【瑞萨电子PTX105R NFC读写器套件】3.PTX1xxR IoT Config Tool工具...

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前言

PTX1xxR IoT Config Tool用于生成配置，该工具的一部分是测试应用程序，这些应用程序需要和PTX105R硬件一起使用。

主要应用程序功能包括：

• 配置接收器设置
• 配置发射器设置
• 从文件加载配置
• 将配置存储到文件
• 为瑞萨 SDK 生成配置文件
• Q-Measurement
• 关闭温度校准
• 检测温度和电流限制违规
• 为瑞萨电子公司 SDK 生成启动轮询代码
• RSSI 和 Rx 阈值类型 A/B/V/F 测量
• LPCD 最小 I/Q-Limit 测量
• IOT 发现应用程序
• NDEF 读写应用程序
• HCE T4T 应用程序
• HCE RX 检测阈值测量
• FeliCa M-class DTE 应用程序
• PRBS 测试信号发生器应用程序
  

支持如下两个系统：

• Windows 10 x86 64位
• Ubuntu 20.04 LTS x86 64位
  

1. 工具下载

到瑞萨官网下载NFC IoT Tuner上位机调试工具：

https://www.renesas.com/us/en/products/wireless-connectivity/nfc/ptx105r-mid-power-multi-protocol-nfc-forum-compliant-reader

如下图，登录瑞萨的账号并下载：

2. 工具安装

PTX1xxR IoT Config Tool工具支持Linux和Windows两个版本，根据自己使用的系统安装包安装。我的电脑系统为Win10，所以安装windows版本的安装包。

window系统下安装流程较为简单，直接根据提示点击下一步，直到安装完成，这里不在赘述。

2.1. Linux系统下安装

Linux系统下安装PTX1xxR IoT Config Tool步骤如下：

• 下载安装包
• 解压压缩包
• 设置应用镜像文件执行权限
• 执行应用镜像文件
  

执行代码如下，占位符(<zip archive>和<AppImage file>)为实际的文件名：

1. # starting first time
   
2. mkdir my_appimage
   
3. unzip <zip archive> -d my_appimage
   
4. cd my_appimage
   
5. chmod +x <AppImage file>
   
6. ./<AppImage file>
   
7. # starting next time
   
8. ./<AppImage file>

复制代码

3. 工具应用

工具安装完成之后，会在桌面上出现一个图标，双击打开运行：

第一次使用肯定不知道软件如何使用，可以通过菜单栏“Help --> Help”打开网页版离线操作说明手册。

3.1. 连接PTX105R板子

使用USB转type-C将PTX105R与电脑连接，然后选择COM口连接，见下图：

3.2. 配置3.2.1. Receiver(接收器)

Type A/B和Type F/V都是不同种类的NFC通信技术的配置，提供了配置界面供配置。

Type-A：遵循ISO/IEC 14443A标准。是最常用的NFC标签类型，提供快速的防冲突机制，适合多标签环境。通常用于门禁控制、电子票务和一些简单的NFC应用。

Type-B：遵循ISO/IEC 14443B标准。与Type-A相比，Type-B的数据传输速率较慢，但提供了更长的读取距离。常用于一些特定的应用，如动物识别和一些特定的工业应用。

Type-F：遵循FeliCA JIS X6319-4标准，是RFID通信中速度较快的一种形式，也称为FeliCa。提供了比Type-A和Type-B更高的数据传输速率和更大的内存容量。支持快速的防冲突机制，适合需要处理大量数据的应用，如库存管理。

type-V：遵循基于ISO/IEC 15693标准，指的是NFC Forum定义的Type 5标签。与Type-F类似，Type-V标签也提供了较大的内存容量和较高的数据传输速率。适合用于需要存储大量信息的应用，如复杂的电子票务系统或移动营销。

参考文档：https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma182/1MA182_5E_NFC_WHITE_PAPER.pdf

