NFC順物聯(lián)網(wǎng)之勢崛起 意法半導體實(shí)力幾何？

　　高科技發(fā)展日新月異，不過(guò)近年來(lái)許多技術(shù)及產(chǎn)品的創(chuàng )新皆圍繞著(zhù)“物聯(lián)網(wǎng)(IoT)”此一主軸，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應用的衍生充滿(mǎn)無(wú)限大的想像空間，帶動(dòng)龐大的市場(chǎng)需求，促使業(yè)者相繼地投入智慧城市、智慧居家、智慧生活、身分辨識、遠端醫療等應用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)影響所及，我們的食衣住行等日常生活、工作環(huán)境及運作模式、休閑娛樂(lè )方式等皆將產(chǎn)生重大變革。

　　根據國際研究機構Gartner于2015年所發(fā)布的資訊，預估2020年連網(wǎng)裝置將超過(guò)260億個(gè)，后續衍生的商機更可望高達上兆美元。麥肯錫全球研究院(McKinsey Global Institute)也預測，到了2025年，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應用服務(wù)最高可為全球經(jīng)濟創(chuàng )造11兆美元(約合361兆臺幣)的產(chǎn)值。

　　針對物聯(lián)網(wǎng)的普及，無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的進(jìn)展是重要關(guān)鍵，值得注意的是，在各式各樣的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)中，近場(chǎng)通訊(Near Field Communication;NFC)已扮演越來(lái)越重要的角色。根據IHS的研究報告，至2020年，NFC智慧型手機銷(xiāo)量將達到22億臺，另外，包括PC與周邊、網(wǎng)路設備、智慧家庭、車(chē)載裝置、健康醫療、智慧電表與工業(yè)自動(dòng)化等裝置等都將更廣泛地內建NFC。

　　意法半導體扮演推手 共享龐大商機

　　NFC技術(shù)由來(lái)已久，它是一種短距離高頻無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，能讓電子裝置之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)的資料傳輸及資料交換。NFC在13.56MHz頻率運行于10公分距離內，其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424 Kbit/秒3種。

　　目前NFC已通過(guò)成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190標準。NFC采用主動(dòng)和被動(dòng)兩種讀取模式。在實(shí)際的運作上，NFC會(huì )發(fā)射觸發(fā)動(dòng)作的短距離訊號，當使用者將兩個(gè)裝置彼此碰觸，如智慧型手機和喇叭，NFC就會(huì )立即連接兩者，具有免接線(xiàn)、免密碼的好處，使用起來(lái)相對便利許多。

　　為協(xié)助臺灣合作夥伴掌握物聯(lián)網(wǎng)趨勢，半導體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導廠(chǎng)商意法半導體(ST)，特別與文曄科技攜手于日前舉辦“物聯(lián)網(wǎng)NFC/RFID關(guān)鍵技術(shù)與新應用趨勢研討會(huì )”，邀請多位專(zhuān)家分享物聯(lián)網(wǎng)的新興應用趨勢，以及介紹NFC/RFID、類(lèi)比感應元件、微控制器(MCU)及智慧安全等產(chǎn)品概況。意法半導體并于現場(chǎng)展示各種創(chuàng )新產(chǎn)品與最新應用，與現場(chǎng)來(lái)賓熱烈交流，共享高達上兆美元的智慧產(chǎn)業(yè)商機。

　　可傳遞資料及能量 RFID獨一無(wú)二

　　研討會(huì )中首先登場(chǎng)分享的是意法半導體產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理黃鐙誼，他以個(gè)人隨身攜帶的手機、平板、帽子、筆記本、手冊、鑰匙、徽章、比及手表為例指出，萬(wàn)物皆可內建NFC;透過(guò)簡(jiǎn)便快速的方式與外界產(chǎn)生連結。黃鐙誼并強調RFID是唯一可以傳遞資料和能量的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，因此應用范圍也就更形擴大。

　　黃鐙誼相當看好NFC基于RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應用可能性。尤其是Apple已在前年(2015)加入NFC Forum，其最新手機已開(kāi)放NFC功能，預期將能大舉振奮NFC的普及度。意法半導體對于NFC的推廣不遺余力，除了是NFC論壇的主要會(huì )員外，也已推出相關(guān)產(chǎn)品及解決方案。

　　其中，ST所推出采用非揮發(fā)性記憶體 -電子抹除式可復寫(xiě)唯讀記憶體(EEPROM)的NFC標簽，相較其他業(yè)者的產(chǎn)品，ST的NFC標簽的資料保留期限能長(cháng)達200年，是工業(yè)標準的20倍，擦寫(xiě)次數超過(guò)100萬(wàn)次，是工業(yè)標準的10倍。工作溫度范圍-40°C～85°C，確保標簽在最?lèi)毫拥墓ぷ鳁l件下仍保持完美的讀寫(xiě)性能和耐用性。

