1. 前言
NCF3321 是世平集團代理的 NXP 所研發的新一代車規級 NFC 前端 IC，相比上代 NFC 前端 IC 性能提升巨大、支持多類型多協議卡檢測、支持手機模擬 NFC 識別、支持手機與卡共同檢測、寬範圍工作溫度工作更加穩定。
NCF3321 是一款高度集成的高性能、完全符合 NFC 論壇標準的 13.56 MHz 非接觸式通信前端 IC，它採用了出色的調製和解調概念，完全集成了不同類型的非接觸式通信方法和協議。NCF3321 可確保與下一代 NFC 手機的最大程度的互操作性。NCF3321 針對門把手應用進行了優化，並實現了具有超低功耗卡檢測的大功率發射器功能。
卡保護應用是 NFC3321 重要應用功能之一，該功能結合無線充電業務共同運行可以有效識別卡片並在運行過程中給予主控 MCU 允許充電\禁止充電指令可以有效保護卡片不會因無線充電而燒毀。由於硬體天線電路設計不同卡保護功能在程序中需要根據天線的不同而測試調試閾值，本文將簡單敘述測試調試閾值方法。
2. 前期準備
2.1 硬體準備
由於天線設計不同導致天線內磁場強度存在差異，卡片或手機放入天線不同區域內造成不同程度的磁場失諧，該失諧由 NCF3321 通過 ADC 檢測傳輸到主控 MCU 的程序運行中反映為相位改變，卡保護功能識別手機與卡片以最大或最小相位值為標準，因此需要將天線分為多個區域使用一張卡片或手機對天線不同覆蓋區域進行測試統計其相位值。
圖2.1 天線區域分割示意圖
2.2 軟體準備
- 編譯器：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
- 用於 AUTOSAR、AnfcRL 的汽車 NFC 讀取器庫包：AnfcRL_TS_T40D2M10I1R0
- 用於 S32K144 AUTOSAR4.3 驅動包：S32K14X_MCAL4_3_RTM_1_0_1
- Gnuwin32 (version 3.81)
- GNU Arm Embedded Toolchain (Version 7-2018-q2-major)
- 卡保護應用工程：aNfc_S32K144_CardProtection
備註：IDE、EB、NFC 讀取器庫包、MCAL 等軟體組件與代碼工程包需要在 NXP 官網申請權限進行下載。
3. 閾值調整
在 S32DS 內導入 CardProtection 工程，右擊工程名稱選擇 Properties 選項，在 C/C++ General 下 Paths and Symbols 內 #Symbols 下 GNU C 選項內添加 DEBUG_ANALOG 宏定義，該宏定義用以打開卡保護功能檢測到卡片時天線磁場失諧傳遞給 MCU 的相位數據信息。
圖3.1.1 導入 S32K144 CardProtection 工程
圖3.1.2 添加 DEBUG_ANALOG 宏定義
圖3.1.3 卡保護檢卡細節圖
3.2 修改數值講解
卡保護功能調整的閾值是 detune_meas.c 的 LENIENT_THRESHOLD 和 STRICT_THRESHOLD 兩個變量的值。LENIENT_THRESHOLD 值為單個設備識別檢測值，log 列印的 delta phase 大於 LENIENT_THRESHOLD 設定值識別為 Card，小於設定值則被識別成 phone；STRICT_THRESHOLD 設定值為一個手機加一張卡或多張卡等多個 NFC 設備測試識別值。
圖3.2.1 修改閾值變量說明圖
3.3 舉例
開始 LENIENT_THRESHOL 的值是 4200， iphone11 手機放上去檢測被識別成 Card 並給出 PROHIBIT CHARGING 結果，通過 log 列印得出 delta phase 是 7031，如果要卡保護功能正確識別手機則需要將 LENIENT_THRESHOLD 閾值調大，大於 7031 ，我們改成了 8000，再次放上 iphone11 卡片彈窗確認選擇一張卡，測試結果如下，識別成為 phone 並給出 ALLOW CHARGING 結果。
圖3.3.1 修改閾值結果圖
同理如果是多個 NFC 設備則修改 STRICT_THRESHOLD 變量值即可。
由於天線設計存在盲區，建議按照硬體準備章節將天線分成多個區域，使用卡片或手機進行多次檢測總結多個 delta phase 值評測修改閾值。
綜上所述 NCF3321 為卡保護應用閾值修改講解，通過修改可準確識別手機、單卡與多卡情況並給出禁止充電、允許充電命令。如想了解更多資料與設計，請聯繫我們 atu.sh@wpi-group.com。
4. 參考文獻
[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
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