NTAG213F/216F：NFC領(lǐng)域的創(chuàng)新之選

在當(dāng)今的電子世界中，近場(chǎng)通信（NFC）技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用，從移動(dòng)支付到設(shè)備配對(duì)，NFC的應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展。NXP Semiconductors推出的NTAG213F和NTAG216F這兩款符合NFC Forum Type 2 Tag標(biāo)準(zhǔn)的IC，無疑為NFC應(yīng)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。

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一、產(chǎn)品概述

NTAG213F和NTAG216F是NXP Semiconductors為電子應(yīng)用領(lǐng)域精心打造的NFC Forum Type 2 Tag產(chǎn)品。它們適用于連接切換、藍(lán)牙簡(jiǎn)單配對(duì)、Wi-Fi受保護(hù)設(shè)置、設(shè)備認(rèn)證、游戲等多種場(chǎng)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(chǎng)檢測(cè)、睡眠模式、快速讀取命令以及可配置的密碼保護(hù)等。同時(shí)，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(shè)計(jì)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(shí)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(dāng)NTAG21xF處于RF場(chǎng)中時(shí)，高速RF通信接口允許以106 kbit/s的波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.2 簡(jiǎn)單部署和用戶便利

• 快速讀取能力：只需一個(gè)FAST_READ命令就能掃描完整的NDEF消息，大大減少了通信時(shí)間開銷。
• 改進(jìn)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(jìn)行設(shè)計(jì)和替換。
• 場(chǎng)檢測(cè)功能：基于開漏實(shí)現(xiàn)，僅需一個(gè)上拉電阻，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

2.3 安全性

• 唯一的UID：每個(gè)設(shè)備都有制造商編程的7字節(jié)UID，確保了設(shè)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(yè)都有可現(xiàn)場(chǎng)編程的只讀鎖定功能，可對(duì)特定頁(yè)面進(jìn)行保護(hù)。
• 基于ECC的原創(chuàng)簽名：采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓曲線密碼學(xué)（ECDSA算法），可驗(yàn)證標(biāo)簽是否由NXP Semiconductors制造。
• 32位密碼保護(hù)：防止未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)存操作，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)的安全性。

2.4 場(chǎng)檢測(cè)

NTAG21xF產(chǎn)品系列具有基于開漏的RF場(chǎng)檢測(cè)功能，可通過不同的RF信號(hào)或動(dòng)作觸發(fā)：

• 任何RF場(chǎng)存在時(shí)
• 首次幀開始（通信開始）時(shí)
• 標(biāo)簽被選中時(shí)

相應(yīng)的輸出信號(hào)可作為中斷源，用于喚醒嵌入式微控制器或觸發(fā)進(jìn)一步的操作，如藍(lán)牙和Wi-Fi配對(duì)。

2.5 睡眠模式

SLEEP模式允許連接的電子設(shè)備通過將場(chǎng)檢測(cè)引腳短路到地并進(jìn)行RF場(chǎng)復(fù)位來禁用NTAG21xF產(chǎn)品。這在設(shè)備電池電量過低或出于隱私考慮時(shí)非常有用，可使NTAG21xF產(chǎn)品對(duì)NFC讀取器設(shè)備不可見。

三、EEPROM特性

NTAG213F的EEPROM為180字節(jié)，組織成45頁(yè)，每頁(yè)4字節(jié)；NTAG216F的EEPROM為924字節(jié)，組織成231頁(yè)，每頁(yè)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(yè)每頁(yè)都有可現(xiàn)場(chǎng)編程的只讀鎖定功能，16頁(yè)之后，NTAG213F每?jī)身?yè)、NTAG216F每16頁(yè)有該功能。
• 可配置的密碼保護(hù)：可設(shè)置密碼保護(hù)，并可選擇限制不成功嘗試的次數(shù)。
• 抗撕裂支持：對(duì)能力容器（CC）和鎖定位提供抗撕裂支持。
• 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：長(zhǎng)達(dá)10年的數(shù)據(jù)保留時(shí)間。
• 寫入耐久性：100,000次寫入循環(huán)。

四、應(yīng)用場(chǎng)景

NTAG213F/216F的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，包括但不限于以下幾個(gè)方面：

• 商品和設(shè)備認(rèn)證：通過唯一的UID和安全機(jī)制，確保商品和設(shè)備的真實(shí)性。
• 呼叫請(qǐng)求和短信：可用于觸發(fā)呼叫請(qǐng)求或發(fā)送短信。
• 行動(dòng)呼吁：在營(yíng)銷活動(dòng)中，可用于引導(dǎo)用戶采取特定行動(dòng)。
• 藍(lán)牙和Wi-Fi配對(duì)：簡(jiǎn)化設(shè)備之間的配對(duì)過程。
• 連接切換：實(shí)現(xiàn)不同設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)，部分命令是NTAG21xF相對(duì)于NTAG203F新增的。

5.1 各命令詳細(xì)介紹

• GET_VERSION：用于檢索NTAG家族、產(chǎn)品版本、存儲(chǔ)大小等信息，方便識(shí)別特定的NTAG21xF產(chǎn)品。
• READ：需要一個(gè)起始頁(yè)地址，返回四個(gè)NTAG21xF頁(yè)面的16字節(jié)數(shù)據(jù)。
• FAST_READ：需要起始頁(yè)地址和結(jié)束頁(yè)地址，返回指定頁(yè)面的所有數(shù)據(jù)。
• WRITE：需要一個(gè)塊地址，將4字節(jié)數(shù)據(jù)寫入指定的NTAG21xF頁(yè)面。
• COMPATIBILITY_WRITE：為了與現(xiàn)有的MIFARE Classic PCD基礎(chǔ)設(shè)施兼容而實(shí)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(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。
• PWD_AUTH：用于密碼驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后可訪問受保護(hù)的內(nèi)存區(qū)域。
• READ_SIG：返回一個(gè)IC特定的32字節(jié)ECC簽名，用于驗(yàn)證NXP Semiconductors作為硅供應(yīng)商的身份。

六、電氣特性

6.1 限制值

超過一個(gè)或多個(gè)限制值可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成永久性損壞，長(zhǎng)時(shí)間暴露在限制值下會(huì)影響設(shè)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(chǎng)檢測(cè)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(shí)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(xì)的封裝尺寸和引腳描述在文檔中有明確說明，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)這些信息進(jìn)行布局。

八、總結(jié)

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(yīng)用提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。無論是在消費(fèi)電子、工業(yè)控制還是物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，都具有廣闊的應(yīng)用前景。作為電子工程師，我們可以充分利用這些特性，設(shè)計(jì)出更加高效、安全的NFC應(yīng)用系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們還需要根據(jù)具體需求，合理配置產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)，以達(dá)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(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。