Микросхемы для идентификационных систем. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Эти полупроводниковые приборы предназначены для применения в пластиковых интеллектуальных картах аппаратуры идентификации в банкоматах, устройствах контроля доступа, оплаты проезда и товаров в магазинах, в системах учета и обращения оборудования, транспортных средств, управления технологическими процессами и др.

В комплект микросхем для создания идентификационных систем входят:

• КБ5004ВЕ1 - микроконтроллер банковской интеллектуальной карты с многоуровневой защитой;
• КБ5004РР1 - устройство памяти на 632 бит (ПЗУ - 16 бит, ЭСППЗУ - 616 бит) для таксофонных карт со встроенными средствами для аутентификации с высокой криптостойкостью;
• КБ5004РР2 - устройство памяти ЭСППЗУ на 16 Кбит с четырьмя зонами парольной защиты;
• КБ5004РРЗ - электрически перепрограммируемое ПЗУ на 2 Кбит (256x8) с парольной защитой от несанкционированной модификации для карт медицинского страхования, электронных билетов и контроля доступа;
• КБ5004ХК1 и КБ5004ХК2 - бесконтактные пассивные ответчики-идентификаторы (с ЭППЗУ на 64 бит), считывание информации из которых и электропитание происходят по встроенному радиоканалу на частоте 13,56 МГц (КБ5004ХК1) и 125 кГц (КБ5004ХК2).

КБ5004ХКЗ - бесконтактный криптозащищенный пассивный ответчик-идентификатор (с ЭСППЗУ на 8 Кбит), считывание информации из которого и электропитание происходят по встроенному радиоканалу на частоте 13,56 МГц.

Ниже помещена более подробная информация о трех последних из них.

КБ5004ХК1

Пассивный ответчик-идентификатор на основе однократно электрически программируемого постоянного запоминающего устройства в общем случае представляет собой защищенную от климатических и механических воздействий конструкцию, объединяющую кристалл микросхемы с антенной и снабженную средствами крепления к идентифицируемому объекту. В зависимости от требований конкретной системы и характера объекта это могут быть пластиковая карточка пропуска через турникет, брелок или жетон, браслет, имплантируемая капсула, ошейник и др.

Микросхему изготовляют в виде кристалла по технологии КМОП. Поставляется она только в составе идентификаторов КИБМ-002, БИБ-002, БИЖ-002, БИТ-002 и БИМ-002.

Микросхема состоит (см. структурную схему на рис. 1) из запоминающего устройства, узла программирования (процесс программирования согласованных с потребителем кодов выполняет изготовитель микросхемы), тактирующего генератора, счетчика адреса, узла управления, модулятора, выпрямителя и антенны (колебательного LC-контура с L1=2 мкГн, С1=75 пФ).

(нажмите для увеличения)

Внешнее электромагнитное поле наводит в антенне напряжение ВЧ, которое после выпрямления питает остальные узлы микросхемы. Дополнительного источника питания не требуется. Узел управления это напряжение воспринимает как запускающий сигнал. По команде узла управления запоминающее устройство вырабатывает запрограммированное в нем сообщение, которое после кодирования модулятором-шифратором поступает в антенну как ответный сигнал. Дальность считывания достигает 15 см и более.

Программирование запоминающего устройства - введение индивидуального кода - выполняется методом пережигания плавких перемычек с помощью внешнего программатора и встроенных в микросхему узлов. В этом режиме она нуждается в электропитании, получаемом от программатора.

Микросхему с настроенной на рабочую частоту радиоканала антенной размещают на идентифицируемом объекте. В дежурном - ждущем - режиме идентификатор обесточен. Обращение к идентификатору, находящемуся в ждущем режиме, выполняют с помощью специального считывателя - ридера, - содержащего свой набор электронных узлов и радиоканал, настроенный на ту же частоту.

