ST UM2616 X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダーユーザーマニュアル

CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー
ユーザーマニュアル

コンテンツ 隠れる

1 UM2616 X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー

2 頭字語と略語

3 システムセットアップガイド

4 改訂履歴

5 重要なお知らせ – よくお読みください

6 ドキュメント / リソース

6.1 参考文献

7 関連記事

UM2616 X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー

STM6Cube 用の X-CUBE-NFC32 高性能 HF リーダー/NFC イニシエーター IC ソフトウェア拡張の概要
導入
STM6Cube 用の X-CUBE-NFC32 ソフトウェア拡張は、NFC イニシエータ、ターゲット、リーダー、およびカードエミュレーションモードをサポートする ST32R25/ST3916R25B 高性能 NFC フロントエンド IC を使用してアプリケーションを制御するための STM3916 用の完全なミドルウェアを提供します。
この拡張は、STM32Cube ソフトウェアテクノロジの上に構築されており、さまざまな STM32 マイクロコントローラ間での移植性を容易にします。ソフトウェアには s が付属していますampNUCLEO-L06R1 または NUCLEO-L08RG 開発ボードの上に差し込まれた X-NUCLEO-NFC1A053/X-NUCLEO-NFC8A476 拡張ボード上で動作するドライバーのファイル実装。
関連リンク: STM32Cubeエコシステムにアクセス web ページ上詳しくはこちら詳細情報

頭字語と略語

表1.頭字語のリスト

頭字語	説明
非対称	近距離無線通信
本物	RF抽象層
ピアツーピア	ピアツーピア
マイレージ	マイクロコントローラユニット
BSPS の	ボードサポートパッケージ
ハル	ハードウェアアブストラクションレイヤー
導かれた	発光ダイオード
SPI	シリアルペリフェラルインターフェース
SMS	Arm Cortex マイクロコントローラソフトウェアインターフェイス規格

STM6Cube用X-CUBE-NFC32ソフトウェア拡張
2.1以上view
X-CUBE-NFC6 ソフトウェアパッケージは、STM32Cube 機能を拡張します。パッケージの主な機能は次のとおりです。

ST25R3916/ST25R3916B 高性能 HF リーダー/NFC フロントエンド IC を使用してアプリケーションを構築するための完全なミドルウェアです。

SampNFC を検出するファイルアプリケーション tags P2P、カードエミュレーションモード、および読み取り/書き込みをサポートするさまざまなタイプの携帯電話と携帯電話。
SampNDEF メッセージを読み書きするファイルアプリケーション。

SampNUCLEO-L06R1 または NUCLEO-L08RG 開発ボードに接続された X-NUCLEO-NFC1A053/X-NUCLEO-NFC8A476 拡張ボードで利用可能なファイル実装。
STM32Cube のおかげで、さまざまな MCU ファミリ間で簡単に移植できます。

完全な ISO-DEP および NFCDEP レイヤーを含む、すべての主要なテクノロジの完全な RF/NFC 抽象化 (RFAL)。
無料で使いやすいライセンス条項。

このソフトウェアには、STM25 上で動作する ST3916R25/ST3916R32B デバイス用の高性能 HF リーダー/NFC フロントエンド IC ドライバーが含まれています。 STM32Cube ソフトウェア技術の上に構築されており、異なる STM32 マイクロコントローラ間での移植性を容易にします。このファームウェアパッケージには、コンポーネントデバイスドライバー、ボードサポートパッケージ、およびampX-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1拡張ボードとSTM32 Nucleoボードの使用方法を示すアプリケーション。
としてampファイルアプリケーションは、アクティブおよびパッシブデバイス検出用のポーリングループで ST25R3916/ST25R3916B を構成します。パッシブのとき tag またはアクティブなデバイスが検出されると、リーダーフィールドは、対応する LED をオンにすることによって、検出されたテクノロジを通知します。ユーザーボタンを押すことで、ST25R3916/ST25R3916Bを誘導ウェイクアップモードに設定することもできます。このポーリングループの間、ampファイルアプリケーションは、ST25R3916/ST25R3916B をカードエミュレーションモードに設定して、リーダーの存在を検出します。デモは、ST-LINK 仮想 COM ポートを使用したすべてのアクティビティをホストシステムに記録します。
このデモでサポートされている RFID テクノロジは次のとおりです。

