NFC技術(shù)簡介

NFC英文全稱Near Field Communication,近距離無線通信,它以RFID(射頻識別)系統(tǒng)為基礎(chǔ),可幫助實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的雙向通信。NFC技術(shù)通過近距離電子設(shè)備之間的磁場感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信。它通過幅移鍵控 (ASK) 方法在13.56MHz頻率上工作,一般可在4 厘米或更近的距離間達(dá)到106至848 kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

NFC是一種點(diǎn)對點(diǎn)通信,始終會涉及一個(gè)發(fā)起裝置和一個(gè)目標(biāo)裝置。在其中一種通信模式中,發(fā)起裝置會生成一個(gè)電磁場,而目標(biāo)裝置會在這個(gè)電磁場的作用下啟動并開始通信。在此模式中,目標(biāo)裝置不需要電源或電池,而且可以做得很小,外形也很簡單,如標(biāo)簽、即時(shí)貼或塑料卡片。常見的應(yīng)用包括銀行卡、交通預(yù)付費(fèi)卡、快捷的 Wifi / 藍(lán)牙對等通信裝置等。在另一種通信模式中,發(fā)起裝置和目標(biāo)裝置都帶有自身的電源并進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信。常見的應(yīng)用有智能手機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換,如 Android Beam。在這兩種工作模式下,消費(fèi)者只需用他們的設(shè)備輕靠一下便可與其他許多類型的具有相應(yīng)功能的電子產(chǎn)品和設(shè)施進(jìn)行交互通信。

NFC芯片方案

要實(shí)現(xiàn)NFC功能,離不開NFC芯片。截止到2013年年底,全球已有大約10個(gè)芯片制造公司正在生產(chǎn)NFC芯片,像恩智浦(NXP)、意法半導(dǎo)體 (ST)、博通(Broadcom)、英飛凌(Infineon)、瑞薩(Renesas)、三星(Samsung)、高通(Qualcomm)、德州儀器(TI)、奧地利微電子(AMS)等都有自己的NFC解決方案。

恩智浦NFC標(biāo)簽IC NTAG21x系列

恩智浦半導(dǎo)體在2012年發(fā)布了NTAG21x系列第二代NFC標(biāo)簽IC產(chǎn)品。NTAG21x系列不僅提高了射頻性能,還有從48到888字節(jié)不等的內(nèi)存容量供選擇。除此之外,該系列還提供多項(xiàng)新特性,如UID ASCII鏡像、NFC計(jì)數(shù)器、集成的獨(dú)創(chuàng)簽名以及密碼保護(hù)功能?蛻粜枰a(chǎn)品支持多種應(yīng)用、可快速序列化、尺寸更小、產(chǎn)品驗(yàn)證簡便,上述特性首次全面滿足上述需求,因而可廣泛部署于出版、零售、廣告、消費(fèi)電子、游戲及智能手機(jī)應(yīng)用中。

意法半導(dǎo)體NFC控制器芯片ST21NFCA

ST21NFCA是意法半導(dǎo)體推出的第二代近距離通信(Near Field Communications, NFC)控制器。意法半導(dǎo)體表示,配合豐富的安全單元產(chǎn)品組合,該IC將加快全新的智能手機(jī)安全非接觸式應(yīng)用和服務(wù)時(shí)代的到來。意法半導(dǎo)體的新一代NFC控制器芯片ST21NFCA支持所有的NFC使用案例,能夠協(xié)調(diào)存儲在不同位置的多個(gè)NFC安全應(yīng)用,例如,SWP-SIM和 SWP-microSD卡或嵌入式安全單元。相應(yīng)的NFC軟件棧運(yùn)行在終端設(shè)備主處理器上,可支持不同版本的谷歌安卓操作系統(tǒng)。

博通四合一NFC芯片

博通很早就推出了NFC芯片BCM20793,且推出獨(dú)立NFC控制器以及集NFC/藍(lán)牙/Wi-Fi/FM收音機(jī)技術(shù)于一身的四合一組合芯片BCM43341。博通還將NFC軟件棧應(yīng)用到Android 4.2操作系統(tǒng)。博通NFC技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到Nexus 4智能手機(jī)和Nexus 10平板電腦、任天堂的Wii U以及耳機(jī)、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤等多種產(chǎn)品中。

英飛凌NFC安全芯片

英飛凌在NFC安全微控制器市場占有超過一半的份額。作為主要供應(yīng)商,英飛凌在NFC市場發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色,以三種方式將NFC應(yīng)用安全功能帶給移動終端:通過用于SIM卡的NFC安全微控制器、通過作為移動電話電子元件一部分的嵌入式安全元件(Secure Element)以及通過可用作microSD卡等設(shè)備的安全元件。這使得英飛凌成為世界上唯一能如此靈活實(shí)現(xiàn)NFC功能的半導(dǎo)體制造商。英飛凌提供的 NFC解決方案可滿足針對安全微控制器的最嚴(yán)格要求,包括Common Criteria EAL 5+ "high"國際標(biāo)準(zhǔn)和EMVCo (Europay國際、萬事達(dá)、Visa)認(rèn)證。它們適用于各種借助移動終端實(shí)現(xiàn)的NFC支付應(yīng)用。

