工业市场NFC方案一网打尽

　　瑞萨：给我一根天线，就能实现NFC通信和无线供电

　　瑞萨推出的近场通信(NFC)无线充电系统，可摆脱充电电源线，提高系统效率。瑞萨提供构建此系统所需的重要元件：NFC微控制器(MCU)RF20、电源发射控制IC R2A45801和电源接收控制IC R2A45701。瑞萨也提供配套无线充电系统的外围分立器件(例如功率半导体器件)。

　　瑞萨NFC无线充电技术将充电区拓宽到了10cm。它整合了现有的NFC MCU技术，利用NFC天线实现了采用单个RX天线进行NFC通信和无线充电，从而提高了稳定性，同时降低了接收器设计材料成本。为了让开发人员能够更轻 松地将该系统整合到移动器件内，瑞萨利用成熟的技术开发出了NFC MCU、功率接收控制IC和功率发射控制IC。这些新产品是实现无线充电系统所需的主要元件，瑞萨将它们作为完整解决方案提供。

　　NFC无线充电系统解决方案让充电摆脱了对电线的依赖，通过融合NFC和无线充电技术将无线连接带上一个更加灵活的崭新的水平上。系统的主要特性如下：

　　1)通过具有NFC功能的单个天线实现了功率发射和数据接收

　　具有其它短程通信功能的传统无线功率接收器需要两个天线，一个用于发射数据，另一个用于接收功率。在基于NFC的系统中，接收器采用单个天线，从而实现了更小巧、更轻薄的移动手持设备的设计。

　　2)利用NFC拓宽了充电区

　　采用NFC的专有技术将充电区拓宽到了10cm左右，从而能够构建一个相对不受位置偏差影响的无线充电系统。移动手持设备功率接受端的灵活性实现了手持设备和功率发射端的灵活性设计。

　　3)能够构建安全性更高的无线充电系统

　　NFC支持双向通信，因此能够在供电开始之前确定是否可以给系统充电。这样就提高了无线充电的安全性。

　　4)单个NFC MCU实现了无线充电和传统非接触式智能卡应用

　　基于NFC标准，系统不仅支持无线电源，还支持现有的非接触式智能卡应用。这样就能够设计出更小巧的移动手持式设备。

　　瑞萨已将新解决方案提交给NFC论坛的无线充电工作组，以便鼓励广泛采用NFC无线充电系统。

　　NFC控制器RF20

　　除了无线充电应用，NFC还可用于其它多种应用，包括传统应用(例如支付交易、公交系统和售票系统)和新应用(例如游戏和医疗设备)。尤其是，基于Android™ OS和具有NFC功能的智能手机发展迅速。这带动了对能够轻松实现NFC功能的解决方案的需求。为了满足这种需求，瑞萨开发出了符合国际NFC标准要求、支持基于Android™ OS的智能手机的RF20 NFC MCU。

　　1)交钥匙解决方案

　　该芯片配有固件软件和用于主机端的中间件，固件整合了智能手机和其它器件所需的全部功能，包括各种NFC标准兼容性验证功能。这样就能够在Android™终端系统上快速、轻松地实现NFC功能。

　　2)支持各种接口标准

　　单线连接协议(SWP)(ETSI TS 102 613兼容)充当连接支付交易等应用所需的外部安全元件的通信接口，还可以连接到SIM卡上。此外，还支持内部集成电路(I2C)和通用异步接收器/发射器(UART)充当主控制器接口。这样就能够灵活配置不同的主机接口类型。

　　1)功率发射器IC R2A45801的特性

　　功率发射器IC R2A45801实现了无线功率发射器的驱动电路所需的三条充电输出通道。其片上功能加强了控制安全性，包括热关断和场效应晶体管(FET)温度检测/系统温度检测功能。与RJK1028外部金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)一起使用时，功率发射器IC R2A45801可用于构建高效功率发射系统。

　　2)功率接收器IC R2A45701的特性

　　整流到充电控制所需的电位之后，功率接收IC R2A45701能够降低接收器端线圈接收到的电压。除了无线充电，它还具有电压和电流监测功能以及AC适配器输入、USB充电输入和用于外部充电的输入。支持多个充电输入的是集成充电控制功能，能够直接给单节锂离子电池充电。因此，R2A45701能够为带有电池的器件提供独立支持。

　　意法半导体：我们只做完整方案

　　意法半导体是业界少数能够提供NFC完整方案的供应商，产品不仅包括先进的NFC控制器和收发器，还包含一组基于32位Flash的安全型微控制器，满足了SWP-SIM、嵌入式安全元件和microSD SWP安全器件的需求。

