意法建構完整NFC/RFID產品線助攻客戶掌握零接觸商機
- 賴品如／台北
-
Covid-19病毒衝擊全球，為避免疫情擴散，具有非接觸特色的NFC/RFID成為日常生活與商務活動的重要應用技術之一，意法半導體(STMicroelectronics；ST)作為此一領域的全球指標性廠商，旗下擁有完整的電子標籤與讀寫器產品線，目前已被大量應用於多種領域，在日前ST舉辦之「NFC/RFID無源連結萬物與擁抱智慧生活研討會」中，邀請該公司專業人士與產業專家，介紹此技術的解決方案與應用重點。
ST NFC/RFID策略行銷經理黃鐙誼首先以「安全低成本的AIoT解決方案」為題，點出NFC/RFID的運作原理與應用趨勢。他指出連網已成為現在多種物件的基本功能，這些設備又可依「電子類的」與「非電子類的」進行區分，電子類的物件意指手機、家電...等設備，此類設備是透過各類電子元件與MCU組合而成，非電子類的物件則是身邊常見的衣物、家具之類的產品，但無論是哪一類物件，現在都可透過NFC/RFID技術賦予智慧化功能，近年來普及率隨之提升的AIoT，則開始加速此一趨勢。
黃鐙誼進一步介紹RFID的運作原理，此技術是先由讀寫器(Reader)產生電磁場，再透過電磁場中的電源電壓轉換為訊號進入電子標籤中，NFC/RFID具備了資安、低功耗、低成本與易用性等特色，這些特色可滿足現在使用者對智慧化物件的需求。他以電子設備的維護管理為例，現在電子設備一旦故障，內部的資料就難以取出，NFC/RFID則可透過無線連結方式讀取內部資料，使用者可藉此功能了解故障原因，除了傳輸訊號外，NFC/RFID也是所有無線通訊技術中唯一可傳輸能量者，這也讓此技術的應用觸角更為寬廣。
再就架構面來看，NFC/RFID可分為低頻(LF)、高頻(HF)與超高頻(UHF)三種頻段，其中低頻的主要應用是動物晶片，用來記錄動物的身分資料，高頻大多作為工業與醫療物件管理與資產追蹤用途，UHF屬於長距離傳輸，多用於交通、物流等領域的系統，由於NFC/RFID的頻段眾多且應用範圍廣，為讓市場供需雙方有明確的產品設計與應用規範，國際標準組織制定出傳輸距離不同的標準，包括ISO 14443與ISO 15693，另外NFC Forum也制定NDEF規範，讓NFC的資料交換格式有統一標準，藉此推動NFC/RFID的智慧化應用。
NFC/RFID的應用多元，然而不同應用場域的讀取器與電子標籤功能差異極大，為協助設備工程師順利開發產品，ST建構了完整的NFC/RFID產品線，此產品線的功能齊全，廣受業界青睞，因此ST的電子標籤產品的銷售量已連續六年拿下全球第一。ST的NFC/RFID產品線可分為電子標籤、動態電子標籤(Dynamic Tag)與讀寫器等三大類。
在電子標籤部分，該公司的產品可區分為ISO 14443、ISO 15693兩大標準類型，ISO 14443標準包含ST25TB與高低兩種密度的ST25TA，ISO 15693也有ST25TV與ST25TV Energy Harvesting兩種高低兩種密度產品。ST的電子標籤產品規格涵蓋面相相當廣，記憶體容量從512 bit到64k bit，可承受的操作溫度則為-40℃～85℃，為了滿足不同的設計需求，ST也提供了封裝與裸晶兩種模式。
ST25全面產品布局 大幅縮短產品開發時程
在ST的電子標籤產品布局中，黃鐙誼特別介紹ST25TV512C/02KC兩款產品，ST25TV512C/02KC的特色是增加篡改檢測功能，開發者可以藉由增強型NDEF通訊的高靈活特色，快速開發出對驗證資產完整性有高度要求的產品，且不需要再額外開發手機上的App。此外ST25TV512C/02KC也有先進保護功能，像是密碼攻擊失敗計數器的64位元加密密碼可以有效保護資料安全；TruST25™數位簽章功能則能驗證晶片真偽；不可追蹤和終止模式可確實保障保護使用者隱私。
動態電子標籤方面，ST在ISO 14443標準部分有M24SR，ISO 15693則有M24LR、ST25DV-I2C、ST25DV-PWM等產品，上述產品的規格多元，並有多種封裝模式，客戶可視本身需求選擇合適產品。在眾多動態電子標籤中，黃鐙誼特別介紹ST25DVI2C與ST25DV-PWM兩款產品。其中ST25DVI2C為ISO15693和NFC Type V，有256 Byte的緩衝區作為快速數據傳輸，工作溫度可達-40°C至+125°C，低於1A的待機功耗，讓此產品擁有超長運作時間，I2C則可強化各種功能，包括寫入時間改善、位址配置、接取優先設定...等功能。應用方面，ST25DVI2C可與NFC手機/HF閱讀器快速交換數據，簡便升級MCU韌體、透過開箱即用的編程進行參數設置與更新。
ST25DV-PWM也是ISO15693標準與NFC Type V，適用於LED驅動、馬達控制、供電設備等各種工業場域。此款產品為2k-bit記憶體，供電範圍為1.8V～5.5V，可同時提供多種資產和資料保護功能，包括用於身分驗證的TruST25™數位簽章機制，獨立的32/64位元密碼保護區可防止非法接取標籤內的EEPROM。ST25DV-PWM為2合1晶片，可透過NFC連結PWM色，大幅優化低階照明解決方案的成本，不需透過MCU驅動系統的設計，則可降低整體料件成本。
