QR2233一类EPC码第二代UHFRFID标签芯片简

高频电子标签芯片QR2217产品规格V1.012008.8.6上海坤锐电子科技有限公司地址：上海市浦东新区张东路1387号10栋01号2楼（集电港2期）电话：86-21-68795432传真：86-21-68795835网址：邮编：201203版权申明本文档中包含的信息为上海坤锐电子科技有限公司所有。本文档属于机密信息，事先未经上海坤锐电子科技有限公司书面许可，不得擅自泄漏或复制本文档中的内容。且上海坤锐电子科技有限公司保留不经事先通知而改变本文档信息的权利。目录1.特性.......................................................11.1.ISO/IEC14443ARF接口..........................................11.2.EEPROM存储器....................................................11.3.安全性...........................................................11.4.芯片功能简述.....................................................21.5.电气参数.........................................................22.功能描述...................................................32.1.功能块划分.......................................................32.2.芯片结构框图.....................................................42.3.通信原则及状态图.................................................42.4.数据完整性.......................................................52.5.安全.............................................................52.6.RF接口..........................................................62.7.存储器结构.......................................................62.8.命令集...........................................................72.9.典型交易流程.....................................................8QR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.11.特性1.1.ISO/IEC14443ARF接口非接触数据和能量传输（无源）工作距离：0-100mm（依赖于天线的形状、大小和场强）最小工作场强0.3A/m（标准ID-1尺寸天线）最大可耐受工作场强：7.5A/m（标准ID-1尺寸天线）工作频率：13.56MHz数据传输速率：106kbit/s高数据完整性：---每块有16位CRC检验---每字节有奇偶校验位---比特计数---用编码方式来区分l、0或无信息抗冲突4字节序列号（根据ISO/IEC14443-3级联级别1）典型售票交易流程：100ms快速结账流程：10ms1.2.EEPROM存储器EEPROM存储容量为1k字节，分成16个扇区，每个扇区分成4个块，每块16个字节每个存储扇区的访问条件可由用户自己定义数据保持时间：最少10年擦写次数：最少10万个周期1.3.安全性三重相互认证体制（ISO/IECDIS9798-2）通讯过程所有数据加密以防信号截取QR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.2每个扇区有相互独立的一套密码，支持一卡多用每张卡的4字节序列号唯一传输密码保护1.4.芯片功能简述QR2217的无线通讯接口符合ISO/IEC14443TypeA协议的第2和第3部分。安全协议采用了CRYPTO1的流密码来保护数据交换的安全。QR2217采用先进的芯片制造工艺制作,内有高速的CMOSEEPROM。卡片上除了IC微晶片及一副高效率天线外，无任何其他元件。卡片上无源（无任何电池）。卡放在读写设备的有效天线场内，高速RF通讯接口能达到的数据传输速率高达106kbit/s。QR2217具有防冲突功能：能在同一时间处理在读写器天线有效工作距离内的多张卡片。该防冲突算法确保只选中一张卡，并保证在与选中的卡进行数据交换过程中，不受其他卡进入或离开射频区域的影响。QR2217设计时考虑了卡使用者使用的方便性。卡提供的高速数据传输速率使一次典型的交易处理时间短于100ms，因此卡使用者通过读卡设备时不必停下。因此适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自动售检票系统等应用中。特别重要的是防欺骗的安全问题上，QR2217采用了三重相互认证机制（ISO/IECDIS9798-2），并在通讯过程中所有数据均通过流密码加密以防信号截取，并且每张卡4字节的UID码是在芯片出厂测试时写入的，出厂后不可改确保了其唯一性，这其实是一种有效的防治克隆技术。