NFC為汽車車門把手賦予無線鑰匙功能

汽車電子   作者:意法半導體 時間:2022-02-17來源:CTIMES

NFC Forum推出第13版NFC認證(NFC Forum CR13),使NFC Forum裝置要求之3.0版規范正式生效。相較第12版NFC認證,新版增加了支持國際汽車聯機聯盟(Car Connectivity Consortium;CCC)數字車門鑰匙讀取器和手機數字鑰匙卡仿真(Card Emulation;CE)等多項功能,簡言之,13版NFC認證將確保車商能提供可互操作的NFC鑰匙系統。至于其它新功能便不逐一贅述,本文僅探討13版NFC認證為汽車產業及其消費者帶來哪些影響。

現今的非接觸式車鑰匙完美嗎?

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圖一 : NFC Forum CR13新版增加了支持國際汽車聯機聯盟(CCC)數字車門鑰匙讀取器和手機數字鑰匙卡仿真(CE)等多項功能。

消費者正受企業專賣的系統支配。一種車款可與一代手機搭配使用,而新車型可能有不同的要求,這缺乏產業協調的混亂局面讓消費者感到沮喪,因而不愿接受無線汽車鑰匙的新技術。NFC Forum CR13旨在加強非接觸式汽車鑰匙的實用性。例如,新規范要求即使手機處于省電模式,其NFC功能也能照常使用。當手機電源關閉,只顯示需要充電的圖標時,手機廠商必須為NFC預留正常運作所需的最低電量。因此,將手機作為車鑰匙時,客戶便無需擔心手機電量。

解決互操作性問題,實現大規模應用


NFC Forum CR13推出的背后原因
符合NFC Forum CR13標準的手機將滿足CCC國際汽車聯機聯盟的技術要求。此外,在滿足12版NFC認證和EMVCo支付要求的智能型手機中,大多數也應該通過13版NFC認證。因此,新版認證是基于現有標準,旨在提升裝置之間的相互操作性。
意法半導體的ST25R3920提供更先進的波形整形功能,現在開發NFC Forum CR13讀取器,波形調整整形是不可或缺的功能。針對NFC銀行卡支付,EMVCo 3.0標準已有嚴格的波形單調性測試。NFC Forum近期之目標便是在各種不同標準之間統一測試協議。

波形整形是一種使讀卡器和近距離芯片卡(Proximity Integrated Circuit Cards;PICC)參考卡片配對更準確的訊號調整方式,目的是避免過沖和通訊錯誤。簡而言之,此方法可以微調讀卡器和卡片之間的偶合操作,而無需重新與天線配對。波形整形是車廠滿足新認證更嚴格標準的關鍵;對消費者而言,此技術將使更多的手機和門鎖可以相互操作,以幫助改善使用者體驗。

采用NFC Forum CR13
依照慣例,新認證從推出到大規模采用需要大約三年。不過,NFC Forum暫時延長了廠商執行CR13認證的寬容期限。企業從舊版升級至新版之過渡期為七十二個月,而非十八個月??梢?,NFC Forum考慮到汽車產業開發周期較其他產業更長的特點。
然而,我們預測實際過渡期會比以往更短?,F下推出之大多數智能型手機皆與NFC Forum CR13兼容,廠商僅需做一次軟件更新,操作系統便可達到CR13的標準要求。同樣地,市面上已有用于設計CR13兼容讀取器的軟硬件,例如意法半導體提供用戶射頻抽象層軟件STSW-ST25RFAL002,以便開發者使用ST25R3920開發CR13兼容的讀取器。

NFC車門鎖、中控等新應用考慮


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地方:車門把手、前后窗之間的B柱和中控臺。前兩個模塊控制開車門鎖,支持不同的設計。門把手內部空間很小,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。這三個地方的NFC功能有所不同。例如中控臺NFC模塊可以驗證智能型手機,成功后系統可自動調整座椅位置。不僅如此,當汽車與年紀較小的使用者手機配對時,家長則可為車子進行多種限速設定。

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

使用芯片設計NFC模塊,有驚喜而無驚險
 

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圖二 : 使用智能手機NFC標簽開車門鎖

凡是對ST25R3920感興趣的人,都能買到 X-NUCLEO-NFC06A1擴充板。此板所用的主芯片是ST25R3916,除了沒有車規認證,ST25R3916與ST25R3920完全相同。ST亦提供符合MISRA-C標準的硬件STSW-STM8-NFC5,用于NUCLEO-8S208RB主板上進行測試。此外,我們也提供天線配對圖形用戶接口STSW-ST25R004,并于eDesign Suite軟件中單獨提供天線配對工具,進一步提升開發的便利性。
強大的軟硬件生態系統可縮短產品上市時間,對產品開發相當重要。例如,只需使用X-NUCLEO擴充板,開發人員即可利用天線自動調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計中,移植在開發板上使用過的程序代碼。因此,ST不僅提供產品,亦包含應用開發方式。
幾年前,工程師需要說服決策者才能在車輛中使用NFC。當時,Mercedes奔馳在E級車款中采用了ST25R讀取器。如今,免鑰匙進入系統和手機與汽車配對風靡一時,管理者都想在車上裝讀取器。因此,成功的設計不因過時被淘汰且可以預測產業的發展方向。ST25R3920 NFC讀取器和STM8 MCU可組成一個NFC Forum CR13讀取器,故投資這些組件將帶來長期回報。

關鍵詞: NFC 汽車車門把手 無線鑰匙 意法半導體

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