HITAG S Datenblatt für LF-RFID-Design und Entwicklung

HITAG S Datenblatt

Übersicht zum HITAG S RFID-IC

Der HITAG S Transponder-IC wurde für kontaktlose Identifikationssysteme im Niederfrequenzbereich entwickelt, die einen stabilen Betrieb, eine kompakte Chipintegration und die Kompatibilität mit bestehenden HITAG-Lesersystemen erfordern. Als Mitglied der HITAG-Familie von NXP bietet der Chip eine vertraute Protokollstruktur für viele LF-RFID-Entwickler und ermöglicht gleichzeitig optimierte Tag-Designs durch geringe Baugröße, wettbewerbsfähige Kosten, schnellere Datenübertragung und größere Lesereichweiten bei geeigneter Antennen- und Systemauslegung.

Dieses Datenblatt unterstützt Ingenieure, Produktmanager und Einkaufsteams bei der Auswahl von HITAG S für kundenspezifische Transponder, Karten, RFID-Tags und integrierte Identifikationslösungen. Der IC arbeitet im Frequenzbereich von 100 kHz bis 150 kHz und verfügt über einen integrierten Resonanzkondensator mit 210 pF und einer Toleranz von ±5 % über die gesamte Produktion. Dadurch wird die Antennen- und Inlay-Entwicklung vereinfacht, da die Resonanzschaltung auf einer definierten integrierten Kapazität ausgelegt werden kann.

HITAG S ist als Protokollfamilie mit zwei Speicheroptionen verfügbar. HITAG S256 bietet insgesamt 256 Bit Lese-/Schreibspeicher, während HITAG S2048 mit 2048 Bit für Anwendungen mit höherem Bedarf an Nutzdaten, Konfigurationsinformationen oder Prozessdaten ausgestattet ist. Beide Varianten verwenden dieselbe Protokollstruktur, sodass die Speichergröße ohne Änderung des grundlegenden Lesekonzepts ausgewählt werden kann.

Protokoll-, Speicher- und Sicherheitsfunktionen

Die Befehlsstruktur von HITAG S basiert auf HITAG 1 und unterstützt eine Antikollisionsfunktion für Umgebungen, in denen sich mehrere Transponder gleichzeitig im Lesefeld befinden können. Die Kommunikation vom Schreib-/Lesegerät zum Transponder erfolgt über eine 100 % ASK-Modulation mit binärer Pulslängencodierung. Die Rückkommunikation vom Transponder zum Lesegerät nutzt eine starke ASK-Modulation mit Manchester- und Bi-Phase-Codierung.

Die spezifizierte Datenrate vom Schreib-/Lesegerät zum Transponder beträgt 5,2 kBit/s, während die Rückkommunikation mit 2 kBit/s, 4 kBit/s oder 8 kBit/s betrieben werden kann. Das Antikollisionsprotokoll ermöglicht eine schnelle Inventarisierung, wobei unter definierten Bedingungen bis zu 100 Tags innerhalb von 3,2 Sekunden verarbeitet werden können. Eine CRC-Funktion unterstützt die Prüfung der Datenintegrität während der Kommunikation.

Für flexible Systemkonfigurationen unterstützt HITAG S optionale Transponder-Talks-First-Modi mit frei definierbarer Datenlänge. Der Chip kann außerdem vorübergehend vom Transponder-Talks-First-Modus in den Reader-Talks-First-Modus wechseln. Dadurch eignet er sich sowohl für automatische Tag-Antworten als auch für kontrollierte Lesegerätebefehle.

Die Speicherzuverlässigkeit ist ein wichtiger Faktor für industrielle Identifikationslösungen. Das EEPROM von HITAG S unterstützt bis zu 100.000 Lösch-/Schreibzyklen sowie eine Datenspeicherung von bis zu 10 Jahren unter den im Datenblatt beschriebenen Bedingungen. Zusätzlich verfügt der IC über eine sichere Speicherverriegelung, eine 32-Bit eindeutige Identifikationsnummer und eine verschlüsselte Authentifizierung mit 48-Bit-Geheimschlüssel.

