‧ 看專家描繪 RFID 智慧互連的生活場景

來源: 世強

如果我們擁有透視眼，您將平均在每輛汽車上發現6顆印有“Melexis”Logo的ICs！當今，幾乎全球範圍內所有的汽車品牌都在依靠Melexis（邁來芯）的晶片來保證安全，高效和舒適地運送乘客和貨物。不過，我們今天的主角——MLX90130/32——13.56MHz RFID/NFC收發器——除了能用在汽車上，他還會出現在我們生活的方方面面，如安防領域的門禁系統，醫療電子中用於監測葡萄糖，在手機上用於NFC近場通訊……

邁來芯不僅僅在汽車行業，更在許多其他領域贏得商機。射頻和射頻識別元件的技術開發，説明邁來芯的客戶準時實現既經濟又有持續利潤的產品開發目標。早在 2000 年，邁來芯就已推出各類感測器標籤。2007年，邁來芯推出了MLX12115，它是邁來芯知名的 RFID 高頻收發器 IC 系列的成功開拓者。而在2009年，邁來芯的13.56MHz RFID收發器家族又增添了用途廣泛的 MLX90129 感測器標籤。MLX90129及MLX90130/ MLX90132是目前邁來芯13.56MHz RFID收發器系列中最主要的三款產品。

MLX90129取得廣泛應

在深入瞭解MLX90130/MLX90132之前，我們有必要回顧一下他的前輩——MLX90129。MLX90129具有獨特而強大的被動傳感功能，內置一個溫度感測器、兩個精確的差分輸入埠連接感測器，適應各類型感測器，更細節的配置，以提高校準精度，並配備一個ISO15693標準的高頻RFID介面。

在有來源資料記錄模式，MLX90129的特性在於體積小、熱品質低、可與感測器密封包裝、配置無線和資料傳輸、可透過SPI介面延伸記憶體，並能夠外接兩個不同類型的感測器，其中包括快速反應的溫度探頭。

早在2010年，MLX90129就在冷鏈監控中得到成功應用。這一成功的案例來自Proxima RF Technology和Phase IV Engineering兩家公司的攜手合作，他們採用具備高頻RFID功能的邁來芯MLX90129晶片為嚴苛並高濕度的工作環境硏制無線傳感方案。

含有高水份的物質如食品，最適宜使用高頻RFID；高頻RFID應用于冷鏈行業中的高水份物質較適宜，其他RFID頻率應用于醫療保健也不太理想。這種RFID閱讀器和傳感元件必須以Melexis晶片透過精確的命令集通訊並把感測器的資料解碼。

當MLX90129最開始進入到冷鏈監控市場時，便得到很好的成績。而在冷鏈監控市場之外，將MLX90129應用於感應密封空間內的移動部件以及嵌入物料內的感測器，表現也都很理想。

MLX90130/MLX90132進一步提升了性能

得益於MLX90129在市場上取得的巨大成功，邁來芯公司繼而推出了功能更加完善的MLX90130/32，他們是13.56MHz全集成的多協議RFID/NFC收發器，可處理子載波頻率從106kHz到848kHz，傳輸速率高達848kbit / s。下圖1所示為MLX90130/2的功能框圖。

圖1. MLX90130/2功能框圖

MLX90130/MLX90132是一個高性能的13.56MHz HF RFID讀卡器IC，包括一個集成的模擬前端（AFE），內建符合ISO15693 ， ISO14443A / B ， ISO18000-3模式1標準的資料幀引擎。 MLX90130為OEM和系統集成商提供製造高可靠，一流的，高性能的RFID設備的能力。

利用高級位和幀解碼功能，MLX90130/32的數位信號處理模組可以處理從API至實體層的低協議層。它包括一個基於子載波檢測和可程式設計位元/符號編碼器/解碼器的數字解調器。它還編碼和解碼啟動和停止位，同位檢查位元，額外保證時間（EGT），幀的啟動和停止（SOF/EOF）以及CRC。其256位元組的緩衝器允許對於整個RFID幀進行緩衝。SPI/UART通訊連接埠保證了與主要微控制器的簡易對接，特別是對於那些低成本產品。

