Brevet FR3151453A1 — publié le 20250124

Procédé de commande d’un dispositif NFC La présente description concerne un procédé de commande d’un premier dispositif NFC (102) comportant un contrôleur NFC (110) reliée à une antenne (204), dans lequel un mode de charge d’un deuxième dispositif NFC (108) distant par l’antenne (204) est interrompu suite à une détection, par le contrôleur NFC (110), d’un changement d’impédance de l’antenne (204), l’interruption étant suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne (204), avec un troisième dispositif NFC (112) distant. Figure pour l'abrégé : Fig. 4 Procédé de commande d’un dispositif NFC La présente description concerne de façon générale les procédés de commande de dispositifs NFC (Near Field Communication) et les dispositifs NFC associés. Les dispositifs de communication NFC sont de plus en plus répandus et équipent de nombreux dispositifs électroniques et plus particulièrement les téléphones portables (smartphones). Les protocoles NFC, comme définis par le forum NFC, permettent la communication ou la charge de dispositifs NFC. Néanmoins les dispositifs actuels ne permettent pas de mettre en oeuvre ces deux fonctions de façon efficace et en minimisant le coût de fabrication. Il existe un besoin d’amélioration des dispositifs NFC ainsi que de leurs procédés de commande. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des procédés et dispositifs NFC connus. Un mode de réalisation prévoit un procédé de commande d’un premier dispositif NFC comportant un contrôleur NFC reliée à une antenne, dans lequel un mode de charge d’un deuxième dispositif NFC distant par l’antenne est interrompu suite à une détection, par le contrôleur NFC, d’un changement d’impédance de l’antenne, l’interruption étant suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne, avec un troisième dispositif NFC distant. Un mode de réalisation prévoit un dispositif NFC comprenant un contrôleur NFC reliée à une antenne ; le contrôleur NFC étant configuré pour interrompre un mode de charge d’un deuxième dispositif NFC distant par l’antenne suite à une détection, par le contrôleur NFC, d’un changement d’impédance de l’antenne ; l’interruption étant suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne, avec un troisième dispositif NFC distant. Dans un mode de réalisation, l’antenne comprend au moins deux enroulements en série. Dans un mode de réalisation, lesdits enroulements comprennent une ou plusieurs spires. Dans un mode de réalisation, le nombre de spires d’un des enroulements est compris entre 6 et 8 inclus. Dans un mode de réalisation, un parmi lesdits enroulements défini une première surface et un deuxième enroulement défini une deuxième surface, la première surface étant au moins deux fois plus grande que la deuxième surface. Dans un mode de réalisation, un desdits enroulements est agencé au sein d’un autre desdits enroulements. Dans un mode de réalisation, un desdits enroulements est agencé à l’extérieur d’un autre desdits enroulements. Dans un mode de réalisation, l’antenne comprend deux enroulements ; un desdits enroulements étant adapté à la charge NFC du deuxième dispositif NFC et l’autre à la détection et à la communication NFC avec le troisième dispositif NFC. Dans un mode de réalisation, l’antenne comprend un autre enroulement, en série avec lesdits deux enroulements, et adapté au chargement NFC d’un quatrième dispositif NFC. Dans un mode de réalisation, suite à la détection, le contrôleur NFC met en oeuvre un mode d’interrogation. Dans un mode de réalisation, le mode de charge est repris en fin de communication. Un mode de réalisation prévoit un téléphone mobile comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus et configuré pour mettre en oeuvre le procédé tel que décrit ci-dessus. Un mode de réalisation prévoit un système comprenant : - un téléphone tel que décrit ci-dessus ; - un deuxième dispositif NFC ; et - un troisième dispositif NFC. Dans un mode de réalisation, le deuxième dispositif est un stylet. Dans un mode de réalisation, le système comprend un quatrième dispositif NFC, le deuxième et le quatrième dispositifs NFC étant des dispositifs NFC configurés pour émettre des sons. