基于Nexperia系统解决方案的NFC手机设计

　　近距离无线通信（NFC）技术填补了目前无线连接技术的空白，NFC功能将是未来手机功能之一，为手机支付、信息下载等业务提供了一种有效实现方案。本文介绍了飞利浦半导体公司将其高端Nexperia蜂窝手机方案与NFC技术结合的软件和硬件实现，并分析了其应用前景。

　　仅仅在5年前，手机生产商每年还只能推出5到10款新品。而今，某些厂商每年能推出40款新品，每款都针对特定的市场。此外，与过去相比，手机功能更丰富，而价格一降再降。蜂窝系统解决方案一直处于这一趋势的最前沿，半导体方案提供商不断帮助生产商推出具备新功能的新产品，紧跟市场发展步伐，进而维持并扩大他们的客户群。

　　为引领系统解决方案的发展，飞利浦致力于开发兼容的多媒体构建模块以及连接性知识产权（IP），这些 IP能帮助开发商简便地将所需新功能集成到 Nexperia系统解决方案中。通过扩展此类系统解决方案，帮助生产商轻松地进行产品多样化，并迅速将新技术应用于满足运营商需求不断变化的手机中。最新的NFC技术就可以支持很多新的应用，通过飞利浦完善的软/硬件IP组合和集成技术，设计工程师可以按自己的要求基于Nexperia蜂窝系统解决方案进行设计改动，以开发更加完善的多媒体手机。通过飞利浦的NFC系统解决方案，安全连接方式也成为许多手机可选功能，如MMS、MP3、JAVA、语音识别、MPEG视频和FM调频收音机。

　　飞利浦首个具备NFC功能的Nexperia蜂窝系统解决方案是针对高端手机推出的，集成于Nexperia Sy.Sol 6100。该设计的主要特点包括：全面验证过的解决方案，包括一个功能强大的基带（嵌入式ARM9处理器内核）；业界首个EDGE系统解决方案，2004 年第四季度投入量产；多媒体功能齐全。

　　

　　图1：Nexperia手机系统方案

　　NFC技术

　　NFC是飞利浦和索尼（并在诺基亚的支持下成立NFC论坛：www.nfc-forum.org） 共同开发的，填补了目前连接技术的空白。NFC是一种无线连接技术，与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。 NFC同时还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、 迅速而自动的通信。与无线世界中的连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。

　　作为一种虚拟连接器，NFC可以用来在设备上迅速实现各种无线通信。将两个NFC设备靠近，就能进行无线配置并初始化其他无线协议，如蓝牙和 802.11，设备就可以进行远距离通信，或者高速传输数据。NFC本身的频率为13.56MHz，工作距离为几厘米。NFC技术符合ISO 18092、ISO 21481、ECMA （340、352及356）和ETSI TS 102 190标准。NFC还与采用ISO 14443标准广泛应用的非接触智能卡基础设备兼容，如飞利浦的MIFARE技术以及索尼的FeliCa系统。

　　

　　图2：NFC功能硬件实现框图。

　　通过NFC提供的无缝无线网络和识别，我们仅仅通过与NFC智能设备接触或将NFC智能设备彼此靠近即可直接地访问内容和服务。NFC也为手机提供了许多与外界互动的机会。对如今的“互联消费者”而言，手机已经必不可少。手机是一机多用的通信、娱乐、摄像及导航工具，迅速成为我们唯一所需的便携设备。通过将NFC集成到手机系统解决方案中，手机的可用性、多功能性及附加价值大大提升，安全付费、对等连接以及接入无源的智能装置中的信息都将成为现实。

　　具备NFC功能的Nexperia系统解决方案

　　NFC应用潜力无限，然而在给新技术增加NFC功能时，往往面临着细节上的技术瓶颈。因此，作为系统解决方案供应商，飞利浦决定以简便的方式推广采用 NFC，即通过将成熟的技术集成到Nexperia蜂窝系统解决方案（见图1）。这是迅速推广普及该技术的第一步，不仅对生产商而且对于消费者而言经济可行而且简便。

　　飞利浦首个具备NFC功能的蜂窝系统解决方案已经应用于Nexperia Sy.Sol 6100平台。该解决方案2004年初进行演示，原型已经面世，将于2005年初与一家领先的手机厂商和网络运营商进行试运行。

　　1. 硬件实现

　　硬件NFC功能是通过2个芯片完成的（见图2），即内嵌固件的PN531 NFC控制器和飞利浦的SmartMX（SMX），SMX是一个智能卡双接口安全控制器。SmartMX完全由PN531通过双绞线S2C（信号输入/输出通信接口） 接口提供和控制。PN531反过来由基带处理器通过I2C总线和2个用于握手的通用I/O（GPIOs）控制。天线电路一分为二，即EMC滤波+RX路径和天线调谐，因此可以自由选择在何处设置非接触天线（目前设置在专用的电池包中）。另外一个GPIO用于控制提供NFC电源的LDO（低压降线性调节器）。

　　

　　图3：系统软件实现框图

　　在智能卡仿真模式下，RF收发器完全由SmartMX控制，PN531并不能感知数据交换，这样保障了交通或付费应用所需安全系数。与外部读卡器的传输完成时，SmartMX会发出信号，然后PN531可以读取SmartMX中的结果（成功或失败）。