NFCタグ アプリケーションノート
商標について
・Wi-Fiは、Wi-Fi Allianceの登録商標です。
・Bluetoothは、米国Bluetooth SIG,INCの登録商標です。
・FeliCaはソニー株式会社の登録商標です。
・FeliCaはソニー株式会社が開発した非接触ICカードの技術方式です。
・Windows,Windows XP, Windows Vista,その他のマイクロソフト製品の名称および製品名は、米国
Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標または商標です。
・Androidは、Google Inc.の商標または登録商標です。
・Eclipseは、Eclipse Foundation, Inc.の商標です。
・Intel、Intel Core 2 Duoは、Intel Corp.の登録商標または商標です。
・MIFAREはNXPセミコンダクターズの登録商標です
・おサイフケータイは、株式会社NTTドコモの登録商標です。
・TASPOは社団法人日本たばこ協会の登録商標です。
・Suicaは東日本旅客鉄道株式会社の登録商標です。
・Edyは、楽天Edy株式会社の商標または登録商標です。
・その他記載されている製品名、規格名等は、各社の商標あるいは登録商標です。
目次(1/2)
1章 はじめに
1.1 本書の目的
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P4
1.2 本書の流れ
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P4
2章 NFCタグLSIについて
2.1 概要
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P5
2.2 主な使用用途
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P5
2.3 仕様一覧
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P6
2.4 特長
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P6
2.4.1 3種類の通信モード
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P6
2.4.1.1 RF通信モード
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P7
2.4.1.2 シリアル通信モード
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P7
2.4.1.3 トンネル通信モード
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P7
2.4.2 セット機器の低電力化と柔軟性
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.2.1 バッテリーレス通信
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.2.2 不揮発性メモリー搭載
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.2.3 RF信号からの割込み
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.3 高機能化対応
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.3.1 暗号機能
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.4.3.2 NDEFフォーマット対応
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P8
2.5 ハード構成
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P9
2.5.1 LSI内部構成
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P9
2.5.2 端子構成
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P9
3章 NFC タグシステムのハード設計
3.1 ハード設計フロー
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P11
3.2 システム構成検討
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P11
3.3 ブロック検討
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P12
3.4 NFCタグ部の回路設計
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P13
3.5 NFCタグ部のパターン設計
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P14
4章 NFCタグシステムのソフト設計
4.1 NFCタグに必要なソフトウェア
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P15
4.2 RF通信モードの動作フロー
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P16
4.3 シリアル通信モードの動作フロー
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P17
4.4 トンネル通信モードの動作フロー
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P18
目次(2/2)
5章 動作例
5.1 動作例の内容
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P19
5.2 ハードウェア条件
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P19
5.3 ユーザー領域にアクセス
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P20
5.3.1 ホストコントローラ(シリアル)からのアクセス ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P21
5.3.1.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P22
5.3.2 スマートフォン(FeliCa)からのアクセス
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P25
5.3.2.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P26
5.3.2.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P27
5.3.3 スマートフォン(TYPE-B) からのアクセス
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P30
5.3.3.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P31
5.3.3.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P32
5.4 トンネルモード動作
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P35
5.4.1 スマートフォン(FeliCa)からの動作
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P36
5.4.1.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P37
