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NFC方案一网打尽 移动支付已经到来

近场通信(NFC)技术之前仅仅被看作是新一代的条形码,事实证明其实用性和可靠性要高得多。在许多消费类和工业市场,需要NFC射频识别(RFID)功能。这些应用不再局限于传统的简单、直观、安全的非接触式数据交换,两个支持NFC/RFID的设备之间可以灵活地交换信息(电话号码、照片、海报数据等),您需要做的就是将其靠近在一起。NFC/RFID的主要概念和传统应用正伴随着崭新的,非传统思维方式而发展。实际上,我们正处在一个创新的年代。
 
恩智浦:我们无处不在
 
话说,恩智浦的NFC方案实在是种类繁多,咱今天就先拿四大支付方案和CLRC66302HN举些栗子。
 
PN544与PN65O系列

PN544符合欧洲电信标准协会(ETSI)制定的最新NFC规范,能够为手机制造商和移动运营商提供完全兼容的平台,用以推出下一代NFC设备和服务。 PN544完全兼容现已发布的所有透过单线连接协议(SingleWireProtocol;SWP)连接的SIM卡和人机界面(Human- ComputerInteraction;HCI)的NFC规范。此外,NXP与Gemalto、OberthurTechnologies,和 Giesecke&Devrient等领先SIM卡制造商密切合作,以确保包括MIFARE技术在内的SWP接口的互通。
 



PN65O即为PN544加上NXP的SMARTMX安全模块,PN544和PN65O硬件针脚完全兼容。PN65O/PN544提供多种主机接口选择,确保手机制造商能轻松整合所需功能。

PN547与PN65T系列

PN547C2是最新一代NFC芯片,支持最新NCI标准协议,PN547的效能超越当前所有NFC无线控制器。与PN544相比,其射频范围提高一倍, 无线数据吞吐量提高五倍,封装尺寸与功耗量均减少一半。PN547具备绝佳的全球互操作性,可兼容所有非接触式读卡器和NFC标签,在不久的未来将提供全 新的使用者体验。此外,NXP新一代移动支付解决方案支持各种应用场合,不但与MIFARE系列的技术完全兼容(包含Classic1K、 Classic4K、DESFire、Plus),还可实现手持移动POS机和移动票务等NFC扩展应用。PN547全面支持全球超过70%的非接触式交 通系统中使用的MIFARE。此外,PN547的卓越设计不仅提升了RF效能,更以较小的天线及较低材料成本,轻松取得EMVCo和NFC论坛的认证。
 
PN65T内建SE与PN547C2(BGA),硬件针脚完全兼容。软件方面成功整合于Android最新版本KitKat4.4。
 
CLRC66302HN: 高性能NFC读卡器解决方案  
CLRC663是一款高度集成的收发器IC,可实现13.56 MHz时的非接触式通信。
 

 
CLRC663收发器IC支持以下操作模式:
  • 支持ISO/IEC 14443A/MIFARE的读/写模式
  • 支持ISO/IEC 14443B的读/写模式
  • 支持JIS X 6319-4(与FeliCa方案相当)的读/写模式
  • 符合ISO/IEC 18092的无源启动器模式
  • 支持ISO/IEC 15693的读/写模式
  • 支持ICODE EPC UID/ EPC OTP的读/写模式
  • 支持ISO/IEC 18000-3 mode 3/ EPC Class-1 HF的读/写模式
 

 
CLRC663的内部发射器无需额外的有源电路即能驱动专为与ISO/IEC 14443A/MIFARE卡和发射应答器通信而设计的读/写天线。数字模块管理完整的ISO/IEC 14443A成帧和错误检测功能(奇偶校验和CRC)。
 
CLRC663支持MIFARE Classic 1K、MIFARE Classic 4K、MIFARE Ultralight、MIFARE Ultralight C、MIFARE PLUS和MIFARE DESFire产品。CLRC663支持高达848 kbit/s的双向MIFARE较高传输速度。
 