　　ST的ST25TA系列產(chǎn)品就是采用EEPROM，記憶體容量從2Kbit～64Kbit，涵蓋現有全部市場(chǎng)需求。為儲存NFC數據，EEPROM記憶體區塊直接支援NDEF格式。ST是全球最大的EEPROM技術(shù)和EEPROM記憶體供應商。

　　整體來(lái)說(shuō)，ST推出的NFC標簽晶片擁有市場(chǎng)上最廣泛的存儲范圍、最長(cháng)的資料保留期限、最多的重復書(shū)寫(xiě)次數和最強的資料保護能力，其動(dòng)態(tài)NFC標簽因支援I2C介面， 可連結MCU，可用于物聯(lián)網(wǎng)中各種電子產(chǎn)品，在無(wú)電源下資料存取及與智慧型手機資料傳輸，因此已獲得消費電子、電腦周邊、家電、工業(yè)自動(dòng)化和健康保健產(chǎn)品等領(lǐng)域的采用。

　　微型鐵氧體NFC標簽 采用ST25晶片

　　值得一提的，與ST攜手合作、針對物聯(lián)網(wǎng)應用提供高性能微型NFC標簽解決方案的韋僑科技(SAG)主管也親臨現場(chǎng)分解決方案。韋僑科技是全球RFID電子標簽的領(lǐng)導者，日前與ST聯(lián)合發(fā)布一款微型鐵氧體NFC標簽(NFC Ferrite Tag)，此產(chǎn)品采用意法半導體ST25物聯(lián)網(wǎng)(IoT)NFC標簽晶片，用于物聯(lián)網(wǎng)數據傳輸。

　　此一鐵氧體NFC標簽具有輕巧、纖薄等特性，焊點(diǎn)可直接焊接在印刷電路板表面，在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行表面貼裝。此外，鐵氧體NFC標簽具有抗金屬干擾特性，即便置于金屬產(chǎn)品之上，仍能正常工作，這些功能使其特別適用于消費性電子產(chǎn)品、穿戴式設備和智能健身醫療產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)數據傳輸。小巧輕薄對穿戴式產(chǎn)品至關(guān)重要，新款鐵氧體NFC規格還能很好地滿(mǎn)足穿戴式產(chǎn)品對輕巧和纖薄的需求。

　　除尺寸小巧輕薄(4.9x3.0x2.5mm)外，讓這款內嵌天線(xiàn)的鐵氧體NFC標簽還有出色的射頻性能表現，這受益于意法半導體最先進(jìn)的支持NDEF (NFC 數據交換格式)信息的ST25TA02K NFC Forum Type 4標簽晶片。

　　無(wú)需使用任何專(zhuān)門(mén)的應用軟體，安卓NFC手機即可直接讀寫(xiě)NDEF數據。除支持NDEF格式外，ST25TA02K還內置20位計數器和128位密碼加密機制，保護對2Kbit EEPROM存儲器的讀寫(xiě)操作。

　　動(dòng)態(tài)NFC標簽 內建EEPROM

　　為徹底發(fā)揮ST的創(chuàng )新“動(dòng)態(tài)NFC標簽”功能，意法半導體資深技術(shù)行銷(xiāo)工程師吳祥民特別說(shuō)明Dynamic NFC天線(xiàn)的設計重點(diǎn)。他指出，其位置必須盡可能靠近NFC天線(xiàn)位置，最好是在幾毫米的距離內，因為任何線(xiàn)路的加入都可能改變天線(xiàn)的特性且需重新調整。

　　ST推出的“動(dòng)態(tài)NFC標簽記憶體”M24SR系列，包含三個(gè)重要模組晶片，分別是非揮發(fā)性記憶體(NVM)，是一種即使斷電數據也不會(huì )遺失的電子記憶體;有線(xiàn)介面(工業(yè)標準I2C介面)，用于與主機的控制器進(jìn)行通訊，此I2C介面工作頻率高達1MHz，可確保手機與目標設備之間數據的快速傳輸。

　　第三個(gè)部分則是無(wú)線(xiàn)介面，用于與其他無(wú)線(xiàn)裝置進(jìn)行通訊，此無(wú)線(xiàn)介面與ISO14443-A通訊協(xié)議完全相容，數據速率高達106kb/s。整體來(lái)看，M24SR晶片內的EEPROM能省去外部EEPROM的需求，有助降低模組的總體尺寸及縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，因此大受業(yè)界青睞。

　　32位元微控制器 預期將成為互聯(lián)設備核心

　　在“STM32系列產(chǎn)品介紹與應用發(fā)展”此一議程中，意法半導體產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理余玟宏則說(shuō)明STM32系列具備9大產(chǎn)品系列與32個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)，涵蓋Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7等5種MCU核心，是意法半導體瞄準物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的利器，也為ST創(chuàng )造龐大營(yíng)收。意法半導體2015年公司凈收入達到69億美元。其中微控制器和數位IC事業(yè)部就貢獻22.9億美元之多。

