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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Microcircuitos para sistemas de identificación. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Estos dispositivos semiconductores están destinados al uso en tarjetas inteligentes de plástico de equipos de identificación en cajeros automáticos, dispositivos de control de acceso, pago de viajes y mercancías en tiendas, en sistemas de contabilidad y circulación de equipos, vehículos, control de procesos, etc. El conjunto de chips para crear sistemas de identificación incluye:
KB5004HKZ: identificador de transpondedor pasivo criptoprotegido sin contacto (con EEPROM de 8 Kbit), que lee la información y la fuente de alimentación se produce a través de un canal de radio incorporado a una frecuencia de 13,56 MHz. A continuación se muestra información más detallada sobre los tres últimos. KB5004HK1 Un transpondedor-identificador pasivo basado en un dispositivo de memoria de solo lectura programable eléctricamente una vez en el caso general es una estructura protegida de influencias climáticas y mecánicas que combina un chip de microcircuito con una antena y está equipado con medios de fijación a un objeto identificado . Dependiendo de los requisitos de un sistema en particular y la naturaleza del objeto, puede ser una tarjeta de plástico para pasar el torniquete, un llavero o ficha, un brazalete, una cápsula implantable, un collar, etc. El microcircuito está hecho en forma de cristal utilizando tecnología CMOS. Se suministra únicamente como parte de los identificadores KIBM-002, BIB-002, BIZH-002, BIT-002 y BIM-002. El microcircuito consiste (ver el diagrama estructural en la Fig. 1) de un dispositivo de memoria, una unidad de programación (el proceso de programación de códigos acordado con el consumidor lo realiza el fabricante del microcircuito), un generador de reloj, un contador de direcciones, una unidad de control , un modulador, un rectificador y una antena (un circuito LC oscilante con L1=2 μH, C1=75 pF).
Un campo electromagnético externo induce un voltaje de RF en la antena que, después de la rectificación, alimenta los componentes restantes del microcircuito. No se requiere una fuente de alimentación adicional. El nodo de control percibe este voltaje como una señal de activación. Por orden de la unidad de control, el dispositivo de almacenamiento genera un mensaje programado en el mismo, el cual, luego de ser codificado por un modulador-codificador, ingresa a la antena como señal de respuesta. El rango de lectura alcanza los 15 cm o más. La programación del dispositivo de almacenamiento, la introducción de un código individual, se lleva a cabo quemando puentes fusibles utilizando un programador externo y nodos integrados en el microcircuito. En este modo, necesita alimentación suministrada por el programador. Un microcircuito con una antena sintonizada a la frecuencia operativa del canal de radio se coloca en un objeto identificado. En el modo de espera, en espera, el identificador está desenergizado. Se accede a un identificador en modo de espera mediante un lector especial, un lector, que contiene su propio conjunto de componentes electrónicos y un canal de radio sintonizado en la misma frecuencia. Para la identificación, el transpondedor y el lector se acercan, la antena del transpondedor capta la emisión de radio no modulada del lector y genera señales de radio de código de respuesta que percibe la antena del lector. La unidad electrónica del lector analiza el código recibido y genera una señal de reconocimiento de "amigo o enemigo". La distancia a la que se garantiza una lectura fiable depende de las condiciones locales, las características del transpondedor y del lector, y la precisión de la sintonización del canal de radio. El rango de temperatura de funcionamiento del identificador de transpondedor es de -40... a +70 °C. Vida útil garantizada - 10 años. KB5004HK2 Dado que el microcircuito KB5004XK2 (análogo extranjero - AN55001) es similar en estructura (Fig. 2) y aplicación al KL5004XK1 en muchos aspectos, se prestará atención principal a sus diferencias. Entonces, el microcircuito KB5004XK2 es capaz de operar en el rango de frecuencia de 50 ... 10 kHz con una profundidad de modulación (amplitud) durante la transmisión de 000. La antena puede ser un circuito LC oscilante o una bobina.