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente une vue schématique d'un exemple de système de communication NFC ; la représente une vue schématique d'un système de communication NFC selon un mode de réalisation ; la représente un mode de réalisation d’une antenne du système de la ; la représente un procédé de commande du dispositif NFC de la selon un mode de réalisation ; la représente un exemple d’implémentation du procédé de commande de la ; et la représente un autre exemple d’implémentation du procédé de commande de la . De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Les systèmes de communication NFC ou autrement dit en champ proche exploitent un champ électromagnétique radiofréquence généré par un dispositif (terminal ou lecteur) pour communiquer avec un autre dispositif (carte). Un même dispositif peut, s'agissant notamment des téléphones portables, fonctionner en mode lecteur en générant un champ à destination d'un autre dispositif, ou en mode carte en captant un champ généré par un autre dispositif. Cette technologie concerne l'établissement de communications à très courte distance (inférieure à une dizaine de centimètres) entre deux dispositifs. Cette technologie NFC permet en outre à un dispositif NFC de charger un ou des autres dispositifs NFC mis à proximité. Dans la présente description, on considère le cas d'un système dans lequel les dispositifs NFC sont compatibles avec la technologie NFC d'après le Forum NFC. La représente une vue schématique d'un système de communication NFC 100. Le système NFC 100 comprend un appareil électronique 130, par exemple un téléphone ou smartphone, mettant en oeuvre un premier dispositif NFC 102, qui comprend une première et une deuxième antennes 104, 106. Le système comprend par exemple également un deuxième dispositif NFC 108, par exemple un stylet qui est configuré par exemple pour s’insérer dans le smartphone 130. Le système 100 comprend par exemple également un troisième dispositif NFC 112 externe au premier dispositif 102 ou à l’appareil électronique 130. Le premier dispositif 102 comprend par exemple deux contrôleurs NFC 110, 114 reliés, préférablement connectés, respectivement à l’antenne 106 et 104 par un ou plusieurs circuits d’adaptation d’impédance -non illustrés-. L’antenne 104 comprend par exemple une ou plusieurs spires dont la forme est adaptée pour concentrer le champ électromagnétique vers le deuxième dispositif 108. L’antenne 106 comprend par exemple une ou plusieurs spires dont la forme est adaptée pour détecter et communiquer avec le troisième dispositif 112 lorsque celui-ci rentre dans le champ proche d’interaction prévu par le protocole NFC. Un champ électromagnétique à 13,56 MHz est employé entre le premier et le troisième dispositif NFC pour obtenir une communication NFC avec par exemple un mode hérité (legacy mode) soit en mode lecteur (reader en anglais) ou carte (card en anglais). La charge du deuxième dispositif NFC 108 est réalisée, avec la même fréquence, par l’intermédiaire de l’antenne 104, avec le deuxième dispositif NFC 108 dans un mode d’écoute (listener mode en anglais) et le contrôleur NFC 114 dans un mode d’interrogation (poller mode ou polling mode en anglais). Le mode d’interrogation consiste en une émission de salves périodiques de champ électromagnétique. L’exemple de la , le fait qu’il y ait un contrôleur NFC par antenne, permet de charger le deuxième dispositif NFC et dans le même temps détecter puis communiquer avec le troisième dispositif NFC 112. Néanmoins cet exemple est coûteux à fabriquer. Il est possible d’envisager de n’utiliser qu’un seul contrôleur NFC à la place des contrôleurs 110 et 114 et de n’utiliser qu’une seule antenne. Néanmoins, dans ce cas, une détection d’autres objets NFC ne peut pas être mise en oeuvre pendant le mode de charge. Dans ce cas, il pourrait être envisagé d’alterner des phases de chargement et de recherche de dispositif distant. Néanmoins cela baisse le rendement du chargement. Les modes de réalisation décrits prévoient un procédé de commande du premier dispositif NFC (102) comportant un contrôleur NFC reliée à une antenne, dans lequel un mode de charge du deuxième dispositif NFC distant par l’antenne est interrompu suite à une détection, par le contrôleur NFC, d’un changement d’impédance de l’antenne, l’interruption étant suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne, avec le troisième dispositif distant. Cela permet de détecter le troisième dispositif distant tout