基于Nexperia技術的NFC手機設計

　　近距離無線通信(NFC)技術填補了目前無線連接技術的空白，NFC功能將是未來手機功能之一，為手機支付、信息下載等業(yè)務提供了一種有效實現(xiàn)方案。本文介紹了飛利浦半導體公司將其高端Nexperia蜂窩手機方案與NFC技術結合的軟件和硬件實現(xiàn)，并分析了其應用前景。

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

　　為引領系統(tǒng)解決方案的發(fā)展，飛利浦致力于開發(fā)兼容的多媒體構建模塊以及連接性知識產權(IP)，這些 IP能幫助開發(fā)商簡便地將所需新功能集成到 Nexperia系統(tǒng)解決方案中。通過擴展此類系統(tǒng)解決方案，幫助生產商輕松地進行產品多樣化，并迅速將新技術應用于滿足運營商需求不斷變化的手機中。最新的NFC技術就可以支持很多新的應用，通過飛利浦完善的軟/硬件IP組合和集成技術，設計工程師可以按自己的要求基于Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案進行設計改動，以開發(fā)更加完善的多媒體手機。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可選功能，如MMS、MP3、JAVA、語音識別、MPEG視頻和FM調頻收音機。

　　飛利浦首個具備NFC功能的Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案是針對高端手機推出的，集成于Nexperia Sy.Sol 6100。該設計的主要特點包括：全面驗證過的解決方案，包括一個功能強大的基帶(嵌入式ARM9處理器內核);業(yè)界首個EDGE系統(tǒng)解決方案，2004 年第四季度投入量產;多媒體功能齊全。

　　圖1：Nexperia手機系統(tǒng)方案

　　NFC技術

　　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，填補了目前連接技術的空白。NFC是一種無線連接技術，與現(xiàn)有非接觸智能卡技術兼容，目前已經成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。 NFC同時還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設備間輕松、安全、 迅速而自動的通信。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可以用來在設備上迅速實現(xiàn)各種無線通信。將兩個NFC設備靠近，就能進行無線配置并初始化其他無線協(xié)議，如藍牙和 802.11，設備就可以進行遠距離通信，或者高速傳輸數據。NFC本身的頻率為13.56MHz，工作距離為幾厘米。NFC技術符合ISO 18092、ISO 21481、ECMA (340、352及356)和ETSI TS 102 190標準。NFC還與采用ISO 14443標準廣泛應用的非接觸智能卡基礎設備兼容，如飛利浦的MIFARE技術以及索尼的FeliCa系統(tǒng)。

　　圖2：NFC功能硬件實現(xiàn)框圖。

　　通過NFC提供的無縫無線網絡和識別，我們僅僅通過與NFC智能設備接觸或將NFC智能設備彼此靠近即可直接地訪問內容和服務。NFC也為手機提供了許多與外界互動的機會。對如今的“互聯(lián)消費者”而言，手機已經必不可少。手機是一機多用的通信、娛樂、攝像及導航工具，迅速成為我們唯一所需的便攜設備。通過將NFC集成到手機系統(tǒng)解決方案中，手機的可用性、多功能性及附加價值大大提升，安全付費、對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。

　　具備NFC功能的Nexperia系統(tǒng)解決方案

　　NFC應用潛力無限，然而在給新技術增加NFC功能時，往往面臨著細節(jié)上的技術瓶頸。因此，作為系統(tǒng)解決方案供應商，飛利浦決定以簡便的方式推廣采用 NFC，即通過將成熟的技術集成到Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案(見圖1)。這是迅速推廣普及該技術的第一步，不僅對生產商而且對于消費者而言經濟可行而且簡便。

　　飛利浦首個具備NFC功能的蜂窩系統(tǒng)解決方案已經應用于Nexperia Sy.Sol 6100平臺。該解決方案2004年初進行演示，原型已經面世，將于2005年初與一家領先的手機廠商和網絡運營商進行試運行。

　　1. 硬件實現(xiàn)

　　硬件NFC功能是通過2個芯片完成的(見圖2)，即內嵌固件的PN531 NFC控制器和飛利浦的SmartMX(SMX)，SMX是一個智能卡雙接口安全控制器。SmartMX完全由PN531通過雙絞線S2C(信號輸入/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路徑和天線調諧，因此可以自由選擇在何處設置非接觸天線(目前設置在專用的電池包中)。另外一個GPIO用于控制提供NFC電源的LDO(低壓降線性調節(jié)器)。

　　圖3：系統(tǒng)軟件實現(xiàn)框圖

　　在智能卡仿真模式下，RF收發(fā)器完全由SmartMX控制，PN531并不能感知數據交換，這樣保障了交通或付費應用所需安全系數。與外部讀卡器的傳輸完成時，SmartMX會發(fā)出信號，然后PN531可以讀取SmartMX中的結果(成功或失敗)。