AT88RF04C, AT88SC0808CRF, AT88SC1616CRF
AT88SC3216CRF, AT88SC6416CRF
CryptoRF EEPROM Memory Full Specification
DATASHEET
Features
A of a family of devices with user memory of 4 kilobits to 64 kilobits
Contactless 13.56MHz RF communications interface
ISO/IEC 14443-2:2001 Type B Compliant
ISO/IEC 14443-3:2001 Type B Compliant Anticollision Protocol
Tolerant of Type A Signaling for multi-protocol applications
Integrated 82pF tuning capacitor
User EEPROM memory configurations:
64 kilobits configured as sixteen 512 byte (4-Kbit) User Zones [AT88SC6416CRF]
32 kilobits configured as sixteen 256 byte (2-Kbit) User Zones [AT88SC3216CRF]
16 kilobits configured as sixteen 128 byte (1-Kbit) User Zones [AT88SC1616CRF]
8 kilobits configured as eight 128 byte (1-Kbit) User Zones [AT88SC0808CRF]
4 kilobits configured as four 128 byte (1-Kbit) User Zones [AT88RF04C]
Byte, page, and partial page write modes
Self timed write cycle
256 byte (2-Kbit) configuration memory
User Programmable Application Family Identifier (AFI)
User-defined anticollision polling response
User-defined keys and passwords
Read-only unique die serial number
High security features
Selectable access rights by zone
64-bit Mutual Authentication Protocol (under license of ELVA)
Encrypted checksum
Stream encryption using 64-bit key
Four key sets for authentication and encryption
Four or eight 24-bit password sets
Password and authentication attempts counters
Anti-tearing function
Tamper sensors
High reliability
Endurance: 100,000 write cycles
Data retention: 10 years
Atmel-5276G-CryptoRF-AT88SC0808CRF-1616CRF-3216CRF-6416CRF-AT88RF04C-Datasheet_012014
T ab l e of C ont e nt s
1. Description
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1
2.2
2.3
Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. User Memory
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4. Configuration Memory
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5. Command Set
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6. Anticollision Command Definitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.1
6.2
6.3
6.4
REQB/WUPB Polling Commands [$05] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Slot MARKER Command [$s5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ATTRIB Command [$1D] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
HLTB Command [$50] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
15
17
20
7. Active State Command Definitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
7.14
7.15
7.16
7.17
7.18
7.19
Response Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Set User Zone Command [$c1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read User Zone Command [$c2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read User Zone (Large Memory) Command [$c2]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read User Zone Command with Integrated MAC [$c2] [88RF] . . . . . . . . . . .
Write User Zone Command [$c3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Write User Zone (Large Memory) Command [$c3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Write User Zone Command with Integrated MAC [$c3] [88RF] . . . . . . . . . . .
Write System Zone Command [$c4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Write System Zone Command with Integrated MAC [$c4] [88RF] . . . . . . . . .
Write System Zone Command, Write Fuse Byte Option [$c4] . . . . . . . . . . . .
Read System Zone Command [$c6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read System Zone Command, Read Fuse Byte Option [$c6] . . . . . . . . . . . .
Read System Zone Command, Read Checksum Option [$c6]. . . . . . . . . . . .
Verify Crypto Command [$c8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Send Checksum Command [$c9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DESELECT Command [$cA] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IDLE Command [$cB] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Check Password Command [$cC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
23
25
27
29
32
35
38
41
44
47
50
53
56
58
60
62
63
64
8. Transaction Flow
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
9. Absolute Maximum Ratings
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
10. Reliability
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
11. Electrical Characteristics
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
11.1
Tamper Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2
AT88SC0808CRF/1616CRF/3216CRF/6416CRF, AT88RF04C [Datasheet]
Atmel-5276G-CryptoRF-AT88SC0808CRF-1616CRF-3216CRF-6416CRF-AT88RF04C-Datasheet_012014
Appendix A. Terms and Abbreviations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Appendix B. Standards and Reference Documents
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
B.1
B.2
International Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Appendix C. User Memory Maps
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Appendix D. Configuration Memory Maps
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Appendix E. Device Personalization
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
E.1
E.2
E.3
E.4
E.5
User Memory Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polling Response and OTP Memory Personalization . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transport Password Check . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Security Fuse Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Secure Personalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
87
87
88
89
89
Appendix F. Secure Personalization [88RF]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
F.1
F.2
F.3
F.4
User Memory Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transport Password Check . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Security Fuse Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Secure Personalization Mode Data Encryption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
91
91
91
Appendix G. Security Fuses
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
G.1
G.2
G.3
Reading the Security Fuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Programming the Fuse Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Configuration Memory Access Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Appendix H. Configuration of Password and Access Control Registers
. 96
H.1
H.2
H.3
User Zone Configuration Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Access Registers (AR) [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Device Configuration Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Appendix I. Using Password Security
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
I.1
I.2
I.3
I.4
I.5
I.6
I.7
Communication Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transport Password . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The Password and PAC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Password Security Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Password Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Changing Passwords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Supervisor Password . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
103
104
105
106
107
107
Appendix J. Using Authentication Communication Security
. . . . . . . . . . . . 108
J.1
J.2
J.3
J.4
J.5
J.6
J.7
J.8
J.9
J.10
J.11
Communication Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Authentication Security Options [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Authentication Security Options [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The Password Register [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The Key Register [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Key Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AAC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Authentication Activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Set User Zone and Checksums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Passwords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deactivating Authentication Communication Security . . . . . . . . . . . . . . . . .
