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NFC为汽车车门把手赋予无线钥匙功能
[作者 意法半導體提供]   2022年02月14日 星期一 浏览人次: [1980]

NFC Forum推出第13版NFC认证(NFC Forum CR13),使NFC Forum装置要求之3.0版规范正式生效。相较第12版NFC认证,新版增加了支援国际汽车连线联盟(Car Connectivity Consortium;CCC)数位车门钥匙读取器和手机数位钥匙卡模拟(Card Emulation;CE)等多项功能,简言之,13版NFC认证将确保车商能提供可互操作的NFC钥匙系统。至於其它新功能便不逐一赘述,本文仅探讨13版NFC认证为汽车产业及其消费者带来哪些影响。


现今的非接触式车钥匙完美吗?


图一 : NFC Forum CR13新版增加了支援国际汽车连线联盟(CCC)数位车门钥匙读取器和手机数位钥匙卡模拟(CE)等多项功能。
图一 : NFC Forum CR13新版增加了支援国际汽车连线联盟(CCC)数位车门钥匙读取器和手机数位钥匙卡模拟(CE)等多项功能。

消费者正受企业专卖的系统支配。一种车款可与一代手机搭配使用,而新车型可能有不同的要求,这缺乏产业协调的混乱局面让消费者感到沮丧,因而不愿接受无线汽车钥匙的新技术。NFC Forum CR13旨在加强非接触式汽车钥匙的实用性。例如,新规范要求即使手机处於省电模式,其NFC功能也能照常使用。当手机电源关闭,只显示需要充电的图示时,手机厂商必须为NFC预留正常运作所需的最低电量。因此,将手机作为车钥匙时,客户便无需担心手机电量。


解决互操作性问题,实现大规模应用

NFC Forum CR13推出的背後原因

符合NFC Forum CR13标准的手机将满足CCC国际汽车连线联盟的技术要求。此外,在满足12版NFC认证和EMVCo支付要求的智慧型手机中,大多数也应该通过13版NFC认证。因此,新版认证是基於现有标准,旨在提升装置之间的相互操作性。


意法半导体的ST25R3920提供更先进的波形整形功能,现在开发NFC Forum CR13读取器,波形调整整形是不可或缺的功能。针对NFC银行卡支付,EMVCo 3.0标准已有严格的波形单调性测试。NFC Forum近期之目标便是在各种不同标准之间统一测试协议。


波形整形是一种使读卡器和近距离晶片卡(Proximity Integrated Circuit Cards;PICC)叁考卡片配对更准确的讯号调整方式,目的是避免过冲和通讯错误。简而言之,此方法可以微调读卡器和卡片之间的偶合操作,而无需重新与天线配对。波形整形是车厂满足新认证更严格标准的关键;对消费者而言,此技术将使更多的手机和门锁可以相互操作,以帮助改善使用者体验。


采用NFC Forum CR13

依照惯例,新认证从推出到大规模采用需要大约三年。不过,NFC Forum暂时延长了厂商执行CR13认证的宽容期限。企业从旧版升级至新版之过渡期为七十二个月,而非十八个月。可见,NFC Forum考量到汽车产业开发周期较其他产业更长的特点。


然而,我们预测实际过渡期会比以往更短。现下推出之大多数智慧型手机皆与NFC Forum CR13相容,厂商仅需做一次软体更新,操作系统便可达到CR13的标准要求。同样地,市面上已有用於设计CR13相容读取器的软硬体,例如意法半导体提供使用者射频抽象层软体STSW-ST25RFAL002,以便开发者使用ST25R3920开发CR13相容的读取器。


NFC车门锁、中控等新应用考量

NFC汽车钥匙读取器的特别之处即读取器不需特别

汽车NFC模组主要安装於三个地方:车门把手、前後窗之间的B柱和中控台。前两个模组控制开车门锁,支援不同的设计。门把手内部空间很小,需要纤薄的零组件与天线,而B柱可以安装尺寸大四倍的线圈。这三个地方的NFC功能有所不同。例如中控台NFC模组可以验证智慧型手机,成功後系统可自动调整座椅位置。不仅如此,当汽车与年纪较小的使用者手机配对时,家长则可为车子进行多种限速设定。


这三个地方需要完全不同的系统,往往使得决策者与设计人员非常纠结,而ST25R3920等读取器晶片的优势是三个地方皆能使用。例如,ST25R3920的工作温度范围极大,於-40oC至+105oC之间,在车内、外皆可使用,从车门把手到中控台,ST25R3920可轻松安装在汽车的任何位置。仅用一款新品便仅需验证一个组件,故可简化设计制造过程。


@使用晶片设计NFC模组,有惊喜而无惊险


图二 : 使用智慧手机NFC标签开车门锁
图二 : 使用智慧手机NFC标签开车门锁

凡是对ST25R3920感兴趣的人,都能买到 X-NUCLEO-NFC06A1扩充板。此板所用的主晶片是ST25R3916,除了没有车规认证,ST25R3916与ST25R3920完全相同。ST亦提供符合MISRA-C标准的硬体STSW-STM8-NFC5,用於NUCLEO-8S208RB主板上进行测试。此外,我们也提供天线配对图形使用者介面STSW-ST25R004,并於eDesign Suite软体中单独提供天线配对工具,进一步提升开发的便利性。


强大的软硬体生态系统可缩短产品上市时间,对产品开发相当重要。例如,只需使用X-NUCLEO扩充板,开发人员即可利用天线自动调谐和超低功耗唤醒序列两大功能。接着,工程师可选择将相同组件添加至最终设计中,移植在开发板上使用过的程式码。因此,ST不仅提供产品,亦包含应用开发方式。


几年前,工程师需要说服决策者才能在车辆中使用NFC。当时,Mercedes宾士在E级车款中采用了ST25R读取器。如今,免钥匙进入系统和手机与汽车配对风靡一时,管理者都想在车上装读取器。因此,成功的设计不因过时被淘汰且可以预测产业的发展方向。ST25R3920 NFC读取器和STM8 MCU可组成一个NFC Forum CR13读取器,故投资这些组件将带来长期回报。


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