Dwuportowe pamięci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectronics

Dwuportowe pamięci EEPROM z NFC z oferty STMicroelectronics
Pobierz PDF Download icon

Produkowane przez STMicroelectronics pamięci EEPROM z rodziny M24LR/ SR mają niezwykłe właściwości: modyfikacja ich zawartości może odbywać się za pomocą typowego interfejsu I²C lub bezprzewodowego interfejsu radiowego, bazującego na popularnym protokole RFID (tor radiowy pracuje na częstotliwości 13,56 MHz zgodnie z ISO15693).

Interfejsy bezprzewodowe są stosowane w coraz większej liczbie aplikacji, a dzięki pamięciom M24LR/SR firmy STMicroelectronics wkraczają także w obszar dotychczas ściśle zarezerwowany dla "drutów" - komunikacji ze standardowymi pamięciami EEPROM.

Rysunek 1. Schemat blokowy typowej aplikacji pamięci z serii M24LR

Fotografia 2. Wygląd zestawu M24LR-DISCOVERY

Producent wykonał krok dalej: w niektórych wersjach pamięci interfejs radiowy zapewnia nie tylko dwukierunkową komunikację, służy on także do transportu energii z czytnika do systemu współpracującego z pamięcią EEPROM (rysunek 1). Na rysunku widać tor zasilania energy harvesting, są to: stabilizator i klucz załączający zasilanie obciążenia.

Producent oferuje trzy podstawowe rodziny pamięci EEPROM wyposażonych w interfejs radiowy (zestawienie ich najważniejszych parametrów znajduje się w tabeli 1):

Tabela 1. Zestawienie podstawowych danych i cech pamięci EEPROM z rodzin M24LR/SR

M24LR, które od strony radiowej są zgodne ze standardami ISO15693 oraz ISO18000-3 mode 1. Są przystosowane do prowadzenia komunikacji w paśmie 13,56 MHz, z prędkością z czytnika do pamięci 1,6 lub 26 kb/s (w zależności od zastosowanego kodowania) i w odwrotnym kierunku 6,6/26 lub 53 kb/s. Każda pamięć jest wyposażona w 64-bitowy unikalny identyfikator. Interfejs przewodowy I²C pracuje z prędkością do 400 kHz. Zawartość pamięci jest chroniona od strony interfejsu radiowego za pomocą 32-bitowych haseł (może być ich kilka), hasło dostępowe można wykorzystać także torze dostępu do danych od strony magistrali I²C.

M24LRxxE, których cechy użytkowe są takie same jak pamięci M24LR, dodatkowo wyposażono je w system pozyskiwania energii z toru radiowego, dzięki czemu mogą - podczas prowadzenia wymiany danych z czytnikiem - zasilać współpracujące układy. W zależności od trybu pracy i mocy toru nadawczego, moc wyjściowa toru pozyskiwania energii może dochodzić do 10 mW (1,7 V/6 mA), co w zupełności wystarcza do zasilania dobrze skonstruowanego systemu mikroprocesorowego, czego dowodzi zestaw M24LR-DISCOVERY - fotografia 2. W skład zestawu wchodzą dwie płytki, z których jedna spełnia rolę interfejsu-czytnika RFID (z transceiverem CR95HF), druga (z wyświetlaczem LCD) to system docelowy. Ta płytka jest wyposażona w pamięć z rodziny M24LR, która zasila - między innymi - mikrokontroler STM8L152C6T6.

Rysunek 3. Schemat blokowy dwuportowej pamięci M24SR zgodnej ze standardem NFC

Fotografia 4. Wygląd zestawu ewaluacyjnego ROBOT-M24LR16E-A

M24SR, które są także wyposażone w interfejs radiowy pracujący w paśmie 13,56 MHz, ale spełniają wymogi standardów NFC Forum Tag Type 4 oraz ISO/IEC 14443 Type A, co ułatwia stosowanie ich w typowych aplikacjach NFC. Schemat blokowy pamięci z rodziny M24SR pokazano na rysunku 3. Uzyskiwania prędkość transmisji danych wynosi do 106 kb/s, co wiąże się z ograniczeniem zasięgu transmisji do kilku-kilkunastu centymetrów.

Pamięci M24LR w aplikacjach energyharvesting

Pamięci z serii M24LR wyposażono w system pozyskiwania energii z pola elektromagnetycznego fali nośnej sygnału, którym są transmitowane dane z i do pamięci.