　　依照使用环境与设备种类不同，NFC有三种不同使用模式，分别是读卡机模式、卡片模式与点对点模式。意法半导体也针对三种不同应用情境推出相对应的产品，首先是为智能型手机、读卡机部分设计的NFC/RFID卷标，如STRAG、SRi/LRi，以及动态卷标NFC/RFID卷标M24LR、M24SR。至于针对终端设备方面，则有NFC读写器ST95HF、CR/RX95HF等等模块可供选择，是业界少数能够提供完整方案的供应商。

　　LRi卷标是为长距离传输设计，符合ISO 15693规范，传输速度可达26Kb/s，搭配意法半导体独家研发的EEPROM，资料保存期限可以长达百年以上，并具备有省电与多点资料传输的特性，目前有1kbit、2kbit、64kbit等多种版本可供选择。至于STRAG则是为短距离传输开发，采用ISO 14443规范，具备106Kb/s的传输速度可达26Kb/s。

　　STRAG-D则是专为无线讯号配对所设计的解决方案，如蓝牙、Wi-Fi等等。这款模块最大特色在于意法半导体已经事前完成好线路设计，而且也事先预留好数码讯号连接埠，IC设计人员只需将欲使用的芯片线连接上即可，能大幅省下商品开发的时间。

　　在动态卷标NFC/RFID卷标方面，M24LR是瞄准长距离传输市场，M24SR则是为行动装置等设备开发的短距离芯片，两者均拥有唯一ID和灵活资料保护机制的特性。M24LR、M24SR内建64bit UID存储器，最多可以记录64组口令，能依照不同使用者给予适当的存取权限，非常适合应用在市面上各种消费装置上。如安装在车载系统上时，车主只要利用NFC手机完成身分识别，系统便可依照该使用者的UID，播放与提供专属的信息音乐，而免去自行手动调整的繁琐步骤。

　　至于NFC读写器方面，ST95HF、CR95HF、RX95HF分别可以应用在NFC卡片与读卡机等领域中，加上均支持标准SPI接口，不仅仅开发过程很方便，也能免去花费在线路设计上，是台湾厂商要切入NFC应用的最佳选择。

　　意法半导体很早便推出各种NFC安全解决方案，并且在安全元件市场占有率达50%。目前该公司针对行动装置市场有ST21NFCA、ST21NFCB两款芯片，可以支持市面上符合NFC安全规范SWP/HCI的安全元件，并且能够搭配Andorid、Linux、Windows等操作系统，方便协力厂商开发各种应用商品。

　　看好消费市场对嵌入式安全芯片急遽攀升，意法半导体已经针对不同使用情境，以ST21NFC系列芯片设计两种安全模块，其中ST54D是ST21NFCB搭配ST33G1M2，而ST54C则以ST21NFCB搭配ST33F1，均符合支持GP2.2标准的操作系统，兼容于Google电子钱包的规范。

　　虽然近场通信技术主要应用于智能电话领域，但是意法半导体的NFC系列产品却可用于所有能够利用手机传输数据的器件，例如PC、非接触式读卡器、销售点、USB令牌、机顶盒等。通过这些NFC器件，可以轻松实现所有NFC应用，包括支付、运输、逻辑存取、物理存取、配对、智能抄表和端对端技术。

　　意法半导体推出的NFC收发器 - STRFNFCA，与USB安全型MCU ST23YT66配套使用时可以实现所有安全应用，包括MIFARE Classic和DESFire。该解决方案旨在通过在ST23YT66内提供安全型内核、增强型加密引擎及库(RSA、ECC)、USB 2.0 full speed、时钟恢复接口和其它通信接口(GPIO、SPI、ISO 7816-3)满足第三代USB令牌的需求。

　　此外，STRFNFCA还可以与STM32系列的所有标准意法半导体微控制器配套使用。

　　无源NFC开发工具包M24LR

　　M24LR开发工具包配备了意法半导体去年发布的M24LR EEPROM存储芯片，可以与12C和ISO15693等标准接口进行对接，并且可以捕获周围环境能量(如无线电波等)以供自身电源需求。

　　工具包由两个部分组成，一部分是RF接收器，型号CR95HF，可支持13.56MHz频段下的多协议接收，包括RFID和NFC，由32位的STM32控制器启动。另一部分是无线供源及通讯系统，包括M24LR IC记忆芯片、一个多元低功耗STM8L 8位微控制器以及STTS75温度传感器。