Con chip nhỏ vận hành vé tàu điện ngầm Montreal

 (righto.com)
1 điểm bởi GN⁺ 2024-06-24 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp

Bên trong con chip nhỏ vận hành vé tàu điện ngầm Montreal

Tổng quan về công nghệ NFC

  • Vé tàu điện ngầm Montreal sử dụng công nghệ NFC (Near-Field Communication).
  • Đầu đọc NFC (cổng soát vé) và thẻ NFC (vé) trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn thông qua từ trường.
  • Đầu đọc tạo ra từ trường để cấp nguồn cho thẻ và truyền dữ liệu.

Cấu trúc của vé

  • Vé được làm bằng giấy, nhưng bên trong có một lớp nhựa mỏng và ăng-ten bằng lá kim loại.
  • Chip NFC rất nhỏ và mỏng, đến mức hầu như không thể cảm nhận được khi nằm bên trong vé.

Chức năng của chip

  • Chip MIFARE Ultralight EV1 được thiết kế cho các loại vé dùng một lần chi phí thấp.
  • Chip lưu trữ dữ liệu trong một EEPROM nhỏ và về cơ bản đóng vai trò cung cấp dữ liệu cho đầu đọc.
  • Chip có mã định danh duy nhất 7 byte (UID), và quyền truy cập bộ nhớ có thể được bảo vệ bằng mật khẩu.

Quá trình chụp ảnh chip

  • Để tách chip ra khỏi vé và chỉ giữ lại silicon die, cần trải qua nhiều bước.
  • Lớp bảo vệ bề mặt chip được loại bỏ để quan sát cấu trúc bên trong.

Cấu trúc của chip

  • Phần lớn chip được cấu thành từ mạch logic số, bao gồm EEPROM và mạch charge pump để tăng điện áp.
  • Ngoài ra còn có mạch analog chuyển đổi tín hiệu ăng-ten thành dữ liệu số.

Cách truyền dữ liệu

  • Thay vì truyền tín hiệu trực tiếp qua ăng-ten, thẻ sử dụng kỹ thuật điều chế tải (load modulation) để gửi dữ liệu đến đầu đọc.
  • Đầu đọc phát hiện các thay đổi điện áp của ăng-ten để trích xuất dữ liệu.

Quy trình sản xuất chip

  • Chip được sản xuất trên tiến trình 180nm, vốn đã cũ so với các tiến trình bán dẫn hiện đại.
  • Tiến trình cũ được dùng để giảm thiểu chi phí, nhắm tới thị trường giá rẻ.

Logic standard cell

  • Mạch số của chip được triển khai bằng logic standard cell.
  • Đây là phương pháp tạo layout chip bằng các công cụ tự động hóa.

EEPROM

  • Chip lưu trữ dữ liệu trong EEPROM và bao gồm mạch charge pump để tạo điện áp cao.

Kết luận

  • Những chip NFC như vậy có thể được sản xuất với chi phí rất thấp để dùng một lần.
  • Chip được bán theo wafer, còn nhà sản xuất vé sẽ gắn chip lên tấm ăng-ten và in vé.

Ý kiến của GN⁺

  • Ưu điểm của công nghệ NFC: Công nghệ NFC cho phép truyền dữ liệu nhanh và tiện lợi, có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau.
  • Vấn đề bảo mật: Chip MIFARE Ultralight có bảo mật yếu nên không phù hợp cho các ứng dụng nâng cao. Nếu cần mức bảo mật cao hơn, nên dùng các chip như DESFire.
  • Chi phí sản xuất: Có thể sản xuất hàng loạt với chi phí thấp, nên phù hợp với các ứng dụng như vé dùng một lần.
  • Tiến bộ công nghệ: Dù đã cũ so với các tiến trình bán dẫn hiện đại, nó vẫn hữu ích trong thị trường giá rẻ.
  • Khả năng ứng dụng: Công nghệ NFC có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như giao thông, thanh toán, kiểm soát ra vào.

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-06-24
Ý kiến Hacker News
  • Lý do khiến nó trông giống thẻ thông minh là để mọi người dễ hiểu hơn, nhưng thực tế lại dùng công nghệ khác.
  • Tầng giao tiếp vật lý thì khác, nhưng các tầng giao thức phía trên gần như giống hệt. Cả smart card và thẻ không tiếp xúc đều tuân theo ISO 7816.
  • Hệ sinh thái smart card cố gắng hỗ trợ thẻ không tiếp xúc với mức thay đổi tối thiểu. Nhiều thiết bị hỗ trợ cả tiếp xúc lẫn không tiếp xúc.
  • Điều này tương tự mối quan hệ giữa Wi‑Fi và Ethernet có dây. Tầng vật lý khác nhau, nhưng tương thích về mặt logic và cùng một phần mềm có thể hỗ trợ cả hai.
  • Tôi lần đầu trải nghiệm loại vé này ở châu Âu, và vì không nghĩ bên trong có chip NFC nên đã gặp khó khăn khi quét.
  • Vợ tôi không rành kỹ thuật, nhưng lại trực giác nghĩ rằng chỉ cần chạm vé vào là được và hiểu ngay lập tức.
  • Có thể dùng thẻ NFC cho tự động hóa dựa trên vị trí trong nhà hoặc trên xe. Chạm vào thẻ có thể khiến điện thoại kích hoạt hành động cục bộ hoặc script SSH.
  • Với người khiếm thị, có thể dán thẻ NFC lên đồ vật để điện thoại đọc mô tả âm thanh.
  • Mifare đã được dùng từ lâu trong thẻ Oyster ở London và tại Hong Kong. Nhưng giờ thẻ không tiếp xúc hoặc điện thoại tiện hơn và ít lãng phí hơn.
  • Công nghệ này sắp biến mất. Dùng thẻ tín dụng hoặc điện thoại tiện hơn nhiều. Việc phải xếp hàng dài để mua vé là một bất tiện.
  • Tác giả ở đây để trả lời các câu hỏi về chip NFC.
  • Đáng lẽ tôi nên học cẩn thận hơn trong phòng thí nghiệm hóa học. Dự án này đã giải đáp nhiều câu hỏi.
  • Toàn bộ giao thông công cộng ở Moskva đều vận hành bằng những con chip như thế này. Hiện nay họ dùng các chip nhái do Nga tự sản xuất.
  • Tôi nghĩ giấy và mã vạch rẻ hơn, đơn giản hơn, nhưng khó tin rằng chip NFC lại phức tạp và đắt hơn nhiều.
  • Cần một chip NFC có CPU và flash để có thể tự viết chương trình. Nhưng những con chip như vậy bị ràng buộc bởi NDA nên không thể tiếp cận được.