Для идентификации сближают ответчик и ридер, антенна ответчика улавливает немодулированное радиоизлучение ридера и формирует ответные кодовые радиосигналы, которые воспринимает антенна ридера. Электронный блок ридера анализирует полученный код и формирует сигнал распознавания "свой-чужой". Расстояние, на котором гарантировано надежное считывание, зависит от местных условий, характеристик ответчика и ридера и точности настройки радиоканала.

Рабочий интервал температуры ответчика-идентификатора - от -40... до +70 °С. Гарантированная сохраняемость - 10 лет.

КБ5004ХК2

Поскольку микросхема КБ5004ХК2 (зарубежный аналог - AN55001) и по структуре (рис. 2), и по применению во многом подобна КЛ5004ХК1, основное внимание будет обращено на их отличия. Так, микросхема КБ5004ХК2 способна работать в интервале частоты 50... 10 000 кГц с глубиной модуляции (амплитудной) при передаче 0,2. Антенной может служить колебательный LC-контур или катушка.

(нажмите для увеличения)

Тактирующий генератор в микросхеме отсутствует. Работа ее узлов тактирована несущей частотой излучения ридера.

Преобразование информации, получаемой от запоминающего устройства, выполняет встроенный шифратор кода Манчестер. Предусмотрена возможность использовать любые коды, защищенные или незащищенные от ошибок и несанкционированного доступа, любые способы шифрации, любые цифровые и символьные алфавиты, в том числе и собственные.

Имеющийся объем памяти при незащищенном варианте на одной несущей частоте радиоканала позволяет получить более 18 миллионов комбинаций при конфиденциальности их трактовки. Гарантируемая дальность считывания со считывателем PR-A03 - 8 см.

Микросхема КТ5004ХК2 изготовлена в виде кристалла по технологии КМОП с двумя доступными потребителю антенными выводами. Она служит основой ответчиков-идентификаторов КИБИ-001, БИБ-001, БИЖ-001 и БИТ-001. Рабочая температура окружающей среды - от -50 до +50 °С (предельная - от -60 до +85 °С).

КБ5004ХКЗ

Микросхема КБ5004ХКЗ (зарубежный аналог - AN5505) - криптозащищенный пассивный ответчик-идентификатор. Принцип его работы такой же, как у предыдущих, но в отличие от них он содержит электрически перепрограммируемое ПЗУ объемом 16x512 бит с индивидуальным правом доступа к каждому из шестнадцати секторов. ПЗУ допускает не менее 100 000 циклов программирования. По структурному построению микросхема КБ5004ХКЗ (см. схему на рис. 3) мало отличается от КБ5004ХК1 и КБ5004ХК2.

(нажмите для увеличения)

Обмен информацией между считывателем и ответчиком организован в соответствии со стандартом на бесконтактные карты ISO 1443-2 тип А. Антенна считывателя излучает амплитудно-модулированные колебания с глубиной модуляции 100%. При уменьшении амплитуды напряженности поля, излучаемого антенной считывателя, до 5 % от начального значения на время, равное 2,34 мкс, формируется пауза. Для представления информации использован модифицированный код Миллера.

Информация от считывателя к карте поступает в виде команд, представляющих собой последовательность разрядов, передаваемую начиная с младшего. Каждый передаваемый байт сопровождается контрольным разрядом, по которому ответчик определяет правильность принятой команды. В случае несовпадения кодов ответчик формирует сообщение об ошибке. Отдельного тактирующего генератора в ответчике нет. Тактирующий сигнал формируется из напряжения несущей частоты, принятой антенной от считывателя.

Для передачи считывателю ответной информации использована так называемая нагрузочная модуляция на лоднесущей частоте 847 кГц (fраб/16). Кроме этого, передаваемая ответчиком информация сопровождается контрольными разрядами проверки на четность и таким же циклическим кодом.

