고성능 아날로그 IC 및 센서 전문기업인 ams(지사장 이종덕)는 차량용 기기 전문업체인 마크바트(Marquardt)가 비접촉식 도어락 및 차량점화장치 제어모듈의 새로운 시리즈에 ams의 AS3914 NFC 리더기 IC를 채택했다고 밝혔다.
마크바트는 세계적인 자동차 선도 제조업체들에게 메카트로닉스(mechatronics) 전문 기술을 공급하는 독일 기업이다. 이 회사는 ams의 AS3914가 자동차 판금(sheet metal) 근처에 실장되어도 신뢰성이 우수한 NFC 연결(커플링) 성능을 실현시키기 때문에 AS3914 디바이스를 채택했다고 말했다. AS3914 는 경쟁사 NFC 리더기 IC 보다 더 낮은 평균 소비전력의 특징도 제공한다.
비접촉식 자동차 키 애플리케이션을 위해, 마크바트 NFC 모듈은 자동차 손잡이(도어핸들) 내부와 차량 센터 콘솔(캐빈 내부)에 실장된다. 도어핸들에서, 13.56MHz 모듈은 휴대폰, 스마트워치 또는 태블릿과 같은 표준 NFC 카드(태그) 또는 태그 에뮬레이터로 연결된다. 운전자는 도어핸들 쪽에서 스마트폰 등을 간단히 터치하면 된다. 시스템 동작 범위는 약 4cm이다. 인증받은 태그의 신원이 확인되면, 모듈은 ECU(electronic control unit)에 차량의 잠금장치를 해제하라고 명령한다.
센서 콘솔에 있는 2차 모듈은 자동차의 시동이 걸리기 전에 운전자의 태그와 비접촉식 연결을 다시 한 번 실행한다.
마크바트 모듈은 유럽의 프리미엄급 자동차 제조업체의 차세대 생산 차량에 적용될 예정이다. 2015년 3월 모바일 월드 콩그레스(MWC)에서 사전 생산된 데모가 시연되었다.
도어핸들 애플리케이션에서, NFC 리더기는 RF 전송을 방해하는 조건에서 동작해야 하는 환경에 노출되어 있다. 자동차 문의 판금은 원하지 않는 안테나 역할로 작동하여, 리더기가 방출하는 상당량의 RF 에너지 방향을 변경시킨다. 마크바트의 설계 엔지니어들은 AS3914가 다른 NFC 리더기 IC보다 이 같은 까다로운 조건에서 훨씬 더 예측가능하고 신뢰성 높은 성능을 제공한다는 사실을 알아냈다. 이 같은 고성능의 이유는 AS3914가 최대 1W의 높은 RF 출력 전력 , 고감도 , 독자적인 AAT(Automatic Antenna Tuning) 기능을 통합했기 때문이다.
AAT 기능은 차량의 금속 표면이 원인이 되어 발생되는 방해 효과를 감소시키고 왜곡되는 것을 보상한다.
마크바트는 AS3914를 사용하여, 거의 모든 동작 조건에서 4cm의 도어핸들 범위를 달성할 수 있으며 심지어 플라스틱 도어핸들에 크롬메탈(chrome metal)이 입혀져 있는 자동차 설계에서도 이 범위를 달성한다. 4cm 도어 핸들 범위는 운전자가 도어핸들 옆에 태그나 태그 에뮬레이터를 정밀하게 위치시켜야 할 필요성을 없애주기 때문에 이 같은 애플리케이션에 이상적이며, 사용하기도 쉽다. 반면, 4cm 이상의 범위에서 차량 도어 근처를 지나갈 때 부주의하게 차량 문잠김을 해제하는 것을 방지한다.
AS3914의 또 다른 장점은 낮은 소비전력이다. 저전력 정전용량/인덕티브 웨이크업 기능은 꾸준히 태그를 스캔하고 , 태그가 범위 내로 이동하는 것을 감지할 때 고전력 NFC 트랜스미터를 활성화(웨이크업)시킨다. 저전력의 웨이크업 기능은 100ms마다 조사될 때 정전용량 모드에서 겨우 5µA만 소모한다.
도어핸들과 센터 콘솔 애플리케이션은 마크바트 NFC 모듈에 사용할 수 있을 뿐 만 아니라 차량의 앞유리 뒤에도 직접 탑재되도록 설계된 애프터마켓의 ‘비접촉식 키’ 제품에서도 사용될 수 있다. 이 때 모듈은 금속성 환경에서도 동작해야 하며, 이 환경은 AS3914의 최적화된 리시버 감도 및 높은 RF 출력 전력을 요구한다.
ams의 르네 뷰트 (Rene Wutte) 수석 마케팅 매니저는 “ 자동차 환경은 상당부분이 금속으로 둘러싸인 환경이기 때문에 NFC 디바이스가 동작하기에 매우 어려운 공간이다. 이러한 애플리케이션에서 성공적인 동작을 수행할 수 있도록, 마크바트는 AS3914의 유일한 장점을 끌어 냈다. ams는 자동차 시장에서 완전히 새로운 제품을 개발하는 진보적인 기업을 지원할 수 있어서 매우 기쁘다.마크바트는 자동차 산업에서 수많은 기업들이 따를 수 있는 새로운 길을 열게 되었다”라고 말했다.
이에 마크바트는 “처음부터 마지막까지 ams와 AS3914에 대해 협업하는 과정은 매우 즐거운 일이었다. 초기 프로토타입에서도, 우리는 다른 경쟁사 리더기 IC를 이용하는 것보다 AS3914를 활용할 때 훨씬 더 먼 거리까지 달성할 수 있었다. 즉 우리 설계 팀이 모듈을 구축할 때 까다로운 동작 조건에서 더 뛰어난 견고성을 달성함으로써 제품을 신속하게 출시할 수 있다는 것을 의미한다”라고 말했다.
AS3914는 현재 샘플로 공급중이며 2015년 말에 대량 생산될 예정이다. AS3914는 기존 AS3911B의 변형 제품으로 자동차 애플리케이션에 사용할 목적으로 개발되었다. AS3914의 테스트 범위는 자동차 제품 제조업체의 요건을 충족시킬 수 있도록 적용되고 있다. AS3914의 기본이 되는 AS3911B의 상세한 기술 정보는 http://www.ams.com/NFC/AS3911B에서 참조할 수 있다.
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