哪款产品适合您的应用? 如何为您的应用选择合适的 NFC 方案 陆洋高级应用工程师, 客户应用支持部门 SESSION #FTF-CIT-N2327 2016 年 9 月 PUBLIC USE
议程 为何选择 NFC:NFC 背景知识介绍 从哪挑选 : 三大 NFC 产品系列 如何挑选 : NFC 产品选择指导 为何选择 NXP 1 PUBLIC USE 1 PUBLIC USE
NFC 背景知识介绍 2 PUBLIC USE
近场通信 : 交互通信一触即发 技术总览 : 以电磁耦合方式工作的非接触式近场通信技术 (10cm / 4 in) 工作频率 :13.56MHz 最大通信速率 :848 kbits/sec 由 NXP 和 Sony 共同开发 源于支付和门禁技术特性 : 容易使用 ( 一碰触发 ) 随心触发 零功耗 高安全性 3 PUBLIC USE
NFC 新纪元 2006-2014 NFC infrastructure - 组成了非接触式支付 - 渗入 NFC 智能手机 P2P 模式, 高射频性能, 高比特率 NOW NFC Everywhere - 扩展到新的应用中 - NFC 在日常生活中变的不可或缺 便捷的设计工具, 高集成, 带有线接口的无线标签 针对 MIFARE 的前端产品 2002-2006 NFC 发明和标准化阶段 4 PUBLIC USE
高速增长的市场 NFC 市场 (MPc, ABI Research 2015) 2,500.0 典型应用 分级门禁控制 2,000.0 1,500.0 手机, 非接卡, 终端正处于高速增长 简化配对 ( 实现别的无线技术连接 ) 认证检查 1,000.0 零功率配置 500.0 非接的人机界面 支付 0.0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 手机计算机移动设备网络消费产品防伪医疗健康工业 5 PUBLIC USE
稳定的 NFC 应用增长在各个方面提升用户体验 ACCES HOTEL ROOM 工业 供应链管理 人机界面 / 过程控制系统 备件管理 Mobility 便携的监控设备 物品追踪 PAIR SPEAKER 药品 UPGRADE GAME CHARACTER 网关 / 路由 NFC CAR ACCESS IoT 节点 支付 门禁 应用 消费类 多媒体 机顶盒 6 PUBLIC USE POS 停车, 销售 物理上的门禁控制 资产管理控制 电子门锁 耗材 人机界面
三大 NFC 产品系列 7 PUBLIC USE
各种 NFC 应用的需求差异几个常见例子 : POS 终端高保真耳机机顶盒 与卡片和手机交互 大部分时间供电 射频性能要求高 最优化的配置要求 与手机交互 电池供电, 低功耗 低 BOM 成本 与手机, 卡片, 标签的交互 基于片上的 Linux 或是 Android 操作系统 开发周期短 一个产品不能满足所有的需求 8 PUBLIC USE
NXP NFC 读卡器产品 完善的 NFC Forum 2 类标签产品涵盖了多种 NFC 应用 产品 : NTAG21x(F), NTAG I 2 C plus Connected NFC tag NTAG I 2 C plus 单芯片前端 NFC 芯片是在系统中应用 NFC 最灵活的方式 产品 : PN512, CLRC663, PN5180 NFC frontend PN5180 整合 NFC 前端模块和 32-bit 先进的微处理器集成标准 FW 和 NCI 接口的 NFC 控制器产品 :PN7120/PN7150 客户可定制固件的 NFC 控制器产品 PN7462 NFC controller with integrated firmware PN7120 NFC controller with application PN7462 9
NXP NFC 产品目录每一系列各有优势特性 主动 / 被动软件栈 NFC 模式外围电路 BOM 芯片价格 双界面 NFC 标签方案 被动 ( 场激励取电 ) - Type 2 标签低 $ 低成本 NFC 前端芯片方案主动 NFC 软件库 读 / 写模式卡模拟 P2P 高 $$ 高成本 + 高灵活性 NFC 控制器方案 ( 标准固件 ) 主动 MCU 上集成的 NFC 协议栈 读 / 写模式卡模拟 P2P 低 $$$ 易开发 NFC 控制器方案 ( 可定制固件 ) 主动 可自由编程的 MCU 读 / 写模式卡模拟 P2P 最低 $$$$ 单芯片 10
