New NFC solution from ams for smart watches and other wearables enables faster, more reliable contactless payments Die neue NFC-Lösung von ams für Smart Watches und andere Wearables macht schnellere und zuverlässigere kontaktlose Bezahlvorgänge möglich
2015/10/21
AS3921 with boostedNFC technology has ultra-small footprint and very low power consumption required in latest generation of wearable and portable devices
German versionUnterpremstaetten, Austria (21 October, 2015), ams AG (SIX: AMS), a leading provider of high performance sensors and analog ICs, today announced a new NFC (Near Field Communications) solution for manufacturers of smart watches, wristbands and other space-constrained devices, enabling them to reliably support contactless payments and ticketing.
The new AS3921 is an NFC analog front end (AFE) with the unique boostedNFC technology from ams, which increases the useable operating volume of an NFC reader by up to 900% when compared to conventional NFC implementations. This greatly improves the reliability and perceived speed of NFC transactions, particularly in devices such as smart watches and wristbands that only have room for an extremely small antenna. It also ensures reliable NFC transmission in other device types which have a smaller antenna than a contactless card’s, or which present difficult operating conditions for NFC transmissions.
Optimised for space-constrained assemblies, the AS3921 enables OEMs to implement a simpler design than the conventional NFC controller-based architecture allows, resulting in a simpler and cheaper solution, occupying a board footprint around one third smaller, using fewer components and consuming less power.
Drawing just 12µA in normal operation, and providing a power-saving Secure Element wake-up function, the AS3921 drains far less power from the battery than NFC controller circuits, which typically draw 60µA or more.
Packaged in an ultra-compact wafer-level chip-scale package (WL-CSP) measuring just 2.115mm x 1.735mm, and connecting directly to the Secure Element with few external components required, the AS3921 with boostedNFC technology implements active load modulation: it generates an RFID card response which is synchronous to the reader’s field. This allows for card-to-reader communication at coupling factors as much as one order of magnitude lower than is possible with the passive load modulation (PLM) used by contactless cards.
A device which uses the AS3921 and which has an antenna of just 100mm2 can achieve the same or a bigger operating volume as a contactless card with a conventional PLM circuit, transmitting via an antenna typically at least 2,150mm2 in area. In some cases, the device might need no dedicated NFC antenna at all, provided its metal casing can be used in place of a normal antenna.
This means that manufacturers of devices that include the AS3921 can give the consumer a far better experience when using the device for contactless payments or ticketing:
- more reliable connection to payment terminals, metro ticket barriers and other devices containing an NFC reader
- faster perceived transactions, because with a larger operating volume, coupling begins when the device is further away from the reader
- more convenience, since the device does not have to be positioned next to the reader in any specific orientation
The AS3921 complies with the ISO/IEC 14443 (types A and B) and FeliCa™ RFID protocols. Its superior NFC performance also makes it easier for manufacturers of wearables and other space-constrained devices to conform to the EMVCo standard for use with contactless payment terminals. The superior coupling capability of devices equipped with the AS3921 also provides for better performance when used with readers that are not fully compliant with NFC standards, enabling device manufacturers to quickly achieve interoperability with such readers. ams’ boostedNFC technology is the only proven solution for portable and wearable devices that has been deployed and qualified for use by transit operators in various cities in China including Beijing, Guangdong, and Shenzhen, and that does not require a different antenna configuration for each city.
For easy integration into existing products, the NFC analog front end AS3921 can connect directly to the contactless interface of the Secure Element through an ACLB or NFC-WI interface. An on-chip EEPROM allows the operating settings to be selected and programmed by the customer. The AS3921 can also be connected to an NFC tag or NFC interface chip.
The chip provides Q factor adjustment and implements automatic power control in order to avoid saturation of the reader and to provide reliable operation even in environments which hamper NFC transmissions. This makes it easier for equipment manufacturers to achieve interoperability with all kinds of standard-compliant and non-compliant readers.
