【意法半导体NFC评测】ST25R3911B-DISCO开箱及电路介绍

楼主

汕

1 主题
10 帖子
506 积分

身份：LV3 中级技术员

E币：291

发消息

 5896

 1

发表于 2020-1-11 12:39:04

显示全部楼层

开箱：

快递发的是顺丰，很快就到了，包装很简洁。

开箱之后就是摆放在内衬中的ST25R3911B-DISCO板卡和配套的CLOUD-ST25TA标签、ST25TV芯片电子标签。如果有配套的软件光盘和数据线就更好了，当然这是对于出差在外的我来说。

电路介绍：

天线：

105毫米x 52毫米两圈，附带VHBR调谐电路

USB接口：

USB接口，用于与上位机通信和板供电，并采用ECMF04带ESD保护接口的公模滤波器

LED指示灯：六个LED指示射频场和通信协议的存在

主控芯片：STM32L476RET6

稳压电路：LD390050PU33R提供3.3V电源

读卡器IC：ST25R3911B

电路框图如下：

分析了原理图，再来看看PCB的排板

仔细观察ST25R3911B-DISCO板卡布线及工艺，不得不说工程师很用心，现有设计完全可以当成设计标准来用，特别是用了4层板，很好地解决EMI问题。

电路板分成两半，左侧：SPI头P204和数字/MCU部分；右侧：模拟部分和ST25R3911B。整个PCB由一个两圈NFC天线包围。

PCB布局的设计考虑到ST25R3911B是一个大功率射频发射器，因此去耦电容器尽可能靠近正负电源引脚，例如VSP_RF和VSN_RF。

由于芯片使用差分输出驱动级，因此天线匹配网络被视为差分网络。组件之间的空间尽可能小，整个网络以完全对称的方式构成。

通孔缝合和通孔屏蔽用于保持低阻抗和防止短路回流回路。射频记录道通过缝合与保护环结合来保护，从而形成通孔壁。这使得PCB在电磁上保持“安静”。通孔屏蔽用于通过PCB创建垂直铜屏障。这有助于减少任何传输射频信号的路径中的串扰和电磁干扰。

RFI记录道和AAT车道也需要尽可能靠近彼此。

顶层顶层包含大多数组件和PCB轨迹。集成电路周围未使用的区域充满了GND平面，通过缝合进行保护。此外，重要的模拟轨迹被GND过孔包围。

中间层1该层是一个纯GND平面，为GND连接提供低欧姆直流路径。

中间层2用于配电。它包含ST25R3911B的5V电源和微控制器的3.3V电源的电源板。

底层底层主要是一个GND平面，但是一些线路是通过它的。

ST25R3911B-DISCO板卡的关键部位介绍

ST25R3911芯片简介

ST25R3911B是高度集成的NFC发起设备/HF读卡器IC，包括模拟前端（analogfrontend，AFE）和一个高度集成的数据帧系统，可用于ISO18092（NFCIP-1）发起设备，ISO18092（NFCIP-1）主动目标设备，ISO14443A和B读卡器（包括高比特率）以及FeliCa™读卡器。其他标准和自定义协议（如MIFARE™Classic）可使用AFE，在外部微控制器（Stream和Transparent模式）中实现。

ST25R3911B完全适用于需要佳RF性能，灵活性以及低功耗能力的NFC系统。

由于采用了自动天线调谐（AAT）技术，该器件对于直接驱动天线的应用是优的。ST25R3911B在HF读卡器IC领域是独一无二的，因为它具有两个差分低阻抗（1Ohm）天线驱动器。

ST25R3911B包含多种功能，使其非常适合于低功耗应用。它包含一个低功耗电容传感器，可用来检测卡片是否存在，而无需开启读卡器磁场。也可通过对天线LC谐振腔上的信号进行幅度或相位测量，并将其与存储参考值进行比较，来检测卡片是否存在。它还包含了一个低功耗RC振荡器和唤醒定时器，可用来在定义时间周期后唤醒系统，以及使用一种或多种低功耗检测技术（电容，相位或幅度）来检查标签是否存在。

