Karta katalogowa HITAG S do projektowania systemów LF RFID

HITAG S – arkusz danych (PDF)

Przegląd układu RFID HITAG S

Układ transponderowy HITAG S jest przeznaczony do niskoczęstotliwościowych bezstykowych systemów identyfikacji, które wymagają stabilnego działania, kompaktowej implementacji układu oraz zgodności z istniejącą infrastrukturą czytników HITAG. Jako element rodziny HITAG firmy NXP zachowuje kierunek protokołu znany wielu projektantom systemów LF RFID, a jednocześnie usprawnia konstrukcję tagów dzięki mniejszym rozmiarom układu, konkurencyjnej cenie, szybszemu działaniu i zwiększonej odległości działania, gdy antena i środowisko czytnika są odpowiednio zaprojektowane.

Niniejszy arkusz danych przyda się inżynierom, menedżerom produktu i zespołom zakupowym oceniającym HITAG S pod kątem niestandardowych transponderów, kart, tagów i wbudowanych produktów identyfikacyjnych. Układ pracuje w zakresie częstotliwości od 100 kHz do 150 kHz i zawiera zintegrowany kondensator rezonansowy 210 pF z tolerancją ±5% w całej produkcji. Taka integracja ułatwia projektowanie anten i inlayów, ponieważ obwód rezonansowy można zaplanować w oparciu o zdefiniowaną pojemność wbudowaną w układ.

HITAG S jest oferowany jako jedna rodzina protokołów z dwiema opcjami pamięci. HITAG S256 zapewnia 256 bitów całkowitej pamięci do odczytu i zapisu, natomiast HITAG S2048 oferuje 2048 bitów dla aplikacji wymagających większej ilości danych użytkownika, miejsca na konfigurację lub informacji o procesie. Obie wersje korzystają z tej samej struktury protokołu, co pozwala projektowi wybrać rozmiar pamięci bez zmiany podstawowego sposobu komunikacji z czytnikiem.

Protokół, pamięć i funkcje bezpieczeństwa

Struktura poleceń HITAG S opiera się na HITAG 1 i obejmuje obsługę antykolizji w środowiskach, w których w polu czytnika może znaleźć się więcej niż jeden transponder. Komunikacja z czytnika/programatora do transpondera wykorzystuje 100% modulację ASK z binarnym kodowaniem długości impulsów. Komunikacja zwrotna z transpondera do czytnika wykorzystuje silną modulację ASK z kodowaniem Manchester i dwufazowym.

Określona szybkość transmisji z czytnika/programatora do transpondera wynosi 5,2 kBit/s, natomiast komunikacja zwrotna może pracować z szybkością 2 kBit/s, 4 kBit/s lub 8 kBit/s. Protokół antykolizji jest określony pod kątem szybkiej obsługi inwentaryzacji – 100 tagów jest przetwarzanych w 3,2 sekundy w zdefiniowanych warunkach. Obsługa CRC pomaga sprawdzić integralność danych podczas komunikacji.

Aby zapewnić elastyczne działanie systemu, HITAG S obsługuje opcjonalne tryby Transponder Talks First z długością danych definiowaną przez użytkownika. Może także tymczasowo przełączyć się z trybu Transponder Talks First na tryb Reader Talks First. Jest to przydatne, gdy system w jednej sytuacji potrzebuje automatycznej odpowiedzi tagu, a w innej kontrolowanych poleceń czytnika.

Niezawodność pamięci jest kluczowym zagadnieniem w przypadku produktów przemysłowych i identyfikacyjnych. Pamięć EEPROM układu HITAG S wytrzymuje do 100 000 cykli kasowania/zapisu oraz 10 lat zachowania danych nieulotnych w warunkach opisanych w arkuszu danych. Układ zawiera również funkcję bezpiecznej blokady pamięci, 32-bitowy unikalny numer identyfikacyjny oraz szyfrowane uwierzytelnianie oparte na 48-bitowym kluczu tajnym.