5.4.1.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P41
5.4.2 スマートフォン(TYPE-B)からの動作
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P44
5.4.2.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P45
5.4.2.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P46
5.5 システム領域の設定方法
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P49
5.5.1 ホストコントローラ(シリアル)からの設定
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P50
5.5.1.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P51
5.5.2 スマートフォン(FeliCa)からの設定
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P53
5.5.2.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P54
5.5.2.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P55
5.5.3 スマートフォン(TYPE-B)からの設定
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P58
5.5.3.1 動作フロー詳細
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P59
5.5.3.2 送受信データの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P60
付録
付録1 RF通信デモの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P63
付録2 シリアル通信デモの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P67
付録3 トンネル通信デモの説明
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P68
付録4 スマートフォンアプリ提供環境について
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P69
付録5 BTPB-101B写真
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P70
付録6 NFCタグアンテナ評価ボード設計データ
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P71
付録7 関連資料、ハードウェア一覧
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ P73
1.2 本書の流れ
NFCタグLSIについて
NFC タグシステムの
ハード設計
2 NFCタグLSIについて
2.1 概要
2.2 主な使用用途
2.3 仕様一覧
2.4 特長
2.5 ハード構成
3 NFCタグシステムのハード設計
3.1ハード設計フロー
3.2 システム構成検討
3.3 ブロック検討
3.4 NFCタグ部の回路設計
3.5 NFCタグ部のパターン設計
1.はじめに
本書は、NFCタグについて、以下の内容を掲載した導入ガイドです。
具体的な例としては、MN63Y1213を取り上げています。
・NFCタグLSIの紹介と概要
・NFCタグLSI(MN63Y1213)でシステムを組み上げる為に必要な情報
内容は代表的な使用条件を例にまとめております。
独自の使用環境でのご使用につきましては、本書で紹介している参考資料をご確認ください。
1.1 本書の目的
本資料は、以下の構成で記載されております。
NFC タグシステムの
ソフト設計
4 NFCタグシステムのソフト設計
4.1 NFCタグに必要なソフトウェア
4.2 RF通信モードの動作フロー
4.3 シリアル通信モードの動作フロー
4.4 トンネル通信モードの動作フロー
NFC タグシステムの
動作例
5 動作例
5.1 動作例の内容
5.2 ハードウェア条件
5.3 ユーザー領域にアクセス
5.4 トンネルモード動作
5.5 システム領域を設定
2 NFCタグLSIについて
カメラ
AV機器
ゲーム
PC
タブレット
プリンタ
事務機
健康機器
家電
スマートフォン
NFCタグLSI
メーター
NFCタグ搭載イメージ
ネットワーク
サーバ
NFCタグLSIは、スマートフォン等のリーダ・ライタと通信可能なNFCタグLSIです。
本LSIの特長として、RFと有線シリアルインターフェースを搭載し、双方からアクセス可能な不揮発
性メモリーを内蔵しています。
本LSIを使うことで、既存のセット機器へRF通信機能を簡易に搭載することが出来ます。
つまり、NFCタグLSIを搭載する事で、セット機器をNFC通信で「つなげる」ことが出来ます。
2.2 主な使用用途
NFCタグLSIは、AV機器や家電製品等のセット機器での使用を想定したNFCタグLSIです。
本LSIをセット機器へ搭載した場合の、 スマートフォン等のリーダ・ライタを用いた使用例をまとめま
した。
●スマートフォンで家電やAV機器の設定操作を実現
スマートフォンから、NFCタグLSIを搭載したセット機器の情報をRead/Writeできます。
●セット機器がエラー状態の時、不揮発性メモリー内の情報でエラー内容を告知
本LSI内蔵の不揮発性メモリーを介したデータ送受信する事で、セット機器側がバッテ
リーオフであっても情報をスマートフォンからRead/Writeできます。
●ハンドオーバーを活用した高速データ通信
NFC通信でペアリングだけを行い、大容量データは高速なBluetoothやWi-Fiで通信でき
ます。
2.1 概要
2.3 仕様一覧
2.4 特長
ホスト コントロー ラNFCタグ
LSI
トンネルモード通信
仕様一覧
3種類の通信モードの関係
セット機器
NFCタグLSIは、セット機器へのRFインターフェース搭載のため、機能を最適化しています。
主な仕様について、下表の一覧にまとめました。
NFCタグLSIを使用することで、本LSIとセット機器内のホストコントローラとスマートフォン等のリ
ーダ・ライタ間において、RF通信、シリアル通信、トンネル通信の3種類の通信が可能となります。
各通信は、以下で示した機器間でのデータ送受信を行うことが出来ます。
・RF通信モード : リーダ・ライタ ⇔ NFCタグLSI
・シリアル通信モード : ホストコントローラ ⇔ NFCタグLSI
・トンネル通信モード : リーダ・ライタ ⇔ ホストコントローラ
2.3章で記載した仕様一覧の内容より、NFCタグLSIの特長を説明します。
2.4.1 3種類の通信モード
リーダ・ライタ
機能
NFCタグLSI
品種名
MN63Y1212
MN63Y1213
MN63Y1214
MN63Y1221
MN63Y1210A
PKG
HSON8
SSOP16
動作電圧
--
1.7V~3.6V
1.8V~5.5V
不揮発性メモリ搭載
4kbit FeRAM
8kbit FeRAM
4kbit FeRAM
RF通信
機能
対応通信規格 *1
NFC-B, NFC-F
NFC-A, NFC-B, NFC-F
NFC-B, NFC-F
NFC Forum タグ
Type4B , Type3
Type4A, Type4B , Type3
Type3
バッテリーレス通信
対応可
暗号機能
あり(AES)
なし(パスワード)
なし
電源OFF時の
RF通信機能
なし
あり
なし
有線通信
機能
インターフェース
--
I2C(20kHz~
100kHz)
I2C(20kHz~
400kHz)
同期式シリアル
(~1MHz)
/ UART(~
38.4kbps)
割込み機能
あり
RF-有線間通信
あり(トンネル通信モード)
エナジーハーベスト *2
対応可(VDDA)
対応可(VDD1)
*1 NFC-A:ISO/IEC14443 TypeA 、NFC-B:ISO/IEC14443 TypeB、NFC-F:JIS X 6319-4 FeliCa