当对某个配置项不清楚的时候，可以将鼠标放置到配置选项上兵悬停一秒中，会弹出提示信息：

3.2.2. Transmitter(发送器)

在“High Power Mode”和“Reduced Power Mode”下，可以调整传输功率的波形振幅：

• “CW”（Continuous Wave：连续波）：用于设定CW波形库中正弦波的振幅；
• “MOD”：用于调整MOD波形库中正弦波振幅的调制指数。调制指数是决定信号调制强度的一个重要参数。
  

Wave Amplitude - High Power Mode：设置组允许您在高功率模式下调整连续波的强度。

Wave Amplitude - Reduced Power Mode：设置组用于配置动态功率控制的相关参数。可以调整降低功率模式下的波幅，并设定接收信号强度的上下限（Upper Threshold和Lower Threshold）。

注意：在开始轮询时，默认使用的是降低功率模式下的波幅。只有在启用了“Tx Dynamic Power Control”功能时，波幅才可能切换到高功率模式。

Wave Amplitude - General：调整发送信号的相位差。这些参数影响接收和发送的射频信号之间的相位差异。

Single-Ended output：仅适用于具有单端天线配置的 PTX130R EVK 开发板，它将启用天线的单端输出驱动器。（PTX105R不适用）。

见上图右半部分，配置工具的使用者可以更简洁地查看和管理 PTX1xxR 的底层配置。

PTX1xxR 支持最多 20 个波形库。波形库是一个内存区域，包含 32 个条目，用于定义 PTX1xxR 射频输出信号半周期的波形。配置工具允许用户设定波幅值。这些值会被映射到一个波形库的内存区域，从而形成一个具有相应幅度的正弦波。

简单来说，波形库就像是一个模具，决定了射频信号的形状。用户通过配置工具设定的波幅值，就像是填充这个模具的材料，最终形成了一个完整的波形。这样的设计使得用户可以灵活地调整射频信号的特性，以满足不同的通信需求。

3.2.3. Waveshaping Type A/B views

对于 NFC 技术的 Type-A 和 Type-B ，可以针对高功率和降低功率模式，以及不同的数据传输速率（106、212、424 和 848 kBit/s）设置特定的波形调制模式。

对于较高的数据传输速率，通常并不需要特别的设置。

波形调整主要发生在两个时刻：一是从连续波转换为调制波的过程（即波形的下降沿），二是从调制波恢复到连续波的过程（即波形的上升沿）。可以使用调制边缘配置器来设置下降沿的最后八个信号周期和上升沿的前八个信号周期的波幅，具体设置方法如下图所示。

可以通过选择框直接设置波幅的百分比，如果不希望应用任何波形调整，可以选择 “off” 选项，这样就会使用连续波（CW）的波幅水平来处理当前及后续的时隙。对于 NFC 技术的 Type-A，可以为每种比特率和功率模式选择总共 3 种不同的波幅水平；而对于 Type-B，则可以选择 2 种。

当您将鼠标悬停在某个选择框上时，会出现一个工具提示，展示波形调整模式的可视化效果。曲线中绿色的部分表示鼠标当前所在的选择框对应的波形调整部分。这个功能可以更直观地理解和调整波形，确保 NFC 通信的效率和稳定性。

3.2.4. LPCD Settings

LPCD：Low Power Card Detection，低功耗卡片检测。

采样间隔的设置范围是 0 到 255 μs，这个间隔决定了 ADC采样的时间间隔。增加这个间隔有助于降低射频场或电源波动对信号的影响。

LPCD 脉冲宽度的计算方法是：“平均采样次数（比如 16）”X“Sampling Interval”+大约 75μs。

DCC settling time：DCC（数字电流控制）的稳定时间可以在 20 到 255μs 之间进行调整；

Average Sample Count：平均采样的 ADC 次数可以选择 6 个不同的值。这些设置有助于优化 LPCD 模式下使用的电流，但如果配置不当，可能会影响性能和系统的稳定性。

3.3. Card Mode(卡模式)

调整卡模式的波形幅度。

TX  phase offset - 用于调整接收和发送射频信号之间的相位差异。

3.4. Application Configuration(应用配置)3.4.1. Polling

这个配置可以生成 SDK 的Discovery的初始化代码。此配置和NFC IoT Tunner工具中的Application Configuration/Polling中配置类似，可以参考上一篇帖子：https://www.eefocus.com/forum/thread-230576-1-1.html。