Standards und geeignete Anwendungen

HITAG S erfüllt vollständig die Anforderungen von ISO 11784/85 für die Tieridentifikation und ist für den Einsatz mit Hardware-Infrastrukturen gemäß ISO 14223 und ISO 18000-2 ausgelegt. Zudem unterstützt der Chip deutsche Standards für Abfallmanagement und Taubensport. Diese standardorientierte Auslegung macht HITAG S besonders interessant für Projekte, die auf bestehende LF-RFID-Systeme abgestimmt bleiben müssen.

In der praktischen Produktentwicklung kann HITAG S für Tieridentifikation, Wäscheautomatisierung, Bierfass- und Gasflaschenverfolgung, Taubenrennen sowie Markenschutz eingesetzt werden. Für die Rückverfolgbarkeit von Tieren ermöglicht der Chip Identifikationslösungen, die mit etablierten LF-Lesegeräten in regulierten oder teilregulierten Umgebungen arbeiten. Bei der Entwicklung von Animal RFID Tags können die verfügbaren Speichergrößen von 256 Bit und 2048 Bit genutzt werden, um Kosten, Speicherbedarf und Prozessanforderungen optimal auszubalancieren.

Auch für die Wäscheautomatisierung ist HITAG S geeignet, da LF-RFID-Tags in Anwendungen eingesetzt werden können, die wiederholte Handhabung, Waschvorgänge und Sortierprozesse überstehen müssen. Der HITAG S IC definiert nicht den vollständigen physischen Tag-Aufbau, bietet jedoch durch EEPROM-Ausdauer, Datenerhaltung und Kommunikationsmodi eine zuverlässige Grundlage für RFID-Tag-Designs. Hersteller von RFID Laundry Tags sollten das fertige Gehäuse, die Verkapselung, Antenne und Reichweite unter realen Bedingungen prüfen.

Für Mehrwegtransportmittel unterstützt der Chip die wiederverwendbare Identifikation von Objekten, wenn der Tag in einem robusten Gehäuse integriert oder direkt am Asset befestigt wird. Das Datenblatt nennt Bierfässer und Gasflaschenlogistik als typische Einsatzbereiche. Bei kundenspezifischen Gas Cylinder RFID Tags müssen mechanische Faktoren wie Metallumgebung, Stoßbelastung, Außeneinsatz und Lesegeräteposition berücksichtigt werden.

Lieferformen und wichtige Designaspekte

HITAG S ist in verschiedenen Ausführungen für unterschiedliche Fertigungsprozesse erhältlich. Zu den verfügbaren Varianten gehören gesägte Gold-Bump-Wafer, gesägte Gold-Mega-Bump-Wafer, kontaktlose Chipkartenmodule im MOA4-Format sowie HVSON2-Gehäuse. Die HVSON2-Version ist als thermisch optimiertes Kunststoffgehäuse mit sehr kleiner Bauform, zwei Anschlüssen und einer Abmessung von 3 × 2 × 0,85 mm angegeben.

Die Kurzübersicht des Datenblatts nennt einen Eingangskapazitätsbereich von 199 pF bis 221 pF zwischen IN1 und IN2 für entsprechende Wafer-Varianten, wobei 210 pF der typische Wert ist. Dieser Wert ist für die Antennenabstimmung entscheidend, da Spuleninduktivität, Gütefaktor, Resonanzfrequenz und Umgebungsbedingungen die endgültige Systemleistung beeinflussen.

Bei der Entwicklung eines HITAG S-basierten Produkts sollten Speichergröße, Lieferform, Betriebsmodus, Authentifizierungsanforderungen, Schreib-/Leseprozesse und mechanische Bauform vor der Serienproduktion geprüft werden. Die gleiche IC-Familie kann verschiedene Endprodukte unterstützen, die optimale Auswahl hängt jedoch von Prioritäten wie Kosten, Speicherumfang, kompakter Bauweise oder Sicherheitsanforderungen ab. Vor der Markteinführung sollten Muster unter realen Einsatzbedingungen hinsichtlich Reichweite, Schreibzuverlässigkeit, Antikollisionsverhalten und Langzeitstabilität getestet werden.