Индивидуальный доступ к тому или иному сектору памяти возможен только после правильно выполненной команды аутентификации по одному из ключей этого сектора (А и В), записываемых при персонализации карты ответчика. Каждый сектор состоит из четырех блоков (0, 1, 2 и 3) объемом по 128 разрядов. Команды чтения, записывания и работы со счетчиком воспринимаются одним блоком. В третьем - служебном - блоке сектора размещены ключи А и В аутентификации и разряды управления доступом к другим блокам сектора. Нулевой блок нулевого сектора - блок изготовителя - работает только на чтение; в нем записаны серийный уникальный номер каждой микросхемы и дополнительная информация ее изготовителя.

Для удобства организации действий, связанных с платежами, в микросхеме предусмотрен 32-разрядный регистр, загружаемый содержимым специально сконфигурированного блока по команде загрузки.

Как только ответчик попадает в электромагнитное поле считывающего устройства, он переходит в режим ожидания команды "Запрос" ответчика ("Reguest"). Все остальные команды игнорируются.

Если в электромагнитном поле считывателя находятся несколько ответчиков, возникает необходимость выбора для активизации только одного из них. Остальные перейдут в режим ожидания. Для этого и используется содержимое нулевого блока, защищенное от модификации. Для определения ответчика, с которым можно начать сеанс работы, передается команда "Антиколлизия" ("Antf collision"), затем команда "Выбор" ("Select"). Все дальнейшие команды будет воспринимать только выбранный ответчик.

Секторы памяти ответчика защищены криптографически. Команды чтения, записывания и работы с регистром ответчик будет выполнять только после обработки команды "Аутентификация" ("Authentification"). Затем указывается адрес блока, с которым будут работать основные команды - "Чтение" ("Read Block") и "Записывание" ("Write Block").

Для работы со счетчиком-регистром предусмотрены команды "Загрузка" ("Restore"), загружающая регистр содержимым блока, "Увеличение содержимого" ("Increment") и "Уменьшение содержимого" ("Decrement"), изменяющие содержание регистра на величину, указанную в командах. Содержимое можно сохранить командой "Перемещение" ("Transfer") как в блоке, из которого было считано начальное значение, так и в любом другом блоке сектора.

Для прекращения работы с ответчиком считыватель подает команду "Стоп" ("Halt"), после чего ответчик переходит в пассивное состояние.

Дальность считывания ответчика - 100 мм и более. Скорость обмена информацией между считывателем и ответчиком - до 106 кбод. Гарантированный срок сохранения информации в памяти ответчика - 10 лет.

Автор: А.Нефедов, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Посменная работа вредит здоровью 25.10.2023 Шведские исследователи из Института стресса при Стокгольмском университете выяснили, что посменная работа может оказывать негативное воздействие на человеческое здоровье. В своем новом исследовании они сравнили различные формы такой занятости, включая традиционные смены и сокращенные часы трудового дня. Результаты показали, что независимо от формы посменной работы все группы сталкиваются с схожими проблемами со здоровьем, включая стресс, нарушения сна и хроническую усталость. Эти факторы могут привести к серьезным последствиям, таким как рак и дисбаланс между личной и профессиональной жизнью. Основываясь на полученных данных, исследователи подчеркивают необходимость создания благоприятных условий труда для работников с нестандартным графиком, включая запрет на последовательные ночные смены и введение обязательных регулярных перерывов. Такие меры направлены на минимизацию вредного воздействия посменной работы на здоровье и обеспечение баланса между трудовой деятельностью и личной жизнью работников.

Другие интересные новости:

▪ Зеркало из атомов

▪ Химический синтез против супербактерий

▪ ICL5102 - контроллер эффективного полумостового AC-DC преобразователя с ККМ

▪ Волосатые микросхемы

▪ Стабильность вторичного углеродного радикала

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Подобное подобным. Крылатое выражение

▪ статья Как слышат голоса глухие шизофреники? Подробный ответ

▪ статья Маис. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Null Modem 9-25 pin (COM-COM). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Четыре куска веревки за один раз. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026