ชิปขนาดเล็กที่ทำให้ตั๋วรถไฟใต้ดินมอนทรีออลใช้งานได้

 (righto.com)
1 คะแนน โดย GN⁺ 2024-06-24 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp

ภายในชิปขนาดเล็กที่ทำให้ตั๋วรถไฟใต้ดินมอนทรีออลทำงานได้

ภาพรวมของเทคโนโลยี NFC

  • ตั๋วรถไฟใต้ดินมอนทรีออลใช้เทคโนโลยี NFC (Near-Field Communication)
  • เครื่องอ่าน NFC (ประตูกั้นตรวจตั๋ว) และแท็ก NFC (ตั๋ว) แลกเปลี่ยนข้อมูลกันในระยะใกล้ผ่านสนามแม่เหล็ก
  • เครื่องอ่านสร้างสนามแม่เหล็กเพื่อจ่ายพลังงานให้แท็กและส่งข้อมูล

โครงสร้างของตั๋ว

  • ตั๋วทำจากกระดาษ แต่ภายในมีแผ่นพลาสติกบางและเสาอากาศที่ทำจากฟอยล์โลหะ
  • ชิป NFC มีขนาดเล็กและบางมากจนแทบไม่สามารถสัมผัสได้จากภายในตั๋ว

หน้าที่ของชิป

  • ชิป MIFARE Ultralight EV1 ถูกออกแบบมาสำหรับตั๋วใช้ครั้งเดียวราคาประหยัด
  • ชิปเก็บข้อมูลไว้ใน EEPROM ขนาดเล็ก และโดยพื้นฐานแล้วทำหน้าที่ให้ข้อมูลแก่เครื่องอ่าน
  • ชิปมีรหัสระบุเฉพาะตัว (UID) ขนาด 7 ไบต์ และสามารถป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำด้วยรหัสผ่านได้

ขั้นตอนการถ่ายภาพชิป

  • มีการผ่านหลายขั้นตอนเพื่อแยกชิปออกจากตั๋วและให้เหลือเพียงซิลิคอนได
  • มีการลอกชั้นป้องกันพื้นผิวของชิปออกเพื่อสังเกตโครงสร้างภายใน

โครงสร้างของชิป

  • พื้นที่ส่วนใหญ่ของชิปประกอบด้วยวงจรลอจิกดิจิทัล รวมถึง EEPROM และวงจร charge pump สำหรับเพิ่มแรงดันไฟฟ้า
  • ยังมีวงจรแอนะล็อกที่แปลงสัญญาณจากเสาอากาศให้เป็นข้อมูลดิจิทัล

วิธีการส่งข้อมูล

  • แท็กไม่ได้ส่งสัญญาณผ่านเสาอากาศโดยตรง แต่ใช้เทคนิคที่เรียกว่า load modulation เพื่อส่งข้อมูลกลับไปยังเครื่องอ่าน
  • เครื่องอ่านตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่เสาอากาศเพื่อดึงข้อมูลออกมา

กระบวนการผลิตชิป

  • ชิปผลิตด้วยกระบวนการ 180nm ซึ่งถือว่าล้าสมัยเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่
  • มีการใช้กระบวนการรุ่นเก่าเพื่อลดต้นทุนให้ต่ำที่สุดสำหรับตลาดต้นทุนต่ำ

ลอจิกแบบ standard cell

  • วงจรดิจิทัลของชิปถูกสร้างขึ้นด้วยลอจิกแบบ standard cell
  • standard cell logic เป็นวิธีสร้างเลย์เอาต์ชิปโดยใช้เครื่องมืออัตโนมัติ

EEPROM

  • ชิปเก็บข้อมูลไว้ใน EEPROM และมีวงจร charge pump สำหรับสร้างแรงดันไฟฟ้าสูง

บทสรุป

  • ชิป NFC ลักษณะนี้สามารถผลิตได้ในราคาถูกมากจนเหมาะกับการใช้งานแบบใช้ครั้งเดียว
  • ชิปถูกขายในระดับเวเฟอร์ และผู้ผลิตตั๋วจะนำชิปไปติดตั้งบนแผ่นเสาอากาศแล้วพิมพ์เป็นตั๋ว