差异项配置如下：

• 增加了“Copy to clipboard”按钮，点击可以将生成的代码复制到剪贴板，方便在其他地方使用；
• “Start Discovery”按钮，应用程序会在 NFC 通信中自动搜索和识别附近的卡片；
• 对于 Type-A 和 B 的轮询，支持多个通信速度。默认情况下，这两种类型都配置为以 106kbps 的速度通信。可以为每种类型选择多个速度，但设备会根据卡片支持的最高速度自动选择。
  

3.4.2. Debug Signals

PTX1xxR 芯片上有几个通用输入/输出（GPIO）引脚和模拟测试（ATEST）引脚，这些引脚可以配置输出特定的信号，用于对用户应用程序进行精确调整和故障排查。

在这个配置界面中，可以挑选出需要监控的信号。

调试信号只能在“Discovery”应用程序中使用。在其他任何情况下，这些调试信号都会被忽略并禁用。

如果模拟测试信号的强度不足以正确观察，可以通过调整 “DACShift” 参数来增强。但需要注意，如果设置的值过高，可能会导致波形失真。

每种技术类型都提供了不同的模拟和数字信号供您选择。将鼠标悬停在问号上，会显示所选信号的有效波形，这有助于您进行对比分析。但并非所有信号都适用于每种技术类型。

界面底部的图像展示了 PTX1xxR 评估板上的引脚头及其排列，可以根据这个信息识别各个引脚。

请注意，如果使用了低功耗操作模式，那么模拟信号可能会被覆盖，无法正常输出。

3.5. Applications(应用)3.5.1. Discovery(发现)

和工具NFC IoT Tunner中相同，可以参考上一篇帖子：https://www.eefocus.com/forum/thread-230576-1-1.html。

3.5.2. FeliCa DTE

FeliCa DTE（Direct Terminal Equipment）是一种基于FeliCa技术的终端设备，它允许用户直接与FeliCa卡进行交互，无需通过传统的读卡器。FeliCa是SONY公司开发的近场无线通信技术，广泛用于日本的多种支付和身份验证场景，例如公共交通、门禁系统和电子支付等。

由于手里没有FeliCa DTE的卡片，所以该项测试不了。

进行每种测试前，需配置相关参数，并点击“Start FeliCa DTE”按钮。若测试区域内没有卡片，某些测试（通常是性能测试）可能耗时较长。此时，可以点击“Stop FeliCa DTE”按钮来中断测试。

日志窗口可以通过点击“Clear”按钮来清空，且具备一个可选的自动滚动功能，确保最新结果始终在窗口底部显示。

3.5.2.1. Performance tests

这些测试遵循“FeliCa Reader/Writer RF Performance Certification Specification Ver.1.52”文档。在开始测试前，可以设定目标比特率、测试次数和超时时间。

FeliCa Reader/Writer RF Performance Certification Specification Version 1.52

测试完成后，结果将按照官方推荐的格式显示在日志窗口中，其中O”代表测试成功，“.”代表测试失败。

测试结果以每50个为一组进行分类，并在右侧栏显示该组成功率的部分概要。最后一行则展示了所有执行测试的总成功率。

3.5.2.2. Reader/Writer digital protocol test

这些测试遵循“ FeliCa Reader/Writer Digital Protocol Requirements Specification  Version 1.22”文档。

文档链接：FeliCa Reader/Writer Digital Protocol Requirements Specification Version 1.22

测试名称及其在规范文档中的位置如下：

• eMoney1：Sequence 1
• eMoney2：Sequence 2
• eMoneyNFC：Sequence: Support e-Money service and NFC-DEP(F)
• FrameStructure：Table 3: Sequence
• SetDPPOS：Table 4: Commands and Responses for setting the DP TestBoard
• SetDPNEG：Commands and Responses for setting the DP TestBoard
  

