NFC為汽車車門把手賦予無線鑰匙功能

NFC Forum推出第13版NFC認(rèn)證（NFC Forum CR13），使NFC Forum裝置要求之3.0版規(guī)范正式生效。相較第12版NFC認(rèn)證，新版增加了支持國(guó)際汽車聯(lián)機(jī)聯(lián)盟（Car Connectivity Consortium；CCC）數(shù)字車門鑰匙讀取器和手機(jī)數(shù)字鑰匙卡仿真（Card Emulation；CE）等多項(xiàng)功能，簡(jiǎn)言之，13版NFC認(rèn)證將確保車商能提供可互操作的NFC鑰匙系統(tǒng)。至于其它新功能便不逐一贅述，本文僅探討13版NFC認(rèn)證為汽車產(chǎn)業(yè)及其消費(fèi)者帶來哪些影響。

現(xiàn)今的非接觸式車鑰匙完美嗎？

 

圖一 : NFC Forum CR13新版增加了支持國(guó)際汽車聯(lián)機(jī)聯(lián)盟（CCC）數(shù)字車門鑰匙讀取器和手機(jī)數(shù)字鑰匙卡仿真（CE）等多項(xiàng)功能。

消費(fèi)者正受企業(yè)專賣的系統(tǒng)支配。一種車款可與一代手機(jī)搭配使用，而新車型可能有不同的要求，這缺乏產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)的混亂局面讓消費(fèi)者感到沮喪，因而不愿接受無線汽車鑰匙的新技術(shù)。NFC Forum CR13旨在加強(qiáng)非接觸式汽車鑰匙的實(shí)用性。例如，新規(guī)范要求即使手機(jī)處于省電模式，其NFC功能也能照常使用。當(dāng)手機(jī)電源關(guān)閉，只顯示需要充電的圖標(biāo)時(shí)，手機(jī)廠商必須為NFC預(yù)留正常運(yùn)作所需的最低電量。因此，將手機(jī)作為車鑰匙時(shí)，客戶便無需擔(dān)心手機(jī)電量。

解決互操作性問題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用

NFC Forum CR13推出的背后原因
符合NFC Forum CR13標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)將滿足CCC國(guó)際汽車聯(lián)機(jī)聯(lián)盟的技術(shù)要求。此外，在滿足12版NFC認(rèn)證和EMVCo支付要求的智能型手機(jī)中，大多數(shù)也應(yīng)該通過13版NFC認(rèn)證。因此，新版認(rèn)證是基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，旨在提升裝置之間的相互操作性。
意法半導(dǎo)體的ST25R3920提供更先進(jìn)的波形整形功能，現(xiàn)在開發(fā)NFC Forum CR13讀取器，波形調(diào)整整形是不可或缺的功能。針對(duì)NFC銀行卡支付，EMVCo 3.0標(biāo)準(zhǔn)已有嚴(yán)格的波形單調(diào)性測(cè)試。NFC Forum近期之目標(biāo)便是在各種不同標(biāo)準(zhǔn)之間統(tǒng)一測(cè)試協(xié)議。

波形整形是一種使讀卡器和近距離芯片卡（Proximity Integrated Circuit Cards；PICC）參考卡片配對(duì)更準(zhǔn)確的訊號(hào)調(diào)整方式，目的是避免過沖和通訊錯(cuò)誤。簡(jiǎn)而言之，此方法可以微調(diào)讀卡器和卡片之間的偶合操作，而無需重新與天線配對(duì)。波形整形是車廠滿足新認(rèn)證更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵；對(duì)消費(fèi)者而言，此技術(shù)將使更多的手機(jī)和門鎖可以相互操作，以幫助改善使用者體驗(yàn)。