Każda pamięć z rodziny M24SR ma indywidualny identyfikator o długości 56 bitów. Zawartość pamięci M24SR jest chroniona 128-bitowym hasłem, a trwałość matrycy EEPROM wynosi (tak samo jak w pamięciach M24LR) 1 mln cykli kasowanie-zapis.

Czas bezpiecznego przechowywania danych w matrycy pamięciowej wynosi 200 lat, co jest jednym z lepszych wyników na świecie (użytkownicy pamięci M24LR mogą być spokojni o swoje dane "zaledwie" przez 40 lat). Ponadto, pamięci M24SR wyposażono w uniwersalne wyjście cyfrowe (open-drain), które użytkownik może skonfigurować jako wyjście przerwania lub sygnalizujące określony etap transmisji danych.

Fotografia 5. Zestaw startowy M24SR-DISCOVERY

Fotografia 6. Wygląd ekspandera X-CUBE-NFC1 dla płytki STM32NUCLEO

Z myślą o ułatwieniu testowania prezentowanych w artykule pamięci we własnych aplikacjach użytkowników, producent przygotował kilka tanich narzędzi startowych, które umożliwiają szybkie i łatwe zweryfikowanie ich działania. Najtańszy i bardzo efektowny, lecz stosunkowo najmniej użyteczny, jest zestaw ROBOT-M24LR16E-A (fotografia 4).

Konstruktorom zainteresowanym testowaniem aplikacji z pozyskiwaniem energii polecamy wcześniej wspomniany, dwupłytkowy zestaw M24LR-DISCOVERY. Producent przygotował także podobny zestaw dla pamięci M24SR (M24SR-DISCOVERY - fotografia 5), który występuje w dwóch wersjach: Standard Edition oraz Premium Edition. Wersję Premium dodatkowo wyposażono w moduł Bluetooth (BTM760) oraz wzmacniacz audio, dzięki którym zestaw emuluje bezprzewodowy zestaw audio, parowany z nadajnikiem za pomocą NFC.

Kolejnym tanim zestawem umożliwiającym samodzielne poznanie możliwości M24LRprezentowanych pamięci jest ekspander dla płytek NUCLEO oznaczony symbolem X-CUBE-NFC1 (fotografia 6). Jest on wyposażony w pamięć z rodziny M24SR, producent przygotował i udostępnił kompletne oprogramowanie dla mikrokontrolerów STM32 bazujące na systemie bibliotek STM32Cube (o nazwie X-CUBE-NFC1).

Producent pamięci przygotował także wiele projektów referencyjnych anten do pamięci M24SR/LR (jak na przykład zintegrowany pakiet anten MATRIX-M24SR - fotografia 7), które pozwalają na szybkie dobranie optymalnego rozwiązania dla własnej aplikacji.

Fotografia 7. Zestaw ewaluacyjny z antenami RFID dla pamięci M24LR/SR

Rysunek 8. Przykładowe ekrany aplikacji na Android do obsługi via NFC pamięci M24LRprezentowanych

Nie są to wszystkie dostępne narzędzia oferowane przez STMicroelectronics, związane z aplikowaniem dwuportowych pamięci EEPROM, w artykule skupiliśmy się na prezentacji najtańszych z nich.

Ponieważ bezprzewodowy interfejs pamięci prezentowanych w artykule jest zgodny ze standardem NFC (Near Field Communcation), stosowanym coraz częściej w smartfonach, producent przygotował bezpłatną aplikację dla systemu Android, która umożliwia wykonywanie bezprzewodowo wszelkich operacji na zawartości pamięci.

Dzięki temu do testowania pamięci wystarczy tablet lub smartfon z Androidem oraz bezpłatna aplikacja (w zależności od typu pamięci: STSW-M24SR002 dla M24SR, STSW-M24LR012 dla M24LR), której kilka ekranów pokazano na rysunku 8.

Jak widać, firma STMicroelectronics dołożyła starań, żeby umożliwić konstruktorom szybkie i niemal beznakładowe poznanie możliwości swoich pamięci EEPROM z interfejsem RFID. Zachęcamy do korzystania z tej oferty.

Piotr Zbysiński, EP

Artykuł ukazał się w
Luty 2015
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje lipiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich lipiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów