ST公司的ST25R3911B是具有1.4W支持VHBR和AAT的高性能HF读卡器和NFC发起设备,包括了模拟前端(AFE)和高度集成数据帧系统,用于ISO 18092(NFCIP-1)发起设备,ISO 18092(NFCIP-1)主动目标设备,ISO 14443A和B读卡器,ISO 15693读卡器和FeliCa™读卡器.工作电压2.4 V- 5.5 V,工作温度-40℃- 125℃ ,主要用在EMV支付,电子政务,接入控制,NFC基础设施和票务.本文介绍了ST25R3911B主要特性,框图,接收器框图和应用配置图,以及Discovery套件ST25R3911B-DISCO主要特性,框图,电路图,材料清单和PCB设计图.

　　适用于诸如门禁、票务、工业、医疗及消费等用户要求最佳RF性能和灵活性以及低功耗的各种应用

　　The ST25R3911B is a highly integrated NFC Initiator / HF Reader IC, including the analog front end (AFE) and a highly integrated data framing system for ISO 18092 (NFCIP-1) initiator, ISO 18092 (NFCIP-1) active target, ISO 14443A and B reader (including high bit rates), ISO 15693 reader and FeliCa™ reader. Implementation of other standard and custom protocols like MIFARE™ Classic is possible using the AFE and implementing framing in the external microcontroller (Stream and Transparent modes).

　　The ST25R3911B is positioned perfectly for the infrastructure side of the NFC system, where users need optimal RF performance and flexibility combined with low power.

　　Thanks to automatic antenna tuning (AAT) technology, the device is optimized for applications with directly driven antennas. The ST25R3911B is alone in the domain of HF reader ICs as it contains two differential low impedance (1 Ohm) antenna drivers.

　　The ST25R3911B includes several features that make it very suited for low power applications. It contains a low power capacitive sensor that can be used to detect the presence of a card without switching on the reader field. The presence of a card can also be detected by performing a measurement of amplitude or phase of signal on antenna LC tank, and comparing it to the stored reference. It also contains a low power RC oscillator and wake-up timer that can be used to wake up the system after a defined time period, and to check for the presence of a tag using one or more low power detection techniques (capacitive, phase or amplitude).

　　The ST25R3911B is designed to operate from a wide (2.4 V to 5.5 V) power supply range; peripheral interface IO pins support power supply range from 1.65 V to 5.5 V.

　　ST25R3911B主要特性:

　　• ISO 18092 (NFCIP-1) Active P2P

　　• ISO14443A, ISO14443B, ISO15693 and FeliCa™

　　• Supports VHBR (3.4 Mbit/s PICC to PCD framing, 6.8 Mbit/s AFE and PCD to PICC framing)

　　• Capacitive sensing

　　- Wake-up

　　• Automatic antenna tuning system providing tuning of antenna LC tank

　　• Automatic modulation index adjustment

　　• AM and PM (I/Q) demodulator channels with automatic selection

　　• DPO (Dynamic Power Output)

　　• Up to 1.4 W in case of differential output

　　• User selectable and automatic gain control

　　• Transparent and Stream modes to implement MIFARE™ Classic compliant or other custom protocols

　　• Possibility of driving two antennas in single ended mode

　　• Oscillator input capable of operating with 13.56 MHz or 27.12 MHz crystal with fast start-up

　　• 6 Mbit/s SPI with 96 bytes FIFO

　　• Wide supply voltage range from 2.4 V to 5.5 V

　　• Wide temperature range: -40℃ to 125℃

　　• QFN32, 5 mm x 5 mm package

　　ST25R3911B应用:

　　• EMV payment

　　• E-government

　　• Access control

　　• NFC infrastructure

　　• Ticketing

　　图1.ST25R3911B框图

　　图2.ST25R3911B接收器框图

　　图3.ST25R3911B带单片天线驱动(包括EMC滤波器)最低配置图

　　图4.ST25R3911B带差分天线驱动(包括EMC滤波器)最低配置图

　　Discovery套件ST25R3911B-DISCO

　　Discovery kit for the ST25R3911B high performance HF reader / NFC initiator The ST25R3911B-DISCO is a ready-to-use development kit to evaluate the functions of the high performance HF reader / NFC initiator ST25R3911B in Reader mode for contactless applications.

　　The ST25R3911B-DISCO kit supports

　　• ISO 18092 (NFCIP-1) active P2P

　　• ISO 14443A and ISO14443B

　　• ISO 15693

　　• FeliCa™

　　• VHBR, with 6.8 Mbit/s PCD to PICC framing and 3.4 Mbit/s PICC to PCD framing

　　• Up to 1.4 W output power with differential antenna

　　• Possibility of driving two antennas in single ended mode, with automatic antenna tuning (AAT) system

　　• Inductive and capacitive Wake-up

　　• User selectable and automatic gain control

　　• Transparent and Stream modes to implement MIFARE® Classic compliant or other custom protocols

　　Discovery套件ST25R3911B-DISCO包括:

　　• the STM32L476RET6, a 32-bit microcontroller with 512 KB of Flash memory

　　• a 105 mm x 52 mm, two turns antenna etched on the PCB, and its VHBR tuning circuit

　　• a Micro-USB connector for communication with the host PC and board powering

　　• six LEDs indicating the presence of the RF field and of the protocol used to communicate

　　图5.Discovery套件ST25R3911B-DISCO外形图(正面)