瑞薩無線充電NFC方案

瑞薩基于NFC技術(shù)的無線充電解決方案利用單個(gè)天線實(shí)現(xiàn)了功率發(fā)射與接收,實(shí)現(xiàn)了拓寬的充電區(qū)間,縮小了在智能手機(jī)和醫(yī)療設(shè)備等消費(fèi)類產(chǎn)品中的占位面積,可擺脫充電電源線,提高系統(tǒng)效率。瑞薩提供構(gòu)建此系統(tǒng)所需的重要元件:NFC微控制器(MCU)RF20、電源發(fā)射控制IC R2A45801和電源接收控制IC R2A45701。

高通低功耗超小型NFC芯片QCA1990

高通QCA1990配套了WCN3680——雙頻段802.11ac Wi-Fi/藍(lán)牙4.0/FM芯片,可以給用戶帶來無縫的移動、計(jì)算和消費(fèi)體驗(yàn)。提供了集成高通驍龍S4及下一代的處理器的平臺,QCA1990可以讓智能手機(jī)和平板電腦無縫的支持NFC,先進(jìn)的射頻性能使它完全符合EMVCo和NFC Forum的要求。

廠商N(yùn)FC方案圖

用英飛凌SLE 66R01P(N)搭建的符合ISO/IEC 14443-3 Type A和支持NFC Forum Type 2 Tag Operation的智能無線接口

用ST21NFCA構(gòu)建手機(jī)中的NFC通信功能,ST21NFCA是支持13.56MHz無接觸通信的單片解決方案,包括三種工作模式(卡仿真、讀卡器和對等(P2P)通信)

奧地利微電子配備Active Boost技術(shù)的AS3922集成式前端構(gòu)建的非接觸式支付終端方案

TI基于 TRF7970ATB的近場通信 (NFC) 參考設(shè)計(jì)概括了所需的組件和布局注意事項(xiàng)

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NFC測試挑戰(zhàn)

NFC的發(fā)展前景一片大好,要保證它的流暢工作,還離不開強(qiáng)有力的測試。為確保產(chǎn)品成功推出,所有NFC產(chǎn)品必須通過一致性測試認(rèn)證和互操作性測試。NFC Forum已經(jīng)開發(fā)了技術(shù)和測試規(guī)范,可使開發(fā)人員順利完成NFC設(shè)備的測試和認(rèn)證。

在NFC認(rèn)證測試上,安捷倫的RIDER高頻測試系統(tǒng)能夠很好的滿足NFC制造商和測試實(shí)驗(yàn)室的測試需求。該測試解決方案支持在所有的產(chǎn)品開發(fā)階段中執(zhí)行NFC研發(fā)和一致性測試,并且它是經(jīng)過NFC Forum認(rèn)證的測試工具。

在批量的生產(chǎn)測試階段,更需要簡單快速強(qiáng)大的測試儀器。但目前在工廠中,常用的NFC測試手段卻非常落后,只能做到簡單的"合格/不合格"測試,測試手段的落后導(dǎo)致了移動終端NFC功能的不盡人意,也影響了產(chǎn)品的進(jìn)一步普及。LitePoint公司推出了一款專門針對NFC終端測試的儀器——IQnfc NFC產(chǎn)線測試設(shè)備。在保證測試速度的同時(shí)(與現(xiàn)有的"合格/不合格"測試時(shí)間相同甚至更快)還能提供更豐富的測試項(xiàng)目,可以滿足所有的NFC標(biāo)準(zhǔn),將原來的"合格/不合格"測試方案中無法檢測出的處于臨界狀態(tài)的設(shè)備檢測出來,避免上市后這類產(chǎn)品給用戶帶來的糟糕使用體驗(yàn)。



Agilent RIDER NFC研發(fā)和一致性測試系統(tǒng)



NI-VISN-100 RFID/NFC測試系統(tǒng)



LitePoint IQnfc NFC產(chǎn)線測試設(shè)備

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帶NFC功能的移動終端

據(jù)統(tǒng)計(jì),市場上已出現(xiàn)了幾百種具有NFC功能的移動電話和平板電腦。在2013年移動通信世界大會上,幾乎所有的智能設(shè)備制造商都展示了帶有NFC功能的產(chǎn)品,許多服務(wù)提供商、銷售商和產(chǎn)品開發(fā)商也展出了能表明NFC技術(shù)廣泛用途的各種創(chuàng)新應(yīng)用。ABI市場研究公司預(yù)測2017年的NFC設(shè)備出貨量將達(dá)到20億;這些設(shè)備將包括智能手機(jī)以及平板電腦、PC輔助裝置和游戲機(jī)。

智能手機(jī)將代表NFC市場的一個(gè)重要組成部分。ABI市場研究公司預(yù)計(jì)智能手機(jī)的數(shù)量將占到2017年20億NFC設(shè)備出貨量的75%。ABI市場研究公司斷言,由于目前十大原始設(shè)備制造商 (OEM) 中有九家能提供NFC設(shè)備,所以,NFC勢必將成為未來旗艦設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。

帶NFC功能的移動終端

利用NFC移動支付

NFC移動支付需要完整的生態(tài)鏈支持

移動支付無疑是NFC最吸引人的一個(gè)應(yīng)用,要想讓依賴NFC技術(shù)的金融交易方式成為主流還有許多商業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)方面的挑戰(zhàn),通信和金融行業(yè)已開始積極地推動這方面的工作。ABI市場研究公司預(yù)計(jì),借助NFC技術(shù)的金融交易的總額將在今后幾年里從2012年的大約40億美元飆升到1000億 (2016年) 乃至1910億美元 (2017年) 。

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