1. 前言
NCF3321 是世平集团代理的 NXP 所研发的新一代车规级 NFC 前端 IC，相比上代 NFC 前端 IC 性能提升巨大、支持多类型多协议卡检测、支持手机模拟 NFC 识别、支持手机与卡共同检测、宽范围工作温度工作更加稳定。
NCF3321 是一款高度集成的高性能、完全符合 NFC 论坛标准的 13.56 MHz 非接触式通信前端 IC，它采用了出色的调制和解调概念，完全集成了不同类型的非接触式通信方法和协议。NCF3321 可确保与下一代 NFC 手机的最大程度的互操作性。NCF3321 针对门把手应用进行了优化，并实现了具有超低功耗卡检测的大功率发射器功能。
卡保护应用是 NFC3321 重要应用功能之一，该功能结合无线充电业务共同运行可以有效识别卡片并在运行过程中给予主控 MCU 允许充电\禁止充电指令可以有效保护卡片不会因无线充电而烧毁。由于硬件天线电路设计不同卡保护功能在程序中需要根据天线的不同而测试调试阈值，本文将简单叙述测试调试阈值方法。
2. 前期准备
2.1 硬件准备
由于天线设计不同导致天线内磁场强度存在差异，卡片或手机放入天线不同区域内造成不同程度的磁场失谐，该失谐由 NCF3321 通过 ADC 检测传输到主控 MCU 的程序运行中反映为相位改变，卡保护功能识别手机与卡片以最大或最小相位值为标准，因此需要将天线分为多个区域使用一张卡片或手机对天线不同覆盖区域进行测试统计其相位值。
图2.1 天线区域分割示意图
2.2 软件准备
- 编译器：GCC ARM Embedded 6.3.1 20170509
- IDE：S32 Design Studio for ARM 2018.R1
- 配置工具：EB Tresos Studio v24.0.1 b180321-0610
- 用于 AUTOSAR、AnfcRL 的汽车 NFC 读取器库包：AnfcRL_TS_T40D2M10I1R0
- 用于 S32K144 AUTOSAR4.3 驱动包：S32K14X_MCAL4_3_RTM_1_0_1
- Gnuwin32 (version 3.81)
- GNU Arm Embedded Toolchain (Version 7-2018-q2-major)
- 卡保护应用工程：aNfc_S32K144_CardProtection
备注：IDE、EB、NFC 读取器库包、MCAL 等软件组件与代码工程包需要在 NXP 官网申请权限进行下载。
3. 阈值调整
3.1 导入工程
在 S32DS 内导入 CardProtection 工程，右击工程名称选择 Properties 选项，在 C/C++ General 下 Paths and Symbols 内 #Symbols 下 GNU C 选项内添加 DEBUG_ANALOG 宏定义，该宏定义用以打开卡保护功能检测到卡片时天线磁场失谐传递给 MCU 的相位数据信息。
图3.1.1 导入 S32K144 CardProtection 工程
图3.1.2 添加 DEBUG_ANALOG 宏定义
图3.1.3 卡保护检卡细节图
3.2 修改数值讲解
卡保护功能调整的阈值是 detune_meas.c 的 LENIENT_THRESHOLD 和 STRICT_THRESHOLD 两个变量的值。LENIENT_THRESHOLD 值为单个设备识别检测值，log 打印的 delta phase 大于 LENIENT_THRESHOLD 设定值识别为 Card，小于设定值则被识别成 phone；STRICT_THRESHOLD 设定值为一个手机加一张卡或多张卡等多个 NFC 设备测试识别值。
图3.2.1 修改阈值变量说明图
3.3 举例
开始 LENIENT_THRESHOL 的值是 4200， iphone11 手机放上去检测被识别成 Card 并给出 PROHIBIT CHARGING 结果，通过 log 打印得出 delta phase 是 7031，如果要卡保护功能正确识别手机则需要将 LENIENT_THRESHOLD 阈值调大，大于 7031 ，我们改成了 8000，再次放上 iphone11 卡片弹窗确认选择一张卡，测试结果如下，识别成为 phone 并给出 ALLOW CHARGING 结果。
图3.3.1 修改阈值结果图
同理如果是多个 NFC 设备则修改 STRICT_THRESHOLD 变量值即可。
由于天线设计存在盲区，建议按照硬件准备章节将天线分成多个区域，使用卡片或手机进行多次检测总结多个 delta phase 值评测修改阈值。
综上所述 NCF3321 为卡保护应用阈值修改讲解，通过修改可准确识别手机、单卡与多卡情况并给出禁止充电、允许充电命令。如想了解更多资料与设计，请联系我们 [email protected]。
4. 参考文献
[1] DS787721-Data Sheet NCF3321(2.1).pdf，NXP
[2] UM-SCA11222-AUTOSAR_Demonstration_Guideline_for_aNFC_Reader_Library.pdf，NXP
[3] WCT-15WTXAUTOS13V2 Install User Guide(WCT15WTXAUTOSBUG).pdf，NXP
[4] UM-SCA11840-RTD_AUTOSAR_Demonstration_Guideline_for_aNFC_Reader_Library.pdf，NXP
如有更多需求，欢迎联系大联大世平集团 ATU 部门：[email protected] 作者：Hobo
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