EO_450

COMM

NFC/RFID

- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015

Lettori e tag: gli elementi base di NFC/RFID

NFC/RFID è una tecnologia di comunicazione wireless

a corto raggio basata su uno standard che consente la

comunicazione tra dispositivi in contatto o posti a bre-

ve distanza gli uni dagli altri. Essa lavora a una distanza

compresa tra pochi centimetri fino a 1 metro e utilizza

l’accoppiamento induttivo, un processo che prevede il

trasferimento di energia attraverso un campo magnetico

condiviso tra i due dispositivi coinvolti. Il concetto è del

tutto analogo a quello di un trasformatore in aria (ovve-

ro senza nucleo), dove la bobina dell’antenna del lettore

rappresenta il primario e la bobina dell’antenna del tag

rappresenta il secondario. Il lettore utilizza l’induzione

magnetica per generare un campo di onde radio che vie-

ne rilevato dal tag. Di conseguenza, quando un tag è po-

sizionato in prossimità del lettore, il campo proveniente

dalla bobina dell’antenna del lettore si accoppierà con la

bobina dell’antenna del tag.

In questo modo nel tag vie-

ne indotta una tensione che

viene rettificata e utilizzata

per alimentare il circuito in-

terno del tag.

La modalità utilizzata dal

lettore per modulare il cam-

po al fine di comunicare i

dati con il tag è schematiz-

zata in figura 1. Per trasfe-

rire i dati dal tag al lettore

il circuito del tag modifica

il carico sulla sua bobina,

mentre il lettore trasmette

una portante non modu-

lata. Questa viene rilevata

dal lettore come risultato

del mutuo accoppiamento.

Questo schema di variazio-

ne del carico è denominato

modulazione del carico (load modulation). La tecnologia

NFC/RFID opera a una frequenza portante di 13,56 MHz

(frequenza di banda ISM libera in tutto il mondo) e deve

risultare conforme alle specifiche definite da alcuni stan-

dard tra cui ISO/IEC 14443 Tipi A&B e ISO/IEC 15693(2).

In questo esempio, MAX66242 è essenzialmente un inte-

grato passivo, un tag passivo che non richiede una sor-

gente di energia esterna per funzionare. Un tag passivo

sfrutta l’energia derivante dal campo elettromagnetico

del lettore. Tra le applicazioni tipiche della tecnologia

NFC/RFID si possono segnalare il controllo degli accessi,

poster “smart”, coupon e carte fedeltà, pagamenti in mo-

bilità (carte di credito contactless), biglietteria e riscos-

sione pedaggi.

Oltra a ciò, grazie all’autenticazione, i progettisti possono

raccogliere e scambiare in modo sicuro dati di calibrazio-

ne/configurazione con i loro dispostivi elettronici portatili

anche quando questi ultimi non sono in funzione o sono

scarichi. La soluzione schematizzata in figura 1 consente

a un dispositivo elettronico embedded di interfacciarsi in

modalità wireless con qualsiasi dispositivo e rete circo-

stante mediante un’interfaccia I

Sicurezza avanzata

Nelle applicazioni NFC/RFID è richiesta la presenza di nu-

merose funzionalità tra cui: sicurezza avanzata integrata

nell’autenticatore (Fig. 2), che abbina un’interfaccia NFC/

RFID wireless con un’interfaccia I

C; modalità di prote-

zione dei dati; elevata velocità di trasferimento dei dati

e funzione di energy harvesting (accumulo e riutilizzo

dell’energia). MAX66242 prevede un engine di cifratura

SHA-256 che garantisce una autenticazione di tipo chal-

lenge/response simmetrica basata su una chiave segreta

condivisa. Un buffer SRAM da 32 byte semplifica il tra-

sferimento di dati ad alta velocità mediante l’interfaccia

C. Il pin V

OUT

per l’energy-harvesting sul tag permette

di utilizzare l’antenna per accumulare energia dal campo

HF del lettore.

La sicurezza garantita dalla standard SHA-256, l’eleva-

ta velocità di trasferimento dati e la funzione di ener-

gy harvesting — ovvero le caratteristiche distintive di

Fig. 2 – Schema a blocchi funzionale del tag passivo MAX66342