各种 NFC 应用的需求差异几个常见例子 : POS 终端高保真耳机机顶盒 与卡片和手机交互 大部分时间供电 射频性能要求高 最优化的配置 与手机交互 电池供电, 低功耗 低 BOM 成本 与手机, 卡片, 标签的交互 基于片上的 Linux 或是 Android 操作系统 开发周期短 NFC 前端双界面标签 NFC 控制器 11 PUBLIC USE
NFC 产品选择方式 12 PUBLIC USE
如何选择适合你的 NFC 应用的产品 1 你需要主动或是被动模式的方案? e.g.: 使用场激励取电功能, 那需要使用主动模式的产品区产生射频场 2 需要同什么设备进行交互? e.g.: NFC 手机,NFC 读卡器, ISO/IEC 兼容的卡片,NFC 标签 3 需要基于的操作系统平台? e.g.: 在 Android, Linux, Windows, RTOS 系统或无操作系统平台中加入 NFC 解决方案 4 对性能的要求? e.g.: 普通的性能, 或需要更大 更可靠场强 13
什么情况下选择双界面 NFC 标签? 1 需要主动或是被动模式? A: 能和 NFC 手机进行被动模式的交互通信就能满足需求, 场激励取电功能可能也会使用 2 同什么设备进行交互通信? A: 仅需要同 NFC 手机或是手持式设备进行通信 3 仅需要唤醒 MCU? F Or 4 需要同 MCU 进行通信? 14
NTAG I 2 C plus - 最简单最经济的 NFC 方案 低 BOM 成本 可以从 NFC(Type 2 标签 ) 和 I2C 界面进行数据访问场侦测功能用来唤醒连接的设备场激励取电功能在未上电情况下访问 EEPROM 数据同 NFC 设备之间的交互通信灵活的内存管理原始出厂签名验证, 防止克隆产品提供 64 字节 SRAM 用于快速便捷的数据传输小封装 (1,6*1,6*0,5mm) 易用易集成 低功耗解决方案 同 NFC 设备交互 双界面标签 NTAG I 2 C plus 15 http://www.nxp.com/products/:nt3h2111w0fhk
NTAG I 2 C plus 目标市场和应用 零功率配置在设备未上电的情况下通过手机或是客户外设进行设备配置 网络通信和配对无线连接节点安全的接入网络 (IoT) 设备同设备的通信以 NFC 的方式替代以前的通信接口实现各种设备之间的通信 16
在什么情况下选择 NFC 前端方案? 1 你需要主动或是被动模式的方案? A: 需要主动模式以产生射频场 2 将采用的哪种操作系统? A: 在现有 MCU 系统上集成 NFC 功能 3 需要同什么设备进行交互? A: 需要读取 ISO/IEC 兼容的卡或 / 和 NFC 设备进行通信 4 需要达到的性能? A: 普通性能 17
在什么情况下选择 NFC 前端方案? 1 你需要主动或是被动模式的方案? A: 需要主动模式以产生射频场 支持 ISO/IEC14443 读卡器协议和读取 ISO/IEC 15693 标签 (ICODE) 2 将采用的哪种操作系统? A: 在现有 MCU 系统上集成 NFC 功能 支持 ISO/IEC14443 读卡器模式 3 需要同什么设备进行交互? 4 A: 需要读写非接触卡片 需要达到的性能? 读写 ISO/IEC 14443-A (MIFARE, NTAG 标签 ) MFRC630 A: 需要更大 更可靠场强, 并需要通过 EMVCo 认证 18
在什么情况下选择 NFC 前端方案? 1 你需要主动或是被动模式的方案? A: 需要主动模式以产生射频场 2 将采用的哪种操作系统? A: 在现有 MCU 系统上集成 NFC 功能 3 需要同什么设备进行交互? A 需要读写 ISO/IEC 兼容的卡或 / 和 NFC 设备进行通信 4 需要达到的性能? A: 需要更大 更可靠场强, 并需要通过 EMVCo 认证 19
CLRC663 高性能 NFC 读写器解决方案 小封装, 大功率支持所有主要 13.56MHz 射频协议,ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693 和 FeliCa NFC 基本功能支持低功耗检卡不需外部放大器即可符合 EMVCo (EMV 2.5 射频部分要求 ) 紧凑的 HVQFN32 封装 大输出功率, 稳定可靠的 RF 性能 以最低的功耗快速检卡 快速的开发 NFC frontend CLRC633 20 http://www.nxp.com/products/:clrc66302hn
