具有NFC功能的移動(dòng)通信終端電路設(shè)計(jì)

楊嘉

【摘要】 隨著 NFC 技術(shù)在移動(dòng)支付領(lǐng)域的應(yīng)用，NFC 技術(shù)與移動(dòng)通信終端的結(jié)合將大大提高動(dòng)通信終端的的功能應(yīng)用，基于此，本文對(duì)NFC 功能的移動(dòng)通信終端電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】 NFC 移動(dòng)通信終端 電路設(shè)計(jì)

一、NFC技術(shù)概述

NFC是一種全新的近距離無(wú)線通訊技術(shù)，由非接觸式射頻識(shí)別技術(shù)演變而來(lái)，其采用了標(biāo)準(zhǔn)化的短距離高頻無(wú)線通信技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電子設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。NFC技術(shù)的頻段為13.56MHZ，可在較短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，可實(shí)現(xiàn)的傳輸速率有106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s，符合ISO18092、SO21481、ETSITS102等標(biāo)準(zhǔn)。NFC產(chǎn)品多內(nèi)置于產(chǎn)品內(nèi)，其產(chǎn)品類別包括：移動(dòng)設(shè)備、PC智能控件設(shè)備等，其主要目的在于簡(jiǎn)化消費(fèi)者設(shè)備間的通信互聯(lián)問題，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備間的近距離通信。

二、具有NFC功能的移動(dòng)通信終端系統(tǒng)總體架構(gòu)

NFC通信終端硬件架構(gòu)包括通信終端硬件平臺(tái)，包括基帶控制芯片、RF控制芯片、電源管理芯片等，移動(dòng)通信終端電路包括：NFC模塊和UIM卡，其主要連接內(nèi)容包括：一是基帶芯片與NFC芯片之間通過通用異步收發(fā)協(xié)議進(jìn)行通信；二是通過手機(jī)電池能夠直接對(duì)NFC供電，同時(shí)手機(jī)電源管理芯片能夠給NFC提供1.8V的供電；三是NFC芯片與UIM卡的VCC管腳相連，能夠給UIM卡提供電力支撐；四是通過SWP管腳，實(shí)現(xiàn)NFC芯片與UIM卡的互聯(lián)，并與非接觸射頻天線連接。NFC芯片的工作頻率為13.56MHz；五是當(dāng)電池?zé)o電時(shí)，NFC芯片通過非接觸天線感應(yīng)外部磁場(chǎng)的方式能夠?yàn)閁IM卡供電。NFC移動(dòng)通信終端有兩種工作模式：一種模式為當(dāng)移動(dòng)通信終端有電時(shí)，可通過電源管理芯片為NFC芯片提供電源支撐，移動(dòng)通信終端可以作為讀卡器和卡的模式工作；另一種模式為當(dāng)移動(dòng)通信終端自身沒有電力支撐時(shí)，基帶芯片不能提供NFC芯片電源，移動(dòng)通信終端通過射頻場(chǎng)獲取電量支撐，處于卡模擬模式工作狀態(tài)[1]。

三、具有NFC功能的移動(dòng)通信終端電路設(shè)計(jì)

3.1 開機(jī)電路設(shè)計(jì)

移動(dòng)通信終端開機(jī)必須滿足以下情況：一是確保PMU電源輸正常，能夠輸出電力能量；二是時(shí)鐘和控制邏輯電路能夠正常輸出；三是開機(jī)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理能夠滿足正常運(yùn)行需要。

1.電源管理IC正常工作。手機(jī)復(fù)位和電源輸出在正常情況下接通外部電源，按下電源按鈕，使集成電路1針和2針提高電平時(shí)，產(chǎn)生時(shí)鐘中斷信號(hào)和啟動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)，然后調(diào)整壓力調(diào)節(jié)器和電壓轉(zhuǎn)換器，立即啟動(dòng)外部電源，微處理器提升了ON HOLD值，可釋放PWRKEY和HF_PWR值。

2.正常的時(shí)鐘和邏輯電路中，先要確保第一電源IC電源能夠?yàn)檫壿嬰娐份敵龇€(wěn)定性的數(shù)據(jù)，包括CBP7.1、19.2MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，并給存儲(chǔ)器電路供電；時(shí)鐘電路19.2MHz的系統(tǒng)處于正常的振動(dòng)狀態(tài)，通過放大電路以提供基帶芯片CBP7.1的值； CBP7.1在收到復(fù)位信號(hào)后，將內(nèi)部寄存器復(fù)位，以啟動(dòng)程序，CBP7.1將收到的復(fù)位信號(hào)傳輸?shù)絇MU上，該信號(hào)通知主芯片副本Nand Flash，并引導(dǎo)代碼到內(nèi)核內(nèi)存地址上，并執(zhí)行Boot代碼操作，將系統(tǒng)復(fù)位，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了初始化；通過復(fù)位存儲(chǔ)器的緊密連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，讓數(shù)據(jù)總路線與地址總結(jié)實(shí)現(xiàn)傳輸[2]。

3.系統(tǒng)軟件運(yùn)行正常。手機(jī)開機(jī)和各種功能程序是通過軟件CBP7.1控制功能來(lái)進(jìn)行的，通過設(shè)置引導(dǎo)程序?qū)?nèi)容放入存儲(chǔ)的FLASH中，并完成自檢基帶芯片的電源自檢，完成開機(jī)程序，進(jìn)行開機(jī)操作。

3.2 電源模塊電路設(shè)計(jì)

G5812是目前應(yīng)用較為廣泛的電源管理芯片，可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信終端設(shè)備的基帶芯片組中。其主要功能包括：電壓調(diào)節(jié)器、實(shí)現(xiàn)DC / DC降壓轉(zhuǎn)換、完成電池充電和定時(shí)器功能、完成鍵盤驅(qū)動(dòng)程序、使用RESET信號(hào)發(fā)生器、完成數(shù)字的輸入與輸出等功能。

3.3 藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)

RF_N和RF_P可用來(lái)進(jìn)行了數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送工作，以滿足天線的需求?？衫媒阒蓄l接收機(jī)的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行了集成通道濾波器。UART模塊和主處理器通過PIO連接，通過下拉電阻將接地設(shè)置為低，連接至主機(jī)的UART接口。結(jié)合外圍電路的設(shè)計(jì)，采用不同的UART協(xié)議，將UART主機(jī)接口、URAT_MSB和UART_LSB連接至下拉電阻設(shè)計(jì)中。

四、結(jié)語(yǔ)

NFC技術(shù)作為一種新技術(shù)，目前已有了較多的應(yīng)用，尤其在移動(dòng)通信終端領(lǐng)域有了較為廣泛的應(yīng)用，NFC技術(shù)能夠廣泛的應(yīng)用到無(wú)線充電領(lǐng)域，可用于誘導(dǎo)和利用電磁能量工作，通過感應(yīng)電磁場(chǎng)，給移動(dòng)通信終端提供能源，提高充電效率，避免充電距離限制，目前對(duì)于移動(dòng)通信終端設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及的統(tǒng)一的設(shè)備的形成仍有很長(zhǎng)的路要走，這是下一步將要實(shí)現(xiàn)的功能。

參考文獻(xiàn)

[1]劉浩.基于NFC技術(shù)的近場(chǎng)通信應(yīng)用探索[J].中國(guó)無(wú)線電，2010（12）：34-35

[2]趙宇楓.RFID與NFC技術(shù)與應(yīng)用淺析[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2011（05）.25