EEPROM память от ST

Октябрь 2013

Стандартная EEPROM память

Портфолио EEPROM от ST 8

• Серия М24 • I2C интерфейс • 1 Кбит – 2 Мбит • 400кГц или 1МГц

• Серия M95 • SPI интерфейс • 1 Кбит – 2 Мбит • 2 МГц - 20МГц

• Серия M93 • Microwire интерфейс • 1 Кбит – 16 Кбит

Общие параметры EEPROM 9

• 4 М циклов записи/стирания одного байта

• 200 лет сохранность данных

• Объем от 1 кБит до 1 Мбит

• SPI, I2C и Microwire интерфейсы

• 1.6 В – 5.5В

• От -45 от +85 температурный диапазон

• Автомобильная сегмент до +150, AEC-Q100 и PPAP

• Корпуса DIP-8, SO8, TSSOP8, UFDFPN8, WLCSP

CMOSF8H+

Таблица партнамберов EEPROM 10

EEPROM память с двойным

интерфейсом (RF/I2C)

Портфолио NFC/RFID решений ST

NFC/RFID метки Линейка LRxx

• Стандарт ISO15693

• От 1 кБит до 64 кБит

NFC/RFID метки с I2C интерфейсом Линейка M24LRхх

• Стандарт ISO15693

• I2C, Energy Harvesting (M24LR)

NFC/RFID транспондер Микросхема CR95HF

• Режим записи/чтения, поддержка NFC tags type 1-4 и ISO15693

• SPI/UART интерфейс

NFC трансивер STRFNFCA

• Чтение/Запись, Эмуляция карты & совместимость с P2P NFC

• Mifare reader management (комбинация со специализированным контроллером ST)

NFC контроллер ST21NFCA – ST21NFCB

• Чтение/Запись, Эмуляция карты & совместимость с P2P NFC

• Совместимость с Android “Ice Cream Sandwich” & WIN8

NFC для объектов и

идентификации места

Зашифрованные NFC

для не мобильных

приложений

NFC для

потребительской

электроники

Зашифрованные NFC для

мобильных приложений

NFC для разработки

считывателей

Портфолио ST памяти NFC / RFID и трансиверов

Динамические

метки NFC

Оптимизация по

диапазону и

energy harvesting

M24LR

серия

ISO15693 (метка)

1.8VВ5.5В

400 кГц I2C

4K-64 кБит

Energy Harvesting

32-бит пароль

M24SR

серия

ISO14443 (метка)

2.7В-5.5В

1MГц I2C

4K-64 кБит

Для автомобилки

128-бит пароль

Динамические

метки NFC

Оптимизация по

скорости и

автомобильных

приложений

STRF/95HF

серия

Reader/Card/P2P

ISO14443/

ISO15693

2.7В-3.3В

2MГц SPI

256 байт RAM

Трансиверы

NFC

поддерживают

все режимы NFC

13

EEPROM c радиоинтерфейсом

Низкопотреблящий I2C

интерфейс

Уникальная функция Energy Harvesting

Высоконадежная EEPROM память

Цифровой выход для

микрокнтроллера

RFID и NFC совместимые

RF интерфейсы

14

EEPROM с RF интерфейсом - M24LR

Последовательный интерфейс:

низкопотребляющий I2C Energy Harvesting от RF

• RF интерфейс:

• Long range RFID

• NFC (ISO15693)

• Портфолио • Объем памяти 4-кБит, 16- кБит и 64-кБит

• Широкий выбор корпусов

M24LR04E

(4-кБит)

M24LR16E

(16-кБит)

M24LR64E

(64-кБит)

MLP8

TSSOP8

SO8

15

15

Установка параметров

Ключи активации

Производство и

Логистика

Заводские параметры

Калибровка

Для кого разработан данный продукт?

