多協(xié)議完全集成13.56MHz近場通信收發(fā)器集成電路設(shè)計(jì)

　　TRF7970A是一款高性能13.56MHz高頻RFID/NFC收發(fā)器IC，此器件由一個(gè)集成的模擬前端和一個(gè)針對ISO15693，ISO14443A，ISO14443B，和FeliCa的內(nèi)置數(shù)據(jù)組幀引擎組成。這包括針對ISO14443的高達(dá)848kbps的數(shù)據(jù)速率，包括板上全部組幀和同步任務(wù)（在默認(rèn)模式下）。TRF7970A也支持NFC標(biāo)簽類型1，2，3，和4操作。這個(gè)架構(gòu)使得用戶能夠建立一個(gè)完整且劃算而又高性能的多協(xié)議13.56MHzRFID/NFC/NFC系統(tǒng)和一個(gè)低成本微控制器。通過使用器件提供的直接模式中的兩個(gè)，可執(zhí)行其它標(biāo)準(zhǔn)，甚至定制的協(xié)議。這些直接模式（0和1）使得用戶能夠完全控制模擬前端（AFE）并獲得到原始副載波數(shù)據(jù)或者非成幀數(shù)據(jù)（但已經(jīng)是ISO格式數(shù)據(jù)）和相關(guān)（被提取的）時(shí)鐘信號的存取權(quán)限。

　　接收器系統(tǒng)有一個(gè)雙輸入接收器架構(gòu)。此接收器還包括多種自動(dòng)和手動(dòng)增益控制選項(xiàng)。接收到的輸入帶寬可被選擇來包含廣泛范圍的輸入副載波信號選項(xiàng)。通過RSSI寄存器可獲得接收到的來自應(yīng)答機(jī)、周圍信號源或者內(nèi)部電平的信號強(qiáng)度。接收器輸出可在一個(gè)數(shù)字化副載波信號和任一集成型副載波解碼器間進(jìn)行選擇。所選擇的副載波解碼器將數(shù)據(jù)比特流和數(shù)據(jù)時(shí)鐘作為輸出發(fā)送。TRF7970A還包括一個(gè)接收器組幀引擎。這個(gè)接收器組幀引擎執(zhí)行CRC或者奇偶校驗(yàn)，移除EOF和SOF設(shè)置，并且將數(shù)據(jù)組織成用于ISO14443-A/B，ISO15693，和FeliCa協(xié)議的字節(jié)格式。然后通過一個(gè)128字節(jié)FIFO寄存器，微控制器（MCU）可訪問已組幀的數(shù)據(jù)。

　　TRF7970A使用并行微控制器接口的讀取器系統(tǒng)

　　圖4顯示了最靈活的TRF7970A應(yīng)用電路原理圖。ISO15693，ISO14443和FeliCa系統(tǒng)都可被設(shè)定地址。由于DATA_CLK線路上的低時(shí)鐘頻率，并行接口是將TRF7970A連接至MCU的最穩(wěn)健耐用的方法。匹配至一個(gè)50Ω端口，這樣可實(shí)現(xiàn)到一個(gè)適當(dāng)匹配的50Ω天線電路或者RF測量設(shè)備的連接（例如，一個(gè)頻譜分析儀或者一個(gè)功率計(jì)）。

　　圖顯示了一個(gè)并行MCU接口的示例應(yīng)用電路原理圖

　　一個(gè)MSP430F2370（32kB閃存，2kBRAM）顯示在圖4-1中。最小MCU需求取決于應(yīng)用要求和編碼風(fēng)格。如果只需支持一個(gè)ISO協(xié)議或者一個(gè)協(xié)議的有限命令集，則對于MCU閃存和RAM的要求將會大大減少。請注意遞歸目錄和防沖突命令比單槽運(yùn)行要求更多的RAM。例如，ISO15693（含主機(jī)接口）目前的基準(zhǔn)固件大約為8kB，使用512BRAM；對于所有支持的協(xié)議（具有同樣的主機(jī)接口），此基準(zhǔn)固件接近12kB并且最少使用1kB的RAM。為了實(shí)現(xiàn)直接模式0運(yùn)行需要一個(gè)GPIO運(yùn)行頻率能達(dá)到13.56MHz的MCU。

　　TRF7970A使用包含從器件選擇（SS）模式的SPI讀取器系統(tǒng)

　　圖顯示了針對使用串行端口接口（SPI）的ISO15693和ISO14443系統(tǒng)而進(jìn)行了優(yōu)化的TRF7970A應(yīng)用電路原理圖。較短的SPI線路，無線電設(shè)備頻率線路的正確隔離，和一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕拥貐^(qū)域?qū)τ诒苊飧蓴_十分重要。DATA_CLK線路上的推薦時(shí)鐘頻率為2MHz。匹配至一個(gè)50Ω端口，這樣可實(shí)現(xiàn)到一個(gè)適當(dāng)匹配的50Ω天線電路或者RF測量設(shè)備的連接（例如，一個(gè)頻譜分析儀或者一個(gè)功率計(jì)）。電路原理圖顯示了一個(gè)具有SS模式MCU接口的SPI的示例應(yīng)用電路原理圖。

　　一個(gè)MSP430F2370（32kB閃存，2kBRAM）圖。最小MCU需求取決于應(yīng)用要求和編碼風(fēng)格。如果只需支持一個(gè)ISO協(xié)議或者一個(gè)協(xié)議的有限命令集，則對于MCU閃存和RAM的要求將會大大減少。用戶應(yīng)該注意遞歸目錄/防沖突命令比單槽運(yùn)行要求更多的RAM。例如，ISO15693（含主機(jī)接口）目前的基準(zhǔn)固件大約為8kB，使用512BRAM；對于所有支持的協(xié)議（具有同樣的主機(jī)接口），此基準(zhǔn)固件接近12kB并最少使用1kB的RAM。為了實(shí)現(xiàn)直接模式0運(yùn)行需要一個(gè)GPIO運(yùn)行頻率能達(dá)到13.56MHz的MCU。