*2 生成される電圧と駆動電流は、動作環境に応じて大きく変化します。
国際規格
暗号化処理等
上位ミドルウェア
Mifare
FeliCa
通信距離
周波数
13.56MHz ~10cm Suica , Edy おサイフケータイ ICテレホンカード TASPO 住民基本台帳カード 運転免許証 航空手荷物用途
CardNFCの動作
モード
リーダ・ライタ P2PNFCタグLSIが対応する規格
2.4.1.2 シリアル通信モード
NFCタグLSIは、 RF通信としてISO/IEC14443 TYPE-A, TYPE-BとJIS X 6319-4 (FeliCa)の
3種類の規格に対応しています。品種毎の対応は、2-3 仕様一覧を参照ください。
世界各地で普及している規格は、上記3規格に集約出来るので、NFCタグLSIを搭載したセッ
ト機器でグローバルに展開することが出来ます。
下表の赤枠に、 NFCタグLSIが対応するNFC規格を示します。
2.4.1.1 RF通信モード
MN63Y1213/MN63Y1214/MN63Y1221は、ホストコントローラとのシリアル通信インターフェース
として標準的なI2Cに対応しています。
対応するI2Cの仕様は以下の通りです。
動作周波数 : 100kHz(MN63Y1213), 400kHz(MN63Y1214/MN63Y1221)
動作モード : スレーブモード
データフォーマット : 7ビットアドレッシングフォーマット
2.4.1.3 トンネル通信モード
NFCタグLSIを介して、リーダ・ライタとセット機器内のホストコントローラで直接データのやり取
りを行う場合に使用する動作モードです。
ホストコントローラの仮想メモリー領域に対しリーダ・ライタがアクセスする方式で実現します。
~70cm
MN63Y1210Aは、ホストコントローラとのシリアル通信インターフェースとして同期式シリアルと
UARTに対応しています。
ISO/IEC 14443B (TYPE-B)JIS X 6319-4
ISO/IEC 14443A (TYPE-A)ISO/IEC
15693
NFC-IP1 ISO/IEC18092 NFC-IP2 ISO/IEC214812.4.2 セット機器の低電力化と柔軟性
NFCタグLSIには、待機電力の最小化とRF通信とシリアル通信の2つのインターフェースを柔
軟に活用するための機能が搭載されています。
2.4.2.1 バッテリーレス通信
NFCタグLSIは、セット機器からの電源供給が無い状態でも、非接触ICカードのように動作す
ることが可能です。(送信側からの交流磁界よりLSI自身が動作するのに必要な電力を生成)
NFCタグLSIは、待機電力を増やす事なく、セット機器へRF通信機能の追加できます。
セット機器の電源がOFFの状態でも、動作させることが可能です。
2.4.2.2 不揮発性メモリー搭載
NFCタグLSIは、不揮発性メモリーとして、 強誘電体メモリー(FeRAM)を内蔵しています。
不揮発性メモリーを活用することで、 RF通信とシリアル通信に時間差を持たせる使い方が可
能となります。
例えば、 セット機器の電源がOFF状態で、リーダ・ライタからNFCタグLSI内蔵メモリーへ書き
込んだデータは、セット機器の電源ON時に、ホストコントローラから読み取るような使い方が可
能となります。
2.4.2.3 RF信号からの割込み
RF信号を基点とした、ホストコントローラ側への割込み信号の出力が可能です。
バッテリーレス通信時でも、本機能を使用可能です。
例えばリーダ・ライタからの無線制御で、システムの電源起動するような制御が可能です。
割込み信号の発生条件は、NFCタグLSIの不揮発性メモリーに設定可能です。
ただし、MN63Y1210Aでは割込み信号の発生条件は固定です。
2.4.3 高機能化対応
NFCタグLSIは、さらに高度な使用要件を想定した機能も搭載されています。
2.4.3.1 暗号機能
RF通信は各機器の外部を通過する為、通信を傍受される恐れがあります。
この問題に対処する為に、MN63Y1212/MN63Y1213には、RF通信路をAES暗号化する機能
を備えています。MN63Y1214/MN63Y1221/MN63Y1210Aには、暗号機能はありません。
MN63Y1214/MN63Y1221には、パスワードによるRFアクセス制限機能を備えています。
2.4.3.2 NDEFフォーマット対応
NFCタグLSIは、NFCフォーラムタグで規定されているNDEFデータフォーマットに対応します。
標準化されたデータフォーマットへ対応することで、幅広いNFC対応機器で、特定URLへのリ
ンクの設定などの対応が可能です。
Analog
シ
リ
ア
ル
FeRAM
NFCタグブロック図
暗号回路
Logic
Control
SRAM
2.5 ハード構成
MN63Y1213のハードウェアは、下記の機能ブロックが搭載されています。
アナログ部
: RFインターフェース回路 、 電源回路 、 クロック生成回路
ロジック部
: 制御回路 、 暗号回路 、 I2Cインターフェース回路
FeRAM部
: 4kbit FeRAM(強誘電体メモリー)
SRAM部
: 2kbit SRAM
MN63Y1210Aは、MN63Y1213の構成に対し、暗号回路とI2Cインターフェース回路を未搭載で、
UART・Clock 同期シリアルインターフェース回路が搭載されています。
2.5.1 LSI内部構成
MN63Y1212/MN63Y1213/MN63Y1214/MN63Y1221とMN63Y1210Aの端子情報は
以下の通りです。
2.5.2 端子構成
MN63Y1212の端子構成とパッケージ
MN63Y1213の端子構成とパッケージ
HSON8 HSON8MN63Y1214/MN63Y1221の端子構成と
パッケージ
MN63Y1210Aの端子構成とパッケージ
入出力タイプ 入出力タイプ 入出力タイプ SSOP16 (通常使用時はVSSに接続) Power Power Power GND (VSS間に容量を接続) (VSS間に容量を接続) (1.8V~3.6V又は4.5V~5.5Vを入力) HSON83. NFCタグシステムのハード設計
3.1 ハード設計フロー
ホスト
コントローラ
I2C
Antenna
RF
ホスト制御部
LSI部
アンテナ 部
NFC タグ部
リーダ・ライタ
NFC タグシステム構成例
ハードウェア設計のフローを以下にまとめました。
以降の説明につきましては、この設計フローに沿って説明します。
本章では、MN63Y1213を用いた、NFCタグシステムのハードウェア設計について説明します。
システム構成検討
各ブロック検討
回路設計
パターン設計
3.2 システム構成検討
最初のステップとして、NFCタグシステムへ要求する機能に沿った構成検討が必要です。
構成検討は、NFCタグLSIの、どの通信モードを使用するかで決定してください。
本書の説明で使用する、一般的なシステム構成例を下図に示します。
上図では、全ての通信モードに対応しており、使用する通信モードを限定することで、不要な
ブロックを削減することが出来ます。
・I2C通信 :ホスト制御部、NFCタグ部(LSI部)
・RF通信 :リーダ・ライタ、NFCタグ部(LSI部、アンテナ部)
・トンネルモード通信 :リーダ・ライタ、ホスト制御部、 NFCタグ部(LSI部、アンテナ部)
ハード設計フロー
MN63Y1213
構成ブロック
要求機能
必要なハードウェア例
ホスト制御部
インターフェース電圧1.7V~3.6V
I2C通信機能(100kHz)
(MN63Y1213電源制御信号)
(割込み機能)
マイクロコントローラ
NFCタグ部
LSI部
I2C信号処理、RF信号処理
MN63Y1213、タグLSI周辺部品
アンテナ部
RF信号送受信
アンテナ、共振調整容量
リーダ・ライタ
NFC規格通信対応
NFC機能搭載スマートフォン
3.3 ブロック検討
次のステップとして、各ブロックの基本構成を確定する必要があります。
各ブロックにおける、要求機能とハードウェア例は、以下の通りです。
ホスト制御部:
以下の機能を備えたコントローラを選択してください。
・IO電圧仕様が1.8Vか3.3V
・I2C通信機能
・(必要に応じて)500μA以上のHighレベル出力電流能力のGPIO ←バッテリオフ対応
・(必要に応じて)割込み機能 ←RF信号からの割り込み検知
NFCタグ部のLSI部:
NFCタグLSI(MN63Y1213)とタグLSI周辺部品が必要です。詳細は3.4章に記載します。
NFCタグ部のアンテナ部:
調整したアンテナと共振容量が必要です。