en chargeant le deuxième dispositif. L’efficacité de la charge et de la détection ne sont pas dégradés par rapport à l’exemple de la tout en économisant des coûts de composants. La représente une vue schématique d'un système de communication NFC 200 selon un mode de réalisation. Le système NFC 200 est similaire au système 100 de la sauf que le premier dispositif NFC 102 comprend une seule antenne NFC 204 à la place des premières et deuxièmes antennes 104, 106. Le premier dispositif 102 de la ne comprend en outre qu’un seul contrôleur NFC 110 relié, préférablement connecté, à l’antenne 204 par un circuit d’adaptation d’impédance -non illustré-. L’antenne 204 est configurée pour recouvrir une partie du dispositif NFC 108 sensible au champ NFC et s’étend également plus largement au sein de l’appareil 130 pour pouvoir servir à la détection du dispositif NFC distant 112. Dans l’exemple illustré, un quatrième dispositif NFC 206, facultatif, fait partie du système 200. Ce dispositif NFC 206 est agencé par exemple au sein de l’appareil 206 et a une partie sensible au champ NFC qui est superposée à une partie de l’antenne 204 pour pouvoir être chargé. Dans ce cas, les dispositifs NFC 108 et 206 sont par exemple des dispositifs NFC configurés pour émettre des sons comme des écouteurs autrement appelés oreillettes ou encore un stylet et un écouteur. L’exemple de la permet de détecter le troisième dispositif 112 distant tout en chargeant le deuxième dispositif 108 ainsi que le quatrième dispositif 206 et ce avec les mêmes performances que le cas de la mais à un moindre coût de production. La représente un mode de réalisation d’une antenne du système de la . Plus particulièrement la représente l’antenne 204 dans le cas où seul le dispositif NFC 108 est présent, l’antenne 204 de la ne s’appliquant pas telle quelle au cas où le dispositif facultatif 206 est présent. Dans l’exemple illustré l’antenne 204 comprend au moins deux enroulements en série 304 et 306. L’enroulement 304 est connecté par une borne à un plot de connexion et l’enroulement 306 est connecté par une autre borne à un autre plot de connexion. L’enroulement 304 comprend 6 spires et l’enroulement 306 comprend 2 spires. L’enroulement 304 est placé pour être superposé au dispositif 108. La forme de l’enroulement 304 est plus regroupée que la forme de l’enroulement 306. Cela permet d’optimiser et augmenter localement le champ électromagnétique au niveau du dispositif 108 lorsque celui-ci est de forme fine, par exemple dans le cas d’un stylet. La forme plus étendue de l’enroulement 306 permet d’être plus sensible à un champ électromagnétique d’un dispositif NFC distant pour faciliter sa détection par exemple. Le nombre de spires est par exemple compris entre 1 inclus et 10. Dans un exemple, le nombre de spires des enroulements pourra être choisi entre 6 et 8 inclus pour focaliser localement l’intensité du champ électromagnétique. Il est néanmoins judicieux de garder le nombre de spires inférieur à 10 pour éviter des effets de résonance qui sont à proscrire. Dans l’exemple illustré, l’enroulement 306 défini une première surface et l’enroulement 304 défini une deuxième surface. Par le terme surface on entend la zone définie à l’intérieur de la spire la plus à l’extérieur des enroulements. Dans un exemple, la première surface est au moins deux fois plus grande que la deuxième surface. L’aire de la première surface est par exemple supérieure à 200 mm^2 et l’aire de la deuxième surface inférieure à 100 mm^2. Avoir un enroulement ayant une plus petite aire permet de ne pas perturber l’enroulement ayant l’aire la plus élevée. Dans l’exemple illustré, l’enroulement 304 est agencé au sein de l’enroulement 306 et selon un même plan. Dans ce cas-là il convient de vérifier que leur connexion implique un sens de courant les traversant qui ait une même direction pour ne pas que les champs électromagnétiques s’annulent. Dans un autre exemple non illustré, l’enroulement 304 est agencé à l’extérieur de l’enroulement 306. Dans ce cas-là, le sens du courant n’est pas forcément le même entre les deux enroulements. L’enroulement 304 est adapté à la charge du dispositif NFC 108 et l’enroulement 306 à la communication NFC avec le dispositif NFC 112. L’enroulement 304 est agencé pour recouvrir au maximum l’antenne NFC du dispositif 108 ce qui permet, en