节。5.根据权利要求1所述的RFID智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建国，覃娟艳，陈雪妃，王德明，段志奎，
申请(专利权)人：广州中大微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：