下記の「NFC Design Navigator」 サイトにて、ご検討いただけます。
https://b2bsol.panasonic.biz/semi-spt/apl/jp/tool/nfcdesignnavigator/
リーダ・ライタ:
NFC通信用リーダ・ライタ
弊社提供可能なデモ環境では、各ブロックは以下の構成です。
・ホスト制御部
:弊社マイコン(MN101EF63G)搭載のホスト基板
・NFCタグ部
:ANT2020_03_0505_B0_L_1213_V0(弊社NFCタグ基板)
参考回路は、3.4章に記載します。
LSI部
:詳細は3.4章に記載します。
アンテナ部
:弊社デモ用アンテナ基板
・リーダ・ライタ用アプリ :スマートフォン用Androidアプリ
各ブロックにおける、要求機能とハードウェア例
ご参考
GPIO
ホスト
コントローラ
SDA SCL NIRQ MN63Y1213 C1 5 6 7 8 4 3 2 1 NIRQ SCL SDA VA VSS VDDEX VB R2 VDDA C2外付部品
推奨値
詳細説明
R2,R3
3.3kΩ
I2C信号線用のプルアップ抵抗です。
抵抗値は通信速度、配線容量、電流能力を考慮して決定してください。
弊社NFCタグ基板*3)においては、実装されていません。
R4
3.3kΩ
割込み信号線用のプルアップ抵抗です。
抵抗値は配線容量、電流能力を考慮して決定してください。
弊社NFCタグ基板*3)においては、実装されていません。
C1
2.2μF
タグLSIの動作安定化のためのVDDA-VSS端子電源間容量で固定値です。
C2
① 0.1μF~2.2μF
② 2.2μF
タグLSIの動作安定化のためのVDDEX-VSS端子電源間容量です。
①1.7V≦VDDEX≦2.5Vのとき。 ②2.5V<VDDEX≦3.6V のとき
R1
① 0Ω
② 200Ω
タグLSIの動作安定化のための抵抗です。
①1.7V≦VDDEX≦2.5Vのとき。 ②2.5V<VDDEX≦3.6V のとき
3.4 NFCタグ部の回路設計
LSI部
アンテナ部
R3 R4ホスト制御部
3.3V
MN63Y1213を使用した、NFCタグ部の回路図例を示します。
アンテナ部につきましては、下記の「 NFC Design Navigator」 サイトをご参照ください。
https://b2bsol.panasonic.biz/semi-spt/apl/jp/tool/nfcdesignnavigator/
接続情報は下図をご参照ください。
タグLSI周辺部品につきましては、下表をご確認ください。
NFCタグLSI周辺部品について
NFCタグ部のLSI部の回路図例
注意事項:
R2,R3,R4は、 タグLSI部周辺回路に含んでますが、RF通信では不要です。
弊社NFCタグ基板「ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0」を使用の場合は実装しておりませんの
弊社NFCタグ基板「ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0」
R1*3 ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0
C1 C2 R1 M N 6 3 Y 1 2 13
3.5 NFCタグ部のパターン設計
NFCタグ部のパターン設計は、アンテナ部とLSI部を組み合わせる必要があり、本章はLSI
部について説明します。
アンテナ部につきましては、下記の「 NFC Design Navigator」 サイトをご参照ください。
https://b2bsol.panasonic.biz/semi-spt/apl/jp/tool/nfcdesignnavigator/
LSI部のパターン設計として、注意する点は以下の通りです。
・C1,C2のコンデンサとR1の抵抗は、チップの20mm以内に配置してください。
(R2,R3,R4の抵抗については、チップから離れた位置に配置されても問題ありません。)
提供可能なNFCタグ評価ボード「 ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0 」のパターン図を例とし
て、以下に示します。
LSI部
アンテナ 部
裏面に「ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0」と記載
SDA
VSS
SCL
NIRQ
VDDEX
R2
R1
R3
別基板で接続
NFCタグパターン例「ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0」
LSI部拡大図
4. NFCタグシステムのソフト設計
4.1 NFC タグに必要なソフトウェア
Antenna
シリアル通信
スマートフォン
(NFC対応機器)
ホスト
コントローラ
RF通信
トンネル通信
スマートフォンの
アプリケーション
NFCタグを動作させるためには、ホストコントローラに搭載するNFCタグを制御する
ソフトウェアとスマートフォン(リーダ・ライタ)のアプリケーションが必要となります。
NFCタグシステムには3つの通信モードがあり、各通信モードによって、必要となる
ソフトが異なります。
RF通信モード : スマートフォンのアプリケーション
4.2章 で説明します。
シリアル通信モード: ホストコントローラがNFCタグを制御するソフト
4.3章 で説明します。
トンネル通信モード: スマートフォンのアプリケーションと
ホストコントローラがNFCタグを制御するソフト
4.4章 で説明します。
NFC
タグ
LSI
ホストコントローラが
NFCタグを
制御するソフト
4.2 RF通信モードの動作フロー
Antenna
NFC
タグ
LSI
スマートフォン
(NFC対応機器)
ホスト
コントローラ
RF通信
スマートフォンの
アプリケーション
RF通信モードでは、NFCタグLSIに電源を供給しなくてもスマートフォン(リーダ・ライタ)からの磁界発生
により、NFCタグが動作し、スマートフォンからNFCタグLSIに内蔵されたFeRAMにアクセスすることが出来
ます。
下図にスマートフォンとNFCタグの動作フローを示します。
スマート
フォン
NFCタグ
ホスト
コントローラ
No.1
RF通信モードコマンド
No.2
RF通信モードレスポンス
No.1: スマートフォンからNFCタグにRF通信コマンドを送信します。
No.2:NFCタグは、No.1のRF通信コマンドを受信すると、タグLSI内でコマンドの処理
を行い、処理結果をスマートフォンにRF通信モードレスポンスとして送信します。
弊社では、お客様に提供可能なスマートフォンのデモ用サンプルアプリを用意しています。
詳細な設定および動作につきましてはサンプルソフトのソースコードを参照してください。
なお、デモ用サンプルアプリの使用方法の概略は付録を参照してください。
4.3 シリアル通信モードの動作フロー
Antenna
シリアル通信
スマートフォン
(NFC対応機器)
ホスト
コントローラ
スマート
フォン
NFCタグ
ホスト
コントローラ
VDDEX 印加
No.1
シリアル通信モードコマンド
No.2
シリアル通信モードレスポンス
No.3
No.1: VDDEX端子に電源を印加します。
電源印加から、No.2の「シリアル通信モードコマンド」までの時間待ちとして、
最小3msecを確保してください。(製品規格 項目E1を参照してください。)
No.2:ホストコントローラからNFCタグにシリアル通信コマンドを送信します。
No.3:NFCタグは、No.2のシリアル通信コマンドを受信すると、NFCタグLSI内で
コマンドの処理を行い処理結果をホストコントローラにシリアル通信モードレスポンス
として送信します。
シリアル
NIRQ
VDDEX
弊社では、お客様に提供可能なホストコントローラのデモ用サンプルソフトを用意しています。
詳細な設定および動作につきましてはサンプルソフトのソースコードを参照してください。
なお、デモ用サンプルソフトの使用方法の概略は付録を参照してください。
シリアル通信モードでは、ホストコントローラより電源供給を受けてNFCタグが動作し、ホストコントロー
ラからNFCタグLSIに内蔵されたFeRAMにアクセスすることが出来ます。
下図にホストコントローラとNFCタグの動作フローを示します。
ホストコントローラが
NFCタグを
制御するソフト
NFC
タグ
LSI
4.4 トンネル通信モードの動作フロー
Antenna
スマートフォン