FrameStructure测试允许选择使用正向或负向编码作为其前置步骤。

3.5.2.3. Generic test

该测试下：用户可以自定义要传输的数据，每行数据将单独发送，之后等待响应。

可以逐行定义自由的十六进制数据。允许使用的字符：0-9、A-F、空格，以及使用回车键结束一行。

每个命令序列的字节由两个十六进制字符组成，单个十六进制字符是不允许的（单个16进制字符会变成红色，表示有误）。

为了提高可读性，允许字节间的空格。

测试完成后，传输的数据、接收的数据字节或错误信息将会显示在日志窗口中。

3.5.3. DDPC Measurements

要执行RSSI阈值测量，需启用“Tx Dynamic Power Control”（在Configurations -> Transmitter -> Power Settings下）。“High Power”设置与“Power Settings” -> “Wave amplitude - High PowerMode”的CW滑块关联，“Low Power”设置与“Power Settings” -> “Wave amplitude - Reduced Power Mode”的CW滑块关联。

点击“Start RSSI measurement”按钮，工具将读取每个波幅的RSSI值，并在“High power low threshold”和“Resuced power high threshold”框中显示测量结果。

点击“Apply”按钮，相应的阈值将设置在“Power Settings”视图中。用户也可以手动设置阈值，但此时应取消选中“Apply”滞后复选框。

“Readouts”允许用户指定要执行的读数次数，然后返回平均值。更多读数可能得到更准确的平均值，而较少的读数则能更快完成测量。

3.5.4. Signal Detector

这个应用程序独立于接收器、发射器和应用程序轮询配置视图运行，表示这些视图中进行的任何配置都不会影响测量结果。

应用程序通过串行端口连接到PTX1xxR硬件，该串行端口可以在应用程序的工具栏中进行配置。

将硬件连接到主机系统后，点击任一可用的信号读出按钮以开始测量。测量过程中，按钮将变为禁用状态（灰色）。

测量完成后，按钮将重新启用，并在按钮旁边的文本框中显示测量结果。读出过程可能需要最长60秒才能完成。

使用“Apply”按钮来设置相应接收器的信号强度。

如果PTX1xxR设备的初始化失败或发生其他错误，将显示错误消息而不是测量值。

注意：单个测量可能需要最长60秒，基于Rx增益范围的测量大约需要15秒/次。运行整个范围的测量可能需要相当长的时间。

应用程序支持以下测量：

3.5.4.1. RX增益

PGA设置用于调整RF前端增益。较高的增益设置可以扩大通信范围，但也会增加ADC范围内的相对噪声。自动增益测量提供的是ADC噪声低于20%的值，以确保在最大增益设置下仍保持良好的内部信号质量。

不建议将增益设置超过这些值，因为额外的噪声可能导致通信错误。

3.5.4.2. PCD RX Threshold

噪声与接收到的实际调制数据之间的内部阈值。结果作为良好的起始点，并且可以通过增加（降低灵敏度，但对噪声更具鲁棒性）或减少（提高灵敏度，但对噪声的鲁棒性较差）来调整，以避免错误调制检测。

HCE RX Threshold

同PCD RX Threshold一样，确定噪声与接收到的实际调制数据之间的内部阈值。结果作为良好的起始点，并且可以通过增加（降低灵敏度，但对噪声更稳健）或减少（提高灵敏度，但对噪声不太稳健）来调整，以避免误判调制。测量可以在两种模式下进行：

• 为了最大性能/距离：设备应放置在没有射频场的位置；
• 为了NFC论坛使用：设备应放置在必须忽略射频场存在的位置。
  

3.5.4.3. LPCD I/Q Limit

当配置了LPCD增益并启用了Tx（连续波）的情况下，会测量默认的LPCD-ADC波动。结果是I-Limit和Q-Limit的最小检测阈值，并且可以通过增加（降低灵敏度，降低误报率）或减少（提高灵敏度，提高误报率）来调整。

3.5.5. Q-Measurement

PTX1xxR IoT Config Tool的Q-测量和NFC IoT Tunner的Q-测量是一样的操作方式，参考https://www.eefocus.com/forum/thread-230576-1-1.html。

