基于Nexperia技術(shù)的NFC手機(jī)設(shè)計(jì)

　　近距離無線通信(NFC)技術(shù)填補(bǔ)了目前無線連接技術(shù)的空白，NFC功能將是未來手機(jī)功能之一，為手機(jī)支付、信息下載等業(yè)務(wù)提供了一種有效實(shí)現(xiàn)方案。本文介紹了飛利浦半導(dǎo)體公司將其高端Nexperia蜂窩手機(jī)方案與NFC技術(shù)結(jié)合的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，并分析了其應(yīng)用前景。

　　僅僅在5年前，手機(jī)生產(chǎn)商每年還只能推出5到10款新品。而今，某些廠商每年能推出40款新品，每款都針對(duì)特定的市場(chǎng)。此外，與過去相比，手機(jī)功能更豐富，而價(jià)格一降再降。蜂窩系統(tǒng)解決方案一直處于這一趨勢(shì)的最前沿，半導(dǎo)體方案提供商不斷幫助生產(chǎn)商推出具備新功能的新產(chǎn)品，緊跟市場(chǎng)發(fā)展步伐，進(jìn)而維持并擴(kuò)大他們的客戶群。

　　為引領(lǐng)系統(tǒng)解決方案的發(fā)展，飛利浦致力于開發(fā)兼容的多媒體構(gòu)建模塊以及連接性知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)，這些 IP能幫助開發(fā)商簡(jiǎn)便地將所需新功能集成到 Nexperia系統(tǒng)解決方案中。通過擴(kuò)展此類系統(tǒng)解決方案，幫助生產(chǎn)商輕松地進(jìn)行產(chǎn)品多樣化，并迅速將新技術(shù)應(yīng)用于滿足運(yùn)營(yíng)商需求不斷變化的手機(jī)中。最新的NFC技術(shù)就可以支持很多新的應(yīng)用，通過飛利浦完善的軟/硬件IP組合和集成技術(shù)，設(shè)計(jì)工程師可以按自己的要求基于Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)改動(dòng)，以開發(fā)更加完善的多媒體手機(jī)。通過飛利浦的NFC系統(tǒng)解決方案，安全連接方式也成為許多手機(jī)可選功能，如MMS、MP3、JAVA、語音識(shí)別、MPEG視頻和FM調(diào)頻收音機(jī)。

　　飛利浦首個(gè)具備NFC功能的Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案是針對(duì)高端手機(jī)推出的，集成于Nexperia Sy.Sol 6100。該設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)包括：全面驗(yàn)證過的解決方案，包括一個(gè)功能強(qiáng)大的基帶(嵌入式ARM9處理器內(nèi)核);業(yè)界首個(gè)EDGE系統(tǒng)解決方案，2004 年第四季度投入量產(chǎn);多媒體功能齊全。

　　圖1：Nexperia手機(jī)系統(tǒng)方案

　　NFC技術(shù)

　　NFC是飛利浦和索尼(并在諾基亞的支持下成立NFC論壇：www.nfc-forum.org) 共同開發(fā)的，填補(bǔ)了目前連接技術(shù)的空白。NFC是一種無線連接技術(shù)，與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為得到越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。 NFC同時(shí)還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設(shè)備間輕松、安全、 迅速而自動(dòng)的通信。與無線世界中的連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。

　　作為一種虛擬連接器，NFC可以用來在設(shè)備上迅速實(shí)現(xiàn)各種無線通信。將兩個(gè)NFC設(shè)備靠近，就能進(jìn)行無線配置并初始化其他無線協(xié)議，如藍(lán)牙和 802.11，設(shè)備就可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，或者高速傳輸數(shù)據(jù)。NFC本身的頻率為13.56MHz，工作距離為幾厘米。NFC技術(shù)符合ISO 18092、ISO 21481、ECMA (340、352及356)和ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC還與采用ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用的非接觸智能卡基礎(chǔ)設(shè)備兼容，如飛利浦的MIFARE技術(shù)以及索尼的FeliCa系統(tǒng)。

　　圖2：NFC功能硬件實(shí)現(xiàn)框圖。

　　通過NFC提供的無縫無線網(wǎng)絡(luò)和識(shí)別，我們僅僅通過與NFC智能設(shè)備接觸或?qū)FC智能設(shè)備彼此靠近即可直接地訪問內(nèi)容和服務(wù)。NFC也為手機(jī)提供了許多與外界互動(dòng)的機(jī)會(huì)。對(duì)如今的“互聯(lián)消費(fèi)者”而言，手機(jī)已經(jīng)必不可少。手機(jī)是一機(jī)多用的通信、娛樂、攝像及導(dǎo)航工具，迅速成為我們唯一所需的便攜設(shè)備。通過將NFC集成到手機(jī)系統(tǒng)解決方案中，手機(jī)的可用性、多功能性及附加價(jià)值大大提升，安全付費(fèi)、對(duì)等連接以及接入無源的智能裝置中的信息都將成為現(xiàn)實(shí)。

　　具備NFC功能的Nexperia系統(tǒng)解決方案

　　NFC應(yīng)用潛力無限，然而在給新技術(shù)增加NFC功能時(shí)，往往面臨著細(xì)節(jié)上的技術(shù)瓶頸。因此，作為系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商，飛利浦決定以簡(jiǎn)便的方式推廣采用 NFC，即通過將成熟的技術(shù)集成到Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案(見圖1)。這是迅速推廣普及該技術(shù)的第一步，不僅對(duì)生產(chǎn)商而且對(duì)于消費(fèi)者而言經(jīng)濟(jì)可行而且簡(jiǎn)便。

　　飛利浦首個(gè)具備NFC功能的蜂窩系統(tǒng)解決方案已經(jīng)應(yīng)用于Nexperia Sy.Sol 6100平臺(tái)。該解決方案2004年初進(jìn)行演示，原型已經(jīng)面世，將于2005年初與一家領(lǐng)先的手機(jī)廠商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行試運(yùn)行。

　　1. 硬件實(shí)現(xiàn)

　　硬件NFC功能是通過2個(gè)芯片完成的(見圖2)，即內(nèi)嵌固件的PN531 NFC控制器和飛利浦的SmartMX(SMX)，SMX是一個(gè)智能卡雙接口安全控制器。SmartMX完全由PN531通過雙絞線S2C(信號(hào)輸入/輸出通信接口) 接口提供和控制。PN531反過來由基帶處理器通過I2C總線和2個(gè)用于握手的通用I/O(GPIOs)控制。天線電路一分為二，即EMC濾波+RX路徑和天線調(diào)諧，因此可以自由選擇在何處設(shè)置非接觸天線(目前設(shè)置在專用的電池包中)。另外一個(gè)GPIO用于控制提供NFC電源的LDO(低壓降線性調(diào)節(jié)器)。

　　圖3：系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)框圖

　　在智能卡仿真模式下，RF收發(fā)器完全由SmartMX控制，PN531并不能感知數(shù)據(jù)交換，這樣保障了交通或付費(fèi)應(yīng)用所需安全系數(shù)。與外部讀卡器的傳輸完成時(shí)，SmartMX會(huì)發(fā)出信號(hào)，然后PN531可以讀取SmartMX中的結(jié)果(成功或失敗)。