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一颗芯片完成“无源”鉴权:福芯微 FSV8943 无源锁应用方案

11/04 16:11
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无源锁(锁体不带电池,靠电子钥匙或手机取电)这几年在电力机柜、通信基站、市政设施、物流周转箱上铺得很快。但真正做过项目的人都知道,难点从来不是“能不能开”,而是在不供电、不维护的条件下,怎么把身份鉴权、开锁记录、状态采集一起管住。传统做法通常是“NFC 标签 + 外挂 MCU + 电源电路”三件套,外围器件多、PCB 占位大、无源取电时上电时序还容易引起通信不稳定。福芯微 FSV8943 的思路是把这条链路收进一颗 QFN24(4×4mm)的芯片里。

一、FSV8943 的关键性能优势

真无源运行:兼容 ISO/IEC 14443-A,13.56MHz,106Kbps,内置射频取电模块。读写器靠近的瞬间从射频场取能,无需电池、无需外部供电;通信结束立即进入 0 功耗待机,锁体侧完全不需要电源设计。

有源与无源双模:另支持 1.7V~3.5V 有源供电,可接入锁控主板或电子钥匙整机;具备 Sleep、Stop 低功耗模式与 POR/PDR/BOR 多重复位保护,抗干扰能力更强。

具备处理能力,才能保证安全:32 位 ARM Cortex-M0+ 内核,最高 32MHz,64KB Flash + 8KB SRAM。这意味着锁体侧可以运行轻量级挑战应答、动态密钥,而不只是厂商预先写入的固定 UID 明码;还支持硬件 CRC-32 与 16bit CRC 校验。

足够保存开锁记录:内置 1KB NFC 专用 Flash(用户可用 888 字节),Flash 擦写寿命 10 万次、数据保存 20 年。按紧凑记录结构设计,一本锁的近期开锁记录可以完全保存在锁体内部。

采集接口齐全:12 位 SAR ADC,最多 10 路外部模拟输入,16 路 GPIO、3 通道 DMA、I2C/SPI/双 USART、双比较器。锁舌到位检测、防拆开关、门磁、温度采集均可直接接入,无须再增加一颗 MCU。

体积小、温度适应范围宽:QFN24 4×4mm,工作温度 -40℃~85℃,自带 7 字节唯一 UID 与双重防冲突机制,一柜多锁不会串号,户外机柜的冬夏温差也覆盖得到。

二、无源锁方案的整体设计

锁体侧:FSV8943 + 13.56MHz 环形天线 + 锁舌到位或防拆检测 + 执行机构接口,全部贴装在狭小锁体内。

钥匙、手机侧:有源端作为读写器与供电来源,下发指令并回收数据。

平台侧:负责权限下发、日志回收与审计追溯。

一次开锁的完整流程是:钥匙靠近 → 射频取电唤醒芯片 → 芯片内完成挑战应答鉴权 → 校验通过则驱动开锁,并写入一条含时间戳、钥匙 ID、结果的记录 → 离场即断电。手机也可以在没有钥匙时靠近读取这段日志,用于巡检与应急核验;接上 1.7V~3.5V 有源供电后,同一颗芯片又能变成门禁一体机的主控。

这里有一个必须提前算清的限制:13.56MHz 射频场可取的功率在毫瓦级,驱动电磁铁或微型电机是不够的。因此在这个架构里,FSV8943 负责“鉴权、记录和状态采集”,执行机构由钥匙侧的供电回路驱动。把能量预算算清楚,方案才能稳定运行。

落到产品上,最直接的变化是 BOM 从三颗器件变成一颗,锁体免电池、免布线,本地日志可追溯,供应链也回到国产可控。

三、其他已落地的应用方向

同一颗芯片在别的场景里也在做类似的事:充电宝与便携储能,手机碰一碰读循环次数、电芯温度、剩余容量;3D 打印头无源测温,省掉随喷头来回移动的线束;工业工装与产线治具状态标签,不布线不换电池,维修时一碰读累计工时与故障标记;医疗耗材与仪器附件溯源,读批次、有效期、使用次数;家电配件出厂配置写入与售后检修;以及电子价签、冷链温湿度记录、无源资产标签等碰一碰场景。

无源锁的竞争点,最终还是体现在无电、无人维护时把该管的东西管住。FSV8943 至少把这件事的硬件门槛降到了一颗芯片。

以上芯片参数以福芯微官方规格书为准,方案架构部分为工程设计建议,欢迎工程师核查数据、索取样片与天线匹配支持。

深圳福芯微

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深圳市福芯微电子科技有限公司是一家专注微电子产品研发的高新技术企业,成立于2008年,公司自成立以来,秉承“用芯造福,回报社会”的理念,以创新定制中国芯为己任,依托十多年丰富的研发经验和国际先进的微电子发展理念,广泛与上下游优秀企业开展合作;逐步实现微电子国产替代进口的梦想,在NFC读写卡芯片、标签芯片、RFID超高频标签芯片、收音芯片等领域取得了国内先进水平,与客户共享、共生、共融、共赢,成为客户需求专业解决方案。

深圳市福芯微电子科技有限公司是一家专注微电子产品研发的高新技术企业,成立于2008年,公司自成立以来,秉承“用芯造福,回报社会”的理念,以创新定制中国芯为己任,依托十多年丰富的研发经验和国际先进的微电子发展理念,广泛与上下游优秀企业开展合作;逐步实现微电子国产替代进口的梦想,在NFC读写卡芯片、标签芯片、RFID超高频标签芯片、收音芯片等领域取得了国内先进水平,与客户共享、共生、共融、共赢,成为客户需求专业解决方案。收起

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