　　預期未來(lái)的互聯(lián)設備所采用的MCU將以32位元為主，因此STM32系列是意法半導體進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)的戰斗主力。針對日趨激烈的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)爭奪戰，意法半導體提供的多元微控制器產(chǎn)品及解決方案、完整的開(kāi)發(fā)工具，以及快速支援各種產(chǎn)業(yè)需求的技術(shù)能力，將是物聯(lián)網(wǎng)應用業(yè)者在此一極端發(fā)散的市場(chǎng)中勝出的重要關(guān)鍵。

　　事實(shí)上，在物聯(lián)網(wǎng)及智慧終端應用領(lǐng)域中，意法半導體的微控制器產(chǎn)品及解決方案可說(shuō)是無(wú)所不在。自從意法半導體于2007年推出第1顆Cortex-M內核的STM32系列微控制器開(kāi)始，經(jīng)過(guò)10年的長(cháng)期耕耘，至2015年底累積出貨量已突破10億顆，堪稱(chēng)全球32位元微控制器成長(cháng)最快的品牌，現今更獲得越來(lái)越多物聯(lián)網(wǎng)應用業(yè)者的采用。意法半導體并預計在明年量產(chǎn)STM32 H7。

　　力推開(kāi)放式開(kāi)發(fā)環(huán)境 加速系統設計

　　為推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)快速普及，意法半導體堅持開(kāi)放式開(kāi)發(fā)環(huán)境，以快速滿(mǎn)足客戶(hù)的嵌入式系統設計需求，STM32開(kāi)放式開(kāi)發(fā)環(huán)境(Open Development Environment;ODE)就是因應需求而推出。推出一年多以來(lái)，此開(kāi)發(fā)平臺已成為功能完整的整合開(kāi)發(fā)生態(tài)系統。

　　STM32開(kāi)放式開(kāi)發(fā)環(huán)境是以STM32 ARM Cortex 32位元微控制器為基礎，環(huán)境包含全套的功能擴展板，讓使用者能夠在開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品上輕松增加感測器、通訊介面、電源管理、動(dòng)作控制和致動(dòng)，以及訊號轉換功能。

　　此外，STM32 ODE還包含預先整合的套裝軟體、評估平臺和參考設計，適用于多種嵌入式系統應用。模組化硬體結合完整的軟體，讓設計人員能夠快速開(kāi)發(fā)原型，順利地將創(chuàng )意轉化成終端設計。

　　發(fā)展至今，除了與Arduino Shield的擴展板相容外，開(kāi)發(fā)環(huán)境共有20余款STM32 Nucleo開(kāi)發(fā)板和20余款STM32 Nucleo擴展板，為開(kāi)發(fā)人員提供開(kāi)發(fā)智慧物件和物聯(lián)網(wǎng)應用所需的全部功能。

　　其中包括“處理”，也就是最佳化選擇，設定正確的功耗、記憶體容量和微控制器周邊設備等;“感測”，9軸MEMS動(dòng)作感測器、環(huán)境感測器、近距離感測器、測距感測器和MEMS麥克風(fēng);“連接”，低功耗藍牙、Wi-Fi、NFC和Sub-GHz射頻;“動(dòng)作控制和致動(dòng)”，DC馬達驅動(dòng)器、步進(jìn)馬達驅動(dòng)器、三相DC無(wú)刷馬達驅動(dòng)器;“訊號轉換”，透過(guò)運算放大器調整訊號;此外，不只是硬體，STM32 ODE還結合了開(kāi)發(fā)板和擴展板，以及完整的同類(lèi)軟體發(fā)展環(huán)境。

　　MCU通過(guò)標準認證 確保物聯(lián)網(wǎng)安全

　　意法半導體技術(shù)行銷(xiāo)經(jīng)理閻欣怡則針對物聯(lián)網(wǎng)安全提出說(shuō)明，她指出意法半導體的安全MCU經(jīng)過(guò)最新安全標準認證及支付相關(guān)認證(通用準則EAL6+、EMVCo、CuP)，涵蓋了接觸式和非接觸式通信的完整范圍介面，包括ISO/IEC 7816、ISO/IEC 14443 A類(lèi) & B類(lèi)、NFC、USB、SPI和I2C。

　　她并且強調，在快速發(fā)展的互聯(lián)數位世界中，安全顯得更為重要，物聯(lián)網(wǎng)中的每一臺裝置，包括智慧電視、智慧冰箱、智慧咖啡機等都有可能被駭客入侵，因而引發(fā)危害事件，而意法半導體所推出安全微控制器和安全型完整解決方案，可以保護使用者的隱私安全，讓物聯(lián)網(wǎng)能加速普及。