Профайл пользователя

Информация для загрузки

и выгрузки

Пользователи

Регистраторы данных

Персонализация

²

Сервисы

Лог событий

Калибровка

Сервис

Сервис &

Обслуживание

EEPROM с двойным интерфей

сом

RFID

RFID

NFC

16

Целевые приложения

Пользователь

ские приборы

Phone / tablet

аксессуары Бытовые

приборы

Периферия

Медицина

Митеринг

Dataloggers

Электронные

ценники

Смарт карты

Игры

17

EEPROM с двойным интерфейсом – как это

работает? • В основе пассивная RFID технология

• Добавьте 13.56 МГц индуктивную антенну в свой дизайн PCB

Нет необходимости в батарейном

питании для работы с RF EEPROM

в режиме обмена данными по RF

RF EEPROM M24LRxx

Индуктивная антенна

19

Идентификаторы

Данные о эксплуатации

Лог событий

Информация пользователя

Настройки пользователя

Данные приложения

EEPROM с двойным интерфейсом…

Новые возможности управления параметрами

Wireless

Идеально для

управления

конфигурации

прибора !

20

• ID модели

• Серийный номер

• Завод изготовитель

• Дата

• Версия BOM

• Версия встроенного ПО

Статичная информац

ия

• Информация о вскрытии

• Лог ошибок или событий

• Отслеживание критических компонентов

• Отчеты о обслуживании

Динамичная

информация

EEPROM с двойным интерфейсом…

клиентский сервис

Радио доступ работает в

случае отсутствия

основного питания!!!

23

EEPROM с двойным интерфейсом…

Приложения с отсутствием батарейного питания

Инновационная функция energy harvesting позволяет

проектировать устройства с отсутствием батарейного

питания !

Несколько мA на ~2В

позволяют запитать

ваш MCU и всю

плату в целом!!!

26

Считыватель RFID

или

Телефон с NFC

M24LRxxE Vout Hello!!

EEPROM с двойным интерфейсом…

Заключение Управление

конфигурацией

устройства

Увеличенный срок

службы батареи

Улучшение

потребительских

свойств продукта

Расширенный

сервис клиента

Дизайн без

батарейного

питания

28

Подробнее о M24LRxx

M24LR04E, M24LR16E, M24LR64E

4-Kbit

or

16-Kbit

or

64-Kbit

EEPROM

I2C

protocol

RF

protocol

SDA

SCL

VCC

GND

ISO 15693

радиоинтерфейс

I²C интерфейс

(1.8-5.5В, 400кГц)

64-bit UID

VOUT Power

extraction

Vout

(energy harvesting )

AC1

AC0

RF WIP_BUSY RF WIP_BUSY

(Цифровой выход)

Power

management

and

I2C/RF

arbitration

unit

32

M24LR64 блок диаграмма

EEPROM

I2C

protocol

RF

protocol AC0

AC1

E0

E1

SDA

SCL

VCC

Power

management

and

I2C/RF

arbitration

unit

GND

ISO 15693 RF интерфейс

- Пром стандарт

- Пассивная технология RFID

- высокая скорость

(до 53 Kбит/с)

Интерфейс I²C

- Пром стандарт

- 1.8-5.5В, 400кГц

64-Kбит

EEPROM

Арбитраж

I²C/RF

Схема

защиты

паролем

64-bit UID 64-бит

уникальный

идентификато

р

Power

extraction

33

Типы корпусов SO8N TSSOP8 UFDFPN8 (MLP8)

From typical industrial drawings

Толщина корпуса 1.75 мм Толщина корпуса 1.2 мм Толщина корпуса 0.6 мм

Стандарт ISO15693 (13.56MГц) 36

• Не лицензируемый стандарт с несущей частотой 13.56 МГц

• Используется амлитудная модуляция

• Девиация частот 424 КГц

• Максимальная дальность обмена данными от 10 см до 1м

• Скорость передачи данных от 1.6 кБит – 26.6 кБит(В M24LR

порядка 55 кБит)

Стандарт ISO15693 (13.56MГц)

Нет влияния диапазонов

Мобильных телефонов, bluetooth,

wifi, zigbee, …

Радио «нулевой мощности» (*)

(низкая скорость и «малый»

диапазон)

