ISO/IEC 14443-A协议在无源电子标签安全设计与低功耗集成芯片中的应用

在现代无线通信中，无源电子标签因其低能耗、小巧便携的特点，在物联网（IoT）和智能标签等领域得到了广泛应用。其中，信息安全性是无源电子标签设计的关键要素，以确保数据传输过程中的隐私和完整性。ISO/IEC14443-A协议作为一项广泛使用的通信标准，为无源电子标签设计提供了强有力的支持。 本文聚焦于如何利用ISO/IEC14443-A协议在无源电子标签数字集成电路（ASIC）设计中实现安全保障。首先，设计的无源电子标签数字电路芯片结构如图1所示，其核心包括四个主要单元：通信安全、信息安全、存储和控制。通信安全单元负责加密和解密操作，信息安全单元确保数据传输过程中的认证和保护，存储单元则用来存储和检索信息，而控制单元则协调所有功能并执行预定的通信任务。 考虑到无源电子标签的半双工通信特性，设计者采用了电路复用策略来节省芯片面积。在信道层次上，加密和解密、校验码生成与校验等功能模块被共享，而在电路内部层次上，计数器和锁存器等电路也实现了资源共享。这样做有助于减少不必要的电路重复，降低芯片功耗。 为了应对无源电子标签依赖外部能量的问题，文中提出采用门控时钟技术和控制电路节点跳变方法。门控时钟根据需要开启或关闭，有效管理子电路模块的电力消耗。同时，通过精确控制电路节点的活动，进一步降低了功耗，确保了电子标签在有限的能量供应下保持稳定的运行性能。 控制单元是整个系统的大脑，它由主控制和从协议控制两个子模块协同工作。主控制子模块负责协调各个子电路模块的交互，确保系统的顺畅运行，而从协议控制子模块则负责执行预先设定的通信策略，确保通信任务的高效执行。 本文在无源电子标签数字集成电路设计中，结合ISO/IEC14443-A协议，不仅实现了高效的信息通信，还着重强化了安全性和功耗管理，这对于推动无源电子标签在实际应用场景中的广泛应用具有重要意义。通过深入理解这些设计原则和技术，我们可以更好地设计出满足高安全性和低能耗需求的无源电子标签产品。