ISO14443A/NFCA

ISO14443B/NFCB
フェリカ/NFCF

ISO15693/NFCV
アクティブな P2P

カードエミュレーションタイプ A および F

2.2アーキテクチャ
この完全準拠の STM32Cube ソフトウェア拡張により、ST25R3916/ST25R3916B 高性能 HF リーダー/NFC イニシエータ IC を使用してアプリケーションを開発できます。これは、STM32 マイクロコントローラ用の STM32CubeHAL ハードウェア抽象化レイヤーに基づいており、X-NUCLEO-FC32A06/X-NUCLEO-NFC1A08 拡張ボード用のボードサポートパッケージ (BSP) で STM1Cube を拡張します。アプリケーションソフトウェアは、次のレイヤーを介して X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードにアクセスして使用できます。
STM32Cube HALレイヤー： HAL ドライバーレイヤーは、上位レイヤー (アプリケーション、ライブラリ、およびスタック) とやり取りするための汎用のマルチインスタンス API (アプリケーションプログラミングインターフェイス) の単純なセットを提供します。これらの汎用 API と拡張 API は、共通のアーキテクチャ上に直接構築されており、ミドルウェアなどの上位レイヤーが特定のマイクロコントローラーユニット (MCU) ハードウェア情報に依存せずに機能を実装できるようにします。この構造により、ライブラリコードの再利用性が向上し、他のデバイス間での容易な移植性が保証されます。

ボードサポートパッケージ (BSP) レイヤー: STM32 Nucleo ボード上の周辺機器 (MCU を除く) のサポートを提供します。この一連の API は、LED、ユーザーボタンなどの特定のボード固有の周辺機器用のプログラミングインターフェイスを提供します。このインターフェイスは、特定のボードバージョンの識別にも役立ちます。
ミドルウェア NRF 抽象化レイヤー (RFAL): RFAL は、RF/NFC 通信用のいくつかの機能を提供します。さまざまな RF IC (既存の ST25R3911B 製品ファミリと将来の ST25R391x デバイス) が共通の使いやすいインターフェイスの下にグループ化されています。

RFAL が提供するプロトコルは次のとおりです。

ISO-DEP (ISO14443-4 データリンク層、T=CL)

NFC-DEP (ISO18092 データ交換プロトコル)
NFC-A \ ISO14443A (T1T、T2T、T4TA)

NFC-B\ISO14443B(T4TB)
NFC-F\FeliCa(T3T)

NFC-V\ISO15693(T5T)
P2P\ISO18092（NFCIP1、パッシブアクティブP2P）

ST25TB (ISO14443-2 タイプ B、独自プロトコル) 内部的には、

RFAL は XNUMX つのサブレイヤーに分割されます。

RF HL – RF 上位層
RF HAL - RF ハードウェア抽象化レイヤー
RF AL – RF 抽象化レイヤー

図 1. RFAL のブロック図

RFHL		ラファール NFC
ＲＦＡＬ	プロトコル	ISODEP				NFCDEP
	テクノロジー	NFC-A	NFC-B	NFC・F	NFC-V	ティット	T2T	タット	ST25TB
RFハル		RF
		RF 構成
		ST25R3911		ST25R3916			ST25R95

RF HAL のモジュールはチップに依存し、RF IC ドライバー、構成テーブル、およびハードウェアが物理的な RF 機能を実行するための特定の命令を実装します。発信者のインターフェイスは共有 RF ヘッダーです file これは、上位層 (すべてのチップ) に同じインターフェイスを提供します。 RFAL はさらに XNUMX つのサブレイヤーに分けることができます。

テクノロジー: すべての仕様、フレーミング、タイミングなどを実装するテクノロジーモジュール
プロトコル: すべてのフレーミング、タイミング、エラー処理などを含むプロトコルの実装。

これらに加えて、アプリケーションレイヤーは、NFC フォーラムアクティビティ (NFCC)、EMVCo、DISCO/NUCLEO デモなどの RFAL 機能を使用します。RFAL NFC モジュールは、ポーラー/リスナーデバイスとして一般的なアクティビティを実行するためのインターフェイスを提供します。 IC の最下位機能へのアクセスは、RF モジュールによって許可されます。発信者は、特定のハードウェア構成データを必要とせずに、任意の RF テクノロジまたはプロトコルレイヤーを直接使用できます。
図 2. X-CUBE-NFC6 ソフトウェアアーキテクチャ