The low-power operation of the AS3921 makes it ideal for use in wearables and mobile devices, since the frequency of battery recharging is one of the main concerns of users of the new generation of devices such as smart watches. The AS3921 can be used to wake up the Secure Element when it detects the presence of a reader’s field, allowing the Secure Element to spend the rest of the time in shut-down mode.
‘In a new compact package, the AS3921 marks a breakthrough in contactless payment capability for the smallest and most popular new device types such as smart watches and wristbands. Users of these devices will be able to use them to pay for goods in stores quickly, conveniently and reliably when their secure NFC communication is enabled by an AS3921 IC’, said Mark Dickson, marketing director for the Wireless Connectivity division at ams.
Unterpremstaetten, Österreich (21. Oktober 2015), ams AG (SIX: AMS), ein führender Anbieter von hochwertigen Sensoren und analogen IC-Lösungen kündigt heute eine neue NFC-Lösung (Near Field Communications) für Hersteller von Smart Watches, Armbändern und anderen Geräten mit beengten Platzverhältnissen an, die ihnen eine zuverlässige Unterstützung kontaktloser Bezahlvorgänge und Ticketing ermöglicht.
Das neue analoges NFC-Frontend (AFE) AS3921 mit der einzigartigen boostedNFC-Technik von ams erweitert das nutzbare Betriebsvolumen eines NFC-Leseberäts im Vergleich zu herkömmlichen NFC-Implementierungen um bis zu 900%. Damit wird die Zuverlässigkeit und wahrgenommene Geschwindigkeit der NFC-Transaktionen enorm verbessert, vor allem in Geräten wie Smart Watches und Armbändern, die nur Platz für eine winzige Antenne haben. Es gewährleistet außerdem zuverlässige NFC-Übertragung in anderen Gerätetypen mit kleinerer Antenne als kontaktlose Karten oder Anwendungen die bei NFC-Übertragungen schwierige Betriebsbedingungen aufweisen.
Das für Baugruppen mit beengten Platzverhältnissen optimierte AS3921 ermöglicht es OEMs, einfachere Designs als die NFC Controller-basierte Architektur zu implementieren. Somit ergibt sich eine einfachere und günstigere Lösung, deren Platinengehäuse ein Drittel weniger Platz einnimmt, weniger Bauteile verwendet und weniger Strom verbraucht.
Das AS3921, das bei Normalbetrieb nur 12µA benötigt und über eine energiesparende Felddetektierung zur Aktivierung des Secure Element verfügt, entzieht der Batterie weit weniger Strom als NFC-Controllerplatinen, die normalerweise 60µA oder mehr benötigen.
Das AS3921 mit boostedNFC-Technik, das sich in einem ultrakompakten, gerade mal 2,115mm x 1,735mm großen WL-CSP-Gehäuse präsentiert und mit wenigen externen Komponenten direkt an das Secure Element angeschlossen ist, verfügt über aktive Lastmodulation: es erzeugt ein mit dem Magnetfeld des Lesegeräts synchrone Antwort der RFID-Chipkarte. Auf diese Weise erfolgt die Kommunikation zwischen Chipkarte und Lesegerät mit Kopplungsfaktoren, die um das zehnfache geringer sind als mit der von kontaktlosen Karten verwendeten passiven Lastmodulation (PLM) möglich.
Ein Gerät mit einem AS3921, das über eine Antenne von gerade mal 100mm2 verfügt, erreicht das gleiche oder ein höheres Betriebsvolumen als kontaktlose Karten mit herkömmlicher PLM und Antennengrößen von 2,150mm2. Anstelle der PCB- oder Drahtantennen kann sogar das Metallgehäuse von Endgeräten als Antenna genutzt werden kann und somit weitere Kosten und Platz eingespart werden.
