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ST专家专访:畅想NFC与智能汽车之间的融合

2019-03-08
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技术干货 每日更新

     






可以说如今汽车领域的技术革新是空前的,汽车工业正在以十年前无法想象的速度发生着变化,如果你认为这只是电气化的改变,那就错了。如今,电动汽车正变得越来越主流化,随着NFC给我们的智能手机带来了新的互动,电动汽车的界面也出现了“应用化”的革新。几年前,NFC还是一个非常小众的功能。但是现在,客户强烈希望NFC能与他们的移动设备进行更多集成,而提供差异化功能的最简单方法是依赖近场通信(NFC)。

 

 

由于智能手机和手表移动支付成为了新的流行趋势,这项技术逐渐进入了公众的视野。通过在单一芯片上集成感应式读卡器,靠近阅读器,感应耦合会让阅读器获取数据并执行某些操作。随着汽车行业也正在寻找使用NFC的新方法,决策者和工程师了解这些最新的发展是至关重要的。通过对ST的两位专家——NFC/RFiD技术市场经理Giuliana Curro和Rene Wutte的专访,来了解更多关于这方面的信息,询问他们今天的汽车如何使用NFC,以及未来NFC如何让智能驾驶变得更美好。

 

NFC在汽车上的应用现状

 

如今在汽车中最常见的NFC模块有哪些?

 

Giuliana Curro:主要有三个应用位置:门把手、前后侧窗之间的B柱和车内中控台。前两各位置通过打开车门来控制进入车辆的通道,支持不同的设计。门把手内部的空间很小,因此需要更精细的组件和天线,而B柱可以使线圈增大四倍,中控台上的NFC模块有着不同的应用,它对用户的智能手机和车辆进行身份验证和配对功能,从而影响了驾驶员的位置并控制钥匙系统的点火开关。在青少年开车时父母可以设置不同的速度限制。

 

ST的汽车NFC解决方案

 

如何满足这些不同的需求?

 

Giuliana Curro:最大的麻烦是所有这些应用程序都需要完全不同的系统。ST25R3914这样的NFC阅读器IC的优点是它足够灵活,可以适应所有这些情况。工作温度在-40°C ~ 125°C之间,意味着它可以安装在汽车的任意位置。

 

它的自动天线调谐表明,任何由于环境影响而产生的天线失调都不会影响其性能,因为该组件足够智能,可以通过使用并联电容等方式调整匹配,从而优化场强度和效率。最后,ST25R3914还提供低功耗的卡检测模式,可以轻松适应任何地方的车辆,从门把手到中控台。而只有一个集成电路意味着只有一个合格的组件,从而大大简化了设计和操作。

 

解析ST的汽车生态系统

 

这些功能令人印象深刻,但竞争激烈。如何让客户选择ST的解决方案?

 

Rene Wutte: 我们不仅提供产品,还提供了应用途径。任何对ST25R3914感兴趣的人都可以获得便宜的X-NUCLEO-NFC05A1开发板,并开始快速地为其开发应用程序。此外,我们提供了一个兼容MISRA-C的固件—STSW-STM8-NFC5,开发人员可以在我们的NUCLEO-8S208RB基板上测试它。我们还提供天线匹配的图形用户界面—STSW-ST25R004,进一步促进用户发展。这种硬件和软件生态系统非常重要,它可以缩短上市时间。例如,通过仅使用X-NUCLEO,开发者可以利用自动天线调谐和超低功率唤醒序列,决定在他们的最终设计中使用相同的组件,移植他们在开发板上使用的代码。

 

未来ST汽车生态系统

 

 

STM8对于中控台来说是不是太少了?