CLRC663 系列 CLRC663 的主要特性也适用于其衍生型号 衍生型号以最优化的功能满足不同的市场需求 CLRC663 支持 ISO/IEC 14443 A &B 高波特率 ISO/IEC15693 EPC Class-1 HF/ ISO 18000-3M3 FeliCa NFC-ready NFC P2P passive initiator SLRC610 支持 ISO/IEC15693 EPC Class-1 HF/ ISO 18000-3M3 MFRC631 支持 ISO/IEC 14443 A&B 高波特率 MFRC630 支持 ISO/IEC14443 A 高波特率 21
CLRC663 目标市场和应用 门禁允许访问门 公共交通或者逻辑上允许访问一台机器 支付轻触完成商品或者服务的付费 游戏玩偶可以与其他玩偶交互 ; 视频游戏附件, 联接现实与虚拟世界 电子政务应用护照和 e-id 读写器 22
PN5180 市场上最强大的全功能 NFC 前端 高性能, 全功能 NFC 前端高效, 灵活, 即使在恶劣环境中仍然可靠的工作与 NFC 手机最大的互操作性集成的动态功率控制, 优化 RF 性能自适应波形控制, 简化天线设计快速 SPI 接口, 与 32 位主机通讯的优化指令标准 HVQFN 和符合 PCI 规范的 BGA 封装 低功耗易于认证快速开发灵活使用 NFC frontend PN5180 http://www.nxp.com/products/:pn5180a0hn 23
PN5180 目标市场和应用 支付轻触完成商品或者服务的付费 门禁允许访问门 公共交通或者逻辑上允许访问一台机器 工业或高性能读写器用于生产线或者控制仪器, 机器对机器的通讯或者需要高 RF 性能的读写器 24
PN5180 动态功率控制 软件控制的发射电流场强控制改善的天线匹配更小的天线尺寸 ( 甚至在 EMVCo 规范下 ) (1) 负载出现变化, 降低了匹配阻抗, 即增加了 ITVDD DPC 通过档位控制 Tx 的输出功率 (2) DPC 使用变化了的 AGC 值去改变 TVDD 设置 (3) 改变的 TVDD 设置降低了 ITVDD 和 RF 功率 25
NFC 前端比较 Card mode in host ISO/IEC 14443 A&B, FeliCa ISO/IEC 15693, ISO/IEC 18000-3M3 ISO/IEC 18092 Target ISO/IEC 18092 Initiator EMVCo L1 RF SW stack Dynamic Power Control PN512 ISO/IEC 14443-A MIFARE, ISO/IEC 14443-A&B, FeliCa Active & Passive Active & Passive L1 with booster EMV L1 NFC Forum CLRC663 MIFARE, ISO/IEC 14443-A&B, FeliCa ISO/IEC15693 ISO/IEC 18000-3M3 Passive L1 no booster EMV L1 NFC Forum PN5180 ISO/IEC 14443-A MIFARE, ISO/IEC 14443-A&B, FeliCa ISO/IEC15693 ISO/IEC 18000-3M3 Active & Passive Active & Passive L1 no booster EMV L1 NFC Forum Yes Card emulation Reader & Writer Peer-to-Peer 26
什么应用需要选择 NFC 控制器解决方案? 1 是否需要主动或被动模式应用? A: 需要主动设备用以产生 RF 场 2 是否对操作系统有要求? A: 需要集成 NFC 解决方案到 Linux/Android/Windows 系统 3 需要操作什么设备? A: 需要读取任何 ISO/IEC 类型的卡片或者与任意 NFC 设备通讯 27
什么应用需要选择 NFC 控制器解决方案? 1 是否需要主动或被动模式应用? A: 需要主动设备用以产生 RF 场 2 是否对操作系统有要求? A: 需要单芯片解决方案, 集成可自由编程的微控制器开发自己的应用 3 需要操作什么设备? A: 需要读取任何 ISO/IEC 类型的卡片或者与任意 NFC 设备通讯 28
PN71x0 最好的即插即用 NFC 解决方案 完全符合 NFC Forum 规范的控制器支持 NFC 卡模拟 读写和点对点模式支持 ISO/IEC 14443-A&B, FeliCa 和 ISO/IEC 15693 自带固件以及符合 NCI 规范的接口, 易于集成易于集成的 Linux, Android 和 WinIoT 驱动, 缩短上市时间低功率工作模式标准封装 : HVQFN40(PN7150), VFBGA49(PN7120) 易于集成易于使用更低的 BOM 成本优化手持设备应用 NFC Controller with integrated firmware PN71x0 29 http://www.nxp.com/products/:pn7120a0ev http://www.nxp.com/products/:pn7150b0hn