(NFC搭載機器)
ホスト
コントローラ
RF通信
トンネル通信
トンネル通信モードを使うことで、NFCタグを介してホストコントローラとスマートフォンが通信できます。
これには、ホストコントローラに搭載するソフトとスマートフォンアプリが必要となります。
下図にトンネル通信モードの動作フローを示します。
NIRQ
VDDEX
ホスト
コントローラ
NFCタグ
No.1
トンネル通信モードコマンド
No.2
No.1: スマートフォンからNFCタグに、トンネル通信モードコマンドを送信します。
No.2: NFCタグは、トンネル通信モードコマンドを受信するとホストコントローラに
IRQ通知を行います。
No.3: VDDEXを印加していない場合は、ホストコントローラはVDDEXを印加します。
No.4: ホストコントローラはNFCタグにQUERY(問い合わせ)コマンドを送信します。
No.5: NFCタグは、ホストコントローラにQUERYレスポンスを送信します。
No.6: ホストコントローラは、NFCタグにANSWER(結果通知)コマンドを送信します。
No.7: NFCタグはANSWERコマンドを受信するとホストコントローラにANSWERレスポンスを
送信します。
No.8: NFCタグは、No.7のANSWERレスポンスを送信すると、
ANSWERコマンドの内容をトンネル通信モードレスポンスとしてスマートフォンに送信します。
IRQ通知
No.3
VDDEX印加
QUERYコマンド
QUERYレスポンス
ANSWERコマンド
ANSWERレスポンス
トンネル通信モードレスポンス
No.8
No.4
No.5
No.6
No.7
弊社では、お客様に提供可能なホストコントローラのデモ用サンプルソフトとスマートフォンのデモ用サン
プルアプリを用意しています。詳細な設定および動作につきましてはサンプルソフトのソースコードを参照
してください。なお、デモ用サンプルソフトとサンプルアプリの使用方法の概略は付録を参照してください。
スマートフォンの
アプリケーション
スマート
フォン
NFC
タグ
LSI
ホストコントローラが
NFCタグを
制御するソフト
シリアル
5.動作例
5.1 動作例の内容
本章では、3章で説明したハードウェアと4章で説明したソフトウェアを用いて、具体的なNFCタ
グの動作について説明します。
特に断りが無い限りは、NFCタグLSIはMN63Y1213で説明します。
5.2 ハードウェア条件
本動作例で使用するハードウェア例と接続イメージは以下の通りです。
動作例につきましては、以下の内容について説明します。
・5.3 ユーザー領域にアクセス
ホストコントローラ(シリアル)、スマートフォン(FeliCa、TYPE-B)からのアクセス
・5.4 トンネルモード動作
スマートフォン(FeliCa、TYPE-B)での動作
・5.5 システム領域を設定
ホストコントローラ(シリアル)、スマートフォン( FeliCa、TYPE-B)での設定
構成 使用機器 説明 備考 ホスト制御部 弊社デモ基板 BTPB-101B シリアル通信でNFCタグにアクセス可能なホ ストコントローラを搭載した機器 付録5 BTPB-01B仕様を参照 NFCタグ タグアンテナ基板 ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0 (MN63Y1213搭載) NFCタグLSIとインターフェース用部品を搭載 した基板 付録6 ANT4030_02_0505_B0_L_121 3_V0仕様参照 リーダ・ライタ NFC搭載AndroidOSスマートフォン RF通信でタグにアクセスする機器 -説明で使用する機器
RF
スマートフォン
(リーダ・ライタ)
NFCタグ
ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0
CN2
ANT4030_02_0505_B0_L_1213_V0は、裏返してBTPB-101BのCN2(白いコネクタ)に接続します。
BTPB-101Bの電源は、CN1から供給されます。
デモ環境では、NFCタグへ簡易にアクセスできるように、PCからBTPB-101Bを制御します。
CN1
(MINI-USB)
I2C
接続イメージ
ホスト コントローラホスト制御部
BTPB-101B
5.3 ユーザー領域にアクセス
NFCタグ内のアドレス0x0000へデータ0xA5を書込み
↓
NFCタグ内のアドレス0x0000を読み出し
通信内容
NFCタグ内のブロック0(アドレス0x0000~0x000F)へ
データ0xA5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5を書込み
↓
NFCタグ内のブロック0(アドレス0x0000~0x000F) を読み出し
FeliCa
シリアル、 TYPE-B
なお、NFCタグの初期状態は、RF通信(TYPE-B)、RF通信(FeliCa)、シリアル通信の3種類
で通信が可能ですが、その後の設定で制限することも可能です。
その場合は、特定の通信が出来ない場合もありますのでご注意ください。
この章では、簡易な例でNFCタグにアクセスする具体的な動作を説明します。
1回のアクセス単位が、FeliCaは16byte、TYPE-Bとシリアル通信は1byteである為、以下のよ
うな通信内容で動作フローを説明します。
5.3.1 ホストコントローラ(シリアル)からのアクセス
スマートフォン
NFCタグ
ホスト
コントローラ
VDDEX 印加
SNo.1
書込みコマンド
SNo.2
書込みコマンドレスポンス
SNo.4
SNo.1:VDDEX端子に電源を印加します。(電源印加後、3msecでコマンド受信可能となります:製品規格 E1)
SNo.2:ホストコントローラからNFCタグに、書込みコマンドを送信します。 受信後、NFCタグは処理を実施します。
SNo.3:NFCタグは、コマンド処理完了後に、書込み完了フラグとしてNIRQを返します。
SNo.4:NFCタグは、処理結果をホストコントローラにレスポンスとして送信します。
SNo.5:ホストコントローラからNFCタグに、読出しコマンドを送信します。 受信後、NFCタグは処理を実施します。
SNo.6:NFCタグは、コマンド処理完了後に、読出し準備完了フラグとしてNIRQを返します。
SNo.7:NFCタグは、読出しデータをホストコントローラにレスポンスを送信します。
書込み完了フラグ
SNo.3
MN63Y1213搭載のNFCタグとホストコントローラ間のシリアル通信はI2C規格に準拠します。
対応プロトコルは、7bitアドレッシングモード、動作周波数は100kHzです。
動作フロー概要は、下図の通りです。
読出しコマンド
SNo.5
読出しデータ
SNo.7
読出し準備完了フラグ
SNo.6
動作フロー概要
3ms
ACK 返信 ACK 返信 ACK 返信 ACK 返信VDDEX=High
ACK 返信次ページにつつく
NFCタグ
ホスト
コントローラ
タグ電源ON VDDEX (NFCタグ電源) をON 3ms待つ 通信スタート スタートビットと 7bitスレーブアド レス=0x54と WR=0を送信 ACKを受信 コマンド送信 WRITEコマンド 0x18を送信 ACKを受信 アドレス送信 0x0000 を2回に分けて 送信 1回毎に ACKを受信 送信 開始 CMD 送信 ADDR_H 送信 ADDR_L 送信 LEN 送信0xA8
0x18
0x00
0x00
0x01
LEN送信 送信データ長 0x01を送信 ACKを受信S
N
o.
1
S
N
o.
2
フローチャート
電源 ON概要
S
N
o.
スタート ビットACK
ACK
ACK
ACK
ACK
先に記載した、動作フローの詳細を、フローチャートで説明する。
5.3.1.1 動作フロー詳細(1/3)
データ有効期間
データ
変化
期間
SDA
SCL
スタートビット
ストップビット
SDA
SCL
SDA
SCL
I2Cバスの通信手順では、通常SCLが
Lowの時にSDAを変化させます。
特殊なパターンとして、スタートビットと
ストップビットがあり、波形は以下の通
りです。
通常データ送信
I2C通信の補足説明
スタートビットとストップビットはSLCが
High時にSDAを変化させます。
ACK :「0」データと同一
NACK:「1」データと同一
次ページにつづく
書込処理 DATA 送信 ストップビット 送信 データ送信 書込みデータ0x A5を送信 ACKを受信 ACK レスポンス 返信 ACK 返信S
N
o.
3
S
N
o.