CLRC663支持ISO/IEC 14443B读/写通信方案的第2和第3层,防冲突除外。防冲突需要在主机控制器的固件中以及上层中加以实施。
 
CLRC663能够解调和解码FeliCa编码信号。FeliCa接收器部件提供用于解调和解码FeliCa编码信号的电路。CLRC663能处理FeliCa成帧和CRC等错误检测。CLRC663支持高达424 kbit/s的双向FeliCa较高传输速度。
 
CLRC663支持符合ISO/IEC 18092标准的P2P无源启动器模式。
 
CLRC663支持符合ISO/IEC15693、EPC UID和ISO/IEC 18000-3 mode 3/ EPC Class-1 HF标准的近距离协议。
 
支持下列主机接口:
  • 串行外设接口(SPI)
  • 串行UART(类似RS232,电压电平取决于针脚电压供应)
  • I²C总线接口(已实施两个版本:I2C和I2CL)
 
CLRC663支持安全访问模块(SAM)连接。专用的独立I2C接口实现SAM连接。SAM可用于高安全密钥存储并用作极高性能加密协处理器。专用SAM可用于连接到CLRC663。
 

CLRC663评估板
 英飞凌:为安全而生
据报道,全球已有40%的智能卡采用英飞凌安全芯片。在巴塞罗那世界移动通信大会上,英飞凌展示了各种外形的安全解决方案,它们能充分满足移动支付生态系统的诸多需求。
 

 
英飞凌提供了丰富的金融安全芯片及解决方案,作为加密引擎,并安全存储敏感数据,如用于电子支付交易的密钥、证书或生物识别信息等。这些产品在非接触式基础设施的互操作性方面领先,并通过认证,符合全球公认的安全标准,如通用标准和EMVCo(Europay International、万事达、VISA)。
 
为实现安全可靠的近场支付,英飞凌提供多种芯片和解决方案,为NFC支付等带来可靠性、安全性和便捷性。其中包括:
  • 全球各地银行和金融机构发行的数十亿张智能卡使用的非接触式安全芯片
  • 由移动网络提供商为移动设备部署的利用英飞凌SWP(单线协议)产品系列的NFC SIM卡
  • 嵌入式安全元件,三星和联想等市场领导者将其部署于嵌入式安全解决方案。
  • Boosted NFC安全元件,较之传统的NFC控制器解决方案,其所需的印刷电路板空间减少80%,并且待机功率减半——二者对智能可穿戴设备都至关重要。
 

 
英飞凌基于硬掩膜技术、搭载1MB内存的SLE 97 eSE芯片,可提供要求最苛刻的应用所需的性能和充足空间。它可安全地保存加密密钥、用户支付凭据以及用于指纹认证和其他应用的生物识别信息。该芯片已获Common Criteria EAL5+认证(高级),支持EMVCo标准(由Europay International、万事达卡和VISA联合制定)。EMVCo标准为在全球范围内实现安全支付交易的互通和受理创造了条件。
 

 
100KB的内存为支付和忠诚度计划提供了足够的应用空间,可以满足交通、虚拟票务等应用需求,完整的DCLB通信接口可以与不同的NFC设备和modem进行交互,并且允许系统集成商进行离散或者集成的NFC modem选择。
 
应用:
除最近推出的联想高端手机Vibe P1外,英飞凌的安全控制器还被用于联想 X3。
 
英飞凌为各种型号的三星Gear S2提供嵌入式安全芯片(eSE),该芯片可保护用户的敏感数据,支持基于近场通信(NFC)技术的安全非接触式支付交易。
 
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
 
德州仪器:生而与众不同
德州仪器 (TI) 提供了业界最大最与众不同的 NFC 产品系列,实现了低功耗解决方案,能够满足广泛的 RF 连接需求。
 
TI 的 RFID 产品可为各种应用提供终级解决方案。TI RFID 采用 HDX 专利技术,可在读取范围、读取速率以及稳健性等方面提供无与伦比的性能。TI 可提供应答器、嵌体、读取器模块和读取器 IC 的一站式采购。
 

