精选方案之NXP“智慧生活，安全连结” - 全文

　　当今消费者比以往任何时候都渴望或需要不间断的互联网连接—无论在家中、在车里，或是在路上。推动这一互联革命的是对数据安全信心的需求，以及确保数据只能由授权用户或程序访问的需求。恩智浦作为世界领先的智能识别解决方案供应商，同时也是全球最大的安全技术供应商，为银行卡、信用卡和公共交通卡提供保护，每天都成功地保障几十亿次金融交易的安全。

　　恩智浦亦致力于推动安全移动交易和NFC解决方案的普及，90%的NFC手机中采用恩智浦的技术。移动设备正改变着我们与物理世界交互的方式，其便利性从2013年出售的2.8亿部NFC手机（ABI的研究报告）中可见一斑。其中，90%的移动安全交易采用了恩智浦NFC解决方案。

　　恩智浦“智慧生活，安全连结”的各种应用与服务函盖：

　　1.智能照明：通过NFC智能卡/手机改变LED灯泡的颜色

　　2.恩智浦突破性的移动音频解决方案增强版，冰箱变为迷你录音室

　　3.智能无线充电板设计 – 将Qi与NFC相结合

　　4.NFC实现智能手机与日常应用的交互，包括选择咖啡机产品

　　5.在线结账时轻触NFC标签 – 降低在线交易的网络攻击风险

　　6.恩智浦MIFARE移动票务解决方案

　　7.恩智浦车载娱乐、车对车和车对基础设施通信解决方案

　　恩智浦移动交易产品线副总裁兼总经理Jeff Miles表示：“在今年的移动通信世界大会上，恩智浦再一次向全世界展示了各种应用中最具创新性的服务。长期以来，安全性一直是恩智浦关注的重点之一。作为全球识别、认证和NFC解决方案的全球领先企业，我们具备技术知识、一流的安全经验以及产品无与伦比的非接触式性能。”

　　恩智浦软件营销总监Edwin Zuidema表示：“未来智能设备能为您做的事情将使您大吃一惊;例如，提供全频段呼叫和语音界面后，您的设备已经变得前所未有的智能化。另外，LifeVibes语音和感测解决方案将使您的设备更为人性化，更懂你！”

　　NFC

　　NFC 是一项突破性的技术，允许设备对感应到的物体作出响应。NFC扩展了“物联网”的潜力，从而改变了现有的动态用户体验。只需轻触集成NFC设备标签的智能手机、非接触式票证或支付终端，用户便可安全而直观地实现设备交互。恩智浦NFC技术由恩智浦半导体公司于2002年合作推出，现已集成在各大主要OEM 厂商的个人计算机、平板电脑和智能手机中。恩智浦提供移动操作系统的本地集成，并与移动网络运营商和服务供应商合作开发相应服务，为交通运营商、零售商、门禁控制系统和广告商部署的标签与读卡器提供交付便利性。

　　汽车无钥匙门禁系统（PKE）解决方案

　　作为全球领先的汽车安全与防盗（Car Access and Immobilization）半导体解决方案供应商，自2003年推出首款无钥匙系统并被少量高端车型成功采用以来，恩智浦就一直引领着这一市场的技术发展。所拥有的无钥匙系统技术拥有高集成、低功耗的特点，是集引擎防盗（Immobilizer）、遥控钥匙和无钥匙系统为一体的单芯片解决方案。全球几乎所有的主流汽车厂商都采用了恩智浦的无钥匙系统技术，覆盖中高端车型，甚至是低端车型。

　　主要特性：

　　将引擎防盗、遥控钥匙和无钥匙系统等多个功能集成在一起的单芯片解决方案

　　通过低频前端和微处理器的单芯片集成，实现最佳的低频灵敏度，从而带来了更优的系统操控距离

　　低能耗且高精度的接收信号强度侦测模块（RSSI）提供更为精确的车内外部检测以及钥匙定位功能

　　多项加密技术可供选择，包括96位的Hitag-3和128位的AES算法， 通过快速的认证协议，在确保系统安全的同时实现系统快速响应

　　稳定可靠的唤醒功能有效防止钥匙的误唤醒，从而使电池寿命达到最大化

　　向下兼容已有的各种恩智浦引擎防盗和遥控钥匙系统，使整车功能升级更为简单并具有可扩展性

　　方案框图：

　　

