STM32L4单线协议主接口模块(SWPMI)介绍.pdf

STM32L4单线协议主接口模块（SWPMI）是一种用于实现STM32系列微控制器与智能卡之间全双工单线通信的技术。这项技术的目的是按照欧洲电信标准协会(ETSITS)的102613标准实现单线协议(SWP)的通信。单线协议是一种用于无线通信的协议，例如用于SIM卡与手机的交互。STM32L4系列微控制器内置了SWP收发器，SWPMI对应OSI模型的数据链路层，而SWP收发器对应物理层。 在SWPMI中，数据可以通过两种不同的物理方式传输：第一种是通过电压域（S1信号）来实现从主设备到从设备的数据传输，第二种是通过电流域（S2信号）来实现从从设备到主设备的数据传输。S1信号使用脉冲宽度调制的数字调制方式传输，而S2信号则从电流变化中传输数据。 SWPMI支持的比特率是可配置的，范围可以从100kbits/s到2Mbits/s。针对不同的电源电压，STM32L4的SWPMI有不同的类别配置，分别是Class B（3V电源电压）和Class C（1.8V电源电压）。如果选择了Class B配置，则SWPMI_IO内部包含一个调节器，可以提供1.8V的电压。对于Class B和Class C，这两种配置中SWPMI能够处理不同的电压和电流规格。 SWP协议的帧结构包括帧起始标志(SOF)、数据字节(D0到Dn)、错误检测码(CRC)以及帧结束标志(EOF)。帧起始标志为***，帧结束标志为***。此外，协议还使用了位填充技术来避免连续的“1”位超过5个，以确保数据传输的同步。在传输负载中，可以从1到30字节不等的数据可以被传输。另外，协议在EOF之前插入了一个16位的循环冗余校验(CRC)码，来帮助检测传输中的错误。 SWPMI的状态转换包括激活(ACTIVATE)、暂停(SUSPEND)和恢复(RESUME)。当S1和S2信号线上有7个连续的空闲位时，单线协议(SWP)会切换到暂停状态。当主设备或从设备中的任何一个需要重新激活通信时，可以通过发送8个空闲位的序列来恢复通信。SWPMI的状态转换确保了通信的稳定性和可控性，特别是在高干扰的无线环境中。 SWPMI的模块组成包括核心模块（SWPMI_kernel）、状态机（SWPMI_SUSPEND）、接收数据寄存器（SWPMI_RDR）、发送数据寄存器（SWPMI_TDR）、时钟控制以及与其他模块如中断控制器（IRQ）和直接内存访问（DMA）的接口。模块的物理接口包括SWP时钟线（SWPCLK）、发送数据线（SWP_TX）、接收数据线（SWP_RX）以及与GPIO（通用输入输出）端口连接的控制信号线。 STM32L4的单线协议主接口模块(SWPMI)是一种高效的通信接口，能够确保STM32微控制器与智能卡等从设备之间的高速、安全和低能耗的通信。这对于设计需要与智能卡接口交互的应用，如移动电话、智能卡阅读器等设备的开发者来说，是非常重要的技术。在设计基于STM32L4的系统时，开发者需要考虑如何正确配置SWPMI的各种参数，以实现预期的通信性能和稳定性。