Nejnovějším přírůstkem v nabídce společnosti STMicroelectronics je bezdrátová univerzální CMOS EEPROM paměť s označením SRi2K. Když se jen tak napíše, že její kapacita je „pouhých“ 2048 bitů, tedy 2 kB, každý jistě ohrne nos. Jenže z a do této paměti se nezapisuje, resp. nečte, pomocí signálů na vyvedených pinech, ale čistě bezdrátově prostřednictvím frekvence 13,56 MHz. Navíc tato paměť nepotřebuje žádný svůj napájecí zdroj, protože energii pro provoz získává přímo z energie bezdrátové komunikace. Prostě zde jde o přepisovatelnou EEPROM paměť, se kterou se komunikuje přes RFID. Prakticky by se dalo říct, že jde o klasický pasivní RFID tag, ale integrovaná velikost 2 kB, která je v tomto směru velmi neobvyklá, může v mnoha aplikacích znamená zásadní změnu. Totiž doposud RFID tag nesl a vysílal jen kód, případně jen pár krátkých informací, které sloužily pro vyvolání objemnějších údajů v databázi na straně čtecího systému. Zde se však mohou libovolná data přímo v RFID tagu uchovávat a následně přímo přenášet do čtecího systému i velké množství informací, které jsou sledovacímu systému jinak neznámá.

Systém SRi2K je provedený stylem vše v jedné součástce, tedy jak paměť, tak komunikační RFID obvody. Externí je prakticky jen přijímací / vysílací anténa. To z této paměti dělá velmi zajímavý artikl pro různé přepravní společnosti či mediální akce, kde může obvod fungovat například jako elektronický lístek či permanentka, která může obsahovat mnoho údajů nejen o akci samotné, ale třeba i o vlastníkovi či nákupci vstupenky. To třeba může zamezit černý obchod s lístky před mnoha koncerty, o které je velký zájem.

RFID paměť SRi2K, splňující radiokomunikační standard ISO 14443 part 2 type B, je organizována do 64 bloků po 32 bitech a přistupuje se k nim pomocí radiového signálu přenášeného na nosné frekvenci 13,56 MHz. Vstupující data jsou demodulována a dekódována z amplitudově klíčovaného signálu (ASK), zatímco data vysílaná z EEPROM ke čtečce jsou přenášena pomocí bity fázově kódovaného signálu (BPSK) na frekvenci 847 kHz prostřednictvím odrazu signálu čtečky od antény paměti. Přijímaná ASK vlna je modulována z 10%. Obousměrný přenos dat mezi SRI2K a čtečkou probíhá rychlostí 106 kb/s, a protože se předpokládá současná komunikace s více paměťmi, je zde uvnitř implementován antikolizní algoritmus založený na pravděpodobnostní skenovací metodě využívající označování časových slotů (slot markers).

Organizace paměti SRi2K

Paměť je organizována do tří oblastí – viz následující obrázek:

První oblast (adresa 0 až 4) je přednastavena jako OTP (One Time Programmable), tedy pouze jednou programovatelná, přičemž její přednastavené bity do stavu log. 1 lze změnit do stavu log.0. Druhá oblast (adresa 5 a 6) poskytuje dva 32bitové binární čítače, které mohou být dekrementovány ze stavu FFFF FFFFh do 0000 0000h a poskytuje tím kapacitu 4,294,967,296 jednotek na čítač. Poslední oblast (od adresy 7) je již zmíněná EEPROM paměť. Ta je přístupná 32bitovými bloky a zahrnuje automatický mazací cyklus během každého příkazu zápisu do bloku. Číst data (příkaz Read_block ) lze z jakéhokoliv bloku, využívat příkazu zápisu (Write_block command) pak u některých bloků jen v případě, že mají povolený zápis (bloky 7 až 15).

Podrobnější popis komunikace s pamětí SRi2K

Paměť se obsluhuje prostřednictvím zaslání některé z následujících příkazů:

• Read_block = přečtení bloku
• Write_block = zapsání bloku
• Initiate = inicializace komunikace čtečkou
• Pcall16 = adresování pamětí v dosahu čtečky
• Slot_marker = číslování přenosového slotu
• Select = volba
• Completion = ukončení
• Reset_to_inventory = reset soupisu
• Get_UID = získání identifikačního čísla

Všechny příkazy jsou zasílány prostřednictvím příkazového rámce (command frame) jako radiové signály s 10% ASK modulací a poté rozklíčovány následnou demodulací tohoto signálu přijímaného externí anténou a jeho dekódováním interní logikou. Před každou operací se musí provést výběr SRi2K obvodu příkazem „Select“. Dále jsou již dekodány zasílané příkazy uvedené výše. Pokud je obdržen neplatný rámec obsahující neplatný příkaz nebo zjištěn chyba CRC, paměť nevrací žádnou chybovou zprávu.

Samotné komunikaci předchází její inicializace / navázání prostřednictvím antikolizního mechanismu využívající příkazy "Initiate" a "Pcall16", které přidělí všem pamětem v dosahu čtečky slot (časový úsek), ve kterém bude komunikace probíhat na základě identifikace prostřednictvím přidělené hodnoty Chip-ID.

Fyzická struktura přenášených dat

SRi2K vysílá a přijímá data v bajtech jako 10bitové znaky, s prvním přenášeným nejnižším bitem, přičemž každý bit má délku 9,44 mikrosekund. Přenos těchto znaků se provádí v rámci, který jen uvozen startovací sekvencí SOF a ukončeny EOF sekvencí. Rámec dále obsahuje příkazy, adresy, data a CRC kontrolní součet, jak je definováno v požadavcích standardu ISO 14443-3 Type B.

Pro paměť musí čtečka na své anténě generovat 13,56 MHz sinusový signál o dostatečné energii potřebné pro napájení paměti. Energie přijatá anténou SRi2K se transformuje regulátorem do napájecího napětí a do datových bitů prostřednictvím ASK demodulátoru.

Datové bity naopak vysílané pamětí do čtečky využívají tzv. backscattering, tedy zpětného rozptylu přijímané energie vlny prostřednictvím regulace proudu anténou (modulace elektrické zátěže). Pro zlepšení detekce přijímačem jsou data vysílány jako fázově klíčované, tedy v podobě BPSK modulace na nosné frekvenci 847 kHz, opět jak je specifikováno ve standardu ISO 14443-2 Type B.

Základní vlastnosti paměti SRi2K:

• Bezkontaktní EEPROM paměť bez externího napájení
• Velikost: 2048 bitů
• Vestavěná ochrana proti zápisu
• Splňuje standardy ISO 14443-2 a ISO 14443-3 Type B
• Nosná přijímací frekvence: 13,56 MHz
• Nosná vysílací frekvence: 847 kHz
• Přenosová rychlost: 106 kbit/s
• 8bitová identifikace pomocí Chip_ID založená na antikolizním systému
• Dva snižující binární čítače
• 32bitový zápis a čtení dat
• Interní ladící kondenzátor
• Spolehlivé udržení dat min. 40 let
• Automaticky časovaný programovací cyklus
• Programovací čas: typ. 5 ms
  
  

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovské stránky společnosti ST Microelectronic - www.st.com
• Přímý odkaz na stránky s pamětí SRi2K - http://www.st.com/stonline/stappl/cms/press/news/year2009/p2435.htm
• Datasheet paměti SRi2K - 15779.pdf

• Další zajímavé články najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz