搭載FM3產品族微控制器的 嵌入式應用RFID評估板 前 言 评估板的概要

搭載FM3產品族微控制器的 嵌入式應用RFID評估板 前   言 评估板的概要
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O
RMAT
TIION
O
搭載FM3產品族微控制器的
嵌入式應用RFID評估板
嵌入式應用基板上搭載 RFID 並與微控制器相連接,從而衍生出新的應用方式。
本篇將介紹匯集這些新應用的評估板。
前
言
對一個儲存區,可使用2個介面進行訪
评估板的概要
問。這樣,RFID的記憶體同時兼具MCU
富士通半導體開發與生產的H F高
的外置記憶體功能,不僅能夠實現與感
富士通半導體充分發揮M C U產品陣
頻帶和UHF超高頻帶RFID晶片產品,搭
測器或電子紙的連接,還可以進行M C U
容豐富的優勢,開發出了搭載F M3家族
載具有高速寫入特點的鐵電隨機記憶
的動作參數控制等,從而使RFID成為嵌
MCU的嵌入式應用RFID評估板。該評估
體(Ferroelectric Random Access
入式基板中的關鍵元器件。
板由MCU基板與搭載RFID晶片的天線基
Memory, FRAM),作為具有大容量記憶
板組成,基板間透過串列介面(S P I)
體的資料載體標籤,在各領域都得到了
連接,將搭載ARM® Cortex TM-M3的32位
廣泛應用。
元M C U F M3產品族M B9B F506R(本刊專
題介紹)與搭載串列介面的R F I D晶片
最近,我們正在開發搭載串列介
MB97R8030相連接。
面實現嵌入式解決方案的RFID。透過串
列介面,將RFID與微控制器(以下稱為
在M C U基板上搭載了溫/濕度感
M C U)相連接,可以展現出更多的應用
測器、加速度感測器、光度感測器及
可能性。為了具體實現這些可能性,此
L C D,透過M C U及I 2 C介面相連接。此
次我們開發出了應用評估板。
外,還設置了I 2 C的預留埠,以便於客
戶連接各種感測器及根據需要增添應用
功能。
面向嵌入式的
RFID 应用
若用一句話來表述,可以說RFID晶
片就是搭載射頻介面的儲存元器件。它
預置的固有ID的讀取,以及其使用者區
照片 1 外觀
資料的讀寫都可透過無線射頻進行。作
MCU 基板
天线基板
為資料載體標籤的應用,這種RFID晶片
主要用來進行資料的追溯。
然而近年來,RFID市場不斷擴展,
RFID的應用需求已經不再局限於單純的
FM3 MCU
MB9BF506R
搭载 FRAM
RFID LSI
加速度感测器
I D或儲存用途,而是逐漸多樣化,例
如,“能夠與溫度感測器和震動感測器
LCD
相連接,獲取整個流通過程的環境資
料”,“能夠與電子紙並用,實現射頻
温/湿度感测器
光度感测器
顯示的切換”等。
為了對應市場需求,富士通半導體
開發出了搭載串列介面的RFID晶片(本
刊Vol.28 No.1中有所介紹)。搭載串
列介面的RFID晶片可與MCU相連接,針
Vol.29 No.1
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在基板上,還設有易於M C U韌體調
試和更新的專用介面,可以根據客戶的
應用需求進行客制。富士通半導體還透
過各個合作供應商夥伴的開發工具,為
客戶的應用開發提供支援。
社
儲存區域的MCU動作參數,從而容易地變
更MCU的動作設定,也可以利用讀寫器刪
RFID晶片作為外置記憶體與MCU基
除歷史資料或設定資訊獲取期間等。利用
板相連接,可實現多種應用。
RFID而不是採用有線方式來變更MCU動作
圖1、圖2所示為該評估板產品的應
此外,天線基板與凸版印刷株式會
*1
我們可以利用讀寫器替換RFID特定
应用实例
用實例。
的設定,可以說具有劃時代的意義。
流通管理與設施管理
(感測器的資料記錄器)
濕度感測器、加速度感測器及亮度感測
此次,我們在MCU基板上設置了溫/
協作開發,設有天線,是U H F超高
頻帯無源型RFID標籤產品。該基板搭載
的RFID晶片的儲存區,可利用支援EPC
器,針對流通過程的環境條件監測提供應
C1G2的讀卡器進行讀寫操作,也可由
MCU透過I2C介面上連接的感測器獲取
M C U透過串列介面進行讀寫。此時,無
資訊後,將資訊寫入RFID記憶體。通常,
線射頻訪問具有優先權,因而不會發生
在韌體裡預先設置以下資訊。
進行控制的服裝以及精密裝置等的運輸過
對記憶體的雙向同時訪問。
・MCU從感測器獲取資訊的時間間隔
程中,該解決方案可用來記錄衝擊影響的
・MCU啟動後到資料獲取的感測器閥值等
歷史資料,確保產品質量與安全,並作為
R F I D晶片的記憶體採用2K位元組
