悄悄的，NFC/RFID就把我们包围了

图3. 基于NFC/RFID的电子锁安全认证是MAX66242无源标签的核心。

确保数据保护措施的安全性

保护数据安全至关重要，所以MAX66242提供4K位的用户EEPROM，可划分为开放式访问区域(例如无保护)或读卡器必须通过EEPROM写操作安全认证才可访问的区域。提供多种保护模式，包括EPROM仿真(EM)模式，允许使用不可复位的计数器，限制使用次数。激活EM模式时，标签中的个体存储器位只能从1变为0，但不能从0变为1。一旦选中EM模式，则不可逆。这一过程是实现倒计数或限制便携设备使用次数的最佳方式，可能是最具挑战的工作。

模式也使OEM能够更好地控制允许哪个NFC/RFID读卡器系统连接，无疑是保护设备中储存的校准、配置以及诊断数据的绝佳方式。

高速数据传输，无需外部微控制器

MAX66242无源标签是I?C至NFC/RFID协议转换器网关。标签的I?C端口可作为主机端口或从机端口进行数据交换。在图3所示应用中，NFC/RFID读卡器可访问基于I?C的电子元件，后者直接连接至MAX66242。所以不需要附加微控制器(例如安装在传感器卡上)即可访问数据。

如上所述，IC集成的32字节SRAM缓存器有助于加快I?C至HF数据传输。与必须通过其EEPROM单元传输数据的方案类似，示例中的MAX66242利用其SRAM缓存器管理此类传输。SRAM的访问时间比EEPROM快，这是相对于其它方案的一项优势，加速系统的总体事务处理。

IC也提供可编程输入/输出(PIO)引脚，实现多功能用途，包括在特定应用中中断便携设备的微控制器。该PIO引脚可配置作为RF Busy或RF-Access-In-Progress报警信号。报警信号的一项极好用途是在出现13.56MHz HF电磁场时唤醒正在休眠的嵌入式系统。简而言之，该多功能PIO引脚提供更好地控制系统数据流的途径。

能量收集，提高灵活性和扩展性

能量收集非常有用，使MAX66242成为高度灵活、可扩展的方案，适用于宽范围NFC/RFID应用。

IC作为通用无源标签，不要求外部供电；仅消耗极低功率即可工作，大约50?A，或根据支持的功能略有变化。标签从读卡器的13.56MHzHF电磁场收集能量。针对高效、优化链路正确构造和调谐天线时，无源标签获得的能量远高于本身所需的功率。剩余能量往往被分流至地。相反，在MAX66242中，整流器未使用的收集能量可通过IC的VOUT引脚输出到IC的外部电路。即收集能量可用于IC外围供电，如温度传感器，也从该传感器中收集温度转换数据。IC的VOUT引脚可配置为提供1.8V或3.3V (典型值)电压，磁场足够强时，可配置电源输出提供高达5mA电流。

优化天线设计，最大程度提高功率和效率

只有实现最优的RF电路设计，最大程度传输RF能量时，无源标签的能量提取方法才更有效。读卡器与标签天线线圈之间的能量传输效率很大程度上取决于谐振电路的精度和/或天线调谐方式。天线线圈之间能量的有效吸收或传递是靠电谐振实现的。此时，使MAX66242标签的天线线圈及其调谐电容在13.56 MHz工作频率下产生谐振是关键。

天线设计原理相对简单、明确。必须在PCB (或内层基片)上构建标签的天线电感(LINDUCTOR)，使其与片上调谐电容(CTUNING)相匹配，实现13.56MHz的IC谐振。所以，所有电容和电感电抗之和必须为零。当LCw? = LC (2πf)?= 1 (with f = fRES)时，满足该条件。这在理论上表示流入MAX66242标签的能量流(IRF流)达到最大，或者说阻抗达到最小。由此得到式1中的谐振频率fRES和LINDUCTOR。

式1. PCB上集成的外部天线电感(LINDUCTOR)必须与标签的内部调谐电容(CTUNING)相匹配，使电路谐振点为13.56MHz。

满足上式，意味着调谐电路发生谐振。式1也可以作为已知CTUNING值时计算实际LINDUCTOR的例子。计算得到L值后，设计者将构建外部天线，得到L值。实现以上条件后，说明天线设计已经使LC环路接收到的电流最大化。

值得注意的是，实际应用中，设计工程师总是通过设计NFC/RFID天线线圈，使真实系统的功率最大化。由于将标签安装在HF场中，往往存在标签"加载效应"。为考虑该加载效应，天线线圈设计师可能不得不将其设计在超调或欠调，即略微低于或高于13.56MHz的频率，使电路效率较高。关于如何构建天线，超出了本文的讨论范围。

在便携设备中嵌入

客观地说，NFC/RFID正在开启可穿戴技术的市场大门。在物联网(IoT)大潮下，将涌现出越来越多支持传感器的嵌入式系统，通过网络上的各种系统收集用户的生物及其它数据；将会有非常多支持NFC/RFID的医疗和工业应用涌现出来，我们对其规模尚不得而知。

在我们讨论特定应用之前，首先了解一下嵌入式设计中支持NFC/RFID的基本电路结构(图4)。注意，系统需要具备与外部世界通信的途径。