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S50 非接触式 IC 卡性能简介(M1)
一、 主要指标
容量为 8K 位 EEPROM
分为 16 个扇区,每个扇区为 4 块,每块 16 个字节,以块为存取单位
每个扇区有独立的一组密码及访问控制
每张卡有唯一序列号,为 32 位
具有防冲突机制,支持多卡操作
无电源,自带天线,内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路
数据保存期为 10 年,可改写 10 万次,读无限次
工作温度:-20℃~50℃(湿度为 90%)
工作频率:13.56MHZ
通信速率:106 KBPS
读写距离:10 cm 以内(与读写器有关)
二、 存储结构
1、M1 卡分为 16 个扇区,每个扇区由 4 块(块 0、块 1、块 2、块 3)组成,(我们也
将 16 个扇区的 64 个块按绝对地址编号为 0~63,存贮结构如下图所示:
块 0
数据块
扇区 0 块 1
数据块
块 2
数据块
块 3 密码 A 存取控制 密码 B 控制块
块 0
数据块
扇区 1 块 1
数据块
块 2
数据块
块 3 密码 A 存取控制 密码 B 控制块
0
1
2
3
4
5
6
7
60
61
62
63
∶
∶
∶
扇区 15
数据块
0
数据块
1
数据块
2
3 密码 A 存取控制 密码 B 控制块
2、第 0 扇区的块 0(即绝对地址 0 块),它用于存放厂商代码,已经固化,不可更改。
3、每个扇区的块 0、块 1、块 2 为数据块,可用于存贮数据。
1
数据块可作两种应用:
★ 用作一般的数据保存,可以进行读、写操作。
★ 用作数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
4、每个扇区的块 3 为控制块,包括了密码 A、存取控制、密码 B。具体结构如下:
A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 80 69 B0 B1 B2 B3 B4 B5
密码 A(6 字节) 存取控制(4 字节) 密码 B(6 字节)
5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的,可以根据实际需要设定各自的密码及存取
控制。存取控制为 4 个字节,共 32 位,扇区中的每个块(包括数据块和控制块)的
存取条件是由密码和存取控制共同决定的,在存取控制中每个块都有相应的三个控
制位,定义如下:
块 0: C10 C20 C30
块 1: C11 C21 C31
块 2: C12 C22 C32
块 3: C13 C23 C33
三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中,决定了该块的访问权限(如
进行减值操作必须验证 KEY A,进行加值操作必须验证 KEY B,等等)。三个控制
位在存取控制字节中的位置,以块 0 为例:
对块 0 的控制:
bit 7 6 5 4 3 2 1 0
字节 6
C10_b
字节 7
字节 8
字节 9
( 注: C10_b 表示 C10 取反 )
C20_b
C10
C30
C30_b
C20
存取控制(4 字节,其中字节 9 为备用字节)结构如下所示:
bit 7 6 5 4 3 2 1 0
字节 6
C23_b C22_b C21_b C20_b C13_b C12_b C11_b C10_b
字节 7
C13
C33_b C32_b C31_b C30_b
字节 8
C20
C23
C33
字节 9
( 注: _b 表示取反 )
C10
C30
C11
C31
C12
C32
C21
C22
2
6、数据块(块 0、块 1、块 2)的存取控制如下:
控制位(X=0..2 )
C1X
C2X
C3X
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
访 问 条 件 (对数据块 0、1、2)
Read
Write
Increment
KeyA|B KeyA|B KeyA|B
KeyA|B Never
KeyA|B KeyB
KeyA|B KeyB
KeyA|B Never
KeyB
KeyB
KeyB
Never
Never
Never
Never
Never
KeyB
Never
Never
Never
Never
Decrement, transfer,
Restore
KeyA|B
Never
Never
KeyA|B
KeyA|B
Never
Never
Never
(KeyA|B 表示密码 A 或密码 B,Never 表示任何条件下不能实现)
例如:当块 0 的存取控制位 C10 C20 C30=1 0 0 时,验证密码 A 或密码 B 正确后可读;
验证密码 B 正确后可写;不能进行加值、减值操作。
7、控制块块 3 的存取控制与数据块(块 0、1、2)不同,它的存取控制如下:
C13
0
0
1
1
0
0
1
1
C23
0
1
0
1
0
1
0
1
C33
0
0
0
0
1
1
1
1
密码 A
Write
KeyA|B
Never
KeyB
Never
KeyA|B
KeyB
Never
Never
存取控制
Read
Write
KeyA|B Never
KeyA|B Never
KeyA|B Never
KeyA|B Never
KeyA|B
KeyA|B
KeyB
KeyA|B
KeyA|B
KeyB
Never
KeyA|B
密码 B
Read
Write
KeyA|B
KeyA|B
KeyA|B Never
Never
KeyB
Never
Never
KeyA|B
KeyA|B
Never
KeyB
Never
Never
Never
Never
Read
Never
Never
Never
Never
Never
Never
Never
Never
例如:当块 3 的存取控制位 C13 C23 C33=1 0 0 时,表示:
密码 A:不可读,验证 KEYA 或 KEYB 正确后,可写(更改)。
存取控制:验证 KEYA 或 KEYB 正确后,可读、可写。
密码 B:验证 KEYA 或 KEYB 正确后,可读、可写。
三、 工作原理
卡片的电气部分只由一个天线和 ASIC 组成。
天线:卡片的天线是只有几组绕线的线圈,很适于封装到 IS0 卡片中。
ASIC:卡片的 ASIC 由一个高速(106KB 波特率)的 RF 接口,一个控制单元和一个
8K 位 EEPROM 组成。
工作原理:读写器向 M1 卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个 LC 串联谐振电路,
其频率与读写器发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC 谐振电路产生共振,从而使
电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷
送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到 2V 时,此电容可做为电源为其它电路提
供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
3
四、 M1 射频卡与读写器的通讯
复位应答
Request
防冲突机制
Anti collision Loop
选择卡片
Select Tag
三次相互验证
Authentication
改变扇区
不改变扇区
复位应答(Answer to request)
减值
decrement
加值
increment
读 块
Read
写 块
Write
中止
Halt
M1 射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的,当有卡片进入读写器的操作范围时,
读写器以特定的协议与它通讯,从而确定该卡是否为 M1 射频卡,即验证卡片的卡型。
4
防冲突机制 (Anticollision Loop)
当有多张卡进入读写器操作范围时,防冲突机制会从其中选择一张进行操作,未选中的
则处于空闲模式等待下一次选卡,该过程会返回被选卡的序列号。
选择卡片(Select Tag)
选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
三次互相确认(3 Pass Authentication)
选定要处理的卡片之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行密码校验,
在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。(在选择另一扇区时,则必须进行另一扇
区密码校验。)
对数据块的操作
读 (Read):读一个块;
写 (Write):写一个块;
加(Increment):对数值块进行加值;
减(Decrement):对数值块进行减值;
存储(Restore):将块中的内容存到数据寄存器中;
传输(Transfer):将数据寄存器中的内容写入块中;
中止(Halt):将卡置于暂停工作状态;
FILE END
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