NFC學習總結


NFC 學習總結

1.NFC 的基本概念

NFC 是 Near FieldCommunication 的縮寫,即距離無線通信技術。由飛利浦公司和索尼公司共同開發的NFC 是一種非接觸式識別和互聯技術,具有低成本、方便易用和更富直觀性特點,可在移動設備、消費電子類產品、PC 和智能控件工具間進行近距離無線通信。NFC 提供了一種簡單、觸控式的解決方案,可以讓消費更簡單直觀的交換信息、訪問與服務。

2.NFC 產品&功能

(1)NXP NFC 現階段主要產品結構

①PN65T=PN547+SmartMX (SE)

②PN66T=PN548+ SmartMX (SE)

(2)NFC 的三種工作模式

①卡模擬(通訊協議:ISO/IEC 14443(A&B)),MIFARE,TYPE B),大多數用於刷卡支付。

ISO/IEC14443規定了鄰近卡(PICC)的物理特性;需要供給能量的場的性質與特征,以及鄰近耦合設備(PCDs)和鄰近卡(PICCs)之間的雙向通信;卡(PICCs)進入鄰近耦合設備(PCDs)時的輪尋,通信初始化階段的字符格式,幀結構,時序信息;非接觸的半雙功的塊傳輸協議並定義了激活和停止協議的步驟。傳輸協議同時適用於TYPE A 和 TYPE B。

②點對點,當雙方需要交換數據信息時會用到,如名片交換,照片共享等。

③讀卡器(TYPE A&B,Felica,NFC Forum tags),可用於信息查詢,如智能海報。

(3)NFC 與 SE

①SE 在 SD 卡上,這種方案一般由銀聯來主導,SD 卡也是銀聯固定發布的 SD 卡。

②SE 在 SIM 卡上,這種方案一般由移動來主導。

③SE 在 NFC 芯片里面,這種方式應用場景比較多。

3.NFC 電源

(1)NFC 三種電源模式

Full power mode:phone switched ON

Low Power mode:phone switched OFF or LowVBAT

Power BY The Field:VBAT critical butexternal RF field presence

(2)NFC 供電系統

(3)NFC 射頻感應取電框圖

4.NFC 設計要點

(1)NFC 主機接口選擇

(2)NFC 的關鍵信號(IIC)

I2C(SDA、SCL)

IRQ  ----- GPIO interrupt signal

VEN ----- GPIO enable signal

GPIO4 ----- GPIO FW download

SWP  -----NFC <-----> SE

 

(3)PN547comparison with PN544

a.PN547 ——32-bits Cortex M0ARM core

  PN544 ——8-bits 8051 CPU

b.PN547 Support frequencies:

   — 13MHz19.2MHz 24MHz 26MHz 38.4MH 52MHz

  PN544 Support frequencies:

   — 13MHZ19.2MHZ 26MHZ 38.4MHZ

   Ifuse crystal,must 27.12MHz

 

 

5.NFC LAYOUT 介紹

(1)NFC LAYOUT 注意事項:

a.       RF(TX,ANT,PF) 部分走線對稱,注意保護,走線盡量短。

b.       時鍾線盡量短,保護好。

c.        各種去耦電容靠近相應管腳擺放。

d.       SWP 線要保護好,走線長度不要超過 20cm。

PN548 通過 SWP1 接口與 UICC(支持 NFC 的 SIM 卡) 進行通信;

通過 SWP2 接口與 SE 進行通信。

         UICC和 eSE 是兩種不同的加密方式,前者是利用支持 NFC 的SIM 卡進行加密,后者是通過內置的 eSE 模塊進行加密。

(2)RF 布局關鍵點

(3)NFC 參考布局

6.NFC RF 介紹

(1)NFC RF 結構圖

(2)Optimum antenna characteristics

(3)天線調試步驟

①測量天線:測出天線 Q 值,目標值 30,從而算出 Rq。

②計算匹配:將 Rq 當做天線的一部分,算出 C2a 和 C2b。

③實測:

a.  修改 C1 和 C2 將天線頻率調到 13.56±2%,阻抗調試到 70歐±10%。

b.  調試卡模擬的諧振頻點在14.5±7MHz 之間;注意保持 C2=C2a+C2b 不變。

c.  測量 Vrxmax 的值,不能超過 1.65V,可以通過 RX 調節。

7.WPI ATU NFC 測試

(1)NFC 與 SE

  這里重點討論 NFC 在手機上的運用 ,及過認證機構和測試方法,測試項,現在的方案有三種(通過 SE 放在不同地方來划分),三種方案由於主導方不同,測試機構和測試標准都不一樣。

a.  SE 在 SD 卡上,這種方案一般由銀聯主導,SD 卡也是銀聯固定發布的 SD 卡,需要過的認證即:銀行卡系統對 NFC 的測試標准,測試地點:北京的銀行卡測試中心。

b.      SE 在 SIM 卡上,這種方案一般由移動主導,測試標准由移動規定,測試地點:移動相應的實驗室。

c.      SE 在 NFC 芯片里面,這種的用途就比較多了,這種設計一般根據需求有不同的認證標准。

d.      NFC 還有一些認證標准:如一般歐洲的 NFC 產品需要過萬事達的認證(一般這種用 PN65N/0 來做設計)。

(2)NFC 認證標准

目前國際上有 3 種 NFC 認證標准:

a.EMVCO   b.ISO    c.NFC Forum

(3)NFC 認證標准詳細介紹

a.EMVCO

Master Card/Visa 認證,一般出口歐美的NFC 產品都需要做該方面的認證,參考標准:可以參考附件PN65O_MC_Certification_eSE_Handset_J5C145_M63_EEPROM 這份文檔。

測試分為兩部分:Level11 和 Level12。

Level11 包含數字和模擬部分的測試。

Level12 包含 Performance,Integration,Combination,Application等測試,下面附上相應的測試設備和測試環境。

b.ISO 認證

目前所知的中國移動的 NFC 測試是基於這個標准的,只是中國移動的要求更嚴格,中國移動的認證天線至少要做到 40mmx50mm 以上才能過測試。

測試標准:ISO 相關標准。

測試地點:NXP 實驗室可以做一些測試項,全套測試中國移動相應的實驗室可以測試。

銀聯的銀行卡認證也是基於 ISO 標准的。

測試標准:詳見 “ SWP-NFC手機通訊測試參數列表v1.0 和“ 04.SWP-NFC手機通訊測試項目”這兩份文檔

測試地點:北京銀行卡測試中心。

下面附上 ISO 的測試框圖和環境。

c.NFC Forum

即 NFC 聯盟。

測試標准:NFC Forumwavel。

測試地點:NFC Forum 指定實驗室。

(4)NFC 測試前需要注意哪些事項

a.NFC 測試前首先需要確認軟件已經測試 OK,NFC 的打開和關閉都是 OK 的,天線要裝備 OK,簡單的刷卡測試是很有必要的,一遍確定 NFC 的讀卡和卡模擬功能是OK 的。

b.需要過中國移動的項目我們可以在測試前作簡單的尋卡測試,自己買一個讀卡器,重復不同的卡操作 100 次以上沒有問題。

c.相應的 Firmware需要升級到測試需要的最新版本。

NFC 硬件部分重點項-天線

需要過 NFC 認證的天線的匹配必須調整到最佳狀態,包括 TX 和 RX。詳細可見天線調試總結


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