Zgodność ze standardami i dopasowanie do zastosowań

HITAG S jest w pełni zgodny z normami ISO 11784/85 dotyczącymi identyfikacji zwierząt i jest przeznaczony do pracy w infrastrukturze sprzętowej związanej z ISO 14223 oraz ISO 18000-2. Obsługuje także niemieckie standardy gospodarki odpadami i wyścigów gołębi. Takie ukierunkowanie na standardy sprawia, że układ jest istotny dla projektów, które muszą pozostać zgodne z istniejącymi ekosystemami LF RFID.

W praktyce rozwoju produktów HITAG S można stosować w produktach do identyfikacji zwierząt, tagach do automatyzacji pralni, w śledzeniu kegów piwnych i butli gazowych, w pomiarze czasu wyścigów gołębi oraz w aplikacjach ochrony marki. W zakresie identyfikowalności zwierząt układ może obsługiwać produkty identyfikacyjne, które muszą współpracować z czytnikami LF stosowanymi w środowiskach regulowanych lub częściowo regulowanych. Podczas budowania znaczników RFID dla zwierząt, dostępne opcje pamięci 256-bitowej i 2048-bitowej pozwalają projektantowi zachować równowagę między kosztem, przestrzenią pamięci i wymaganiami procesu.

Automatyzacja pralni to kolejny obszar szczególnie dobrze dopasowany, ponieważ LF RFID bywa przydatny, gdy tagi są wbudowywane w przedmioty, które muszą przetrwać wielokrotną obsługę, pranie i sortowanie. Sam HITAG S nie definiuje kompletnego tagu fizycznego, ale jego trwałość pamięci EEPROM, zachowanie danych i tryby komunikacji stanowią odpowiednią podstawę układową. Producenci wybierający układy do znaczników pralniczych RFID powinni jeszcze zweryfikować gotową obudowę tagu, hermetyzację, antenę i zasięg odczytu w rzeczywistych warunkach prania.

W przypadku przedmiotów transportowych zwrotnych układ może obsługiwać identyfikację wielokrotnego użytku, w której tag jest montowany w wytrzymałej obudowie lub mocowany do zasobu. Arkusz danych wymienia logistykę kegów piwnych i butli gazowych jako obszary zastosowań. W takich projektach niestandardowe znaczniki RFID do butli gazowych mogą wymagać starannego projektowania mechanicznego z uwzględnieniem metalu, uderzeń, ekspozycji na warunki zewnętrzne i pozycji czytnika.

Formaty dostawy i uwagi projektowe

HITAG S jest dostępny w kilku typach dostawy przeznaczonych dla różnych procesów produkcyjnych. Opcje zamówienia obejmują pocięte wafery ze złotymi wypustkami, pocięte wafery ze złotymi mikrowypustkami, formaty modułów MOA4 do bezstykowych kart układów scalonych oraz obudowy HVSON2. Wersja HVSON2 jest opisana jako plastikowa obudowa typu very thin small outline o zwiększonym odprowadzaniu ciepła, z dwoma wyprowadzeniami i korpusem o wymiarach 3 × 2 × 0,85 mm.

Dane szybkiego odniesienia podają zakres pojemności wejściowej od 199 pF do 221 pF między IN1 i IN2 dla odpowiednich opcji waferowych, przy wartości typowej 210 pF. Ten punkt ma znaczenie dla dostrojenia anteny, ponieważ indukcyjność cewki, dobroć, częstotliwość rezonansowa i odstrojenie środowiskowe wpływają na parametry końcowe.

Przy określaniu produktu opartego na HITAG S należy przed produkcją potwierdzić rozmiar pamięci, typ dostawy, tryb pracy, wymagania dotyczące uwierzytelniania, przebieg odczytu i zapisu oraz formę fizyczną. Ta sama rodzina układów może obsłużyć różne produkty końcowe, ale właściwy wybór zależy od tego, czy projekt stawia na niski koszt, większą pamięć, obsługę modułów, kompaktowe opakowanie czy konfigurację zabezpieczeń. Testy próbek powinny zweryfikować zasięg odczytu, niezawodność zapisu, zachowanie antykolizji i długoterminową trwałość w rzeczywistym środowisku aplikacji.

