意法建构完整NFC/RFID产品线助攻客户掌握零接触商机
- 赖品如／台北
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Covid-19病毒冲击全球，为避免疫情扩散，具有非接触特色的NFC/RFID成为日常生活与商务活动的重要应用技术之一，意法半导体(STMicroelectronics；ST)作为此一领域的全球指标性厂商，旗下拥有完整的电子标签与读写器产品线，目前已被大量应用于多种领域，在日前ST举办之「NFC/RFID无源连结万物与拥抱智能生活研讨会」中，邀请该公司专业人士与产业专家，介绍此技术的解决方案与应用重点。
ST NFC/RFID策略行销经理黄镫谊首先以「安全低成本的AIoT解决方案」为题，点出NFC/RFID的运作原理与应用趋势。他指出联网已成为现在多种物件的基本功能，这些设备又可依「电子类的」与「非电子类的」进行区分，电子类的物件意指手机、家电...等设备，此类设备是透过各类电子元件与MCU组合而成，非电子类的物件则是身边常见的衣物、家具之类的产品，但无论是哪一类物件，现在都可透过NFC/RFID技术赋予智能化功能，近年来普及率随之提升的AIoT，则开始加速此一趋势。
黄镫谊进一步介绍RFID的运作原理，此技术是先由读写器(Reader)产生电磁场，再透过电磁场中的电源电压转换为信号进入电子标签中，NFC/RFID具备了网安、低功耗、低成本与易用性等特色，这些特色可满足现在使用者对智能化物件的需求。他以电子设备的维护管理为例，现在电子设备一旦故障，内部的数据就难以取出，NFC/RFID则可透过无线连结方式读取内部数据，使用者可借此功能了解故障原因，除了传输信号外，NFC/RFID也是所有无线通讯技术中唯一可传输能量者，这也让此技术的应用触角更为宽广。
再就架构面来看，NFC/RFID可分为低频(LF)、高频(HF)与超高频(UHF)三种频段，其中低频的主要应用是动物芯片，用来记录动物的身份数据，高频大多作为工业与医疗物件管理与资产追踪用途，UHF属于长距离传输，多用于交通、物流等领域的系统，由于NFC/RFID的频段众多且应用范围广，为让市场供需双方有明确的产品设计与应用规范，国际标准组织制定出传输距离不同的标准，包括ISO 14443与ISO 15693，另外NFC Forum也制定NDEF规范，让NFC的数据交换格式有统一标准，借此推动NFC/RFID的智能化应用。
NFC/RFID的应用多元，然而不同应用场域的读取器与电子标签功能差异极大，为协助设备工程师顺利开发产品，ST建构了完整的NFC/RFID产品线，此产品线的功能齐全，广受业界青睐，因此ST的电子标签产品的销售量已连续六年拿下全球第一。ST的NFC/RFID产品线可分为电子标签、动态电子标签(Dynamic Tag)与读写器等三大类。
在电子标签部分，该公司的产品可区分为ISO 14443、ISO 15693两大标准类型，ISO 14443标准包含ST25TB与高低两种密度的ST25TA，ISO 15693也有ST25TV与ST25TV Energy Harvesting两种高低两种密度产品。ST的电子标签产品规格涵盖面相相当广，存储器容量从512 bit到64k bit，可承受的操作温度则为-40℃～85℃，为了满足不同的设计需求，ST也提供了封装与裸晶两种模式。
ST25全面产品布局 大幅缩短产品开发时程
在ST的电子标签产品布局中，黄镫谊特别介绍ST25TV512C/02KC两款产品，ST25TV512C/02KC的特色是增加篡改检测功能，开发者可以藉由增强型NDEF通讯的高灵活特色，快速开发出对验证资产完整性有高度要求的产品，且不需要再额外开发手机上的App。此外ST25TV512C/02KC也有先进保护功能，像是口令攻击失败计数器的64位元加密口令可以有效保护数据安全；TruST25™数码签章功能则能验证芯片真伪；不可追踪和终止模式可确实保障保护使用者隐私。
动态电子标签方面，ST在ISO 14443标准部分有M24SR，ISO 15693则有M24LR、ST25DV-I2C、ST25DV-PWM等产品，上述产品的规格多元，并有多种封装模式，客户可视本身需求选择合适产品。在众多动态电子标签中，黄镫谊特别介绍ST25DVI2C与ST25DV-PWM两款产品。其中ST25DVI2C为ISO15693和NFC Type V，有256 Byte的缓冲区作为快速数据传输，工作温度可达-40°C至+125°C，低于1A的待机功耗，让此产品拥有超长运作时间，I2C则可强化各种功能，包括写入时间改善、位址配置、接取优先设定...等功能。应用方面，ST25DVI2C可与NFC手机/HF阅读器快速交换数据，简便升级MCU韧体、透过开箱即用的编程进行参数设置与更新。
ST25DV-PWM也是ISO15693标准与NFC Type V，适用于LED驱动、马达控制、供电设备等各种工业场域。此款产品为2k-bit存储器，供电范围为1.8V～5.5V，可同时提供多种资产和数据保护功能，包括用于身份验证的TruST25™数码签章机制，独立的32/64位元口令保护区可防止非法接取标签内的EEPROM。ST25DV-PWM为2合1芯片，可透过NFC连结PWM色，大幅优化低端照明解决方案的成本，不需透过MCU驱动系统的设计，则可降低整体料件成本。
