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。