可以用于存储于卡片上的安全数据的加密，也可以用于发散一卡一密加密系统的密钥。QR2217支持一卡多用功能，不同的扇区可配置不同的密钥；每个扇区有两个不同的密钥提供了不同层次的安全功能。为了配合不同的应用，QR2217具有多种不同的片上谐振电容可供选取，从15pf到50pf不等，可根据用户要求通过更换一层金属板加以定制。1.5.电气参数QR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.3表格1绝对最大额定值[1]说明:超出上述绝对最大额定值将会导致元器件的永久损坏[2]美国军标883-G3015method，人体模型：电容为100pF，电阻1.5K参数符号注释最小值Nom最大值单位载波频率Fin13.5513.5613.57MHz输入电容Cin2VRMS[1]14.915.7[2]16.5pfEEPROM可擦写次数Nwe100,000cycles保存时间Tret10years表格2电气特性[1]LCRMeterHP428522°CCp-D,13.56MHz[2]电容值与NXPS50芯片的一致，装上NXPS50的天线就可以应用2.功能描述2.1.功能块划分QR2217芯片是非接触式IC卡芯片，芯片由射频通讯接口、数字逻辑控制模块（包括安全控制单元）、和1K字节的EEPROM存储器组成。能量和数据通过与QR2217芯片直接连接的线圈组成的天线来传输，不需要任何外接部件。其总体结构框图如图1。模块描述：射频通讯接口：-调制和解调-整流-时钟再生-上下电复位电路-稳压及保护数字逻辑控制模块-防碰撞：完成ISO14443-A（Mifare）协议规范的工作场强内多张卡片的参数符号注释最小值Nom最大值单位天线输入峰电流Ian_peak60mADie的总功耗Pin100mW存储温度Ts-55125°C静电放电抗扰度Ant1-Ant2[1]+/-2kVQR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.4选择及顺序操作；-指令解释及执行，完成MF1的指令集解释及执行，并操作EEPROM-认证：在任何存储器相关操作之前，均需要认证处理，确保对数据存储块的访问是通过该块指定的可操作密钥认证的。-控制和算术逻辑单元：数据值按特定的冗余格式存放，并能执行加减操作。-EEPROM-接口-加密单元：CRYPTO1流密码保证数据安全交换。EEPROM-EEPROM存储容量为1k字节，分成16个扇区，每个扇区分成4个数据存储块，每块16个字节。每个扇区的最后一个数据存储块称为“Trailer”，该块存储了两个密钥和该扇区内各个块的可编程访问条件。2.2.芯片结构框图射频接口数字部分整流稳压调制/解调器上电复位时钟要求应答应用选择认证和访问控制防冲突控制和算术单元RAMROM密码单元EEPROM存储器EEPROM接口图1QR2217芯片结构框图2.3.通信原则及状态图通信协议规范通信（交易）由近旁式耦合设备PCD（ProximityCouplingDevice）触发。信号协议为半双工模式，即PCD和标签分时发送指令及相应。通信过程中，PICC处于被动地位。PICC芯片中的数字控制核心完成芯片状态的跳转，并根据芯片所处状态以及输入指令完成所需状态跳转或指令操作，需要给出应答信号的，控制核心发出应答信号。图2为QR2217的状态图，下面将结合图2分别说明状态及跳转条件。QR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.5POWER-OFFIDLEREADYACTIVE1ACTIVE2resetREQAWUPASELECTAUTHENERRORAnticoHALTERRORHALTREADY*ACTIVE1*ACTIVE2*WUPASELECTAUTHENERRORAnticoHALTERRORHALTHALT图2QR2217状态图*：表示该状态是从HALT状态变换过来，在出错或有效HALT命令时，会返回到HALT状态，而不是返回到IDLE状态。2.4.数据完整性在读卡设备和智能卡的无线通讯中，采用了如下的机制来保证数据传输的可靠性：信息块的16位CRC每个字节带一个奇偶校验位位计数检查位信息编码方式，分逻辑“1”、“0”或无信息。信道监测（通过协议顺序和位流分析）。2.5.安全为了提供高安全等级，采用了根据ISO9798-2协议的三重认证体制。三重认证顺序：QR2217产品规格V1.01上海坤锐电子科技有限公司Copyright©ShanghaiQuanrayElectronicsCo.,Ltd.AllRightsReserved.6a)读卡设备确定要访问的扇区，然后选择KEYA或KEYB。b)卡从扇区的TRAILER块读出密钥和访问条件。然后发送一个随机数给读卡设备（第一重）。c)读卡设备用密钥和附加的输入计算卡的响应。然后发送一个响应和另一个随机数给卡（第二重）。d)卡验证读卡设备的响应，然后再计算一个响应给读卡设备（第三重）。e)读卡设备再验证卡的响应。在发送第一个随机数（b）阶段后，卡和读卡设备的通讯就是加密的了。2.6.RF接口RF接口符合非接触智能卡ISO/IEC14443协议。读卡设备发出的载波场始终存在（在传输信息时可能会暂时终止），因为卡的电源能量由读卡设备的载波提供。对双边的数据通信，每个信息帧都只有一个起始位。每个字节传输时，后面带一个奇偶校验位（奇校验）。选中数据存储块的最低字节的最低位先传。信息帧的最大长度为163位（16字节的数据+2个CRC字节信息+1个起始位=16*9+2*9+1）。2.7.存储器结构图3为QR2217的存储器结构图。8192比特EEPROM被划分成16扇区，每扇区4块