　　NXP的PKE工作原理：

　　车主在整个驾车过程中都完全不需要使用钥匙，只需要随身携带。当车主进入车子附近的有效范围时，车子会自动检测钥匙并进行身份识别，其在安全性方面也有了本质的提高，通过低频和射频的双向通讯，汽车与钥匙之间可以完成复杂的双向身份认证，从而判断是否自动打开车门锁。

　　

　　NXP PKE 方案演示板：

　　

　　本方案推荐IC介绍：

　　1.MCU:LPC11C22/4

　　本方案选择NXP集成了CAN总线控制器和收发器的Cortex M0内核LPC11C22/4系列MCU。LPC11C22和LPC11C24是兼容CAN 2.0B的LPC11C00系列控制器的最新成员，集成处理器，CAN控制器和TJF1051 CAN收发器，在低成本LQFP48封装中实现了完整的CAN功能。LPC11C22和LPC11C24集成CAN收发器不但可以提高系统的可靠性和质量，减少电气互连和兼容的问题，节省50%以上的电路板空间，还降低了系统的成本。LPC11C22/C24 CAN物理层完全兼容ISO 11898-2双线平衡信号标准。总线引脚具有极高的ESD保护能力，另外还具备多种故障安全功能，如CAN引脚上较高的直流处理能力、发送数据超时功能、欠压检测功能以及过热保护功能等。片内ROM集成CANopen驱动，同时提供简单易用的API接口，从而使用户可以基于CANopen标准将 LPC11C22/C24快速集成到嵌入式网络应用中去。

　　

　　芯片特性：

　　50 MHz Cortex-M0处理器，配有SWD/调试功能（4个中断点）

　　32KB/16KB Flash，8KB SRAM

　　32个向量中断；4个优先级；最多13个拥有专用中断的GPIO

　　CAN 2.0 B C_CAN控制器，配有片内CANopen驱动，并集成收发器

　　UART， 2 SPI & I2C （FM+）

　　16位和32位计时器各2个，带PWM/匹配/捕捉功能，1个24位系统计时器

　　12MHz内部RC振荡器，全温度及电压范围内精度可达1%

　　2.PKE芯片

　　专用的PKE芯片，基于低功耗8位MRKII构架RISC处理器，包括安全认证芯片，具有高灵敏度的三位低频接口，支持接收信号强度指示（RSSI）以判断 ID设备的位置。芯片内遥控开锁码生成可以在硬件认证计算单元中实现。支持FLASH编程类似的编程过程，方便系统升级。

　　

　　芯片特性：

　　32位设备识别序列码

　　512字节EEPROM

　　EEPROM有读/写保护功能

　　读写模式搞灵敏度

　　内部有RISC指令控制器

　　8K字节固件

　　4K字节的应用程序存储空间

　　集成硬件安全计算单元

　　3.基站IC：

　　PCF7991是一颗高集成度、功能强大的高级基站IC（ABIC），非常适于机动车辆止动装置，它集成了所有必需的功能方便读写TRANSPONDER。PCF7991采用单元AM/PM调制/解调技术，和简单的包络探测相比加大了系统的操作范围。

　　载波频率可以通过片上振荡器或外部时钟源得到。由于可以对片内时钟分频电路编程，因此可以采用较宽的时钟频率范围。

　　天线失败检测特性使PCF7991具有系统诊断功能。通过微控制器的串行接口，可以控制PCF7991和TRANSPONDER之间的通讯。

　　采用CMOS技术，此芯片具有低功耗操作模式，并提供空闲和掉电模式。

　　

　　芯片特性：

　　采用高效的AM/PM技术，扩大了系统的操作范围；

　　适合于智能天线和主动天线结构；

　　天线驱动能力很强，高达200mAp；

　　天线输出电阻很小，为3.5Ω；

　　很高的接收灵敏度，2mVpp；

　　大的动态接收范围；

　　可编程时钟分频，调制、接收增益和滤波特性；

　　快速“读-写”接收设置特性；

　　片上接收电磁干扰滤波；

　　天线失败模式检测；

　　外围组件很少；

　　操作电压范围：4.5～5.5V；

　　14脚SO封装。

　　4.发射机应答器：PCF7936

　　PCF7936是一款可编程加密的TRANSPONDER（发射机应答器），采用相互鉴别技术。相互鉴别技术非常适合于在基站和TRANSPONDER之间进行非接触式身份确认和存储器访问。

