非接触式IC卡性能简介(M1卡)
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非接触式IC卡性能简介(M1卡)
2020-07-27 16:11:21

一、 主要指标

容量为8KEEPROM

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

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(温度为90%)

工作频率:13.56MHZ

通信速率:106KBPS

读写距离:10cm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:

 







0


数据块

0

扇区0  

1


数据块

1


2


数据块

2


3

密码A   存取控制   密码B

控制块

3


0


数据块

4

扇区1

1


数据块

5


2


数据块

6


3

密码A   存取控制   密码B

控制块

7



 

            ∶

      ∶

      ∶

 




  0


数据块

60

扇区15  

  1


数据块

61


  2


数据块

62


  3

密码A    存取控制   密码B

控制块

63

 

2、 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数据块,可用于存贮数据。

   数据块可作两种应用:

★ 用作一般的数据保存,可以进行操作。

★ 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控制块,包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下:

    

 

            密码A6字节)  存取控制(4字节) 密码B6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:

    

          0:   C10   C20   C30

          1:   C11   C21   C31

          2:   C12   C22   C32

          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




C20_b




C10_b

字节7




C10




C30_b

字节8




C30




C20

字节9









                ( 注: C10_b表示C10取反 )

 

      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

C12

C11

C10

C33_b

C32_b

C31_b

C30_b

字节8

C33

C32

C31

C30

C23

C22

C21

C20

字节9









                     ( 注: _b表示取反 )

 

    6数据块(块0、块1、块2)的存取控制如下:

 

  控制位(X=0..2

  

         访 问 条 件 (对数据块 012

C1X

C2X

C3X

 Read

 Write

Increment

Decrement, transfer,

Restore

0

0

0

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

0

1

0

KeyA|B

Never

Never

Never

1

0

0

KeyA|B

KeyB

Never

Never

1

1

0

KeyA|B

KeyB

KeyB

KeyA|B

0

0

1

KeyA|B

Never

Never

KeyA|B

0

1

1

KeyB

KeyB

Never

Never

1

0

1

KeyB

Never

Never

Never

1

1

1

Never

Never

Never

Never

     KeyA|B 表示密码A或密码BNever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3的存取控制与数据块(块012)不同,它的存取控制如下:

 




密码A

存取控制

密码B

C13

C23

C33

Read

Write

Read

Write

Read

Write

0

0

0

Never

KeyA|B

KeyA|B

Never

KeyA|B

KeyA|B

0

1

0

Never

Never

KeyA|B

Never

KeyA|B

Never

1

0

0

Never

KeyB

KeyA|B

Never

Never

KeyB

1

1

0

Never

Never

KeyA|B

Never

Never

Never

0

0

1

Never

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

KeyA|B

0

1

1

Never

KeyB

KeyA|B

KeyB

Never

KeyB

1

0

1

Never

Never

KeyA|B

KeyB

Never

Never

1

1

1

Never

Never

KeyA|B

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KEYAKEYB正确后,可写(更改)。

         存取控制:验证KEYAKEYB正确后,可读、可写。

           密码B:验证KEYAKEYB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

      8KEEPROM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,其频率与讯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。

 

四、 M1射频卡与读写器的通讯


 88888.jpg

 

复位应答Answer to request

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。

 

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

 (Read):读一个块;

(Write):写一个块;

Increment):对数值块进行加值;

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;


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