bcm20793的NFC模塊電路設(shè)計(jì)

　　NFC技術(shù)的出現(xiàn)改變了人們使用某些電子設(shè)備的方式，甚至改變了信用卡、現(xiàn)金和鑰匙的使用方式，它可以應(yīng)用在手機(jī)等便攜型設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)安全的移動支付和交易、簡便的端到端通信、在移動中輕松接入等功能。隨著智能手機(jī)的快速興起，NFC與智能手機(jī)的結(jié)合將很大程度上促進(jìn)NFC的發(fā)展，蘋果公司推出的 iPhone6也具備NFC功能，相信在不久的將來NFC必定被廣泛應(yīng)用。

　　這個(gè)技術(shù)由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，由飛利浦半導(dǎo)體（現(xiàn)恩智浦半導(dǎo)體）、諾基亞和索尼共同研制開發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。近場通信已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標(biāo)準(zhǔn)、EMCA-340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC采用主動和被動兩種讀取模式。

　　NFC技術(shù)原理

　　支持NFC的設(shè)備可以在主動或被動模式下交換數(shù)據(jù)。在被動模式下，啟動NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備（主設(shè)備），在整個(gè)通信過程中提供射頻場（RF-field），。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺設(shè)備。另一臺設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備（從設(shè)備），不必產(chǎn)生射頻場，而使用負(fù)載調(diào)制（load modulation）技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設(shè)備在被動模式下，可以用相同的連接和初始化過程檢測非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。圖為NFC主動通信模式：

　 ? bcm20793的NFC模塊電路設(shè)計(jì)

　　本文采用博通BCM20793 NFC芯片并結(jié)合S3C6410主控制器，設(shè)計(jì)了具有主動模式和被動模式的NFC閱讀器，主要針對硬件和驅(qū)動進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

　 ? 硬件設(shè)計(jì)

　　NFC模塊主要由NFC（控制器，可與Device Host或Secure Element安全單元交互）、Antenna（天線）和Contactless Front-End（非接觸前段，負(fù)責(zé)射頻信號的調(diào)制解調(diào)工作）三部分組成。本設(shè)計(jì)采用BCM20793芯片，該芯片支持212或424 kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，是專為低功耗、低價(jià)格的設(shè)備設(shè)計(jì)的。該模塊提供PCI、I2C總線、UART串行接口，安全單元可以連接SD卡、SIM卡、SAM卡或是其他芯片，兼容多種通信標(biāo)準(zhǔn)。該芯片還支持低功耗模式、正常工作模式、輪詢模式等多種工作模式。

　　主控制器采用S3C6410芯片，該芯片高性能、低功耗、高性價(jià)比，可以運(yùn)行Android系統(tǒng)。BCM20793與S3C6410采用I2C總線的連接方式。TX1和TX2引腳接RC匹配電路，RC匹配電路的P_JS_IT_18和天線相連接。NFC芯片由1.8 V電壓供電，其與主控制器有6根引腳相連，分別是NFC_I2C_SD數(shù)據(jù)線、NFC_I2C_SCL時(shí)鐘線、NFC_I2C_REQ中斷、 NFC_REQ_PU使能、HOST_WAKE喚醒，NFC_CLK_REQ時(shí)鐘使能，I2C物理通信地址是0x77，時(shí)鐘信號由19.2 MHz外接晶振提供、NFC電路原理圖如圖3所示。