　　用户数据和配置数据通过加密方式交换。存储器访问标志支持数据的读写保护。PCF7936采用快速相互鉴别算法，使用随机数字、密钥和口令，另外PCF7936还提供了出厂时已经固化了的32位单位身份识别码。由于具有很低的功耗，PCF7936在读/写模式下具有很好的灵敏度。

　　NXP 智能照明解决方案

　　该智能照明方案使每一颗灯都有其独立的IP地址，并可以通过智能手机，移动互联终端，智能家居控制面板，电脑等产品来对灯光进行开关，调光，变色等功能的控制。

　　

　　图示-节点框图：

　　

　　图示-NXP Smart Lighting Solutions Platform， One platform for CFL， SSL & HF-TL

　　大联大品佳集团代理的JN5148是NXP Jennic最新推出的第三代超低功耗、低成本的无线微控制器，目标方向为IEEE802.15.4与ZigBee PRO的应用。JN5148芯片集成了一个32-bitRISC处理器，4-32Mhz主频根据应用软件可以调整，它包含完全兼容2.4GHz IEEE802.15.4标准的收发器、128KB ROM、128KB RAM以及UART、SPI、IIC、DIO、ADC、DAC等丰富数字与模拟量外设接口。高达128KB的RAM，允许客户运行Zigbee PRO协议栈以及客户的应用程序。低至18mA的工作电流，一个纽扣电池完全能够满足应用需求。?此外，JN5148在第二代的JN5139基础上也增加了很多的其它特性。

　　

　　收发器特性：

　　2.4GHz IEEE802.15.4兼容

　　500与667kbps数据传输模式

　　深度休眠：0.1uA

　　带定时器休眠：1.1uA

　　RX电流：18mA

　　TX电流：15mA

　　接收器灵敏度：-95dBm

　　发射功率：2.5dBm

　　飞行时间测量机制

　　MAC加速、CRCs、地址校验、自动应答、定时器

　　供电：2.0-3.6V DC

　　

　　图示-JN516x评估套件

　　JN516x评估套件专为使用恩智浦JN5161、JN5164或JN5168无线微控制器而设计，其提供系统开发所需的所有构件，包括一系列无线载板、插入式扩展板、USB连接器、一个遥控器、一个经过专门编程、运行增强型OpenWRT固件的互联网路由器以及完整的软件设计套件。该全面的开发套件可以轻松使用ZigBee、JenNet-IP或RF4CE设计物联网解决方案。

　　19V Qi低功耗A1/A10发射器解决方案

　　NXQ1TXA1无线功率发射控制器可以与恩智浦NT3H1201 NTAG I²C解决方案结合，提供了添加自动蓝牙配对等令人兴奋的功能的选择，或允许用户配置他们的无线充电器，甚至在其启用NFC的智能手机上自动启动应用程序。

　　该设计实施了恩智浦NWP2081半桥驱动器和恩智浦低RDSon NX2020N2沟道MOSFET，实现了高效率。

　　由电源装置中的恩智浦GreenChip TEA1720高效开关模式电源（SMPS）控制器供电，该Qi A1/A10无线电源发射器成为了更加优化的19 V无线充电解决方案。

　　方案优势

　　1、Qi低功耗A1/A10发射器，符合规范1.1.2版；

　　2、高效率；

　　3、低待机功耗和启用NFC的零待机功耗；

　　4、元器件数少；

　　5、小型控制器封装：HVQFN33 （7 x 7 mm）；

　　6、高级数字ASK处理；

　　7、通过异物检测（FOD）实现的安全操作；

　　8、过温保护。

　　方案原理图

NXQ1TXA1结构框图
 

　　应用

　　1、具有内置无线充电板的蓝牙扬声器；

　　2、办公桌及其他工作设置；

　　3、专业办公桌配件；

　　4、用于客户智能手机充电的商店和售货亭装置；