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    明华 MF1 S50 卡

    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℃(温度为90%)
    • 工作频率:13.56MHZ
    • 通信速率:106KBPS
    • 读写距离:10mm以内(与读写器有关)

    二、存储结构

    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:

    ?

    r
    块0
    数据块
    0
    扇区0
    块1
    数据块
    1
    块2
    数据块
    2
    块3
    密码A 存取控制 密码B
    控制块
    3
    块0
    数据块
    4
    扇区1
    块1
    数据块
    5
    块2
    数据块
    6
    块3
    密码A 存取控制 密码B
    控制块
    7


    0
    数据块
    60
    1
    数据块
    61
    扇区15
    2
    数据块
    62
    3
    密码A 存取控制 密码B
    控制块
    63

    ?

    ?

    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。

    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
    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
    C3.
    C23
    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

    控制位(X=0.1.2
    访 (对数据块 0、1、2
    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:

    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。

    ?

    四、M1射频卡与读写器的通讯


    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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