　　图6.Discovery套件ST25R3911B-DISCO框图

　　图7.Discovery套件ST25R3911B-DISCO电路概述

　　图8.Discovery套件ST25R3911B-DISCO电路图:USB接口

　　图9.Discovery套件ST25R3911B-DISCO电路图:STM32L476

　　图10.Discovery套件ST25R3911B-DISCO电路图:ST25R3911B

　　图11.Discovery套件ST25R3911B-DISCO电路图:天线和匹配网络

　　Discovery套件ST25R3911B-DISCO材料清单:

　　图12.Discovery套件ST25R3911B-DISCO PCB设计图(1)

　　图13.Discovery套件ST25R3911B-DISCO PCB设计图(2)

　　图14.Discovery套件ST25R3911B-DISCO PCB设计图(3)

　　图15.Discovery套件ST25R3911B-DISCO PCB设计图(4)

　　图16.Discovery套件ST25R3911B-DISCO PCB设计图(5)

　　意法半导体(ST)集团于1988年6月成立，是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。意法半导体是世界最大的半导体公司之一，2006年全年收入98.5亿美元，2007年前半年公司收入46.9亿美元

　　以业内最广泛的产品组合著称，凭借多元化的技术、尖端的设计能力、知识产权组合、合作伙伴战略和高效的制造能力，意法半导体通过提供创新型半导体解决方案为不同电子应用领域的客户提供服务。[1]

　　意法半导体(ST)成立于1987年，是意大利SGS微电子公司和法国汤姆逊(Thomson)半导体合并后的新企业。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司(STMicroelectronics)。ST LOGO 公司自1994年起公开上市，意法半导体股票在纽约证券交易所(交易代码：STM)、泛欧巴黎证券交易所和意大利米兰证券交易所挂牌上市。从成立之初至今，意法半导体的增长速度超过了半导体工业的整体增长速度。自2005年起，意法半导体始终是世界五大半导体公司之一。2006年全年收入98.5亿美元，2007年前半年公司收入46.9亿美元。

　　整个集团共有员工约50,000人，拥有16个先进的研发机构、39个设计和应用中心、13个主要制造厂，并在36个国家设有78个销售办事处。

　　公司总部设在瑞士日内瓦，同时也是欧洲、中东和非洲地区(EMEA)市场的总部;公司的美国总部设在德克萨斯州达拉斯市的卡罗顿;亚太区总部设在新加坡;日本的业务则以东京为总部;大中国区总部设在上海，负责香港、大陆和台湾三个地区的业务。

　　公司销售收入在半导体工业五大高速增长市场之间分布均衡(五大市场占2007年销售收入的百分比)：通信(35%)，消费(17%)，计算机(16%)，汽车(16%)，工业(16%)。据最新的工业统计数据，意法半导体是全球第五大半导体厂商，在很多市场居世界领先水平。例如，意法半导体是世界第一大专用模拟芯片和电源转换芯片制造商，世界第一大工业半导体和机顶盒芯片供应商，而且在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。

　　意法半导体(ST)推出一个新的内置闪存的安全型微控制器(MCU)，该产品是世界第一个采用90nm (90纳米)制造工艺的微控制器。ST21F384是ST成功的ST21智能卡平台内的第一款安全型微控制器，是为2.5G和3G移动通信优化的产品。新产品改用闪存做程序存储器，淘汰了以前的掩膜ROM，提高了产品制造的灵活性，缩短了从设计到制造的准备时间，同时90nm技术还提高了成本效益。

　　新的ST21F系列产品使卡制造商能够对飞速变化的手机市场需求做出快速的注重成本效益的反应，然后在制造工序的智能卡个性化阶段自定义应用程序，用一个产品解决多家移动通信网络运营商(MNOs)的要求。因为与一个特定的运营商无关，所以新产品降低了供应链的风险和复杂性。

　　ST21F384的内核是一个8/16位CPU，线性寻址宽度16MB，典型工作频率21MHz。芯片内置7KB用户RAM存储器，以及128字节页面的384KB闪存，耐擦写能力与早期安全微控制器的EEPROM存储器相当。电流消耗完全符合2G和3G的电源规格，达到了(U)SIM的应用要求。该微控制器含有一个硬件DES (数据加密标准)加速器和用户可以访问的CRC (循环冗余代码)计算模块。

　　如果采用了这个闪存安全型微控制器，卡制造商将能够缩短在整个制造工序中从设计到投产的准备时间，验证卡上的操作系统(OS)和向运营商提供样片所需的时间会更短。因为可以库存没有编程的空白芯片，所以新产品还有助于缩短产品的量产周期，同时还会大幅度缩短操作功能升级和实现新的MNO要求所需的周期。

　　由于应用程序保存在闪存内，卡制造商无需再支付ROM掩模成本;此外，因为只需实现最终客户需要的功能，而不必设计一个标准解决方案，应用软件本身可以写得更小。ST的片上闪存装载器提供一个成本低廉的操作系统装载功能。

　　ST21F384的样片现已上市，定于2007年12月量产。ST的封装能力在业界堪称独一无二，其智能卡IC有两种封装形式：切割过的晶片和先进微型模块，其中模块的集成度和安全性都非常出色。ST21F384产品分为切割过的晶片或没切割过的晶片，模块封装分为6触点(D17)和8触点(D95)两个规格，符合欧洲RoHS环保标准，触点排列符合ISO 7816-2标准。订购100000颗晶片，每颗0.45美元。

　　详情请见:

en.BOM-ST25R3911B-DISCO.pdf

en.DM00280466.pdf

en.Schematics-ST25R3911B-DISCO-MB1325.pdf

en.DM00321525.pdf