RF-хост может идентифицировать и обмениваться

данными с несколькими M24LR64, соединенных

параллельно

ISO15693 – устоявшийся

промышленный стандарт

(*) энергия берется от RF -хоста

13.56 MГц частотный диапазон

(Промышленность, медицина, наука)

37

• ISO15693 протокол позволяет общаться с:

• Одно устройство

среди многих

(выбранный UID)

Поддержка мульти устройств

• Несколько устройств

среди многих

(все AFI)

M24LR64

UID0

M24LR64

UID1

M24LR64

UID2

M24LR64

UID3

M24LR64

UID4 M24LR64

UID5

M24LR64

UID6

M24LR64

UIDn

RF host

M24LR64

UID0

M24LR64

UID1

M24LR64

UID2

M24LR64

UID3

M24LR64

UID4 M24LR64

UID5

M24LR64

UID6

M24LR64

UIDn

RF host

M24LR64

UID0, AFI1

M24LR64

UID1, AFI0

M24LR64

UID2, AFI1

M24LR64

UID3, AFI0

M24LR64

UID4, AFI0 M24LR64

UID5, AFI1

M24LR64

UID6, AFI0

M24LR64

UIDn, AFI0

RF host

• Все устройства

среди многих

(Все UID)

38

M24LR64

UID и схема защиты

• 64-Kбит пользовательской памяти

• 64 независимых сектора по 1 кБит

• Права доступа по RF

• Набор 3 x 32-бит паролей

• Каждый сектор м.б. защищен одним из 3х паролей

• Каждый сектор м.б. защищен от Записи, Чтения или от Записи/Чтения

• 32-бит пароль

• 32 бит = более 4 триллиона

комбинаций

Sector 0

…..

Sector 1

Sector 2

Sector 63

Sector 3

Sector 4

64-bit UID

Sector 62

Sector 61

Sector 5

1 1 2 3 /R

/W

RW

1 /R/W

RW

2 /R/W

RW

RW

3 /R Более подробно в AN3002

1

39

Преимущество 3 паролей

• Идеальное решение для

мульти пользовательского

режима

• Один ключ для Uder1 (например

для производства)

• Второй ключ для User2

(например для сервисменов)

• Один ключ для Users1 и User 2

• «Открытые» данные

3

2

1

M24LR64

Sector 0

…..

Sector 1

Sector 2

Sector 63

Sector 3

Sector 4

64-bit UID

Sector 62

Sector 61

Sector 5

1

2

2

3

3

1

Manufacturer

Private data

Service Provider

Private data

Public data

Shared

Private data

40

• Каждый чип M24LRхх имеет на борту Уникальный 64-бит ID (UID)

• Программируется и записывается при производстве

• 64-бит UID м.б. использован для расчета пароля для каждого чипа памяти M24LRхх!

• Пример: MyFunction = Поменять местами байт

Интеллектуальная защита данных

MyPassword = MyFunction (UID)

Создайте уникальный пароль для каждого чипа памяти M24LRxx

Также использовать контрольную сумму и защитить содержимое памяти

UID = 00 01 02 03 04 05 06h Pwd = 06 00 01 02 03 04 05h

UID = 70 71 72 73 74 75 76h Pwd = 76 70 71 72 73 74 75h

UID = 70 71 72 73 74 75 76h Pwd = 76 70 71 72 73 74 75h

41

M24LR64 – очень низкое потребление

M24C64 (serial) M24LR64 (dual)

Icc – потребление при записи,

2.5В

5 мA 0.4 мA

Icc – потребление при чтении,

2.5В

2 мA 0.2 мA

42

• Когда функция Energy Harvesting активирована, память M24LR16

может вырабатывать энергию для внешних компонентов

M24LR16E Energy Harvesting?

