RFID(Radio FreqtJency IdenTIficaTIon)技術(shù)被全球高科技領(lǐng)域譽為最有市場前景、最具改變?nèi)祟惿罘绞胶透呖萍籍a(chǎn)業(yè)面貌的技術(shù)。

英特爾、微軟、IBM、NEC、日立、訊寶等巨頭企業(yè)，都對RFID技術(shù)傾注了巨大的熱情。TI，Intel等美國集成電路廠商目前都在RFID領(lǐng)域投入巨資進行rfid芯片開發(fā)，IBM、Microsoft等也在積極開發(fā)相應(yīng)的軟件及系統(tǒng)來支持RFID的應(yīng)用，而啟和科技則是RFID芯片制造業(yè)的領(lǐng)頭產(chǎn)商。故本文以Philips生產(chǎn)的Mifare lS50為例子，剖析RFID卡的結(jié)構(gòu)及其芯片的通訊、存儲技術(shù)。該卡的RFID芯片所具有的獨特的MIFARE RF(射頻)非接觸式接口標(biāo)準(zhǔn)已被制定為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)用很廣泛。

l Mifare lS50卡的結(jié)構(gòu)及主要特性

Mifare 1 S50卡是一種非接觸式IC卡，又稱RFID卡(射頻卡)。RFID卡是世界上最近幾年蓬勃發(fā)展起來的一項新技術(shù)，他成功地將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)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(lǐng)域的一大突破。

Mifare 1S50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。卡與讀寫器之間的通訊采用國際通用的DES和RES保密交叉算法，具有極高的保密性能。其主要特性

如下：

工作頻率：13.56 MHz;

通信速率：106 kb/s;

防沖突：同一時間可處理多張卡;

讀寫距離：在100 mm內(nèi)(與天線形狀有關(guān))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(biāo)準(zhǔn);

無電池：無線方式傳遞數(shù)據(jù)和能量;

芯片加工技術(shù)：采用高速的CMOS E2PROM工藝;

安全性：3次相互認(rèn)證(ISO/IEC DIS 9798-2);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位全球惟一的序列號;傳輸密瑪保護;

支持一卡多用的存儲結(jié)構(gòu);

典型交易過程《100 ms。

2 Mifare 1S50卡的RFID芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

Mifare 1S50卡的芯片由RF-Interface(射頻接口)和Digtal SecTIon(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(diào)節(jié)器、上電復(fù)位(POWER ON RESET，POR)模塊、時鐘再生器、調(diào)制器/解調(diào)器等部分組成。主要有4個功能：

(1)為RFID芯片內(nèi)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(diào)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(diào)制。

數(shù)字模塊主要由如下部分組成：

ATR(Answer to Request)模塊：卡在讀寫器的天線工作范圍內(nèi)時，當(dāng)讀寫器向卡發(fā)出Request all(或：Requeststd)命令后，芯片的此模塊啟動，藉此建立與讀寫器的第一步通信。

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(nèi)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。

Select Application模塊：確認(rèn)對卡片的選擇。