plus d’augmenter le couplage entre les deux antennes, de ne pas détecter le dispositif 108 lorsqu’une communication est mise en oeuvre avec le dispositif 112 via l’enroulement 306. L’avantage d’avoir un enroulement 306 plus grand que l’enroulement 304 est que cela permet d’éviter que le dispositif 108 ne masque la détection du dispositif 112 tout en s’assurant de l’efficacité du chargement avec l’enroulement plus petit 304. Dans l’exemple non illustré où un quatrième dispositif NFC 206 est présent dans le système 200, alors un enroulement supplémentaire est prévu dans l’antenne 204, par exemple d’une forme similaire à l’enroulement 304, mais agencé pour se superposer avec la partie du dispositif 206 qui est sensible pour la charge NFC. Cet enroulement supplémentaire est par exemple connecté en série ou en parallèle avec les enroulements 304 et 306. Dans ce cas, l’enroulement supplémentaire peut être agencé à l’intérieur ou à l’extérieur de l’enroulement 306. De façon non illustrée, des régions comprenant de la ferrite sont par exemple agencées entre l’antenne 204 et le reste de l’appareil 130 afin de limiter les interactions électromagnétiques. La représente un procédé de commande du dispositif NFC de la selon un mode de réalisation. Dans une étape 402 (Charging NFC device(s)), le contrôleur NFC 110 est dans un mode de charge pour charger le dispositif 108. Dans une étape 404 (Detect antenna impedance change while charging), qui est par exemple mise en oeuvre en même temps que l’étape 402, le contrôleur NFC 110 est configuré pour analyser les variations d’impédance de l’antenne 204. Dans cet exemple, un protocole appelé détection d’objet étranger (FOD, Foreign Object Detection en anglais) peut être utilisé. Si une variation d’impédance est détectée alors une étape 406 (NFC device detected ?) est mise en oeuvre. Dans l’étape 406, le contrôleur NFC 110 met en oeuvre un mode d’interrogation (polling mode) s’il y a une carte NFC à proximité, et une détection de champ électrique (EFD, Electrical Field Detection) si un dispositif NFC en mode carte ou lecteur est reconnu, par exemple le dispositif 112, (branche Y), alors une étape 408 (Stop charging) est mise en oeuvre. Un processus d’anti-collision est par exemple mis en oeuvre à ce moment-là pour vérifier qu’il y a une seule carte à proximité. Si un dispositif NFC en mode carte ou lecteur n’est pas reconnu (branche N), par exemple de par l’absence d’un dispositif NFC à proximité, alors l’étape 402 est mise en oeuvre. Dans l’étape 408, le mode de charge du dispositif 108 est interrompu. Dans une étape 410 (Initiate communication with tag or reader) qui est mise en oeuvre en même temps ou à la suite de l’étape 408, un mode hérité (legacy) est mis en oeuvre par le contrôleur NFC 110 pour la communication entre le dispositif 112 via l’antenne 204 et plus particulièrement via l’enroulement 306. Dans un exemple, la détection basse puissance est utilisée par le mode hérité (LPTD, Low Power Tag Detection en anglais). La représente un exemple d’implémentation du procédé de commande de la . Plus particulièrement, l’exemple de la décrit un mode de mise en oeuvre de la détection du changement d’impédance. La détection du changement d’impédance consiste par exemple à des mesures en ligne et en quadrature du signal capté par l’antenne. Une calibration est également potentiellement mise en oeuvre avant les mesures pour définir un ou des seuils. Lorsque le seuil est franchi alors un changement d’impédance est détecté. Dans un exemple, le seuil est stocké dans une mémoire, par exemple non volatile, de l’appareil 130. Dans l’exemple représenté, l’amplitude de l’impédance de l’antenne est exprimée en volts en fonction du temps (Time). Avant un temps t1 (No impedance change), l’impédance est relativement stable à sa valeur nominale V Nom . Entre le temps t1 et un temps ultérieur t2 (Transition), l’amplitude baisse par exemple linéairement jusqu’à atteindre un seuil à V Min puis reste stable à ce niveau V Min . A partir du temps t2, un changement d’impédance est détecté (Impedance change). Dans un exemple, le seuil V Min est un pourcentage de la valeur nominale obtenue par calibration. La représente un autre exemple d’implémentation du procédé de commande de la . Plus particulièrement, l’exemple de la décrit un autre mode de mise en oeuvre de la