HITAG S Datenblatt FAQ

Was ist der Hauptzweck des HITAG S Transponder-ICs?

HITAG S wird hauptsächlich für kontaktlose LF-RFID-Transponder und Karten eingesetzt. Der IC eignet sich für Anwendungen mit Anforderungen an LF-RFID-Kommunikation, Lese-/Schreibspeicher, Antikollisionsfunktionen und Kompatibilität mit bestehenden HITAG-Systemen. Typische Einsatzbereiche sind Tieridentifikation, Wäscheautomatisierung, Mehrweg-Asset-Tracking, Gasflaschenlogistik, Taubenrennen und Markenschutz.

Was ist der Unterschied zwischen HITAG S256 und HITAG S2048?

Der wichtigste Unterschied liegt in der Speicherkapazität. HITAG S256 bietet 256 Bit Lese-/Schreibspeicher, während HITAG S2048 über 2048 Bit verfügt. Beide Varianten verwenden dieselbe Protokollfamilie, sodass das Kommunikationskonzept auf Lesegeräteseite ähnlich bleibt. Die 2048-Bit-Version eignet sich besser für Anwendungen mit größeren Datenmengen, zusätzlichen Konfigurationen oder Prozessinformationen.

Welchen Frequenzbereich unterstützt HITAG S?

HITAG S arbeitet im Niederfrequenzbereich von 100 kHz bis 150 kHz. Dadurch ist der Chip für LF-RFID-Systeme und nicht für HF- oder UHF-Anwendungen geeignet. Der integrierte 210-pF-Resonanzkondensator erleichtert die Schaltungsentwicklung, während die tatsächliche Leistung weiterhin von Antennengeometrie, Spuleninduktivität, Lesegeräteleistung, Gehäusematerial und Umgebung abhängt.

Unterstützt HITAG S eine Antikollisionsfunktion?

Ja. Die Protokoll- und Befehlsstruktur enthält eine Antikollisionsfunktion auf Basis des HITAG-1-Ansatzes. Das Datenblatt beschreibt ein schnelles Antikollisionsverfahren für Inventarisierungsaufgaben mit bis zu 100 Tags in 3,2 Sekunden unter definierten Bedingungen. Die tatsächliche Leistung sollte mit der vorgesehenen Antenne, Tag-Anordnung und Einsatzumgebung getestet werden.

Welche Sicherheitsfunktionen bietet HITAG S?

HITAG S verfügt über eine 32-Bit eindeutige Identifikationsnummer, eine sichere Speicherverriegelung und eine verschlüsselte Authentifizierung mit 48-Bit-Geheimschlüssel. Diese Funktionen unterstützen den Schutz von Speicherbereichen und authentifizierungsbasierte Systemkonzepte. Die Gesamtsicherheit hängt jedoch zusätzlich von Lesegeräteimplementierung, Schlüsselverwaltung, Software und Betriebsprozessen ab.

Welche Lieferformen sind für HITAG S verfügbar?

Das Datenblatt nennt verschiedene Lieferformen wie gesägte Gold-Bump-Wafer, gesägte Gold-Mega-Bump-Wafer, kontaktlose Chipkartenmodule im MOA4-Format und HVSON2-Gehäuse. Die passende Variante hängt vom jeweiligen Herstellungsprozess ab. Inlay-Hersteller bevorzugen häufig Wafer-Ausführungen, während kompakte elektronische Baugruppen die HVSON2-Version einsetzen können.

Kann HITAG S für kundenspezifische RFID-Tag-Produktion verwendet werden?

Ja. HITAG S kann als IC-Plattform für kundenspezifische LF-RFID-Tags, Karten, Module und integrierte Identifikationslösungen eingesetzt werden. Vor der Serienfertigung sollten Speichergröße, Antennenabstimmung, Gehäuseform, Authentifizierungsmodus, Reichweite und Umweltbeständigkeit geprüft werden. Fertige Muster sollten immer mit dem tatsächlichen Lesesystem getestet werden.