 

Giuliana Curro:STM8AF系列为汽车应用机提供了各种各样的包装和配置,闪存范围从4 kB到64 kB,无论是在门把手,汽车B柱或中央控制台,都可以让工程师能够根据具体情况定制他们的设计。

 

 

对于开发人员来说,使用相同的MCU体系结构工作会更加的实际,因为他们可以根据自己的需要调整硬件配置。X-NUCLEO-NFC05A1的优势在于:它使开发人员更容易利用STM8开发工具来实现所有相关的硬件特性。STM8AF系列可以与NFC阅读器交互,而CAN控制器允许它与汽车的其他部分进行通信,这使它成为汽车应用程序的最佳选择。

 

畅想智能手机与汽车的融合

 

为什么汽车制造商需要这种功能丰富的NFC读卡器和MCU?

 

使用智能手机的NFC解锁汽车

 

Rene Wutte: 这反映出汽车制造商心态的转变。几年前,工程师需要说服决策者在车辆中使用NFC。然后梅赛德斯在他们的E级轿车上采用了我们的ST25R。现在,由于无键输入和智能手机配对的流行使得厂商更加重视这项技术。

 

事实上,真正的区别是设计的耐久性。一个ST25R3914 NFC阅读器和一个STM8单片机的高效性,可以让团队们使用很多年,这将使他们能够专注于车辆的其他方面,为他们每年推出一款新车型。对于在汽车显示屏和投影其操作系统和图形界面的智能手机之间起中介作用的中控台尤为重要。

未来汽车中的移动操作系统将会是什么样

 

这是否意味着中央控制台的NFC是汽车制造商信息娱乐系统终结的开始?

 

Giuliana Curro:不完全是。厂商仍然希望显示有关汽车的信息,基本的FM,并提供区别于竞争对手的界面。然而,还必须考虑到那些希望使用智能手机制造商系统的用户,他们必须提供足够强大和稳定组件,以确保这些操作系统能够在几年后充分显示在其车辆上。

 

 

这不乏有些许的创新,比如MirrorLink无线版本的普及,你将不比使用数据线把你的手机连接到汽车上,NFC可以帮助你进行初始设置。NFC可以提供新的功能,比如根据用户进行个性化定制,从而提高品牌差异性。

 

无线充电技术

 

随着NFC在汽车中的应用,设计师现在面临哪些新的挑战?

 

Rene Wutte:最直接的挑战是在中央控制台的NFC阅读器旁边使用无线Qi[1]充电系统。将这两种解决方案与汽车级别的组件集成在一个简单而有效的设计中还远远不够,但是我们已经展示了一些演示包,这将使工程师相当简单地提供这两种特性。

 

我们的合作伙伴,如ROHM,已经提供了这种交钥匙解决方案(Turnkey),其中包括一个15W功率发射机、ST25R3914和STM8A。这充分证明我们的解决方案已经改变了这个行业,我们的设计将整合未来的车辆,以满足司机和乘客当前和未来的需求。此外,在未来的设计中,ST33安全元素可单独使用,完全适用于Qi认证和数字密钥的要求。

 

符合MISRA-C[2]标准的固件

 

交钥匙解决方案的确非常棒,但是我们也听到了一些开发者的抱怨,他们必须确保他们的代码符合MISRA-C标准。

 

Rene Wutte:这就是为什么我们用于X-NUCLEO-NFC05A1的STM8固件(包括我们的ST25R3914)已经符合MISRA-C标准的原因。当开发人员利用我们的组件进行设计时,他们可以访问并使用已经满足汽车工业软件可靠性协会(MISRA)的各种免费源代码。这些指导原则本身就促进了创建安全、可靠、可移植的代码,只不过ST提供了更多的特性。我们有保护NFC (如信用卡或钥匙卡)不被Qi充电器破坏的代码,可以覆盖针对日本市场的ISO14443A、ISO14443B和FeliCa的各种卡种,并且提供蓝牙和Wi-Fi配对,帮助开发者为终端用户提供更多的需求。



[1] Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织—无线充电联盟(Wireless Power Consortium)推出的“无线充电”标准,具备便捷性和通用性两大特征。

[2] MISRA-C,汽车制造业嵌入式C编码标准,最早版本为MISRA-C:1998,该标准后来的版本增加了编码规范的覆盖范围到其他高安全性系统,当前最新版本为MISRA-C:2012.

  


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