另外，MLX90130/32的雙驅動架構僅需要最小數量的外部支援元件，並允許發射器為適當的天線負載提供高達70mW的RF功率。所傳輸的功率可適用於大多數短距離至中距離的應用。
MLX90130採用5x5mm QFN封裝，工作溫度範圍在-40至+105 °C。可以立即提供樣品。

獨有標籤和場檢測功能顯著降耗

對於行動設備，功耗一直是一個永恆的話題，邁來芯在中國的代理商深圳市世強先進科技有限公司（簡稱：世強）市場經理余彪先生特別指出。“標籤和場檢測功能是MLX90130/32所獨有的功能，MLX90130/32為支援NFC嵌入了增強的標籤和電磁場檢測功能，實現了在RFID讀卡器配置和NFC模式下的顯著降耗。MLX90130/32的功耗在同類產品中是最低的。”

MLX90130/32是基於高頻電磁場的振幅變化來偵測正在接近的標籤。一個金屬物體移近或遠離天線足以影響高頻電磁場的振幅。如果物件在該高頻頻率成為一諧振電路，對高頻電磁場的振幅影響更大。

為了降低功耗，MLX90130/32利用極短的高頻電磁場脈衝，檢測物件在天線前方對電磁場振幅做成的變化，其餘時間均處於睡眠模式。如下圖2所示為標籤檢測的工作模式。

圖2. MLX90130/32標籤檢測的工作模式

一旦高頻電磁場的振幅變化被檢測到，MLX90130/MLX90132就會被喚醒，並通過IRQ_OUT引腳發送一個短脈衝通知單片機。然後，單片機就會根據應用程式的要求，通過發送連續的命令對MLX90130/32進行控制，啟動標籤識別程式。

為了檢測到高頻場的任何變化（減少或增加），兩個閾值被存儲到MLX90130/32中：DacDataL 和DacDataH。如果測量到的高頻振幅比DacDataL低，比DacDataH高，則產生一個中斷脈衝，MLX90130/32被喚醒，而如果測得的高頻場的振幅保持在由DacDataL和DacDataH定義的範圍內，則MLX90130/32工作在標籤的檢測模式（沒有喚醒）。

如果環境的變化導致恒定的高頻場幅值產生變化，我們可以再次通過新的校準程式測量新的參考幅度。

下圖顯示了MLX90130/32在不同工作模式下的功耗情況。在休眠模式下，他的典型值是1uA；睡眠模式下的典型值是20 uA左右；工作模式下的典型值是100mA；而在標籤探測的模式下其典型值是22 uA。

圖3. MLX90130/32在各種工作模式下的功耗

單顆晶片支援協定最全

“與業界的其他同類產品相比，MLX90130/32除了功耗最低之外，而且其還是單顆晶片支援協定最全的晶片。”世強的市場經理余彪先生表示。

MLX90130/32支援的協定包括：
•NFC：符合 ISO/IEC 18092主動及被動（最高達424kbps）的要求
•PCD：符合ISO14443 A和B（高達848kbps）的要求
•VCD：符合ISO/IEC 15693的要求
•TAG emulation：符合ISO/IEC 18092（NFC）和ISO/IEC14443A&B的要求

世強專家暢想應用實例

“MLX90130/MLX90132憑藉其所具備的3大優點——低功耗、單顆晶片支援協定最全、價格優勢，在市場上取得了競爭優勢。非常適合用在汽車，NFC手機，無線充電，醫療電子，安防監控……等方面。”世強的市場經理余彪先生暢想了MLX90130/32的各種應用場景，他還特別指出：“在安防門禁方面，用MLX90130/32來替代MFRC523，是極具成本優勢的。”

下面，我們就來看看MLX90130/32將會出現在我們生活中的各種應用場景。