用解決方案。
例如,在葡萄酒、食品、需對濕度
大容量可高速擦拭的FRAM(今年春天,
一種追踪手段加以應用推廣。此外,我們
計劃推出內建4K位元組的產品),用
透過與RFID的連接,利用射頻可以
還針對無法進行經常性監測的設施及設備
於記錄M C U基板上感測器所獲取的歷史
獲取感測器資訊,也可以對MCU訪問感測
管理提供有效的應用解決方案。將一定期
資訊、M C U的動作參數等。該基板當前
器動作條件進行變更。也就是說,MCU獲
間內監測到的環境資料記錄到RFID記憶體
支援U H F超高頻帶,今後還將支援H F頻
取的感測器資訊即時寫入RFID記憶體,而
中,在定期檢查時,利用讀寫器從日誌中
帶。
該記憶體作為資料記錄器所積累的資訊隨
讀取,可以偵測是否出現異常情況,從而
後可被RFID讀寫器獲取。
提高可維護性。
圖 1 嵌入式射頻解決方案實例
流通环境及设施管理(感测器数据记录器),电子显示的更换
各种感测器,
仪表, 显示装置
读出感测器和仪表等的计量信息
¥5,000
¥2,500
(读写器)
(PCB)
射频
2
IC
MCU
SPI
(FM3)
FRAM
更换电子显示,变更MCU 的 设 定
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Vol.29 No.1
嵌入式應用 RFID 評估板
這種作為資料記錄器的使用方法不
僅可用於流通管理方面,還可用於儀表、
發器(Trigger)來顯示,並透過RFID
外,出廠時可直接將不同的發貨地資訊寫
對感測器動作進行設定變更。
入處於包裝狀態的產品,或者銷售時將關
計量與測試儀器、保健器材等,我們期待
該評估板能成為拓展更廣泛新應用的契
機。
鍵資訊預先寫入產品,當設備啟動時,
產品生命週期管理
(製造流通的安全,防止偽造)
MCU透過獲取這些資訊進行動作設定或者
用於激活,這也是前所未有的應用。
生產和流通的可追踪性是RFID的主
要用途,將RFID與MCU相連接的嵌入式基
電子顯示內容更新
該評估板搭載L C D,可用於電子紙
及電子廣告牌等顯示裝置與R F I D的聯
板組裝到設備上,則可產生更新的應用,
即作為防止非法流通與仿製的手段。
動。“透過射頻來更新電子價簽”的實
使用RFID的優點之一是,即使處於
例比較容易理解,在此應用中,選定
包裝狀態或者在設備內部,其資料也可由
RFID特定儲存區域中的顯示資訊或顯示
讀寫器讀取。也就是說,即使RFID基板所
畫面的I D資訊,替換其資料,從而使
處的設備電源關閉,也可對其進行資料追
M C U更新其電子顯示內容。這項應用的
加等操作。
評測也可在富士通半導體的評估板上進
行。
其次,積蓄在RFID中的歷史資訊可
在機器啟動時由MCU獲取,這樣就可以將
此外,還可將感測器的動作作為觸
資訊不完全的產品識別為非法流通品。另
圖 2 嵌入式射頻解決方案實例
产品生命周期管理(制造流通的安全,防止伪造)
制造工序
检验
出货
流通
卖店
用户
完成激活
用射频将制
造履历写入
嵌入式基板
用射频写入
检验资料
在包装状态
用射频写入
出货地资料
用射频写入
流通履历
用射频写入
关键资料和
销售资料
启动时
利用关键资料
激活系统
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嵌入式應用 RFID 評估板
产品规划
富士通半導體將繼續發揮自己的優
勢,推廣從低端到高端的豐富微控制器
該評估板透過串列介面將 RFID 與
產品系列,同時發展 HF 頻帶和 UHF 頻
MCU 連接,是嵌入式射頻解決方案的一
帶 RFID 晶片以及嵌入式 RFID 解決方案
個具體作品,有望在開拓客戶新的商業
的關鍵元器件,
幫助客戶開發解決方案。
構思方面扮演重要的角色。目前正在為
其面市做準備工作,有興趣者可以與我
們聯繫諮詢。
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Vol.29 No.1
*1:“在印刷電路板上嵌入天線、組裝IC晶
片,作為RFID標籤來使用”的技術是美
國Intermec公司的專利技術。2006年凸
版印刷株式會社與該公司達成使用許可
協議。
* ARM is the registered trademark of ARM
Limited in the EU and other countries.
* Cortex-M3 is trademark of ARM Limited
in the EU and other countries.
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