ความเห็นของ GN⁺

  • ข้อดีของเทคโนโลยี NFC: เทคโนโลยี NFC ทำให้การส่งข้อมูลรวดเร็วและสะดวก และสามารถนำไปใช้ได้ในหลากหลายงาน
  • ประเด็นด้านความปลอดภัย: ชิป MIFARE Ultralight มีความปลอดภัยค่อนข้างต่ำ จึงไม่เหมาะกับงานที่ต้องการความปลอดภัยระดับสูง หากต้องการความปลอดภัยมากกว่านี้ ควรใช้ชิปอย่าง DESFire
  • ต้นทุนการผลิต: สามารถผลิตจำนวนมากได้ด้วยต้นทุนต่ำ จึงเหมาะกับการใช้งานอย่างตั๋วแบบใช้ครั้งเดียว
  • ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: แม้จะล้าสมัยเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ แต่ก็ยังมีประโยชน์ในตลาดที่เน้นต้นทุนต่ำ
  • ความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้: เทคโนโลยี NFC สามารถนำไปใช้ได้ในหลากหลายด้าน เช่น การขนส่ง การชำระเงิน และการควบคุมการเข้าถึง

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-06-24
ความคิดเห็นจาก Hacker News
  • เหตุผลที่ทำให้มันดูเหมือนสมาร์ตการ์ดก็เพื่อให้คนทั่วไปเข้าใจได้ง่าย แต่ความจริงแล้วใช้เทคโนโลยีคนละแบบ
  • แม้ชั้นการสื่อสารทางกายภาพจะแตกต่างกัน แต่ชั้นโปรโตคอลระดับบนแทบจะเหมือนกันทั้งหมด ทั้งสมาร์ตการ์ดและบัตรแบบไร้สัมผัสต่างก็ใช้ ISO 7816
  • ระบบนิเวศของสมาร์ตการ์ดพยายามรองรับบัตรแบบไร้สัมผัสโดยเปลี่ยนแปลงให้น้อยที่สุด อุปกรณ์จำนวนมากรองรับทั้งแบบสัมผัสและไร้สัมผัส
  • เรื่องนี้คล้ายกับความสัมพันธ์ระหว่าง WiFi กับ Ethernet แบบใช้สาย ชั้นกายภาพต่างกัน แต่เข้ากันได้ในเชิงตรรกะ และซอฟต์แวร์ตัวเดียวกันก็รองรับได้ทั้งคู่
  • ฉันได้เจอตั๋วลักษณะนี้ครั้งแรกในยุโรป และเพราะไม่คิดว่าข้างในจะมีชิป NFC เลยสแกนได้อย่างยากลำบาก
  • ภรรยาของฉันที่ไม่ได้มีพื้นฐานด้านเทคนิคกลับคิดได้เองตามสัญชาตญาณว่าต้องเอาตั๋วไปแตะ และก็เข้าใจได้ทันที
  • สามารถใช้แท็ก NFC ในบ้านหรือในรถเพื่อทำระบบอัตโนมัติตามตำแหน่งได้ เมื่อแตะแท็กแล้ว โทรศัพท์มือถือก็สามารถสั่งงานในเครื่องหรือเรียกใช้สคริปต์ SSH ได้
  • สำหรับผู้พิการทางสายตา สามารถติดแท็ก NFC ไว้กับสิ่งของเพื่อให้โทรศัพท์อ่านคำอธิบายเสียงให้ฟังได้
  • Mifare ถูกใช้งานมานานแล้วกับบัตร Oyster ของลอนดอนและในฮ่องกง แต่ตอนนี้บัตรไร้สัมผัสหรือโทรศัพท์สะดวกกว่าและสิ้นเปลืองน้อยกว่า
  • เทคโนโลยีนี้กำลังจะหายไปในไม่ช้า การใช้บัตรเครดิตหรือโทรศัพท์สะดวกกว่า และไม่ต้องเจอความยุ่งยากจากการต่อคิวยาวเพื่อซื้อตั๋ว
  • ผู้เขียนอยู่ที่นี่เพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับชิป NFC
  • ฉันน่าจะตั้งใจเรียนในห้องแล็บเคมีให้มากกว่านี้ โปรเจกต์นี้ช่วยตอบคำถามได้หลายอย่าง
  • ระบบขนส่งสาธารณะทั้งหมดในมอสโกทำงานด้วยชิปแบบนี้ ปัจจุบันใช้ชิปโคลนที่ผลิตรัสเซียเอง
  • ฉันคิดว่ากระดาษกับบาร์โค้ดน่าจะถูกกว่าและง่ายกว่า แต่ก็เชื่อได้ยากว่าชิป NFC จะซับซ้อนและแพงกว่ามาก
  • จำเป็นต้องใช้ชิป NFC ที่มี CPU และแฟลชเพื่อให้เขียนโปรแกรมเองได้ แต่ชิปประเภทนี้ถูกปกป้องด้วย NDA จึงเข้าถึงไม่ได้