在讀寫器部分，ST旗下擁有不同電力瓦數、傳輸距離的產品，可滿足多種不同場域需求，黃鐙誼介紹了其中三款產品。首先是高效能NFC通用設備與EMVCo Reader ST25R3916，此款產品為NFC Forum通用型設備，在5V時的輸出功率為1.6W、峰值電流為2.5W，通過國際金融智慧支付標準EMVC0 3.0認證，無須外接功率放大器，可自動調變天線，特殊的電容喚醒設計，讓此晶片的運行和待機模式保持低功耗，是電子支付的最佳選擇，同也適用於設備接取、遊戲與物聯網配對。
ST25R3918為多用途NFC讀寫器，是讀寫器加上電子標籤的最佳組合，主要應用於設備接取、遊戲與消費性產品。ST25R3918支援NFC-A和NFC-F卡模擬模式，可用作高資料速率的NFC-A/B讀取器和資料速率高達53 kbps的NFC-V讀寫器，卡片模擬模式支援手機上的最新功能。終端客戶可透過手機與搭載此晶片的設備輕鬆互動，簡單碰觸即可啟動手機App，還能支援裝置設定和方便的NDEF資料傳輸。
ST25R3920是專為智慧車鑰打造的讀寫器。元件打造的智慧車鑰，可讓駕駛透過智慧型手機控制車鎖，這款產品還可延伸出多種附加功能，像是開鎖權限分享，就可應用於於汽車共享商業模式中。此外此產品也符合車聯網聯盟(CCC)數位鑰匙標準2.0版，在手機電量過低，正常功能無法啟動時，車主仍可使用手機開鎖。就應用面來看，ST的ST25R讀取度適用於電子支付、車用裝置接取、建築與家庭設備控制、各類設備ID識別認證等領域，可協助設備供應商打造兼具效益與成本考量的智慧化物件。
業界最完整MCU家族STM32滿足市場多元需求
與ST合作緊密的代理商安富利，也於此次研討會中分享豐富的資訊，該公司亞洲區IoT市場發展副總監張家源在「意法半導體與安富利助力於您的人工智慧、邊緣以及雲端開發之旅」議題中指出，安富利在AIoT的布局完整，從感測器、數據傳輸、人工智慧到設計服務一應俱全，可提供市場一站式解決方案。在安富利代理的各種ST產品中，張家源特別介紹STM32MP1微處理器，他表示邊緣運算逐漸成為智慧化系統以及5G的主流架構，完全符合工業規格的STM32MP1可支援工業4.0所要求的安全協定，在影音介面、工規設計與長期供貨方面，也都可滿足目前市場需求。
在「ST25 NFC/RFID 技術支援」演講中，ST專案經理李慶嘉則介紹了ST25豐富的產品生態系。他指出ST25有各種開發板，例如具有小體積特色的ISO 14443A標準ST25TA、採用UDFPN5封裝的ST25TV、Discovery kit的ST25DV-PWM，另外ST25DV-I2C、M24SR、M24LR、ST25R3911B等不同NFC/RFID產品，ST也都提供了對應的單板、STM32Nucleo與Discovery Kit，再加上STM32Cube、天線設計工具與QUCS模擬平台等各種軟硬體技術支援，工程師的開發工作效率得以進一步優化，至於工具部分的天線設計與匹配工具，可協助工程師快速完成產品開發，Data Sheet、Application note...等文件則能讓工程師進一步掌握各種資訊。
完善生態系與資安設計 建構安全可靠物聯網環境
除了NFC/RFID外，ST的STM32 MCU也是在業界擁有領導地位的產品，ST技術行銷經理張世昌「聚焦STM32微控制器與生態系統」演講中指出，STM32 MCU的產品線完整，從無線、超低功耗、主流架構、高效能到微處理器等類型一應俱全。這些MCU是以使用者導向為設計理念，例如近期推出的STMU5，就具備低功耗與高安全性特色。
在無線通訊部分，支援BLE及Sub-G頻段的STM32WB與STM32WL則是針對不同傳輸距離而設計，可協助設備供應商打造高品質聯網產品。另外張世昌也介紹了STM32豐富的生態系統，包括STM32CubeMX、STM32CubeIDE、STM32CubeProgrammer、STM32CubeExpansion、STM32CubeMonitor、STM32CubeMonitor-Power、STM32CubeMonitor-RF、STM32CubeMonitor-UCPD及支援人機介面設計的TouchGFX等，透過這些完善的免費軟體工具提供了工程師業界最完整的開發環境，有助於業者加速產品設計開發及提升產品競爭力。
資安成為物聯網近期的建構焦點，在「STSAFE在物聯網的安全應用」演講中，ST技術行銷經理閻欣怡特別指出，可收集、傳輸、分析數據的物聯網，過去都以效能為主要考量，但隨著其應用範圍漸廣、落地速度加快，物聯網的資安風險逐漸浮上檯面，為解決此一問題，ST設計了多種物聯網安全防護機制，例如近期推出的STSAFE-A110 安全元件就導入全新資料安全功能，並為使用者提供證書可安全連接雲端，能夠大量註冊連網裝置，確保只有授權的裝置才能使用線上服務，透過先進的資安技術，設備業者與系統整合商將可協助客戶降低安全隱憂，建構高安全等級物聯網架構，從而掌握智慧化時代商機。