2.3フォルダ構造

次のフォルダがソフトウェアパッケージに含まれています。

ドキュメント: このフォルダーには、コンパイルされた HTML が含まれています。 file ソフトウェアコンポーネントと API の詳細を示すソースコードから生成されます。
Drivers: このフォルダーには、HAL ドライバー、サポートされているボードまたはハードウェアプラットフォームごとのボード固有のドライバー (オンボードコンポーネントを含む)、および Cortex-M プロセッサシリーズ用の CMSIS ベンダーに依存しないハードウェア抽象化レイヤーが含まれています。
ミドルウェア: このフォルダーには RFAL (RF 抽象化レイヤー) が含まれています。 RFAL は、RF/NFC 通信を実行するために必要ないくつかの機能を提供します。 RFAL は、さまざまな RF IC (ST25R3911/ST25R3916/ST25R3916B および将来の ST25R391x デバイス) を共通の使いやすいインターフェイスの下にグループ化します。
プロジェクト: このフォルダーには XNUMX つのampファイルアプリケーションexampレ：
– Tag カード検出エミュレーション
– NDEF メッセージの読み書き

これらは、476 つの開発環境 (ARM 用 IAR Embedded Workbench、Keil マイクロコントローラ開発キット (MDK-ARM)、および STM053CubeIDE) 用の NUCLEO-L8RG または NUCLEO-L32RXNUMX プラットフォーム用に提供されています。
2.4 API
ユーザーが利用できる API に関する詳細な技術情報は、コンパイルされた CHM にあります。 file すべての機能とパラメーターが完全に記述されているソフトウェアパッケージの「RFAL」フォルダー内にあります。 NDEF API に関する詳細な技術情報は、.chm にあります。 file 「doc」フォルダに保存されています。
2.5年ampファイルアプリケーション
としてampX-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードと NUCLEOL476RG または NUCLEO-L053R8 開発ボードを使用したアプリケーションは、「Projects」ディレクトリに用意されています。複数の IDE ですぐにビルドできるプロジェクトを利用できます。このアプリケーションでは、NFC tags ST2R25/ST3916R25B 高性能 HF リーダー/NFC フロントエンド IC によって、P3916P をサポートするさまざまな種類の携帯電話が検出されます (詳細については、CHM のドキュメントを参照してください)。 file ソースコードから生成されます)。システムの初期化とクロック設定の後、LED101、LED102、LED103、LED104、LED105、および LED106 が 3 回点滅します。次に、LED106 が点灯して、リーダーフィールドが有効になったことを示します。とき tag 近接が検出されると、以下に示すように LED が点灯します。
表 2. LED 点灯 tag 検出

非対称 tag タイプ	LED点灯 tag 検出
NFC タイプ F	LED101/タイプF
NFCタイプB	LED102/タイプB
NFCタイプA	LED103/タイプA
NFC タイプ V	LED104/V型
NFC タイプ AP2P	LED105/AP2P型

リーダーが X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードに近づくと、ソフトウェアはカードエミュレーションモードに入り、コマンドタイプ ent に応じて、NFC TYPE A および/または NFC TYPE FLED をオンに切り替えます。
デフォルトでは、X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1 はデータを書き込みません。 tag、しかし、この可能性は、で定義されたプリプロセッサによって有効にすることができます file デモ.h.
カードエミュレーションとポーラーモードも同じ手順で有効/無効にできます。
ST仮想通信ポートインターフェースもパッケージに含まれています。ボードの電源を入れると、ボードは初期化され、STLink 仮想 COM ポートとして列挙されます。
図 4. 仮想 COM ポートの列挙

仮想 COM ポート番号を確認した後、以下に示す構成で Windows ターミナル (HyperTerminal など) を開きます (有効なオプション: Implicit CR on LF, if available)。

ターミナルウィンドウは、接続が成功したことを確認するために、以下に示すようないくつかのメッセージを返します。
図6. X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードの初期化成功

2番目のampファイルアプリケーションは、「STM32L476RGNucleo_Polling」という XNUMX 番目のプロジェクトターゲットを選択することで利用できます。TagDetectNdef”.このアプリケーションは、NDEF メッセージを管理します。 tags.

