NFC-модуль от STMicroelectronics: ST25R3920 соответствует новой сертификации CR13 и гарантирует бесконтактный доступ в автомобиль

14 января

Софья Букреева (г. Протвино)

NFC Forum выпустил новый стандарт сертификации Certification Release 13 (CR13), который описывает требования к устройствам версии 3.0. Одними из основных дополнений к CR12 являются поддержка считывания цифровых ключей Digital Key CCC (Car Connectivity Consortium) для доступа к управлению автомобилем и эмуляция ключ-карты на смартфоне. CR13 гарантирует, что автопроизводители будут предлагать бесконтактные ключи с использованием NFC. Значение новой сертификации CR13 для автомобильной промышленности довольно велико.

Сложности эксплуатации существующих бесконтактных ключей

В настоящее время пользователи сильно зависят от проприетарных систем: новые автомобили работают с новыми моделями смартфонов и могут не поддерживать работу с устройствами предыдущих поколений. Отсутствие такой межотраслевой совместимости может привести к отказу от новых технологий. Сертификация CR13 регламентирует бесконтактный доступ к автомобилям, что позволит сделать его более популярным. Например, одним из требований CR13 является возможность использования бесконтактного ключа, даже если телефон находится в режиме пониженного энергопотребления. Разработчик должен предусмотреть минимальный запас энергии, необходимый для операций с NFC, в случае, когда смартфон выключен, и на экране только отображается значок необходимости зарядки. В этом случае пользователи не будут беспокоиться о состоянии аккумулятора телефона при использовании его в качестве ключа.

Решение проблемы совместимости для массового внедрения 

Основы сертификации CR13

Телефоны, соответствующие CR13, должны быть совместимы с CCC. Кроме того, большинство телефонов, соответствующих CR12 и платежным стандартам EMVCo, также должно пройти сертификацию CR13. Таким образом, новая сертификация основывается на существующих стандартах и обеспечивает широкую совместимость. Микросхема ST25R3920 производства компании STMicroelectronics имеет функцию формирования сигнала, которая необходима для считывателей NFC по сертификации CR13. Строгие тесты формирователей сигналов уже предусмотрены в стандарте EMVCo 3.0 при использовании карты NFC для оплаты. Одной из целей NFC Forum является согласование протоколов тестирования между различными стандартами.

Формирование сигнала (Waveshaping) – это метод регулирования сигнала для соответствия рекомендациям PICC (Proximity Integrated Circuit Cards), который позволяет избежать лишних операций и ошибок связи. С помощью этого метода можно настроить связь между считывателем и картой без необходимости повторного согласования. Автопроизводителям формирователи сигналов требуются для соответствия более строгим стандартам, установленным новой сертификацией. Для потребителей это означает, что большее количество телефонов и дверных замков станет совместимо.

Внедрение CR13

Обычно отрасли требуется около трех лет, чтобы новая версия сертификации стала массовой. NFC Forum учитывает гораздо более длительные циклы разработки в автомобильной промышленности и расширяет грейс-период для автопроизводителей, необходимый для внедрения CR13. Для адаптации и перехода к новой сертификации компании будут иметь 72 месяца вместо 18.

Тем не менее можно ожидать, что переход будет более быстрым, так как большинство современных телефонов совместимо с CR13, и производителям достаточно выпустить обновление программного обеспечения. Аппаратное и программное обеспечение для создания считывателей также уже доступно. Например, компания STMicroelectronics предлагает программный драйвер STSW-ST25RFAL002 для микросхемы ST25R3920, который упрощает разработку считывателей, совместимых с CR13.

NFC в автомобилях

Особенности считывателей NFC в автомобилях

Модули NFC в автомобилях обычно устанавливаются в трех местах:

• в дверной ручке;
• в центральной стойке между передними и задними окнами;
• в центральной консоли.

Все три локации обычно служат для разных функций. Первые два модуля обеспечивают доступ в автомобиль, позволяя открыть двери и подключиться к другим устройствам. Модуль в центральной консоли может аутентифицировать телефон для автоматической регулировки положения сидений или для установки ограничения скорости. Малое свободное пространство внутри дверной ручки требует применения миниатюрных компонентов и антенн. В то же время центральная стойка позволяет использовать антенны гораздо больших размеров.

Считается, что для разных мест требуются совершенно разные системы, но это не так. Например, микросхема ST25R3920 подходит для любого месторасположения NFC-модуля (рисунок 1). Широкий диапазон рабочих температур микросхемы, составляющий -40…105°C, позволяет использовать ее как внутри, так и снаружи автомобиля, а за счет своих габаритов ST25R3920 легко помещается и в дверной ручке, и в центральной консоли. Кроме того, применение одной микросхемы для всех модулей означает сертификацию только одного компонента, что значительно упрощает проектирование и эксплуатацию.

Рис. 1. NFC-ридер STMicroelectronics превращает смартфон в ключ для автомобиля

Разработка NFC-модулей с помощью STMicroelectronics

Компания STMicroelectronics предлагает бюджетную плату расширения X-NUCLEO-NFC06A1 с микросхемой ST25R3916. Данная микросхема идентична ST25R3920, однако не имеет автомобильной сертификации. Для тестирования с базовой платой NUCLEO-8S208RB можно использовать прошивку STSW-STM8-NFC5, совместимую с MISRA-C. Кроме того, для сокращения времени разработки компания предлагает графический интерфейс STSW-ST25R004 для согласования устройств и отдельный программный инструмент в eDesign Suite.

Надежная аппаратная и программная экосистема имеет первостепенное значение, поскольку сокращает время выхода продукции на рынок. Например, на плате X-NUCLEO разработчики могут протестировать функцию автоматической настройки антенны и процедуру пробуждения в режиме сверхмалого потребления, а также при разработке своего устройства использовать те же компоненты и программный код. Таким образом, STMicroelectronics предлагает не просто микросхему, а короткий путь к созданию конечного продукта.

Пару лет назад инженеры убеждали менеджеров в необходимости использования NFC в автомобилях. Mercedes – одна из первых компаний, которая стала применять NFC-модули и использовала считыватель ST25R в своих моделях E-класса. В настоящее время бесконтактный доступ и сопряжение с телефоном стали популярным решением в новых автомобилях. Таким образом, успешная конструкция автомобиля одной компании может задать путь будущего развития отрасли. Микросхему ST25R3920 и микроконтроллер STM8 уже можно использовать для создания считывателей с сертификацией CR13, и инвестиции в эти компоненты будут прибыльны в течение многих лет.