détection du changement d’impédance. L’exemple de la est similaire à celui de la sauf que le seuil est une tension V Max qui est supérieure à la tension nominale V NOM . Dans un exemple, le seuil V Max est un pourcentage de la valeur nominale obtenue par calibration. Entre le temps t1 et le temps t2 (Transition), l’amplitude monte par exemple linéairement jusqu’à atteindre le seuil à V Max puis reste stable à ce niveau V Max . A partir du temps t2, un changement d’impédance est détecté (Impedance change). Lorsque la communication avec le dispositif 112 est terminée, le contrôleur 110 met en oeuvre de nouveau l’étape 402 avec la charge du dispositif 108 (voire 206 lorsqu’il est présent). Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, le procédé de la , s’applique par exemple également au cas où un quatrième dispositif NFC 206 est utilisé. Dans ce cas la personne du métier arrêtera le chargement également du dispositif 206 si une communication est mise en oeuvre avec le dispositif 112. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, pour ce qui est du type de communication ou de charge mis en oeuvre par le contrôleur 110 à travers l’antenne 204, la modulation utilisée est par exemple de type A, B, felica ou encore de type V. la personne du métier choisira par exemple entre ces types pour ne pas interférer avec les autres infrastructures du système 200. Dispositif NFC (102) comprenant un contrôleur NFC (110) reliée à une antenne (204) ; le contrôleur NFC (110) étant configuré pour interrompre un mode de charge d’un deuxième dispositif NFC (108) distant par l’antenne (204) suite à une détection, par le contrôleur NFC (110), d’un changement d’impédance de l’antenne (204) ; l’interruption étant suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne (204), avec un troisième dispositif NFC (112) distant. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’antenne (204) comprend au moins deux enroulements (304, 306) en série. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdits enroulements (304, 306) comprennent une ou plusieurs spires. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le nombre de spires d’un des enroulements est compris entre 6 et 8 inclus. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel un parmi lesdits enroulements (306) défini une première surface et un deuxième enroulement (304) défini une deuxième surface, la première surface étant au moins deux fois plus grande que la deuxième surface. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel un desdits enroulements (304) est agencé au sein d’un autre desdits enroulements (306). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel un desdits enroulements est agencé à l’extérieur d’un autre desdits enroulements. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel l’antenne (204) comprend deux enroulements ; un desdits enroulements (304) étant adapté à la charge NFC du deuxième dispositif NFC (108) et l’autre (306) à la détection et à la communication NFC avec le troisième dispositif NFC (112). Dispositif selon la revendication 8, dans lequel l’antenne (204) comprend un autre enroulement, en série avec lesdits deux enroulements (304, 306), et adapté au chargement NFC d’un quatrième dispositif NFC (206). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel suite à la détection, le contrôleur NFC (110) met en oeuvre un mode d’interrogation (polling mode). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le mode de charge est repris en fin de communication. Procédé de commande d’un premier dispositif NFC (102) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l’interruption est suivie par l’initiation d’une communication, via l’antenne (204), avec un troisième dispositif NFC (112) distant. Téléphone mobile comprenant un dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 et configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 12. Système comprenant : - un téléphone selon la revendication 13 ; - un deuxième dispositif NFC (108) ; et - un troisième dispositif NFC (112). Système selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième dispositif est un stylet. Système selon la revendication 14 ou 15, le système comprenant un quatrième dispositif NFC (206), le deuxième et le quatrième dispositifs NFC (108, 206) étant des dispositifs NFC configurés pour émettre des sons.