ファームウェアが起動すると、コンソールログにメニューが表示されます。
ユーザーボタンを使用すると、NDEF コンテンツの読み取り、テキストレコードの書き込み、

URI レコードの書き込みとフォーマット tag NDEF コンテンツ用。
デモを選択したら、 tag デモの実行を確認します。

図 7. X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードのユーザーボタンオプション

システムセットアップガイド

3.1ハードウェアの説明
3.1.1STM32 ニュークレオ
STM32 Nucleo 開発ボードは、ユーザーが任意の STM32 マイクロコントローララインでソリューションをテストし、プロトタイプを構築するための手頃な価格で柔軟な方法を提供します。 Arduino 接続サポートと ST morpho コネクタにより、STM32 Nucleo オープン開発プラットフォームの機能を簡単に拡張でき、幅広い専用拡張ボードから選択できます。 STM32 Nucleo ボードには、ST-LINK/V2-1 デバッガー/プログラマーが統合されているため、個別のプローブは必要ありません。 STM32 Nucleo ボードには、包括的な STM32 ソフトウェア HAL ライブラリと、さまざまなパッケージソフトウェア ex が付属しています。ampさまざまな IDE 用のファイル (IAR EWARM、Keil MDK-ARM、STM32CubeIDE、mbed、および GCC/LLVM)。すべての STM32 Nucleo ユーザーは、次の mbed オンラインリソース (コンパイラ、C/C++ SDK、および開発者コミュニティ) に無料でアクセスできます。 www.mbed.org 完全なアプリケーションを簡単に構築できます。
図8.STM32Nucleoボード

X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボード X-NUCLEO-NFC06A1
NFC カードリーダー拡張ボードは、ST25R3916 デバイスに基づいています。拡張ボードは、ISO14443A/B、ISO15693、FeliCa™、および AP2P 通信をサポートするように構成されています。 ST25R3916 は、NFC、近接および近接 HF RFID 規格などの標準アプリケーションのリーダーモードでフレームのコーディングとデコードを管理します。 ISO/IEC 14443 タイプ A および B、ISO/IEC 15693 (単一サブキャリアのみ)、および ISO/IEC 18092 通信プロトコルに加えて、NFC フォーラムタイプ 1、2、3、4、および 5 の検出、読み取り、および書き込みをサポートします。 tags. オンボードの低電力静電容量センサーは、リーダーフィールドをオンに切り替えずに超低電力ウェイクアップを実行し、従来の誘導ウェイクアップを選択して実行します。 amp振幅または位相の測定。自動アンテナチューニング（AAT）テクノロジーにより、金属部品の近くや変化する環境での操作が可能になります。
図9.X-NUCLEO-NFC06A1拡張ボード

3.1.3X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボード
X-NUCLEO-NFC08A1 NFC カードリーダー拡張ボードは、ST25R3916B デバイスに基づいています。拡張ボードは、ISO14443A/B、ISO15693、FeliCa™、および AP2P 通信をサポートするように構成されています。 ST25R3916B は、NFC、近接、近接 HF RFID 規格などの標準アプリケーションのリーダーモードでフレームのコーディングとデコードを管理します。 ISO/IEC 14443 タイプ A および B、ISO/IEC 15693 (単一サブキャリアのみ)、および ISO/IEC 18092 通信プロトコルに加えて、NFC フォーラムタイプ 1、2、3、4、および 5 の検出、読み取り、および書き込みをサポートします。 tags。オンボードの低電力静電容量センサーは、リーダーフィールドをオンにすることなく超低電力ウェイクアップを実行し、従来の誘導ウェイクアップを選択して選択します amp振幅または位相の測定。自動アンテナチューニング（AAT）テクノロジーにより、金属部品の近くや変化する環境での操作が可能になります。
図10.X-NUCLEO-NFC08A1拡張ボード

3.2ソフトウェアの説明
ソフトウェアの説明 NFC 拡張ボードを搭載した STM32 Nucleo 用のアプリケーションを作成するための適切な開発環境をセットアップするには、次のソフトウェアコンポーネントが必要です。

X-CUBE-NFC6: NFC アプリケーション開発専用の STM32Cube の拡張。 X-CUBENFC6 ファームウェアと関連ドキュメントは、次の Web サイトで入手できます。詳しくはこちら.