3.5.6. Calibration

PTX1xxR IoT Config Tool的校准和NFC IoT Tunner的校准是一样的操作方式，参考https://www.eefocus.com/forum/thread-230576-1-1.html。

3.5.7. NDEF

NDEF相关知识可以参考：http://article.iotxfd.cn/RFID/NDEF  。

允许从标签读取和写入NDEF消息。

注意！标签必须预先格式化，并且能够支持NDEF消息，才能使用它与NDEF应用程序。

点击“Start Discovery”启动NFC检测。如果在场检测到标签，视图将显示关于标签的各种详细信息。

• "Copy & Edit"：允许编辑从NFC标签读取的NDEF消息。
• "Edit" - 允许修改现有或创建新的NDEF消息。
  

• "Write" - 将触发NDEF消息写入NFC标签，在标签下次进入场时。按下"取消"以取消写入操作。
  

NDEF controls下方的文本区域用于附加输出。在"Edit"或"Copy & Edit"选项卡中，记录类型可以是URL、空、文本、电子邮件、电话、vCard。

技术说明 - 目前编辑器支持仅包含NFC论坛已知类型“T”（文本）和“U”（URI）以及类型为“text/vcard”的媒体类型的消息。不支持多块消息。

如果特定（存在的）的记录类型不受支持，将显示相应的错误消息。

3.5.8. HCE T4T

允许PTX1xxR在主机卡仿真模式下运行。运行应用程序时，可以使用读取器设备（例如，支持NFC的智能手机）来读取标签的内容。默认的NDEF消息使用的是URL：https://www.renesas.com，如果读取器应用程序支持，将触发设备的默认网页浏览器打开网站：https://www.renesas.com。

按下“Start HCE”以启动主机卡仿真。当检测到RF场存在时，“Ext. Field” LED会变为绿色。如果存在读取器设备，则每当读取器和仿真卡之间交换数据时，“Communication” LED会变为黄色。

• “Copy & Edit”：允许编辑预定义的NDEF消息
• “Edit” ：允许修改现有或创建新的NDEF消息
• “Write” ：将触发设置仿真卡的新NDEF消息内容。记录类型可以是URL、空、文本、电子邮件、电话或vCard。
  

3.5.9. Test Signals and GPIOs

3.5.9.1. 测试信号

使用此应用程序，可以执行以下任一测试模式：

• 未调制（仅限载波）的连续传输。（无需PN）；
• ISO14443 Type A，106kbps：PN 9级（或PN 15级）标准编码测试信号的连续传输；
• ISO14443 Type B，106kbps：PN 9级（或PN 15级）标准编码测试信号的连续传输；
• FeliCa，212kbps：PN 9级（或PN 15级）标准编码测试信号的连续传输；
• FeliCa，424kbps：PN 9级（或PN 15级）标准编码测试信号的连续传输。
  

这些测试模式的预期用途是运行VCCI合规性测试，测试模式是按照ITU.T O.150中指定的方式实现的。

要开始传输测试模式，按“Start”按钮。现在将连续发送测试模式。要结束模式传输，请按“Stop”按钮。

3.5.9.2. GPIOs

图片下部分区域提供了GPIO引脚的任意配置支持。共有8个引脚（编号5-12），每个引脚都可以根据下表单独配置：

GPIO feature	Description
Input/Output	引脚的方向。勾选表示配置为输入
Pull-Up	可以启用内部上拉电阻（仅当引脚设置为输入时）
High driver output	启用引脚的高电流吸入/源出能力
High	引脚上的电压表示逻辑“高”
Low	引脚上的电压表示逻辑“低”

将引脚的方向设置为输入会自动禁用与输出相关的配置（高电流输出，高低电平），并且引脚状态将持续被监控，相应的高/低单选按钮也会相应更新。

默认情况下，所有引脚都配置为输入且未启用上拉电阻。

将引脚设置为输出会自动禁用上拉配置，并且在窗口中更改配置或输出电平时，引脚将立即更新。

该功能需要通过“开始”按钮启动，并且可以通过按下“停止”按钮来停止。