FAQ do arkusza danych HITAG S

Jakie jest główne przeznaczenie układu transponderowego HITAG S?

HITAG S jest stosowany głównie w niskoczęstotliwościowych bezstykowych transponderach i kartach identyfikacyjnych. Nadaje się do aplikacji wymagających komunikacji LF RFID, pamięci do odczytu i zapisu, zdolności antykolizji oraz zgodności z istniejącą infrastrukturą HITAG. Typowe przypadki użycia obejmują identyfikację zwierząt, automatyzację pralni, śledzenie aktywów zwrotnych, logistykę butli gazowych, pomiar czasu wyścigów gołębi oraz ochronę marki.

Jaka jest różnica między HITAG S256 i HITAG S2048?

Główna różnica dotyczy pojemności pamięci. HITAG S256 zapewnia 256 bitów całkowitej pamięci do odczytu i zapisu, natomiast HITAG S2048 oferuje 2048 bitów. Obie opcje korzystają z tej samej rodziny protokołów, więc koncepcja komunikacji po stronie czytnika pozostaje podobna. Wersja 2048-bitowa sprawdza się lepiej, gdy trzeba przechowywać więcej danych użytkownika, informacji konfiguracyjnych lub zapisów procesowych.

Jaki zakres częstotliwości obsługuje HITAG S?

HITAG S pracuje w niskoczęstotliwościowym zakresie od 100 kHz do 150 kHz. Dzięki temu nadaje się do systemów LF RFID, a nie do projektów HF lub UHF. Wbudowany kondensator rezonansowy 210 pF ułatwia projektowanie obwodu rezonansowego, ale parametry końcowe nadal zależą od geometrii anteny, indukcyjności cewki, mocy czytnika, materiału obudowy i warunków środowiskowych.

Czy HITAG S obsługuje antykolizję?

Tak. Protokół i struktura poleceń obejmują obsługę antykolizji opartą na podejściu HITAG 1. Arkusz danych określa szybki protokół antykolizji do śledzenia zapasów, w którym 100 tagów jest przetwarzanych w 3,2 sekundy w zdefiniowanych warunkach. Rzeczywiste parametry w terenie należy zweryfikować z docelową anteną czytnika, odstępami między tagami i środowiskiem pracy.

Jakie funkcje bezpieczeństwa są dostępne w HITAG S?

HITAG S zawiera 32-bitowy unikalny numer identyfikacyjny, funkcję bezpiecznej blokady pamięci oraz szyfrowane uwierzytelnianie oparte na 48-bitowym kluczu tajnym. Funkcje te mogą pomóc chronić wybrane zachowanie pamięci i wspierać konstrukcje zorientowane na uwierzytelnianie. Pełny poziom bezpieczeństwa gotowego systemu zależy jednak również od implementacji czytnika, zarządzania kluczami, oprogramowania aplikacyjnego i procedur operacyjnych.

Jakie formaty dostawy są dostępne dla HITAG S?

Arkusz danych wymienia kilka typów dostawy, w tym pocięte wafery ze złotymi wypustkami, pocięte wafery ze złotymi mikrowypustkami, formaty modułów MOA4 do bezstykowych kart układów scalonych oraz obudowy HVSON2. Najlepsza opcja zależy od procesu produkcyjnego. Producenci inlayów mogą preferować formy waferowe, natomiast zwarte zespoły elektroniczne mogą rozważyć wersję w obudowie HVSON2.

Czy HITAG S można stosować do produkcji niestandardowych tagów RFID?

Tak. HITAG S może służyć jako platforma układowa dla niestandardowych tagów, kart, modułów i wbudowanych identyfikatorów LF RFID. Przed produkcją masową projekt powinien potwierdzić rozmiar pamięci, dostrojenie anteny, typ obudowy, tryb uwierzytelniania, oczekiwaną odległość odczytu i trwałość środowiskową. Gotowe próbki należy przetestować z rzeczywistym systemem czytnika, a nie oceniać wyłącznie na podstawie danych układu.