在读写器部分，ST旗下拥有不同电力瓦数、传输距离的产品，可满足多种不同场域需求，黄镫谊介绍了其中三款产品。首先是高效能NFC通用设备与EMVCo Reader ST25R3916，此款产品为NFC Forum通用型设备，在5V时的输出功率为1.6W、峰值电流为2.5W，通过国际金融智能支付标准EMVC0 3.0认证，无须外接功率放大器，可自动调变天线，特殊的电容唤醒设计，让此芯片的运行和待机模式保持低功耗，是电子支付的最佳选择，同也适用于设备接取、游戏与物联网配对。
ST25R3918为多用途NFC读写器，是读写器加上电子标签的最佳组合，主要应用于设备接取、游戏与消费性产品。ST25R3918支持NFC-A和NFC-F卡模拟模式，可用作高数据速率的NFC-A/B读取器和数据速率高达53 kbps的NFC-V读写器，卡片模拟模式支持手机上的最新功能。终端客户可透过手机与搭载此芯片的设备轻松互动，简单碰触即可启动手机App，还能支持装置设定和方便的NDEF数据传输。
ST25R3920是专为智能车钥打造的读写器。元件打造的智能车钥，可让驾驶透过智能手机控制车锁，这款产品还可延伸出多种附加功能，像是开锁权限分享，就可应用于于汽车共享商业模式中。此外此产品也符合车联网联盟(CCC)数码钥匙标准2.0版，在手机电量过低，正常功能无法启动时，车主仍可使用手机开锁。就应用面来看，ST的ST25R读取度适用于电子支付、车用装置接取、建筑与家庭设备控制、各类设备ID识别认证等领域，可协助设备供应商打造兼具效益与成本考量的智能化物件。
业界最完整MCU家族STM32满足市场多元需求
与ST合作紧密的代理商安富利，也于此次研讨会中分享丰富的信息，该公司亚洲区IoT市场发展副总监张家源在「意法半导体与安富利助力于您的人工智能、边缘以及云端开发之旅」议题中指出，安富利在AIoT的布局完整，从传感器、数据传输、人工智能到设计服务一应俱全，可提供市场一站式解决方案。在安富利代理的各种ST产品中，张家源特别介绍STM32MP1微处理器，他表示边缘运算逐渐成为智能化系统以及5G的主流架构，完全符合工业规格的STM32MP1可支持工业4.0所要求的安全协定，在影音界面、工规设计与长期供货方面，也都可满足目前市场需求。
在「ST25 NFC/RFID 技术支持」演讲中，ST专案经理李庆嘉则介绍了ST25丰富的产品生态系。他指出ST25有各种开发板，例如具有小体积特色的ISO 14443A标准ST25TA、采用UDFPN5封装的ST25TV、Discovery kit的ST25DV-PWM，另外ST25DV-I2C、M24SR、M24LR、ST25R3911B等不同NFC/RFID产品，ST也都提供了对应的单板、STM32Nucleo与Discovery Kit，再加上STM32Cube、天线设计工具与QUCS模拟平台等各种软硬件技术支持，工程师的开发工作效率得以进一步优化，至于工具部分的天线设计与匹配工具，可协助工程师快速完成产品开发，Data Sheet、Application note...等文件则能让工程师进一步掌握各种信息。
完善生态系与网安设计 建构安全可靠物联网环境
除了NFC/RFID外，ST的STM32 MCU也是在业界拥有领导地位的产品，ST技术行销经理张世昌「聚焦STM32微控制器与生态系统」演讲中指出，STM32 MCU的产品线完整，从无线、超低功耗、主流架构、高效能到微处理器等类型一应俱全。这些MCU是以使用者导向为设计理念，例如近期推出的STMU5，就具备低功耗与高安全性特色。
在无线通讯部分，支持BLE及Sub-G频段的STM32WB与STM32WL则是针对不同传输距离而设计，可协助设备供应商打造高品质联网产品。另外张世昌也介绍了STM32丰富的生态系统，包括STM32CubeMX、STM32CubeIDE、STM32CubeProgrammer、STM32CubeExpansion、STM32CubeMonitor、STM32CubeMonitor-Power、STM32CubeMonitor-RF、STM32CubeMonitor-UCPD及支持人机界面设计的TouchGFX等，透过这些完善的免费软件工具提供了工程师业界最完整的开发环境，有助于业者加速产品设计开发及提升产品竞争力。
网安成为物联网近期的建构焦点，在「STSAFE在物联网的安全应用」演讲中，ST技术行销经理阎欣怡特别指出，可收集、传输、分析数据的物联网，过去都以效能为主要考量，但随着其应用范围渐广、落地速度加快，物联网的网安风险逐渐浮上台面，为解决此一问题，ST设计了多种物联网安全防护机制，例如近期推出的STSAFE-A110 安全元件就导入全新数据安全功能，并为使用者提供证书可安全连接云端，能够大量注册联网装置，确保只有授权的装置才能使用在线服务，透过先进的网安技术，设备业者与系统整合商将可协助客户降低安全隐忧，建构高安全等级物联网架构，从而掌握智能化时代商机。