ST25R3911B经过设计，可在宽泛的（2.4V至5.5V）电源供电范围内工作；外设接口IO引脚支持的电源供电范围为1.65V至5.5V。

特性

[1] ISO 18092（NFCIP-1）Active P2P

[2] ISO14443A、ISO14443B和FeliCa™

[3] 支持 VHBR（3.4 Mbit/s PICC到PCD成帧，6.8 Mbit/s AFE和PCD到PICC成帧）

[4] 电容式唤醒

[5] 自动天线调谐系统，可支持天线LC谐振腔调谐

[6] 自动调制指数调整

[7] 可自动选择的AM和PM（I/Q）解调器通道

[8] DPO（Dynamic Power Output，动态功率输出）

[9] 差分输出可达1.4 W

[10] 用户可选择和自动增益控制

[11] Transparent和Stream模式，实现了MIFARE™ Classic兼容或其他自定义协议兼容

[12] 单端模式下，可驱动两个天线

[13] 振荡器输入，使用13.56 MHz或27.12 MHz晶振,可快速启动

[14] 6 Mbit/sSPI，具有96字节的FIFO

[15] 宽泛的供电电压范围：2.4 V 至5.5 V

[16] 宽泛的温度范围：-40 °C至125 °C

[17] QFN32，5 mm x 5 mm封装

电子标签介绍

意法半导体新推出的NFC-Forum认证芯片配合NFC智能设备，可为奢侈品、药品等高价值产品市场提供基于云管理的品牌保护、产品认证和保真防伪功能。除篡改检测之外，其它功能还可以保护零售业、智能工业、物流和数字生活方式中的非接触式用例，包括智能海报、资产跟踪、门禁、身份验证和游戏等物理Web应用。

每个ST25TV IC都有一个单独的64位设备识别码，并使用意法半导体的TruST25™方法进行数字签名，以证明产地，防止盗版克隆。用户存储器读/写操作都有密码保护，采用高达64位的加密算法和块级写锁保护。标签关闭(Kill)模式和不可追踪模式采用密码锁和数据/配置锁，以保护消费者的隐私。

ST25TV IC支持所有ISO / IEC 15693调制、编码、副载波模式和数据速率，并支持不同速率的块读/写模式，包括高达53 Kbit / s的快速读取访问。EEPROM有两个容量可选，512位的ST25TV512 和 2K位的 ST25TV02K可以配置存储器分区，耐擦写能力不低于100,000次，数据保存时间长达60年，适合长期*性数据保护应用。

目前ST25TV512和ST25TV02K的配置包括75微米或120微米凸点晶片裸片和1.7毫米x1.4毫米5引脚UFDFPN5封装。

CLOUD－ST25TA介绍

ST推出基于ST25TA02K芯片的CLOUD-ST25TA评估板，能够加快穿戴式装置、产品识别和物联网（IoT）智能城市应用的设计速度。从蓝牙音频产品、穿戴式装置，到NFC海报及商务名片，新评估板为工程师在任何电子产品上增加一个NFC接口提供所需的全部组件及功能。

新款评估板基于ST25TA系列NFC ForumType 4标签芯片。该芯片的特性包括业内最广泛的集成式EEPROM存储容量（512 bit至64kbit）及最稳健的存储性能，数据保存时间长达200年；业内最宽的工作温度范围（-40°C / +85°C），100万次擦写周期。该系列芯片特别适用于Wi-Fi连接和/或蓝牙配对、智能海报（例如：保存URL网址或启动应用程序）、含有联络信息和身份照片的Vcard电子虚拟名片、产品识别、资产跟踪以及其它消费性电子产品、工业和物联网应用。

ST25A系列的主要特性：

[1] 拥有同级最好的射频性能，使用一个50pF的内部射频可调电容，可高效配合微型天线。

[2] 采用UFDFPN5(1.7 x 1.4 mm)微型封装，使该芯片特别适用于电路板空间十分狭小的穿戴式装置及物联网应用。

[3] 可选密码保护机制，保证标签数据的安全性。

[4] 一个20位事件计数器（event counter），允许分析软件跟踪使用者对标签内信息的兴趣程度。

[5] 每当射频场（RF field）有事件发生时，都可将通用输出转为唤醒信号（wake-up signal），用于唤醒Wi-Fi及蓝牙连接，无需任何外部组件。

文末附上该文的word版本：