108
108
109
110
111
112
113
114
116
116
116
AT88SC0808CRF/1616CRF/3216CRF/6416CRF, AT88RF04C [Datasheet]
Atmel-5276G-CryptoRF-AT88SC0808CRF-1616CRF-3216CRF-6416CRF-AT88RF04C-Datasheet_012014
3
Appendix K. Using Encryption Communication Security
. . . . . . . . . . . . . . . 117
K.1
K.2
K.3
K.4
K.5
K.6
K.7
K.8
K.9
K.10
K.11
Communication Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Encryption Security Options [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Encryption Security Options [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The Password Register [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The Key Register [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Key Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AAC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Encryption Activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Set User Zone and Checksums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Passwords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deactivating Encryption Communication Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
117
117
118
119
120
121
122
124
126
126
126
Appendix L. Understanding Anti-Tearing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
L.1
L.2
L.3
L.4
L.5
Tearing Explained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CryptoRF Anti-Tearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Performance Impact of Anti-Tearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reliability Impact of Anti-Tearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Activating Anti-Tearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127
127
129
129
130
Appendix M. Personalization of the Anticollision Registers
. . . . . . . . . . . . 131
M.1
M.2
M.3
Anticollision Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Anticollision Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Appendix N. Understanding Anticollision
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Appendix O. The ISO/IEC 14443 Type B RF Signal Interface
. . . . . . . . . 138
O.1
O.2
O.3
O.4
O.5
O.6
O.7
O.8
RF Signal Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Frame Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reader Data Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Card Data Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Response Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CRC Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Type A Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
138
138
139
139
140
140
141
141
Appendix P. RF Specifications and Characteristics
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
P.1
P.2
P.3
P.4
P.5
P.6
P.7
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reader Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PICC Antenna Size Dependent Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Specifications for Other Antenna Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Modulation Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
What is an ID-1 PICC Antenna? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Other Characteristics Impacting Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
142
143
143
144
144
145
145
Appendix Q. Transaction Time
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Q.1
Q.2
Q.3
Q.4
Command Response Times [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Command Response Times [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transaction Times [88SC] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transaction Times [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
146
147
148
149
4
AT88SC0808CRF/1616CRF/3216CRF/6416CRF, AT88RF04C [Datasheet]
Atmel-5276G-CryptoRF-AT88SC0808CRF-1616CRF-3216CRF-6416CRF-AT88RF04C-Datasheet_012014
Appendix R. 88RF PICC Backward Compatibility
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
R.1
R.2
R.3
R.4
R.5
Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Security Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Attempt Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Checksums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Personalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
150
150
150
150
151
Appendix S. Ordering Information
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
S.1
S.2
S.3
S.4
S.5
S.6
S.7
CryptoRF with 4Kb of User Memory Configured as
4 Zones of 128 bytes Each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CryptoRF with 8Kb of User Memory Configured as
8 Zones of 128 bytes Each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CryptoRF with 16Kb of User Memory Configured as
16 Zones of 128 bytes Each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CryptoRF with 32Kb of User Memory Configured as
16 Zones of 256 bytes Each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CryptoRF with 64Kb of User Memory Configured as
16 Zones of 512 bytes Each . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Package Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Packaging Information — Mechanical Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
152
152
152
153
153
153
154
Appendix T. Errata
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
T.1
T.2
T.3
T.4
T.5
Lot History Code Register Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read User Zone command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Read User Zone command PARAM Codes [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Status Codes [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Encryption Activation Change [88RF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
157
157
157
157
158
Appendix U. Revision History
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
AT88SC0808CRF/1616CRF/3216CRF/6416CRF, AT88RF04C [Datasheet]
Atmel-5276G-CryptoRF-AT88SC0808CRF-1616CRF-3216CRF-6416CRF-AT88RF04C-Datasheet_012014
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