2
ストップビット 送信 NFCタグ 処理待ち NIRQを監視S
N
o.
4
NIRQ=Low
通信スタート スタートビットと 7bitスレーブアドレ ス=0x54と WR=1を送信 ACK+STATUS 受信 送信 開始 NACK+ ストップビット 送信NACK
NACK+ ストップビット 送信 処理終了 通知 スタート ビットACK
0xA9
0xA5
ストップ ビット ストップ ビットACK 0x05
ACK 返信 ACK 返信 通信スタート スタートビットと 7bitスレーブアド レス=0x54と WR=0を送信 ACKを受信 コマンド送信 READコマンド 0x08を送信 ACKを受信 送信 開始 CMD 送信0xA8
0x08
スタート ビットACK
ACK
S
N
o.
5
前ページからつづく
フローチャート
概要
S
N
o.
NFCタグ
ホスト
コントローラ
周囲のRF信号の状態で 、0x35,0x25,0x15が出てく る場合もあります。5.3.1.1 動作フロー詳細(2/3)
ACK 返信 ACK 返信 ACK 返信 アドレス送信 アドレス0x0000 を2回に分けて 送信 1回毎に ACKを受信 ADDR_H 送信 ADDR_L 送信 LEN 送信
0x00
0x00
0x01
LEN送信 要求データ長 0x01を送信 ACKを受信フローチャート
概要
S
N
o.
ACK
ACK
ACK
内部処理
ACK レスポンス 返信S
N
o.
6
NFCタグ 内部処理待ち NIRQを監視S
N
o.
7
NIRQ=Low
通信スタート スタートビットと 7bitスレーブアド レス=0x54と WR=1を送信 ACK+STATUS を受信 送信 開始 NACK+ ストップビット 送信NACK
NACK+ストッ プビット送信 処理終了 通知 スタート ビット0xA9
ストップ ビット ストップ ビットACK 0x05
ストップビット 送信 ストップビット 送信 ACK 返信 DATA 送信0x01
DATA受信 ACK送信後 データを読出すACK
周囲のRF信号の状態で 、0x35,0x25,0x15が出てく る場合もあります。前ページからつづく
NFCタグ
ホスト
コントローラ
S
N
o.
5
5.3.1.1 動作フロー詳細(3/3)
スマートフォン
NFCタグ
ホスト
コントローラ
REQ送信
SNo.1
REQレスポンス
SNo.2
書込みコマンドレスポンス
SNo.4
SNo.1:スマートフォンは、REQコマンドを発行してレスポンスを待ちます。
NFCタグが存在しない場合、SNo.2の応答が帰らないので、SNo.1を繰り返します。
SNo.2:NFCタグからSNo.1のREQコマンドのレスポンスを返します。
スマートフォンがNFCタグを捕捉します。
SNo.3:スマートフォンから書込みコマンドを送信します。
NFCタグは、SNo.3の書込みコマンドを受信すると、コマンド処理を行います。
SNo.4:NFCタグは、コマンド処理結果をスマートフォンに送信します。
SNo.5:スマートフォンから読出しコマンドを送信します。
NFCタグは、SNo.5の読出しコマンドを受信すると、コマンド処理を行います。
SNo.6:NFCタグは、読出しデータをスマートフォンに送信します。
書込みコマンド
SNo.3
5.3.2 スマートフォン(FeliCa)からのアクセス
スマートフォン(FeliCa)-NFCタグ間の、RF通信はJISX6319-4規格に準拠します。
対応する規格として、データ転送レートは212 kbpsと424kbpsでアンチコリジョン非対応です。
動作フロー概要は、下図の通りです。
読出しコマンドレスポンス
読出しコマンド
SNo.6
SNo.5
動作フロー概要
注: Android端末ではタグの検出SNo2までを、OSが担当しています。
REQ 返信
NFCタグ
スマートフォン
WRITE 送信 WRITE 送信S
N
o.
1
S
N
o.
2
フローチャート
REQ 送信概要
S
N
o.
先に記載した動作フローの詳細は以下の通りです。
波形仕様につきましては、 JISX6319-4規格をご参照ください。
5.3.2.1 動作フロー詳細
0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 06 00 FF FF 00 00 09 21 0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 12 01 02 FE 00 00 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 FF FF FF ED CE 0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 0C 09 02 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 D5 2FS
N
o.
3
S
N
o.
4
0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 20 08 02 FE 00 00 00 00 00 00 01 09 00 01 80 00 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 93 D3 READ 送信 READ 送信 0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 1D 07 02 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 01 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 CA 78 0x 00 00 00 00 00 00 B2 4D 10 06 02 FE 00 00 00 00 00 00 01 09 00 01 80 00 92 4AS
N
o.
5
S
N
o.
6
REQ送信 NFCタグを探 索 REQ返信 NFCタグが 応答を返す WRITE送信 NFCタグを指定 して書き込みを 実施 WRITE返信 NFCタグが正常 に書込み完了し た事を返す READ送信 NFCタグを指定 して読出しを実 施 READ返信 NFCタグが正常 に読出し完了し た事を返す先頭フィールド 情報フィールド 最終 フィールド PREAMBLE SYNC
CODE
LEN CMD PICC CODE DATA FIELD CRC 00 00 00 00 00 00 B2 4D 12 01 02 FE 00 00 00 00 00 00 FF FF 00 00 00 FF FF FF ED CE
REQ応答内容
名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x12 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x01 REQ応答のコードPICC CODE PICC識別子 0x02FE000000000000 NFCタグのIDM デフォルト値
PMM 応答時間記述子 0xFFFF000000FFFFF F NFCタグが応答を返すまでの時間 CRC CRC計算値 0xEDCE 情報フィールドのCRC計算値 名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x06 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x00 REQコマンドのコード SYS CODE システムコード 0xFFFF システム領域SCに関わらず応答 REQ CODE リクエストコード 0x00 リクエストなしとして処理 SLOT タイムスロット 0x00 本LSIでは常に00 CRC CRC計算値 0x0921 情報フィールドのCRC計算値 先頭フィールド 情報フィールド 最終 フィールド PREAMBLE SYNC CODE LEN CMD SYS
CODE REQ CODE SLOT CRC 00 00 00 00 00 00 B2 4D 06 00 FF FF 00 00 09 21
REQ送信内容
5.3.2.2 送受信データの説明(1/3)
動作フローで送受信しているデータを説明します。
詳細はユーザーマニュアルをご参照ください。
先頭フィールド 情報フィールド
PREAMBLE SYNC CODE
