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作為被高科技領域譽為市場前景的高科技產業(yè)技術，RFID技術受到許多高新產業(yè)青睞，許多集成廠商都在RFID領域投入巨資進行RFID芯片開發(fā)。
本文將以Philips生產的MifarelS50為例子，剖析RFID卡的結構及其芯片的通訊、存儲技術。該卡的RFID芯片所具有的的MIFARERF(射頻)非接觸式接口標準已被制定為國際標準ISO/IEC14443TYPEA標準，其應用很廣泛。
1、MifarelS50卡的結構及主要特性
Mifare1S50卡是一種非接觸式IC卡，又稱RFID卡(射頻卡)。RFID卡是近幾年蓬勃發(fā)展起來的一項新技術，他成功地將射頻識別技術和IC卡技術結合起來，解決了卡中無電源和免接觸使用這一難題，是電子器件領域的一大突破。
Mifare1S50卡的電氣部分只由一個天線和一塊RFID芯片組成。其中天線是只有幾組繞線的線圈，封裝到ISO卡片中。數(shù)據(jù)保存期為10年，可改寫10萬次，讀無限次?？ㄅc讀寫器之間的通訊采用國際通用的DES和RES保密交叉算法，具有的保密性能。其主要特性
如下：
工作頻率：13.56MHz;
通信速率：106kb/s;
防沖突：同一時間可處理多張卡;
讀寫距離：在100mm內(與天線形狀有關)能方便快速地傳遞數(shù)據(jù);
握手式半雙工通訊方式;
在無線通訊過程中通過以下機制來保證數(shù)據(jù)完整防沖突機制;每塊有16位CRC糾錯;每字節(jié)有奇偶校驗位;檢查位數(shù);用編碼方式來區(qū)分“1”、“0”或無信息;信道監(jiān)測(通過協(xié)議順序和位流分析);
支持多卡操作;
材料：PVC;
尺寸：符合ISO10536標準;
無電池：無線方式傳遞數(shù)據(jù)和能量;
芯片加工技術：采用高速的CMOSE2PROM工藝;
安全性：3次相互認證(ISO/IECDIS9798-2);通訊過程中所有數(shù)據(jù)均加密以防止信號截取;每一扇區(qū)有相互獨立的密碼;每張卡有32位惟一的序列號;傳輸密瑪保護;
支持一卡多用的存儲結構;
典型交易過程《100ms。
2、Mifare1S50卡的RFID芯片的內部結構
Mifare1S50卡的芯片由RF-Interface(射頻接口)和DigtalSecTIon(數(shù)字模塊)兩部分組成，如圖1所示。
射頻接口部分由整流器、電壓調節(jié)器、上電復位(POWERONRESET，POR)模塊、時鐘再生器、調制器/解調器等部分組成。主要有4個功能：
(1)為RFID芯片內部各部分電路提供工作時所需要的能量。
(2)提供POR信號，使各部分電路同步啟動工作。
(3)從載波中提取電路正常工作所需要的時鐘信號。
(4)將載波上的指令和數(shù)據(jù)解調出來供數(shù)字模塊處理以及對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行調制。
數(shù)字模塊主要由如下部分組成：
ATR(AnswertoRequest)模塊：卡在讀寫器的天線工作范圍內時，當讀寫器向卡發(fā)出Requestall(或：Requeststd)命令后，芯片的此模塊啟動，藉此建立與讀寫器的步通信。
AntiCollision模塊：起防止卡片重疊。具體原理如下：若有多張卡在讀寫器天線的工作范圍內時，芯片的此模塊啟動，讀寫器首先與所有的卡片通信，獲取每一張卡的序列號，然后，根據(jù)序列號選定一張卡片。
SelectApplication模塊：確認對卡片的選擇。
Authentication&AccessControl模塊：卡片確認被選中后，啟動此模塊，進行卡片與讀寫器之間相互認證。只有通過相互認證，才能進行進一步的操作。
Control&ArithmeticUnit模塊：此模塊是整塊芯片的控制中心，芯片內建的處理機單元。
RAM：配合Control&ArithmeticUnit，將運算結果進行暫時存儲;若有數(shù)據(jù)要存到E2PROM，則取出數(shù)據(jù)存到E2PROM中;若有數(shù)據(jù)要傳送到讀寫器，則取出數(shù)據(jù)，讓射頻接口電路進行處理，通過卡上的天線傳送給讀寫器。
ROM：固化卡片運行所需要的必要的程序指令。
CryptoUnit：此模塊完成對數(shù)據(jù)的加密處理及密碼保護。
E2PROMInterface：此模塊為E2PROM的接口電路。
E2PROMMemory：E2PROM存儲器。
總體來看，Mifare1S50卡的芯片中E2PROMMemory分為16個扇區(qū)，他們互不干擾，每個扇區(qū)均可分別設置各自的不同的密碼及按需要設置存取控制(不用產商的初始值)。
RFID卡最基本的應用便由此產生，每個扇區(qū)都可獨立應用一個應用場合，從而實現(xiàn)“一卡通”功能。市面上的交通一卡通、交費一卡通等便是其完整的體現(xiàn)?；谄湔宫F(xiàn)的美好前景，應繼續(xù)加大研發(fā)RFID芯片的力度。
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2025第十一屆中國國際機電產品交易會 暨先進制造業(yè)博覽會
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