NTAG213F/216F：NFC領域的創(chuàng)新之選

在當今的電子世界中，近場通信（NFC）技術正發(fā)揮著越來越重要的作用，從移動支付到設備配對，NFC的應用場景不斷拓展。NXP Semiconductors推出的NTAG213F和NTAG216F這兩款符合NFC Forum Type 2 Tag標準的IC，無疑為NFC應用帶來了更多的可能性。今天，我們就來深入了解一下這兩款產(chǎn)品。

文件下載：NT2H1311F0DTLH.pdf

一、產(chǎn)品概述

NTAG213F和NTAG216F是NXP Semiconductors為電子應用領域精心打造的NFC Forum Type 2 Tag產(chǎn)品。它們適用于連接切換、藍牙簡單配對、Wi-Fi受保護設置、設備認證、游戲等多種場景。

這兩款產(chǎn)品不僅提供了較大的用戶內(nèi)存空間（NTAG213F為144字節(jié)，NTAG216F為888字節(jié)），還具備一系列創(chuàng)新功能，如可配置的場檢測、睡眠模式、快速讀取命令以及可配置的密碼保護等。同時，它們完全符合NFC Forum Type 2 Tag和ISO/IEC14443 Type A規(guī)范，并且與NTAG203F產(chǎn)品在封裝、輸入電容和引腳方面完全兼容，這為工程師的設計帶來了極大的便利。

二、產(chǎn)品特性解析

2.1 非接觸式能量和數(shù)據(jù)傳輸

NTAG21xF只有在連接天線時才能建立通信，不過天線的形式和規(guī)格不在本文檔討論范圍內(nèi)。當NTAG21xF處于RF場中時，高速RF通信接口允許以106 kbit/s的波特率進行數(shù)據(jù)傳輸。

2.2 簡單部署和用戶便利

• 快速讀取能力：只需一個FAST_READ命令就能掃描完整的NDEF消息，大大減少了通信時間開銷。
• 改進的RF性能：在天線形狀、尺寸和材料的選擇上提供了更多的靈活性。
• 相同的封裝和引腳：采用與NTAG203F相同的HXSON4封裝，引腳完全兼容，方便工程師進行設計和替換。
• 場檢測功能：基于開漏實現(xiàn)，僅需一個上拉電阻，簡化了電路設計。

2.3 安全性

• 唯一的UID：每個設備都有制造商編程的7字節(jié)UID，確保了設備的唯一性。
• 能力容器：具備一次性可編程位，增加了數(shù)據(jù)的安全性。
• 只讀鎖定功能：每頁都有可現(xiàn)場編程的只讀鎖定功能，可對特定頁面進行保護。
• 基于ECC的原創(chuàng)簽名：采用標準橢圓曲線密碼學（ECDSA算法），可驗證標簽是否由NXP Semiconductors制造。
• 32位密碼保護：防止未經(jīng)授權的內(nèi)存操作，進一步提高了數(shù)據(jù)的安全性。

2.4 場檢測

NTAG21xF產(chǎn)品系列具有基于開漏的RF場檢測功能，可通過不同的RF信號或動作觸發(fā)：

• 任何RF場存在時
• 首次幀開始（通信開始）時
• 標簽被選中時

相應的輸出信號可作為中斷源，用于喚醒嵌入式微控制器或觸發(fā)進一步的操作，如藍牙和Wi-Fi配對。

2.5 睡眠模式

SLEEP模式允許連接的電子設備通過將場檢測引腳短路到地并進行RF場復位來禁用NTAG21xF產(chǎn)品。這在設備電池電量過低或出于隱私考慮時非常有用，可使NTAG21xF產(chǎn)品對NFC讀取器設備不可見。

三、EEPROM特性

NTAG213F的EEPROM為180字節(jié)，組織成45頁，每頁4字節(jié)；NTAG216F的EEPROM為924字節(jié)，組織成231頁，每頁4字節(jié)。其中，144或888字節(jié)為用戶可自由讀寫的區(qū)域。此外，還具備以下特性：