PN71x0 轻松集成应用至任何系统中 NXP 提供一系列 NFC 控制器解决方案, 以最简易的方式接入常用操作系统, 如 Linux, Android, Windows 或 RTOS, 甚至没有操作系统的应用环境. Linux NFC NXP s Linux libnfc-nci SW stack Android NFC Android AOSP SW stack Windows NFC Microsoft Windows universal NFC device driver model, NullOS/RTOS 运行于 NXP s LPC, Kinetis and i.mx MCUs 的参考代码 30
PN7462 第一颗单芯片完整 NFC 解决方案 超一流 RF 接口, 符合 ISO/IEC 14443, ISO/IEC 18092, ISO/IEC 15693, ISO/IEC 18000-3M3, FeliCa 协议接触式接口, 符合 ISO/IEC 7816-2-4 集成 20MHz Cortex M0 控制器,80/160kB flash, 12kB RAM,4kB EEPROM 一个可配置主机接口 : I 2 C, SPI, USB, HSUART 两个主设备接口 : I 2 C and SPI 12 至 21 个 GPIO DPC 设计, 优化天线性能符合 EMVCo 和 NFC Forum 规范, 简化认证过程先进的电源管理丰富的支持工具, 包括参考设计代码 HVQFN64 封装 (9x9 mm) 单芯片方案,NFC 接口, 接触接口, MCU NFC Controller with application PN7462 31 http://www.nxp.com/products/:pn7462auhn
PN7462 系列 NFC 控制器, 160 KB flash, 自带 ISO/IEC7816 / EMVCo 接触接口 PN7462 系列, 不同型号以适应不同的需求 NFC 控制器, 160 kb flash NFC 控制器, 80kB flash 32
NXP NFC 产品系列产品选择 无源方案 仅对与 NFC 手机互动感兴趣 双界面 NFC T 标签方案 Linux Android Windows PN71xx NFC 控制器, 自带固件 有源方案 需要什么 OS? 集成应用代码 PN746x_736x NFC 控制器, 客户开发固件 高性能 PN5180 NFC 前端 RTOS NullOS 需要与任意 NFC 设备通讯 标准性能 PN512 NFC 前端 仅操作非接卡 高性能 CLRC663 NFC 前端系列 33
NXP NFC 产品系列细节比较 Zero Power Access Energy Harvesting Embedded MCU NFC Tag Output Power Card in host mode Reader & Writer P2P mode DPC ISO/IEC 7816 interface NTAG F Read& Write Tag Type 2 NTAG I 2 C plus Read& Write 10mA @ 2V Tag Type 2 PN512 Reader Tag Type 1,2,3,4 Medium ISO/IEC 14443-A, Felica ISO/IEC14443 FeliCa Active& Passive CLRC663 Reader Tag Type 1,2,3,4,5 High ISO/IEC14443 FeliCa ISO/IEC15693 ISO18000-3M3 Passive Initator PN5180 Reader Tag Type 1,2,3,4,5 High ISO/IEC 14443-A ISO/IEC14443 FeliCa ISO/IEC15693 ISO18000-3M3 Active& Passive Yes PN7150 Yes, non Rewritable FW Reader Tag Type 1,2,3,4,5 High ISO/IEC 14443-A&B FeliCa ISO/IEC14443 FeliCa ISO/IEC15693 Active& Passive PN7462 Yes, customizable FW Reader Tag Type 1,2,3,4,5 High ISO/IEC 14443-A ISO/IEC14443 FeliCa ISO/IEC15693 ISO/IEC 18000-3M3 Active& Passive Yes Yes 34 Card emulation Read & Write Peer-to- Peer
