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NFC 브릿지 칩 설계 및 구현
A Design and Implementation of NFC Bridge Chip 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.52 no.3, 2015년, pp.96 - 101  

이평한 (쓰리에이로직스(주)) ,  류창호 (쓰리에이로직스(주)) ,  천성훈 (쓰리에이로직스(주)) ,  김성완 (쓰리에이로직스(주))

초록
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최근 NFC(Near Field Communication)기능을 내장한 스마트폰의 급속한 보급과 더불어 다양한 응용분야와 서비스들이 생겨나고 있다. 기존 비접촉식 스마트카드의 주요 기능이었던 전자식 잠금장치(DDL; Digital Door Lock)와 전자결제를 휴대폰으로 대체할 수 있을 뿐 아니라, Bluetooth 나 Wifi 등의 통신기술에서 초기 setup 과정의 번거로움을 덜어주는 페어링(Pairing) 기능, 가전제품들을 휴대폰으로 모니터링하고 컨트롤하는 기능, 최근 수요가 급격히 증가하고 있는 다양한 센서들의 데이터를 휴대폰으로 수집하여 통신망으로 연결시켜 주는 기능 등 수요가 급격히 증가하고 있다. 이 다양한 센서들과 NFC가 접목됨으로써 한동안 국가적으로 추진해 왔던 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 한층 활성화 할 것으로 기대된다. 또한 이는 최근에 큰 화두가 되고 있는 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 기술의 핵심이라고 할 수 있는데, IoT 의 최종단에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 이러한 기능들을 수행하기 위해서는 NFC 브릿지라고 하는 즉, 각종 디바이스와 휴대폰의 NFC 컨트롤러칩을 연결시켜 주는 기능을 하는 칩이 필요하게 된다. 기존의 Passive 태그 칩 기능에 다양한 디바이스들과의 인터페이스 기능을 추가함으로써 간단하면서도 저렴한 NFC 브릿지 기능을 수행할 수 있도록 하는 칩이다. 본 연구에서는 NFC Forum에서 만든 NFC 표준을 기반으로 하여 NFC 브릿지 칩을 설계하고 구현하였다. 이 칩은 크게 디지털 파트와 아날로그 파트로 구성이 되어 있어서, RF 신호 처리와 이를 디지털 신호로 변환하여 디바이스와 인터페이스가 가능하도록 하였다. 특히 RF 감지를 통하여 디바이스의 호스트 프로세서를 깨우는 기능을 추가함으로써 디바이스의 전력손실을 최소화 할 수 있다. 이 기능은 무전원 혹은 저전력 디바이스에 주로 사용되기 때문에 아주 중요한 기능이라고 할 수 있다. 캐리어 주파수는 13.56MHz를 사용하고 있고, 데이터 전송속도는 212kbps 및 424kbps를 지원하고 있으며, SMIC 180nm mixed-mode 공정을 사용하여 제작되어졌다. 제작된 칩의 기능과 성능을 검증하기 위하여 혈당측정기에 적용을 하여 NFC 혈당측정기 시스템을 구현하였는데, 이 구현된 시스템도 본 논문에 기술하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes a design and implementation of the NFC bridge chip which performs interface between kinds of devices and mobile phones including NFC controller through NFC communication. The NFC bridge chip consists of the digital part and the analog part which are based on NFC Forum standard. ...

주제어

#전자식 잠금장치   #전자결재   #페어링   #사물인터넷  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 추가적으로 제작된 칩의 기능과 성능을 검증하기 위하여 혈당기에 적용을 하여 혈당기 시스템을 구현하였는데, 이 구현된 시스템도 본 논문에 기술하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
NFC 브릿지 칩의 Wakeup 기능은 무엇인가? RF 신호 감지를 통한 호스트 Wakeup N-Bridge는 주로 무전원 혹은 저전력의 디바이스에 응용되기 때문에 저전력 디바이스의 경우 Wakeup 기능이 아주 중요한 역할을 한다. 이 Wakeup 기능은 평소에는 호스트 시스템을 Stop/Idle or Sleep mode 상태로 유지하다가 RF감지기능을 이용하여 RF 신호가 감지되면 호스트 시스템을 Wakeup 시키는 것이다.
NFC 브릿지는 무엇인가? 국내에서도 기존에 NFC 트랜시버칩 개발[6]은 이루어졌으나 상기한 기능들을 수행하기 위해서는 NFC 브릿지라고 하는 즉, 각종 디바이스와 휴대폰의 NFC 컨트롤러 칩을 연결시켜 주는 기능을 하는 칩이 필요하게 된다. 기존의 Passive 태그 칩 기능에 다양한 디바이스들과의 인터페이스 기능을 추가함으로써 간단하면서도 저렴한 NFC 브릿지 기능을 수행할 수 있도록 하는 칩이다.
NFC 브릿지 칩의 아날로그 파트와 디지털 파트의 구성 요소는? 아날로그 파트는 안테나 RF 신호를 수신하여 DC 신호로 변환하는 RF 정류기 블록, RF 송수신 신호를 변복조 하기 위한 변조기/복조기 블록, RF POR(Power On Reset) 생성기 블록, 디지털 로직의 시스템 클록을 생성하는 클록 추출기 블록, 그리고 전원 관리 블록 등으로 구성된다. 디지털 파트는 NFC Forum Type3 태그(T3T) 또는 NFC-DEP(NFC Forum Data Exchange Protocol)모드를 지원하는 로직 블록, 태그 메모리(T3T 모드)/FIFO(NFC-DEP)를 위한 256-Byte SRAM, 그리고 호스트 인터페이스를 위한 I2C/SPI Block 등으로 구성된다.
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참고문헌 (6)

  1. ISO/IEC, International standard 14443, "Identification cards - Contactless IC cards - Proximity cards." 

  2. www.nfc-forum.org NFC Forum 

  3. ISO/IEC, International standard 18092, "NFCIP-1(Near Field Communication Interface Protocol - 1)." 

  4. ISO/IEC, International standard 21481, "NFCIP-2(Near Field Communication Interface Protocol - 2)." 

  5. Seung-chang Park, Seung-won Yoon, Dong-in Shin, Dong-sup Oh, "A Design of Active Business Intelligence Service based on Smart Devices and RFID/USN," in Proceedings of IEIE summer symposium, Vol.35, No.1, pp.751-754, 2012. 

  6. Junghyun Cho and Shiho Kim, "Design of single-chip NFC transceiver," IEIE Journal, SD part, Vol.44, No.1, pp.68-75. 2007. 1. 

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