Endgeräte mit AS3921 können damit dem Verbraucher bei zB. kontaktlosen Bezahlvorgängen oder Ticketing ein weit besseres Anwendungserlebnis liefern als Geräte mit konventionellen Antennen:
- Zuverlässigere Verbindungen zu Zahlungsterminals, U-Bahn-Durchgängen und anderen Geräten mit NFC-Lesegerät
- Schneller wahrgenommene Transaktionen, da die Kopplung aufgrund des größeren Betriebsvolumens beginnt, wenn das Gerät sich weiter weg vom Lesegerät befindet.
- Mehr Komfort, da das Gerät nicht in eine bestimmte Richtung über dem Lesegerät positioniert werden muss.
Das AS3921 erfüllt die Anforderungen der ISO/IEC 14443 - Normenreihe (Typ A und B) sowie den FeliCa™ - Standard für RFID - Protokolle. Die höhere NFC-Leistung erleichtert Herstellern von Wearables und anderen Geräten mit beengten Platzverhältnissen, den EMVCo-Standard für kontaktloses Zahlen zu erfüllen. Die höhere Kopplungsfähigkeit von Geräten, die mit AS3921 ausgestattet sind, sorgt auch dann für bessere Leistung, wenn sie mit Lesegeräten verwendet werden, die nicht ganz den NFC-Standards entsprechen und ermöglicht es den Geräteherstellern, schnelle Interoperabilität mit diesen Lesegeräten zu erreichen. ams´ boostedNFC-Technik ist die einzige in Alltag bewährte Lösung für portable und tragbare Geräte, welche bereits von chinesischen Vehrkehrsbetrieben ausgerollt und qualifiziert wurde; unter anderem in Peking, Guanddong und Shenzhen, ohne dabei die Antennenkonfiguration ändern zu müssen.
Um das analoge NFC-Frontend AS3921 einfach in bereits vorhandene Produkte zu integrieren, kann es über eine ACLB- oder NFC-WI-Schnittstelle direkt an die kontaktlose Schnittstelle des Secure Element angeschlossen werden. Ein On-Chip-EEPROM sorgt dafür, dass die Funktionseinstellungen vom Kunden ausgewählt und programmiert werden können. Das AS3921 kann auch an einen NFC-Tag oder einen NFC Schnittstellen-Chip angeschlossen werden.
Der Chip ermöglicht die Anpassung an den Q-Faktor und führt eine automatische Leistungssteuerung durch, um eine Sättigung des Lesegeräts zu vermeiden und selbst unter erschwerten Umgebungsbedingungen zuverlässigen Betrieb für NFC-Übertragungen zu liefern. Für Gerätehersteller ist es daher leichter, eine Interoperabilität mit allen Arten von normenkonformen und nicht normenkonformen Lesegeräten zu erzielen.
Aufgrund seines energiesparenden Betriebs ist das AS3921 ideal für die Verwendung in Wearables und Mobilgeräte, da häufiges Batterieaufladen eine der Hauptsorgen der Benutzer der neuen Gerätegeneration wie Smart Watches ist. Das AS3921 kann zur Aktivierung des Secure Element verwendet werden, wenn es ein Magnetfeld des Lesegeräts wahrnimmt, was dem Secure Element erlaubt, die restliche Zeit im Abschaltmodus zu verbringen.
‘Mit dem AS3921 ist ein Durchbruch bei der Leistungsfähigkeit kontaktloser Zahlungen gelungen. Durch seinen geringen Platzbedarf und großem Interaktionsvolumen ist es daher ideal für die kleinsten und beliebtesten neuen Gerätetypen wie Smart Watches und Armbänder. Die Benutzer dieser Geräte werden somit in die Lage versetzt, in Geschäften Waren schnell, bequem und zuverlässig zu bezahlen, wenn ihre sichere NFC-Kommunikation durch ein AS3921 IC aktiviert wird’, erklärte Mark Dickson, Director Marketing der Division Wireless Connectivity bei ams.