LEN CMD PICC CODE SVS NUM SVS Blk NUM Block List 00 00 00 00 00 00 B2 4D 20 08 02 FE 00 00 00 00 00 00 01 09 00 01 80 00 名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x0C 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x09 WRITE応答のコード
PICC CODE PICC識別子 0x02FE000000000000 NFCタグのIDM デフォルト値
STATUS1 ステータスフラグ1 0x00 00 = 正常終了 STATUS2 ステータスフラグ2 0x00 00 = 正常終了 CRC CRC計算値 0xD52F 情報フィールドのCRC計算値 先頭フィールド 情報フィールド 最終 フィール ド PREAMBLE SYNC CODE
LEN CMD PICC CODE STATUS CRC 1 2 00 00 00 00 00 00 B2 4D 0C 09 02 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 D5 2F
WRITEコマンド応答内容
WRITEコマンド内容
5.3.2.2 送受信データの説明(2/3)
名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x20 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x08 WRITEコマンドのコードPICC CODE PICC識別子 0x02FE000000000000 NFCタグのIDM デフォルト値
SVSNUM サービスファイル数 0x01 サービスファイル数 SVS サービスファイル識別子 0x0900 サービス識別子 BLK NUM ブロック数 0x01 書込みブロック数 BLK List ブロックリスト 0x8000 書込みブロック指定 DATA 書込みデータ 0x A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5
書込みデータ CRC CRC計算値 0x93D3 情報フィールドのCRC計算値 最終 フィー ルド DATA CRC A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 93 D3
~
~
先頭フィールド 情報フィールド 最終 フィー ルド PREAMBLE SYNC CODE LEN CM D PICC CODE SVS NUM SVS Blk NUM Block List CRC 00 00 00 00 00 00 B2 4D 10 06 02 FE 00 00 00 00 00 00 01 09 00 01 80 00 92 4A 名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x10 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x06 READコマンドのコード
PICC CODE PICC識別子 0x02FE000000000000 NFCタグのIDM デフォルト値
SVSNUM サービスファイル数 0x01 サービスファイル数 SVS サービスファイル識別子 0x0900 サービス識別子 BLK NUM ブロック数 0x01 読出しブロック数 BLK List ブロックリスト 0x8000 読出しブロック指定 CRC CRC計算値 0x924A 情報フィールドのCRC計算値 名称 内容 パターン 備考 PREAMBLE プリアンブル 0x000000000000 通信開始時に付与 固定値 SYNC CODE 同期コード 0xB24D 通信開始時に付与 固定値 LEN 情報フィールド長 0x1D 情報フィールドのバイト長 CMD コマンド 0x07 READ応答のコード
PICC CODE PICC識別子 0x02FE000000000000 NFCタグのIDM デフォルト値
STATUS1 ステータスフラグ1 0x00 00 = 正常終了 STATUS2 ステータスフラグ2 0x00 00 = 正常終了 DATA 読出しデータ 0x A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 読出しデータ CRC CRC計算値 0xCA78 情報フィールドのCRC計算値 先頭フィールド 情報フィールド 最終 フィール ド PREAMBLE SYNC CODE LEN CM D PICC CODE STATUS Blk NUM DATA CRC 00 00 00 00 00 00 B2 4D 1D 07 02 FE 00 00 00 00 00 00 00 00 01 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 A5 CA 78
READコマンド応答内容
READコマンド内容
5.3.2.2 送受信データの説明(3/3)
NFCタグ
ホスト
コントローラ
REQB送信
SNo.1
ATQB応答
SNo.2
書込みコマンドレスポンス
SNo.4
SNo.1:スマートフォンは、REQBコマンドを発行してレスポンスを待ちます。
NFCタグが存在しない場合、SNo.2の応答が帰らないので、SNo.1を繰り返します。
SNo.2:NFCタグからSNo.1のレスポンスATQB応答を返します。
スマートフォンがタグを捕捉します。
SNo.3:スマートフォンは、ATTRIBコマンドを発行します。
SNo.4:NFCタグからSNo.3のレスポンスATTRIB応答を返します。
NFCタグが活性化状態になります。
SNo.5:スマートフォンから書込みコマンドを送信します。
NFCタグは、SNo.5の書込みコマンドを受信すると、コマンド処理を行います。
SNo.6:NFCタグは、コマンド処理結果をスマートフォンに送信します。
SNo.7:スマートフォンから読出しコマンドを送信します。
NFCタグは、SNo.7の読出しコマンドを受信すると、コマンド処理を行います。
SNo.8:NFCタグは、読出しデータをスマートフォンに送信します。
書込みコマンド
SNo.3
5.3.3 スマートフォン(TYPE-B)からのアクセス
読出しコマンドレスポンス
読出しコマンド
SNo.6
SNo.5
ATTRIB送信
ATTRIB応答
SNo.8
SNo.7
スマートフォン
動作フロー概要
注: Android端末ではタグの検出SNo4までを、OSが担当しています。
スマートフォン(TYPE-B)-NFCタグ間の、RF通信はISO/IEC 14443規格に準拠します。
対応する規格として、データ転送レートは106 kbpsと212kbpsでアンチコリジョン非対応です。
動作フロー概要は、下図の通りです。
ATQB 返信
NFCタグ
スマートフォン
ATTRIB 送信S
N
o.
1
S
N
o.
2
REQB 送信動作フロー詳細は、下図の通りです。
波形仕様、SOF,EOFパターンにつきましては、ISO/IEC14443規格をご参照ください。
データは、8bit単位毎に、先頭に「0」、最後に「1」を付与した10bit単位で送信されます。
本内容につきましてもISO/IEC 14443規格に記載されております。
5.3.3.1 動作フロー詳細
S
N
o.
3
S
N
o.
4
SOF
0x 05 00 00 71 FFEOF
0x 50 00 00 00 00 00 00 00 00 91 81 E0 D9 83 0x 1D 00 00 00 00 00 00 01 00 79 5A ATTRIB 応答 0x 10 F9 E0 WRITE 送信 WRITE 応答 0x 02 90 00 29 6A 0x 02 00 D6 00 00 01 A5 1B 94S
N
o.
5
S
N
o.
6
SOF
EOF
READ 送信 READ 応答 0x 03 A5 90 00 24 F6 0x 03 00 B0 00 00 01 E7 8BS
N
o.
7
S
N
o.
8
REQB送信 NFCタグを探 索 ATQB返信 NFCタグが 応答を返す WRITE送信 NFCタグを指定 して書き込みを 実施 WRITE返信 NFCタグが正常 に書込み完了し た事を返す READ送信 NFCタグを指定 して読出しを実 施 READ返信 NFCタグが正常 に読出し完了し た事を返す ATTRIB送信 NFCタグを選択 ATTRIB返信 NFCタグが確 定EOF
SOF
EOF
SOF
SOF
SOF
EOF
EOF
EOF
SOF
フローチャート
概要
S
N
o.