• 能力容器：4字節(jié)的初始化能力容器，具有一次性可編程訪問位。
• 只讀鎖定功能：前16頁每頁都有可現(xiàn)場編程的只讀鎖定功能，16頁之后，NTAG213F每兩頁、NTAG216F每16頁有該功能。
• 可配置的密碼保護：可設置密碼保護，并可選擇限制不成功嘗試的次數(shù)。
• 抗撕裂支持：對能力容器（CC）和鎖定位提供抗撕裂支持。
• 數(shù)據(jù)保留時間：長達10年的數(shù)據(jù)保留時間。
• 寫入耐久性：100,000次寫入循環(huán)。

四、應用場景

NTAG213F/216F的應用場景非常廣泛，包括但不限于以下幾個方面：

• 商品和設備認證：通過唯一的UID和安全機制，確保商品和設備的真實性。
• 呼叫請求和短信：可用于觸發(fā)呼叫請求或發(fā)送短信。
• 行動呼吁：在營銷活動中，可用于引導用戶采取特定行動。
• 藍牙和Wi-Fi配對：簡化設備之間的配對過程。
• 連接切換：實現(xiàn)不同設備之間的快速連接切換。

五、命令概述

NTAG21xF的激活遵循ISO/IEC 14443 Type A標準，激活后可執(zhí)行多種命令，如GET_VERSION、READ、FAST_READ、WRITE等。這些命令的編碼和幀格式大多遵循ISO/IEC 14443標準，部分命令是NTAG21xF相對于NTAG203F新增的。

5.1 各命令詳細介紹

• GET_VERSION：用于檢索NTAG家族、產(chǎn)品版本、存儲大小等信息，方便識別特定的NTAG21xF產(chǎn)品。
• READ：需要一個起始頁地址，返回四個NTAG21xF頁面的16字節(jié)數(shù)據(jù)。
• FAST_READ：需要起始頁地址和結束頁地址，返回指定頁面的所有數(shù)據(jù)。
• WRITE：需要一個塊地址，將4字節(jié)數(shù)據(jù)寫入指定的NTAG21xF頁面。
• COMPATIBILITY_WRITE：為了與現(xiàn)有的MIFARE Classic PCD基礎設施兼容而實現(xiàn)，雖然傳輸16字節(jié)數(shù)據(jù)，但僅寫入最低有效4字節(jié)。
• READ_CNT：用于讀取NTAG213F、NTAG216F的NFC單向計數(shù)器的當前值。
• PWD_AUTH：用于密碼驗證，驗證成功后可訪問受保護的內(nèi)存區(qū)域。
• READ_SIG：返回一個IC特定的32字節(jié)ECC簽名，用于驗證NXP Semiconductors作為硅供應商的身份。

六、電氣特性

6.1 限制值

超過一個或多個限制值可能會對設備造成永久性損壞，長時間暴露在限制值下會影響設備的可靠性。例如，輸入電流最大為40 mA，總功耗最大為120 mW，場檢測引腳電壓范圍為 -0.5至4.6 V等。

6.2 特性參數(shù)

輸入電容典型值為50.0 pF，輸入頻率為13.56 MHz，環(huán)境溫度范圍為 -25至70 °C等。EEPROM的保留時間為10年，寫入耐久性為100,000次循環(huán)。

七、封裝和引腳信息

NTAG21xF采用HXSON4封裝，引腳配置與NTAG203F相同。詳細的封裝尺寸和引腳描述在文檔中有明確說明，工程師在設計時可根據(jù)這些信息進行布局。

八、總結

NTAG213F/216F以其豐富的功能、良好的兼容性和較高的安全性，為NFC應用提供了一個優(yōu)秀的解決方案。無論是在消費電子、工業(yè)控制還是物聯(lián)網(wǎng)等領域，都具有廣闊的應用前景。作為電子工程師，我們可以充分利用這些特性，設計出更加高效、安全的NFC應用系統(tǒng)。在實際應用中，我們還需要根據(jù)具體需求，合理配置產(chǎn)品的各項參數(shù)，以達到最佳的性能和安全性。你在使用NTAG213F/216F的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。