RF host

Other

components

M24LR16E

Extra Energy

VOUT pin

43

WIP/BUSY цифровой выход

– осуществляется запись данных

• Когда установлен бит « RF Write In Progress », ножка RF

WIP/BUSY переключается во время программирования памяти

RF-хостом

RF host

MCU

M24LR16E

RF WIP/BUSY pin

RF WIP/BUSY pin

Программирование

памяти RF-Хост M24LR

программирование

Примечание:

• Данная функция позволяет MCU

контролировать момент изменения контента

памяти RF-Хостом

44

• Когда устанавливается « RF Busy », ножка RF WIP/BUSY

переключается на время работы памяти с RF диапазоном

RF host

MCU

M24LR16E

RF WIP/BUSY pin

RF WIP/BUSY pin

Active Обмен данными

RF M24LR

Примечание:

• Контроль MCU, когда RF-хост осуществляет

передачу данных с M24LR

• Экономия энергии, не нужно опрашивать I²C

на предмет готовности M24LR

RF WIP/BUSY цифровой выход

– Порт RF занят 45

Реализация антенн

Плюсы • Близость антенны к

поверхности корпуса

• Лучший диапазон

• 2-уровневый PCB

дизайн!!!

Минусы • Дополнительные

сложности монтажа

Pros • Минимум места

• Стандартный компонент

(4.7мкГ)

Минусы • Ограниченный диапазон

• Чувствительность к

антенне считывателя

Плюсы • Интеграция и

компактность решения

Минусы • Дополнительные

требования к размерам

платы и корпусу

Интеграция антенны

I2C

Катушка Внешняя На плате

47

Еще 1 вариант антенны

• На примере снизу еще один вариант PCB антенны -

«петлевая/рамочная антенна»

Рамочная антенна

48

• ST предоставляет документацию, помогающую самостоятельно рассчитывать антенны:

• Application note

• AN2972 - расчет антенн для M24LRхх

• AN3178 – использование индуктивности в качестве антенны

• ПО

• ПО и расчеты в Exel для расчета всех параметров антенн

• Опорные дизайны

Варианты антенн от ST

Back to

Main Menu

ROBOT-M24LR16E-A

ANT1-M24LR16E

ANT2-M24LR16E ANTx-M24LR-A

49

RF считыватели

• Коммерческие ISO15693 RFID считыватели,

доступны от партнеров ST

• Микросхема трансивера 13.56 MГц от ST

• Мобильные телефоны поддерживающие стандарт

ISO15693 с функцией NFC

• Отладочные платы от ST

4 варианта RF считывателя 51

• Стандарт ISO15693 на 13.56 MГц

• Существует много форм факторов с рироким диапазоном по функционалу и цен

Коммерческие RF считыватели

Conveyor tunnel reader

Pad antenna

Gate antenna

Handheld reader

RFID reader

Paddle reader

Tunnel station

52

Коммерческие RF считыватели

• ST имеет группу партнеров поддерживающих M24LRхх.

• Полный список на www.st.com/dualeeprom

53

• Полная поддержка ISO15693 – микросхема CR95HF от ST

• Библиотеки

• Опорные дизайны

• Application notes

Микросхема CR95HF

Хост

контроллер

ISO15693

Библиотека

памяти

Опция - AES

библиотека ( для STM32

UM0586)

Встроенное в

MCU

шифрование

UART

SPI

Вы можете разработать собственный RF считыватель

54

M24LR64, M24LR16E, M24LR04E 4-Kbit, 16-Kbit and 64-Kbit

Dual I/F EEPROM

LRi1K, LRi2K, LRiS2K, LRiS64K 1, 2 and 64-Kbit ISO15693

RFID tag ICs

Демо- платы с поддержкой CR95HF-A

CR95HF драйвера (ANSI C) - Исходные коды для CR95HF drivers.rar

- Application note AN3355

Схема и гебера - Схема (0017031-B-SCM.pdf)

- Гербера (0017031-B-Gerber.zip)

Дизайн антенны -Application note AN3394

-Инструмент для расчета антенн

ПО для демонстрации - M24LRxx Application Software 2.0.zip

55

USB

• Оптимальное решения для разработчиков и демонстрации

• Коннект напрямую с USB ПК, также специальное ПО для ПК

Хост

ПК

Демо-кит PLUG-CR95HF-B

• Идеальное решения для разработки

• Прямое соединение с вашим дизайном (SPI, UART) или

отладочной платы с вашим MCU

56

Хост

контрол

лер

SPI

UART

CR95HF драйвера Исходные коды для CR95HF drivers .rar

Файлы схем и гербера - Схема (PLUG-CR95HF-B.pdf)