SOF
EOF
SOF CMD AFI PAR AM CRC EOF 05 00 00 71 FF
REQB内容
名称 内容 パターン 備考 CMD コマンド 0x05 REQB/WUPBコマンドAFI ApplicationFamily Identifier 0x00 全応答 ISO/IEC14443規格参照
PARAM パラメータ 0x00 REQBを選択
CRC CRC計算値 0x71FF CRC計算値
SOF RES
CODE
PUPI ApplicationData Protocol Info CRC EOF 50 00 00 00 00 00 00 00 00 91 81 E0 D9 83
ATQB(REQBに対する応答)内容
名称 内容 パターン 備考
RES CODE レスポンスコード 0x50 ATQB (REQBに対する応答) PUPI PICC識別子 0x00000000 IDMの下位4Byte
ApplicationData ApplicationData 0x00000000 未使用
Protocol Info Protocol Info 0x9181E0 パラメータ、ユーザーマニュアル参照
CRC CRC計算値 0xD983 CRC計算値 SOF CMD Identifier PARAM CRC EOF 1 2 3 4 1D 00 00 00 00 00 00 01 00 79 5A
ATTRIB内容
名称 内容 パターン 備考 CMD コマンドコード 0x1D ATTRIBコマンドIdentifier PICC識別子 0x00000000 ATQB応答のPUPIを設定
PARAM1 パラメータ1 0x00 ユーザーマニュアル参照 PARAM2 パラメータ2 0x00 ユーザーマニュアル参照 PARAM3 パラメータ3 0x01 ユーザーマニュアル参照 PARAM4 パラメータ4 0x00 ユーザーマニュアル参照 CRC CRC計算値 0x795A CRC計算値
5.3.3.2 送受信データの説明(1/3)
SOF
PCB CLA INS Address LEN DATA CRC
EOF
02 00 D6 00 00 01 A5 1B 94
WRITE内容
名称 内容 パターン 備考
PCB Protocol Control Byte 0x02 I-block
CLA CLA 0x00 クラスバイト 固定値
INS WRITE 0xD6 命令バイト WRITE=0xD6
Address スタートアドレス 0x0000 書込み開始アドレス
LEN Data長 0x01 書込みデータ長(Byte)
Data 書込みデータ 0xA5 書込みデータ CRC CRC計算値 0x1B94 CRC計算値 SOF PCB SW CRC EOF 1 2 02 90 00 29 6A
WRITE応答内容
名称 内容 パターン 備考PCB Protocol Control Byte 0x02 I-block
SW1 ステータスワード1 0x90 0x9000=エラー無し SW2 ステータスワード2 0x00 CRC CRC計算値 0x296A CRC計算値 SOF RES CODE CRC EOF 10 F9 E0
ATTRIB応答内容
名称 内容 パターン 備考RES CODE レスポンスコード 0x10 ATTRIBレスポンス
CRC CRC計算値 0xF9E0 CRC計算値
READ内容
SOF PCB DATA SW CRC EOF 1 2 03 A5 90 00 24 F6READ応答内容
名称 内容 パターン 備考PCB Protocol Control Byte 0x03 I-block
Data 読出しデータ 0xA5 読出しデータ SW1 ステータスワード1 0x90 0x9000=エラー無し SW2 ステータスワード2 0x00 CRC CRC計算値 0x24F6 CRC計算値
5.3.3.2 送受信データの説明(3/3)
SOFPCB CLA INS Address LEN CRC
EOF
03 00 B0 00 00 01 E7 8B
名称 内容 パターン 備考
PCB Protocol Control Byte 0x03 I-block
CLA CLA 0x00 クラスバイト 固定値
INS READ 0xB0 命令バイト READ=0xB0
Address スタートアドレス 0x0000 読出し開始アドレス
LEN Data長 0x01 読出しデータ長(Byte)
5.4 トンネルモード動作
通信内容
ホストコントローラのブロック0(アドレス0x0000~0x000F)へ
データ0xA5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5A5を書込み
↓
ホストコントローラのブロック0(アドレス0x0000~0x000F)を読み出し
FeliCa
ホストコントローラのアドレス0x0000へデータ0xA5を書込み
↓
ホストコントローラのアドレス0x0000を読み出し
TYPE-B
この章では、トンネルモードでNFCタグを介して、ホストコントローラとスマートフォン間でアク
セスする具体的な動作を説明します。
トンネルモードにつきましては、本資料の4.4章をご参照ください。
なお、アクセス単位がFeliCaは16byte、TYPE-Bは1byteです。
以下のような通信内容で動作フローを説明します。
なお、NFCタグの初期状態は、RF通信(FeliCa、TYPE-B)、シリアル通信の3種類で通信が
可能ですが、その後の設定で制限することも可能です。
その場合は、特定の通信が出来ない場合もありますのでご注意ください。
スマートフォン
NFCタグ
ホスト
コントローラ
REQ送信
SNo.1
REQレスポンス
SNo.2
トンネル書込みレスポンス
SNo.10
SNo.1~SNo.2:本資料5.3.2と同様
SNo.3:スマートフォンからトンネル書込みコマンドを送信します。
SNo.4:NFCタグは、NIRQにてホストコントローラに通知します。
SNo.5:VDDEX端子に電源を印加します。(電源印加後、3msecでコマンド受信可能となります:製品規格 E1)
SNo.6:ホストコントローラは、NFCタグにQUERY(問い合わせ)コマンドを送信します。
SNo.7:NFCタグは、ホストコントローラにQUERYレスポンスを送信します。
SNo.8:ホストコントローラは、NFCタグにANSWER(結果通知)コマンドを送信します。
SNo.9:NFCタグは、ANSWERコマンドを受信するとホストコントローラにANSWERレスポンスを送信します。
SNo.10:NFCタグは、スマートフォンにトンネル書込みレスポンスを送信します。
SNo.11:スマートフォンからトンネル読出しコマンドを送信します。
SNo.12~SNo.16:SNo.4、 SNo.6~SNo.9と同様
SNo.17:NFCタグは、スマートフォンにトンネル読出しレスポンスを送信します。
トンネル書込みコマンド
SNo.3
5.4.1 スマートフォン(FeliCa)からの動作
動作フロー概要は、下図の通りです。
トンネル読出しレスポンス
トンネル読出しコマンド
IRQ通知
VDDEX印加
QUERYコマンド
QUERYレスポンス
ANSWERコマンド
ANSWERレスポンス
SNo.4
SNo.6
SNo.5
SNo.9
SNo.8
SNo.7
IRQ通知
QUERYコマンド
QUERYレスポンス
ANSWERコマンド
ANSWERレスポンス
SNo.11
SNo.12
SNo.13
SNo.16
SNo.15
SNo.14
SNo.17
REQ 返信