No hay generador de reloj en el microcircuito. El funcionamiento de sus nodos está cronometrado por la frecuencia portadora de la radiación del lector. La conversión de la información recibida del dispositivo de almacenamiento se realiza mediante el codificador de código Manchester incorporado. Es posible utilizar cualquier código, protegido o desprotegido contra errores y accesos no autorizados, cualquier método de encriptación, cualquier alfabeto digital y simbólico, incluido el suyo propio. La cantidad de memoria disponible con una versión desprotegida en una frecuencia portadora del canal de radio le permite obtener más de 18 millones de combinaciones con confidencialidad de su interpretación. El rango de lectura garantizado con el lector PR-A03 es de 8 cm. El microcircuito KT5004XK2 está hecho en forma de chip CMOS con dos cables de antena disponibles para el consumidor. Sirve como base para los identificadores de respondedores KIBI-001, BIB-001, BIZH-001 y BIT-001. Temperatura ambiente de funcionamiento - de -50 a +50 °С (límite - de -60 a +85 °С). KB5004HKZ Chip KB5004HKZ (análogo extranjero - AN5505) - identificador de respondedor pasivo criptoprotegido. Su principio de funcionamiento es el mismo que el de los anteriores, pero a diferencia de ellos, contiene una ROM reprogramable eléctricamente con una capacidad de 16x512 bits con derechos de acceso individuales a cada uno de los dieciséis sectores. La ROM permite al menos 100 ciclos de programación. En términos de construcción estructural, el microcircuito KB000XKZ (ver el diagrama en la Fig. 5004) difiere poco de KB3XK5004 y KB1XK5004.
El intercambio de información entre el lector y el transpondedor se organiza de acuerdo con el estándar para tarjetas sin contacto ISO 1443-2 tipo A. La antena del lector emite oscilaciones moduladas en amplitud con una profundidad de modulación del 100 %. Cuando la amplitud de la intensidad de campo emitida por la antena lectora disminuye al 5% del valor inicial por un tiempo igual a 2,34 µs, se forma una pausa. Se utilizó un código Miller modificado para representar la información. La información del lector a la tarjeta viene en forma de comandos, que son una secuencia de dígitos transmitidos a partir del menos significativo. Cada byte transmitido va acompañado de un dígito de control, mediante el cual el respondedor determina la corrección del comando recibido. Si los códigos no coinciden, el respondedor genera un mensaje de error. No hay un generador de reloj separado en el transpondedor. La señal de temporización se forma a partir del voltaje de la frecuencia portadora que recibe la antena del lector. Para transmitir la información de respuesta al lector se utilizó la denominada modulación de carga a la frecuencia portadora de 847 kHz (fwork/16). Además, la información que transmite el transpondedor va acompañada de bits de control de paridad y del mismo código cíclico. El acceso individual a un sector de la memoria en particular es posible solo después de un comando de autenticación correctamente ejecutado utilizando una de las claves de este sector (A y B), que se registran al personalizar la tarjeta del acusado. Cada sector consta de cuatro bloques (0, 1, 2 y 3) de 128 bits cada uno. Los comandos para leer, escribir y trabajar con el contador se perciben en un bloque. El tercer bloque del sector - servicio - contiene las claves de autenticación A y B y los bits de control de acceso a otros bloques del sector. El bloque cero del sector cero, el bloque del fabricante, funciona solo para lectura; contiene el número de serie único de cada chip e información adicional sobre su fabricante. Para la conveniencia de organizar acciones relacionadas con los pagos, se proporciona un registro de 32 bits en el microcircuito, que se carga con el contenido de un bloque especialmente configurado por el comando de carga. Tan pronto como el transpondedor ingresa al campo electromagnético del lector, ingresa al modo de espera del comando "Solicitud" del transpondedor ("Solicitud"). Todos los demás comandos se ignoran. Si hay varios transpondedores en el campo electromagnético del lector, es necesario seleccionar solo uno de ellos para la activación. El resto entrará en modo de espera. Para ello, se utilizan los contenidos del bloque cero, protegidos contra modificaciones. Para determinar con qué transpondedor iniciar una sesión, se envía el comando "Colisión Antf", seguido del comando "Seleccionar". Todos los demás comandos serán aceptados únicamente por el respondedor seleccionado. Los sectores de memoria del respondedor están criptográficamente protegidos. El respondedor ejecutará los comandos de lectura, escritura y registro solo después de que se haya procesado el comando "Autenticación". Luego se indica la dirección del bloque, con la que funcionarán los comandos principales: "Leer" ("Leer bloque") y "Escribir" ("Escribir bloque"). Para trabajar con el contador-registro, los comandos "Cargar" ("Restaurar"), que carga el registro con el contenido del bloque, "Incrementar contenido" ("Incrementar") y "Disminuir contenido" ("Decrementar"), que cambian el contenido del registro por el valor especificado en los comandos. El contenido se puede guardar con el comando "Transferir" tanto en el bloque del que se leyó el valor inicial, como en cualquier otro bloque del sector. Para dejar de trabajar con el transpondedor, el lector envía un comando "Stop" ("Halt"), después de lo cual el transpondedor cambia al estado pasivo. El rango de lectura del transpondedor es de 100 mm o más. La velocidad de intercambio de información entre el lector y el acusado es de hasta 106 kbaudios. El período garantizado de almacenamiento de información en la memoria del acusado es de 10 años. Autor: A.Nefedov, Moscú
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