El pequeño chip que hace funcionar los boletos del metro de Montreal

Dentro del pequeño chip que hace funcionar los boletos del metro de Montreal

Resumen de la tecnología NFC

• Los boletos del metro de Montreal usan tecnología NFC (Near-Field Communication).
• El lector NFC (torniquete) y la etiqueta NFC (boleto) intercambian datos a corta distancia mediante un campo magnético.
• El lector genera un campo magnético para suministrar energía a la etiqueta y transmitir datos.

Estructura del boleto

• El boleto está hecho de papel, pero en su interior tiene una lámina delgada de plástico y una antena de lámina metálica.
• El chip NFC es tan pequeño y delgado que prácticamente no se puede percibir dentro del boleto.

Funciones del chip

• El chip MIFARE Ultralight EV1 está diseñado para boletos desechables de bajo costo.
• El chip almacena datos en una pequeña EEPROM y, básicamente, se encarga de proporcionar datos al lector.
• El chip tiene un código de identificación único (UID) de 7 bytes, y el acceso a la memoria puede protegerse con contraseña.

Proceso de fotografiar el chip

• Se siguen varias etapas para separar el chip del boleto y dejar solo el dado de silicio.
• Se retira la capa que protege la superficie del chip para observar su estructura interna.

Estructura del chip

• La mayor parte del chip está compuesta por circuitos de lógica digital, e incluye la EEPROM y un circuito de bomba de carga que eleva el voltaje.
• También incluye circuitos analógicos que convierten la señal de la antena en datos digitales.

Forma de transmisión de datos

• En lugar de transmitir la señal directamente por la antena, la etiqueta envía los datos al lector usando una técnica llamada modulación de carga (load modulation).
• El lector detecta los cambios de voltaje en la antena para extraer los datos.

Proceso de fabricación del chip

• El chip fue fabricado con un proceso de 180 nm, que es antiguo en comparación con los procesos de semiconductores más modernos.
• Como apunta a un mercado de bajo costo, se usa un proceso antiguo para minimizar gastos.

Lógica de celdas estándar

• Los circuitos digitales del chip están implementados con lógica de celdas estándar.
• La lógica de celdas estándar es una forma de generar el layout del chip usando herramientas automatizadas.

EEPROM

• El chip almacena datos en la EEPROM e incluye un circuito de bomba de carga para generar alto voltaje.

Conclusión

• Estos chips NFC pueden fabricarse a un costo muy bajo, lo que permite usarlos como desechables.
• Los chips se venden a nivel de oblea, y el fabricante del boleto monta los chips en la lámina de antena e imprime los boletos.

Opinión de GN⁺

• Ventajas de la tecnología NFC: la tecnología NFC permite una transferencia de datos rápida y conveniente, y puede usarse en una amplia variedad de aplicaciones.
• Problemas de seguridad: el chip MIFARE Ultralight tiene seguridad débil, por lo que no es adecuado para aplicaciones avanzadas. Si se requiere mayor seguridad, conviene usar chips como DESFire.
• Costo de fabricación: su producción masiva a bajo costo lo hace adecuado para aplicaciones como los boletos desechables.
• Avance tecnológico: aunque es antiguo en comparación con los procesos de semiconductores más modernos, sigue siendo útil en el mercado de bajo costo.
• Posibilidades de uso: la tecnología NFC puede aplicarse en transporte, pagos, control de acceso y muchos otros ámbitos.

[GN⁺]

Opiniones de Hacker News

• La razón por la que lo hicieron parecer una tarjeta inteligente es para que la gente lo entienda más fácilmente, pero en realidad usa otra tecnología.
• Aunque la capa física de comunicación es distinta, las capas superiores del protocolo son casi iguales. Tanto las tarjetas inteligentes como las tarjetas sin contacto siguen ISO 7816.
• El ecosistema de tarjetas inteligentes busca dar soporte a las tarjetas sin contacto con cambios mínimos. Muchos dispositivos admiten tanto contacto como sin contacto.
• Esto es similar a la relación entre WiFi y Ethernet cableado. La capa física es distinta, pero son compatibles lógicamente y el mismo software soporta ambas.
• La primera vez que me topé con este tipo de boletos en Europa, me costó escanearlos porque no pensé que tuvieran un chip NFC.
• Mi esposa, que no es técnica, asumió de forma intuitiva que había que acercar el boleto y lo entendió de inmediato.
• Se pueden usar etiquetas NFC en la casa o el auto para automatizaciones basadas en ubicación. Al tocar la etiqueta, el teléfono móvil puede activar una acción local o un script por SSH.
• Para personas con discapacidad visual, se pueden pegar etiquetas NFC a los objetos para que el teléfono lea una descripción en audio.
• Mifare se ha usado durante mucho tiempo en la tarjeta Oyster de Londres y en Hong Kong. Pero ahora las tarjetas sin contacto o el teléfono son más convenientes y generan menos desperdicio.
• Esta tecnología está por desaparecer. Usar una tarjeta de crédito o el teléfono es más cómodo. Está la molestia de tener que hacer filas largas para comprar boletos.
• Está el autor para responder preguntas sobre el chip NFC.
• Debería haber prestado más atención en el laboratorio de química. Este proyecto responde muchas preguntas.
• Todo el transporte público de Moscú funciona con este tipo de chips. Actualmente usan chips clon fabricados dentro de Rusia.
• Creo que el papel y los códigos de barras son más baratos y simples, pero me cuesta creer que un chip NFC sea más complejo y caro.
• Se necesita un chip NFC con CPU y memoria flash en el que se pueda programar directamente. Pero esos chips están protegidos por NDA, así que no se puede acceder a ellos.