采用NFC Forum CR13
依照慣例，新認(rèn)證從推出到大規(guī)模采用需要大約三年。不過，NFC Forum暫時(shí)延長(zhǎng)了廠商執(zhí)行CR13認(rèn)證的寬容期限。企業(yè)從舊版升級(jí)至新版之過渡期為七十二個(gè)月，而非十八個(gè)月。可見，NFC Forum考慮到汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)周期較其他產(chǎn)業(yè)更長(zhǎng)的特點(diǎn)。
然而，我們預(yù)測(cè)實(shí)際過渡期會(huì)比以往更短?，F(xiàn)下推出之大多數(shù)智能型手機(jī)皆與NFC Forum CR13兼容，廠商僅需做一次軟件更新，操作系統(tǒng)便可達(dá)到CR13的標(biāo)準(zhǔn)要求。同樣地，市面上已有用于設(shè)計(jì)CR13兼容讀取器的軟硬件，例如意法半導(dǎo)體提供用戶射頻抽象層軟件STSW-ST25RFAL002，以便開發(fā)者使用ST25R3920開發(fā)CR13兼容的讀取器。

NFC車門鎖、中控等新應(yīng)用考慮

NFC汽車鑰匙讀取器的特別之處即讀取器不需特別
汽車NFC模塊主要安裝于三個(gè)地方：車門把手、前后窗之間的B柱和中控臺(tái)。前兩個(gè)模塊控制開車門鎖，支持不同的設(shè)計(jì)。門把手內(nèi)部空間很小，需要纖薄的零組件與天線，而B柱可以安裝尺寸大四倍的線圈。這三個(gè)地方的NFC功能有所不同。例如中控臺(tái)NFC模塊可以驗(yàn)證智能型手機(jī)，成功后系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整座椅位置。不僅如此，當(dāng)汽車與年紀(jì)較小的使用者手機(jī)配對(duì)時(shí)，家長(zhǎng)則可為車子進(jìn)行多種限速設(shè)定。

這三個(gè)地方需要完全不同的系統(tǒng)，往往使得決策者與設(shè)計(jì)人員非常糾結(jié)，而ST25R3920等讀取器芯片的優(yōu)勢(shì)是三個(gè)地方皆能使用。例如，ST25R3920的工作溫度范圍極大，于-40oC至+105oC之間，在車內(nèi)、外皆可使用，從車門把手到中控臺(tái)，ST25R3920可輕松安裝在汽車的任何位置。僅用一款新品便僅需驗(yàn)證一個(gè)組件，故可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過程。

使用芯片設(shè)計(jì)NFC模塊，有驚喜而無驚險(xiǎn)
 

圖二 : 使用智能手機(jī)NFC標(biāo)簽開車門鎖

凡是對(duì)ST25R3920感興趣的人，都能買到 X-NUCLEO-NFC06A1擴(kuò)充板。此板所用的主芯片是ST25R3916，除了沒有車規(guī)認(rèn)證，ST25R3916與ST25R3920完全相同。ST亦提供符合MISRA-C標(biāo)準(zhǔn)的硬件STSW-STM8-NFC5，用于NUCLEO-8S208RB主板上進(jìn)行測(cè)試。此外，我們也提供天線配對(duì)圖形用戶接口STSW-ST25R004，并于eDesign Suite軟件中單獨(dú)提供天線配對(duì)工具，進(jìn)一步提升開發(fā)的便利性。
強(qiáng)大的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)相當(dāng)重要。例如，只需使用X-NUCLEO擴(kuò)充板，開發(fā)人員即可利用天線自動(dòng)調(diào)諧和超低功耗喚醒序列兩大功能。接著，工程師可選擇將相同組件添加至最終設(shè)計(jì)中，移植在開發(fā)板上使用過的程序代碼。因此，ST不僅提供產(chǎn)品，亦包含應(yīng)用開發(fā)方式。
幾年前，工程師需要說服決策者才能在車輛中使用NFC。當(dāng)時(shí)，Mercedes奔馳在E級(jí)車款中采用了ST25R讀取器。如今，免鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)和手機(jī)與汽車配對(duì)風(fēng)靡一時(shí)，管理者都想在車上裝讀取器。因此，成功的設(shè)計(jì)不因過時(shí)被淘汰且可以預(yù)測(cè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。ST25R3920 NFC讀取器和STM8 MCU可組成一個(gè)NFC Forum CR13讀取器，故投資這些組件將帶來長(zhǎng)期回報(bào)。