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PCF7951 发布时间 时间:2025/12/27 20:53:28 查看 阅读:15

PCF7951是一款由NXP Semiconductors(原Philips Semiconductors)推出的低频UHF RFID应答器芯片,专为汽车远程无钥匙进入系统(RKE, Remote Keyless Entry)、被动无钥匙进入(PKE, Passive Keyless Entry)以及汽车防盗系统(Immobilizer)等应用设计。该芯片集成了完整的射频收发功能、安全加密逻辑和低功耗控制电路,支持LF(125 kHz)唤醒与双向UHF(通常为315 MHz或433.92 MHz)通信链路,适用于智能钥匙、遥控钥匙和身份认证设备中。PCF7951采用先进的CMOS工艺制造,具有高集成度、高可靠性和强抗干扰能力,能够在恶劣的汽车工作环境中稳定运行。其内置的加密算法(如CRYPTO协议)确保了通信过程的安全性,防止重放攻击和非法复制。此外,PCF7951支持多种唤醒模式,包括LF低频场感应唤醒和内部定时器唤醒,从而实现真正的“被动响应”功能——即在没有电池主动供电的情况下,通过外部LF场获取能量并启动芯片进行响应,极大地延长了电池寿命或支持无源操作场景。

参数

类型:RFID应答器芯片
  工作频率:LF接收 125 kHz / UHF发射 315 MHz 或 433.92 MHz
  调制方式:LF - ASK/OOK;UHF - FSK/ASK
  数据速率:LF 最高 8 kbps;UHF 最高 20 kbps
  供电电压:1.8 V 至 3.6 V
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  封装形式:TSSOP16、HVQFN16 等
  内存配置:可编程EEPROM(典型容量为512位至1K位)
  安全机制:支持CRYPTO加密协议,具备唯一ID(UID)和密钥存储区
  唤醒方式:LF场感应唤醒、定时器唤醒、外部中断唤醒
  电流消耗:待机电流 < 1 μA,接收模式约 2 mA,发射模式约 8–12 mA

特性

PCF7951的核心特性之一是其双频段协同工作机制,结合了LF和UHF两种无线通信技术的优势。在实际应用中,车辆通过车身周围的LF天线发送低频激励信号,该信号不仅用于定位钥匙位置,还能为PCF7951提供启动所需的能量。一旦PCF7951检测到有效的LF命令并完成身份验证,便会激活其内部的UHF发射器,通过315 MHz或433.92 MHz频段向车辆发送加密响应数据。这种架构实现了非对称通信路径:LF用于单向唤醒与指令传输,UHF用于高速、远距离反馈,显著提升了系统的响应速度与安全性。
  另一个关键特性是其高度集成的安全子系统。PCF7951内置了基于挑战-响应机制的身份认证流程,并支持NXP专有的CRYPTO算法,该算法采用可变密钥和随机数生成器,确保每次通信都具有唯一性,有效抵御克隆和重放攻击。此外,芯片内部设有写保护机制,防止未经授权修改UID或密钥信息,保障了设备的长期可信性。其EEPROM存储区域可用于保存用户自定义数据,如车辆配对信息、使用计数器等,增强了系统的灵活性。
  在功耗管理方面,PCF7951表现出卓越的节能性能。它支持多种低功耗模式,包括深度睡眠模式,在此模式下静态电流低于1微安,非常适合依赖纽扣电池供电的便携式设备。同时,其智能唤醒机制允许芯片长时间处于休眠状态,仅在接收到特定LF信号或达到预设时间间隔时才被激活,最大限度地延长了电池使用寿命。此外,PCF7951具备良好的电磁兼容性(EMC)设计,能在复杂电磁环境中稳定工作,符合汽车行业严格的可靠性标准(如AEC-Q100)。
  该芯片还提供灵活的可配置选项,开发者可通过编程设置工作频率、调制方式、数据格式、唤醒灵敏度等参数,适应不同地区法规要求(如北美315 MHz与欧洲433.92 MHz频段差异)。其数字接口支持串行通信(如I2C或SPI),便于与外部微控制器或传感器连接,构建多功能智能钥匙系统。整体而言,PCF7951以其高安全性、低功耗、多频段支持和汽车级可靠性,成为现代智能车载身份识别解决方案的理想选择。

应用

PCF7951主要应用于汽车电子领域的无线身份识别与安全控制系统。最典型的应用场景是无钥匙进入系统(PKE),其中该芯片被集成于汽车遥控钥匙或智能卡片中,当驾驶员接近车辆时,车体发出的125 kHz LF信号激活钥匙内的PCF7951芯片,后者验证身份后通过UHF频段回传加密信号,实现车门自动解锁。同样,在车辆启动过程中,PCF7951可作为防盗认证单元,确保只有合法钥匙才能允许发动机启动,构成被动防盗系统(Immobilizer)的关键组成部分。
  此外,该芯片也广泛用于远程无钥匙进入(RKE)系统,用户按下遥控按钮时,PCF7951通过UHF链路发送指令,实现锁车、开锁、开启后备箱等功能。由于其支持长距离UHF通信,信号覆盖范围远超传统LF系统,提升了用户体验。在高端车型中,PCF7951还可配合多天线定位技术,实现精确的钥匙室内定位,支持“迎宾唤醒”、“离车自动上锁”等智能化功能。
  除了汽车行业,PCF7951也可用于高安全等级的访问控制、资产追踪、工业设备身份认证等领域。例如,在智能门禁系统中,携带含PCF7951的标签人员靠近时,系统可自动识别并授权通行;在共享汽车或无人值守设备中,该芯片可用于用户身份验证与租赁权限管理。其低功耗特性使其适合部署在长期运行且维护困难的场合。凭借其双频通信能力和强大加密机制,PCF7951在需要兼顾安全性与便捷性的无线认证应用中展现出广泛适用性。

替代型号

PCF7961
  PCF7991
  SICAS ID52

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