HCI Introduction

NFC技术全称为Near Field Communication，即近场通信技术，是一种短距离的高频无线通信技术。NFC允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，能在10厘米左右的距离内实现。该技术由飞利浦和索尼在2002年共同研发，2004年飞利浦与诺基亚合作推广。NFC技术的出现使得智能设备间的通信更加便捷、高效。 NXP（Nexperia Semiconductors）是一家荷兰半导体公司，其产品广泛应用于手机、个人识别、汽车电子、网络设备等领域。NXP官方推出了NFC芯片PN544和PN65N等，它们广泛用于实现移动支付、门禁系统、公交卡等多种功能。PN544是NXP较早推出的NFC控制器，它具备与UICC（通用集成电路卡，通常指的是SIM卡）的接口，支持SWP（Single Wire Protocol）标准，这是一种与UICC通信的双线串行通信协议。而PN65N是NXP较新的NFC控制器产品，它同样支持NFC功能，并针对新的应用需求做了相应的优化和增强。 HCI（Host Controller Interface，主机控制器接口）是一种用于通信的软件接口，它允许主机（例如智能手机、平板电脑）通过某个标准的通信协议，与NFC控制器进行交互，以实现对NFC功能的控制与管理。HCI定义了一系列的命令和数据结构来帮助主机向NFC控制器发送指令并接收信息，这种接口标准使得主机可以与不同制造商生产的NFC控制器进行通信，而无需关心后者的具体实现细节。 NXP官方提供的NFC芯片PN544的HCI定义了软件接口标准，使得该芯片能够通过SPI、I2C、串行通信等主机接口与外部设备连接。除了硬件接口，PN544还提供了无线接口（RF Interface），该接口工作在13.56MHz频段，符合NFC-WI（NFC Wireless Interface）标准。此外，NXP的HCI还包含了NFC相关的RF协议处理。 在NXP的HCI中，软件接口是基于ETSI标准（European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准协会）定义的。ETSI定义了与UICC交互的物理接口和软件接口。UICC是一种智能卡，通常用于存储用户的身份信息、密钥等数据。而NXP的HCI接口则在此基础上，提供了额外的配置、RF通信、安全芯片接口等方面的定义。 从主机端看，NXP的PN544可以使用SPI、I2C或串行通信接口，通过这些接口与主机进行数据交换。其中，NFC-WI接口用于无线通信，即利用13.56MHz的射频信号与NFC标签或其他NFC设备进行通信。而NFC技术所涉及的数据链路层和物理层协议也包含在NXP的HCI接口中，确保了与ETSI HCI标准的兼容性和扩展性。 在NFC技术和HCI接口的架构中，包含了网关（Gate）、管道（Pipe）和消息传递的概念。网关是服务的入口点，是主机访问服务和注册表的通道；管道则是消息的传输路径，用于数据在网关之间传递。这一架构确保了数据通信的高效性和安全性，同时也为开发者提供了简洁的接口进行应用开发。 NFC技术的具体实现中，会涉及到数据链路层和物理层的相关协议。NXP的NFC控制器提供了对I2C、SPI、RS232等接口的支持，使得可以方便地与不同类型的主机进行连接。同时，为了实现NFC设备间的通信，还会用到NFC-WI接口和RF前端的配置。 在NFC技术的应用层面，NXP的PN544提供了多种NFC应用类型的支持，包括卡仿真（Card Emulation）、读卡器模式（Reader/Writer）以及点对点模式（P2P）。卡仿真模式允许手机替代传统卡片如信用卡、公交卡等进行支付或验证操作；读卡器模式下，手机可以读取NFC标签中的信息；P2P模式下，手机之间可以互传信息，例如交换联系人信息或图片。 NFC技术的普及为消费者带来了极大的便利，NXP的PN544和PN65N等NFC控制器不仅支持了NFC功能的实现，而且通过标准化的HCI接口，为开发者提供了便于集成和开发的环境，进一步推动了NFC技术在移动支付、智能交通、身份认证等领域的应用和创新。