W artykule przedstawiamy produkowane przez STMicroelectronics niezwykle oryginalne pamięci EEPROM, które producent wyposażył w dwa interfejsy komunikacyjne: standardowy I2C oraz bezprzewodowy interfejs radiowy NFC. Obecnie są dostępne trzy rodziny tych pamięci – oznaczone symbolami M24LR/ M24LRE/M24SR, pokrótce przedstawimy je w artykule.
Firma STMicroelectronics oferuje trzy rodziny pamięci EEPROM wyposażonych w interfejs RF:
- M24LR, które od strony radiowej są zgodne ze standardami ISO15693 oraz ISO18000-3 mode 1. Są przystosowane do prowadzenia komunikacji w paśmie 13,56 MHz, z prędkością z czytnika do pamięci 1,6 lub 26 kb/s (w zależności od zastosowanego kodowania) i w odwrotnym kierunku 6,6/26 lub 53 kb/s. Każda pamięć jest wyposażona w 64-bitowy unikalny identyfikator. Interfejs przewodowy I2C pracuje z prędkością do 400 kHz. Zawartość pamięci jest chroniona od strony interfejsu radiowego za pomocą 32-bitowych haseł (może być ich kilka), hasło dostępowe można wykorzystać także torze dostępu do danych od strony magistrali I2C.
- M24LRxxE, których cechy użytkowe są takie same jak pamięci M24LR, dodatkowo wyposażono je w system pozyskiwania energii z toru radiowego (rysunek 1), dzięki czemu mogą – podczas prowadzenia wymiany danych z czytnikiem – zasilać współpracujące układy. W zależności od trybu pracy i mocy toru nadawczego, moc wyjściowa toru pozyskiwania energii może dochodzić do 10 mW (1,7 V/6 mA), co w zupełności wystarcza do zasilania dobrze skonstruowanego, energooszczędnego systemu mikroprocesorowego.
Rys. 1. Schemat blokowy aplikacji pamięci z serii M24LR w konfiguracji z pozyskiwaniem energii z toru RF
- M24SR, które także są wyposażone w interfejs radiowy pracujący w paśmie 13,56 MHz, ale spełniają wymogi standardów NFC Forum Tag Type 4 oraz ISO/IEC 14443 Type A, co ułatwia stosowanie ich w klasycznych aplikacjach NFC. Schemat blokowy pamięci z rodziny M24SR pokazano na rysunku 2. Uzyskiwania prędkość transmisji danych wynosi do 106 kb/s, co wiąże się z ograniczeniem zasięgu transmisji do kilku-kilkunastu centymetrów.
Rys. 2. Schemat blokowy pamięci z rodziny M24SR
Każda pamięć z rodziny M24SR ma indywidualny identyfikator o długości 56 bitów. Zawartość pamięci M24SR jest chroniona 128-bitowym hasłem, a trwałość matrycy EEPROM wynosi (tak samo jak w pamięciach M24LR) 1 mln cykli kasowanie-zapis. Czas bezpiecznego przechowywania danych w matrycy pamięciowej wynosi 200 lat, co jest jednym z lepszych wyników na świecie (użytkownicy pamięci M24LR mogą być spokojni o swoje dane „zale”wie” przez 40 lat). Pamięci M24SR wyposażono ponadto w uniwersalne wyjście cyfrowe (open-drain), które użytkownik może skonfigurować jako wyjście przerwania lub sygnalizujące określony etap transmisji danych.
Z myślą o ułatwieniu testowania prezentowanych w artykule pamięci we własnych aplikacjach użytkowników, producent przygotował kilka tanich narzędzi startowych, które umożliwiają szybkie i łatwe zweryfikowanie ich działania. Szczególnie wart polecenia jest dwupłytkowy zestaw M24LR-DISCOVERY (fotografia 3). W skład tego zestawu wchodzą dwie płytki, z których jedna spełnia rolę interfejsu-czytnika RFID (z transceiverem CR95HF), druga (z wyświetlaczem LCD) to system docelowy. Ta płytka jest wyposażona w pamięć z rodziny M24LR, która zasila – między innymi – mikrokontroler STM8L152C6T6.
Fot. 3. Zestaw M24LR-DISCOVERY składa się z dwóch płytek
Producent przygotował także podobny zestaw dla pamięci M24SR (M24SR-DISCOVERY – fotografia 4), który występuje w dwóch wersjach o różnym stopniu złożoności sprzętowej (wersję Premium wyposażono dodatkowo w moduł Bluetooth (BTM760) oraz wzmacniacz audio, dzięki którym zestaw emuluje bezprzewodowy zestaw audio, parowany z nadajnikiem za pomocą NFC).
Fot. 4. Wygląd zestawu ewaluacyjnego M24SR-DISCOVERY
Fot. 5. Wygląd ekspandera z pamięcią M24SR zgodnego z Arduino – X-CUBE-NFC1
Kolejnym tanim zestawem umożliwiającym samodzielne poznanie możliwości prezentowanych pamięci jest ekspander dla płytek NUCLEO oznaczony symbolem X-CUBE-NFC1 (fotografia 5). Jest on wyposażony w pamięć z rodziny M24SR, producent przygotował i udostępnił kompletne oprogramowanie dla mikrokontrolerów STM32 bazujące na systemie bibliotek STM32Cube (o nazwie X-CUBE-NFC1). Producent pamięci przygotował także wiele projektów referencyjnych anten do pamięci M24SR/LR (jak na przykład zintegrowany pakiet anten MATRIX-M24SR – fotografia 6), które pozwalają na szybkie dobranie optymalnego rozwiązania dla własnej aplikacji.
Fot. 6. Jeden z kilku dostępnych testerów anten dla pamięci M24SR/LR (MATRIX-M24SR)
Ponieważ bezprzewodowy interfejs pamięci prezentowanych w artykule jest zgodny ze standardem NFC (Near Field Communcation), stosowanym coraz częściej w smartfonach, producent przygotował bezpłatną aplikację dla systemu Android, która umożliwia wykonywanie bezprzewodowo wszelkich operacji na zawartości pamięci. Dzięki temu do testowania pamięci wystarczy tablet lub smartfon z Androidem oraz bezpłatna aplikacja (w zależności od typu pamięci: STSW-M24SR002 dla M24SR, STSW-M24LR012 dla M24LR), która jest dostępna w sklepie GooglePlay.