- Гербера (PLUG-CR95HF-B-Gerber.zip)

Дизайн антенн -Application note AN3394

- Специальный инструментарий для

расчета антенн

Фильтр

EMI

Телефоны с NFC с поддержкой ISO15693

• HTC one X

• Google Nexus S

• Samsung Galaxy S2 NFC version l9100G

• Samsung Galaxy S3 (T999,l535,l747)

• Samsung Galaxy S2 skyrocket HD

• Samsung Galaxy S2 skyrocket i727

• Samsung Galaxy Nexus (I9250,l9250m)

• Samsung Galaxy Note ( N7000, l717, T879)

• Samsung Galaxy Note 2 N7100

62

• LG-LU6200 (only Korea)

• LG Optimus LTE2

• LG Optimus LTE Tag

• LG Optimus Vu (F100S)

• LG Optimus Vu II

• LG LS970 eclipse 4G LTE

• Sony Xperia

Also Google Nexus 7 tablet

NfcV-ридер

доступен на

GooglePlay

Параметры антенн RF

• RFID система комбинаций различных параметров:

• Размер антенны считывателя

• Мощность считывателя

• Размера антенны M24LR64 и частота настройки

• Отношение считывающей антенны к антенне M24LR64

• Окружения (метал, PCB, несколько антенн рядом,…)

• Фактический диапазон чтения и записи зависит от

каждого параметра, перечисленного выше

RF –диапазон, влияние факторов 72

• Для ручного расчета антенны – AN2972 со всеми выкладками и

формулами для различных форм антенн – круглая, спираль,

квадратная

• Специальное ПО для расчета прямоугольных антенн

• Excel расчеты цепочек согласования и антенн

Расчет антенн 73

ISO15693 расчет рабочего диапазона

(Практическое правило)

Антенна считывателя

M24LR64 антенна

(Формат кредитной карты)

~D

Диапазон чтения и записи пластиковой карты примерно

равен длине диагонали антенны считывателя

74

Измерение диапазона M24LR64 с DEVKIT-

M24LR-A

ANT1-M24LR-A

Формат кредитной

карты

(4.5cм x 7.5cм)

D1=

45cм

max

ANT2-M24LR-A

(2cм x 4cм)

D2=

24cм

max

Антенна считывателя

76

Измерения на открытом воздухе с отсутствием металлических

поверхностей вблизи антенн

Измерение диапазона M24LR64 с

DEMOKIT-M24LR-A

ANT1-M24LR-A

Формат кредитной карты

4.5cм x 7.5cм

D1=

19cм

max

Измерения на открытом воздухе с отсутствием металлических

поверхностей вблизи антенн

ANT2-M24LR-A

2см x 4см

D2=8см max

Антенна считывателя

77

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

SMD 4.7µH - 4.5mm diam.

SMD 4.7µH - 5.8mm diam.

SMD 4.7µH - 7.8mm diam.

SMD 4.7µH - 9.8mm diam.

15x15 double sided etched

20x40mm etched 45x75mm etched

Диапазон чтения (cм) VS Тип антенны

ANT3-M24LR-A

ANT2-M24LR-A

ANT1-M24LR-A

ANT7-M24LR-A

78

Влияние расположения антенн

считывателя и метки 79

Dual Interface EEPROM

Nomenclature for package delivery

M24 LR 16E-RMN6T/2

Serial Interface

Type RF Interface

Type Memory

Size

M24 : I2C interface

LR: Long range / 13.56MHz - ISO 15693

in user K bits

04 available

16 available

64 available

Operating

Voltage

R: 1.8V-5.5V

Package

Internal Tuning

Capacitance

2: 27.5pF

Operating

Temperature

6: - 40C / +85C

Tape

&

Reel

E: energy harvesting

82