開発ツールチェーンとコンパイラ。 STM32Cube 拡張ソフトウェアは、次の XNUMX つの環境をサポートしています。
– IAR Embedded Workbench for ARM ® (EWARM) ツールチェーン + ST-LINK
– Keil Microcontroller Development Kit (MDK-ARM) ツールチェーン + ST-LINK
– STM32CubeIDE + ST-LINK

3.3 ハードウェアセットアップ
次のハードウェアコンポーネントが必要です。

32 つの STM476 Nucleo 開発プラットフォーム (推奨注文コード: NUCLEO-L053RG または NUCLEOL8RXNUMX)

ST25R3916/ST25R3916B 高性能 HF リーダー/NFC フロントエンド IC 拡張ボード (注文コード: X-NUCLEO-NFC06A1/X-NUCLEO-NFC08A1) XNUMX 個
STM32 Nucleo を PC に接続するための USB タイプ A から Mini-B への USB ケーブル XNUMX 本

3.4 ソフトウェアのセットアップ
3.4.1 開発ツールチェーンとコンパイラ
STM32Cube 拡張ソフトウェアでサポートされている統合開発環境 (IDE) のいずれかを選択し、IDE プロバイダーが提供するシステム要件とセットアップ情報をお読みください。
3.5システム設定
3.5.1 STM32 Nucleo および X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードのセットアップ
STM32 Nucleo ボードには、ST-LINK/V2-1 デバッガー/プログラマーが統合されています。 ST-LINK/V2-1 USB ドライバは、STSW-LINK009 からダウンロードできます。 X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードは、Arduino™ UNO R32 拡張コネクタを介して STM3 Nucleo 開発ボードに簡単に接続できます。 SPI トランスポート層を介して、STM32 Nucleo ボード上の STM32 マイクロコントローラとインターフェイスします。 I²C 通信も可能ですが、次のハードウェアの変更が必要です。

ST2 および ST4 ジャンパをはんだ付けする
R116 と R117 のプルアップ抵抗を半田付けします。
SPIはんだブリッジを取り外します

I²C はんだブリッジを配置するプリプロセッサコンパイルフラグ RFAL_USE_I2C を使用し、必要に応じて USE_HAL_I2C_REGISTER_CALLBACKS で USE_HAL_SPI_REGISTER_CALLBACKS の名前を変更して、I²C ドライバーのコンパイルを有効にする必要があります。

図 11. X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードと NUCLEO-L476RG 開発ボード

3.5.2STM32 Nucleo および X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードのセットアップ
STM32 Nucleo ボードには、ST-LINK/V2-1 デバッガー/プログラマーが統合されています。 ST-LINK/V2-1 USB ドライバは、STSW-LINK009 からダウンロードできます。 X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードは、Arduino™ UNO R32 拡張コネクタを介して STM3 Nucleo 開発ボードに簡単に接続できます。 SPI トランスポート層を介して、STM32 Nucleo ボード上の STM32 マイクロコントローラとインターフェイスします。 I²C通信も可能です。

改訂履歴

表3. 文書の改訂履歴

日付	バージョン	変更点
18年19月XNUMX日	1	初回リリース。
19年22月XNUMX日	2	紹介を更新、セクション 2.1 以上view、セクション 2.2 アーキテクチャ、セクション 2.3 フォルダ構造、セクション 2.5 Sampアプリケーション、セクション 3.2 ソフトウェアの説明、セクション 3.3 ハードウェアのセットアップ、セクション 3.5.1 STM32 Nucleo および X-NUCLEO-NFC06A1 拡張ボードのセットアップ。セクション 3.1.3 X-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードとセクション 3.5.2 STM32 Nucleo および-NUCLEO-NFC08A1 拡張ボードのセットアップを追加しました。

重要なお知らせ – よくお読みください

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ドキュメント / リソース

ST UM2616 X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー [pdf] ユーザーマニュアル
UM2616 X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー、UM2616、X-CUBE-NFC6 高性能 HF リーダー、X-CUBE-NFC6、高性能 HF リーダー、High HF リーダー、HF リーダー、高性能リーダー、リーダー、NFC イニシエーター IC STM32Cube のソフトウェア拡張

参考文献

ユーザーマニュアル