 
德州仪器(TI)针对NFC的解决方案也是全面而繁多,最近比较值得注意的是,TI推出的业界首款灵活型高频13.56 MHz传感器应答器系列RF430FRL15xH片上系统(SoC)产品系列,把符合ISO 15693标准的近场通信(NFC)接口与可编程微控制器(MCU)、非易失性 FRAM、模数转换器(ADC)、SPI 或 I2C 接口进行了完美的结合。双接口RF430FRL15xH  NFC传感器应答器经优化可用于完全无源(无电池)模式或半有源模式,以便在多种消费类可穿戴设备、工业、医疗和资产跟踪应用中实现更长的电池寿命。
 

 
特性与优势:
· 可通过符合ISO/IEC 15693、ISO/IEC 18000-3标准的RFID接口支持无线通信
 
经优化适用于能在一个NFC读取器的读取距离内从该读取器产生的RF场收集能量的1.5V单节电池供电型设计或无电池设计。智能电源管理包括电池开关,以确保较长的电池寿命。
 
具有超低输入电流、低噪声和超低偏移的14位Σ-Δ ADC,使开发人员除了能连接集成温度传感器外还能连接多达三个附加外部传感器。
 
SPI或I2C接口可支持数字传感器或将该设备连接到主机系统。
 
· 嵌入到ROM中的应用代码可管理RF通信和传感器读数,以便在配置该应答器时提供最大的灵活性。开发人员还可配置采样率、测量阈值和报警器。
 
· 通用非易失性存储器(FRAM)实现数据存储以及应用代码的扩展和调整。
 
非易失性FRAM将SRAM的速度、灵活性、耐用性与闪存的稳定性、可靠性集于一体,同时还可提供业界最低的功耗和几乎无限的可写次数。FRAM 允许开发人员创建可快速存储传感器数据的产品,并能轻松配置应答器和传感器以满足任何应用的需求。
 
开发人员现在可设计出需要模拟或数字接口、数据记录功能、向NFC致能读取器进行数据传输的产品。RF430FRL15xH应答器可作为适合这些应用的传感器节点,还可在NFC致能设备将数据传送到云时生成IoT即用型解决方案。
 
在 医疗或健康与健身应用中,RF430FRL15xH可用于那些能检测温度、水合作用等的一次性补丁。这就允许患者安全地监控重要数据并将这些数据与负责自 己健康的相关人员共享。在将数据传输到NFC致能平板电脑或智能手机之前,该器件可监控数据并将其记录在本地存储器(FRAM)中。
 
RF430FRL15xH可支持工业市场上的免维护设计和密封电流隔离传感器系统。这些传感器依靠RF场供电,并通过NFC进行无线通信以收集和记录数据。
 
食品跟踪等物流应用需要恒温控制,可借助RF430FRL15xH应答器对这种恒温控制进行监控和记录。该应答器可通过数个与NFC智能设备及分销渠道普遍的读取器相连的传感器来设计高度集成、尺寸优化的易用型数据记录器。
 
 
博通:就要做四合一芯片
手机之间碰一碰就可以交换名片或与朋友分享视频音乐、手机与遥控器碰一碰就可以实现多频间的内容切换、手机与打印机碰一碰就可以将拍摄的照片打印出来…… 这就是博通公司(Broadcom)为我们描绘的基于NFC(近距离无线通信)移动终端的生活新模式,当然其中也少不了当前最为热门的移动支付。
 

 
BCM43341已经是博通的第六代组合芯片,因此在尺寸、功耗等方面均较市场上的NFC芯片有明显优势。
 

 
首先这款芯片采用了标准化40nm低功耗CMOS(金属氧化物半导体)电路工艺和低功耗轮询等先进技术,将功耗降低到竞争对手产品的 10%;其次芯片中配有可以同时工作的双SWP接口,可以按需灵活连接各种安全组件;其三BCM43341 40nm的尺寸领先了市面上其他NFC芯片几个代差,实现了布板面积和成本上的优化(布板面积节省33%);其四就是博通在芯片组合集成方面的特有优势。
 
BCM43341在软件方面也做得极其“到位”,例如其WLAN支持WiFi-Direct、Miracast和Passpoint,蓝牙具有专门用 于谷歌Android系统的软件栈,NFC开放标准软件适用于Android系统,是至今唯一获得Google Wallet安全网元合作伙伴认证的NFC芯片。

(责任编辑:ioter)

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