为什么选择 NXP
NXP NFC 技术的领导者 1994 年发明 MIFARE 技术 2002 年 NFC 技术的主创者 最大的 NFC 研发队伍 >500 工程师 NFC 非接前端 74% 的市场占有率 (ABI Research) 已经供应超过 10 亿颗接触式 非接触式读写器芯片 银行卡 电子政务 #1 公交卡 (MIFARE) 电子标签 POS 手机 NFC 芯片
37 请访问 www.nxp.com 获取更多 toolkit 信息
38 NXP 合作者项目
谢谢大家参与! 39 PUBLIC USE
ATTRIBUTION STATEMENT NXP, the NXP logo, NXP SECURE CONNECTIONS FOR A SMARTER WORLD, CoolFlux, EMBRACE, GREENCHIP, HITAG, I2C BUS, ICODE, JCOP, LIFE VIBES, MIFARE, MIFARE Classic, MIFARE DESFire, MIFARE Plus, MIFARE FleX, MANTIS, MIFARE ULTRALIGHT, MIFARE4MOBILE, MIGLO, NTAG, ROADLINK, SMARTLX, SMARTMX, STARPLUG, TOPFET, TrenchMOS, UCODE, Freescale, the Freescale logo, AltiVec, C 5, CodeTEST, CodeWarrior, ColdFire, ColdFire+, C Ware, the Energy Efficient Solutions logo, Kinetis, Layerscape, MagniV, mobilegt, PEG, PowerQUICC, Processor Expert, QorIQ, QorIQ Qonverge, Ready Play, SafeAssure, the SafeAssure logo, StarCore, Symphony, VortiQa, Vybrid, Airfast, BeeKit, BeeStack, CoreNet, Flexis, MXC, Platform in a Package, QUICC Engine, SMARTMOS, Tower, TurboLink, and UMEMS are trademarks of NXP B.V. All other product or service names are the property of their respective owners. ARM, AMBA, ARM Powered, Artisan, Cortex, Jazelle, Keil, SecurCore, Thumb, TrustZone, and μvision are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. ARM7, ARM9, ARM11, big.little, CoreLink, CoreSight, DesignStart, Mali, mbed, NEON, POP, Sensinode, Socrates, ULINK and Versatile are trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved. Oracle and Java are registered trademarks of Oracle and/or its affiliates. The Power Architecture and Power.org word marks and the Power and Power.org logos and related marks are trademarks and service marks licensed by Power.org. 2015 2016 NXP B.V.