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Rev. 3.3 — 4 February 2014
227433 118 of 120
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NXP Semiconductors
MFRC631
High performance ISO/IEC 14443 A/B reader solution
23. Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 General description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Features and benefits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
4 Quick reference data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
5 Ordering information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
6 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
7 Pinning information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
7.1 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
8 Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
8.1 Interrupt controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
8.2 Timer module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
8.2.1 Timer modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
8.2.1.1 Time-Out- and Watch-Dog-Counter . . . . . . . . 10
8.2.1.2 Wake-up timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
8.2.1.3 Stop watch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
8.2.1.4 Programmable one-shot timer . . . . . . . . . . . . 10
8.2.1.5 Periodical trigger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
8.3 Contactless interface unit . . . . . . . . . . . . . . . 11
8.3.1 ISO/IEC14443A/MIFARE functionality . . . . . . 11
8.3.2 ISO/IEC14443B functionality . . . . . . . . . . . . . 13
8.4 Host interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.4.1 Host interface configuration . . . . . . . . . . . . . . 14
8.4.2 SPI interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.4.2.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.4.2.2 Read data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.4.2.3 Write data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.4.2.4 Address byte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.4.2.5 Timing Specification SPI. . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.4.3 RS232 interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8.4.3.1 Selection of the transfer speeds . . . . . . . . . . . 16
8.4.3.2 Framing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
8.4.4 I
2
C-bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
8.4.4.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
8.4.4.2 I
2
C Data validity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
8.4.4.3 I
2
C START and STOP conditions . . . . . . . . . . 20
8.4.4.4 I
2
C byte format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
8.4.4.5 I
2
C Acknowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
8.4.4.6 I
2
C 7-bit addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
8.4.4.7 I
2
C-register write access . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.4.4.8 I
2
C-register read access. . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.4.4.9 I
2
CL-bus interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.4.5 SAM interface I
2
C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
8.4.5.1 SAM functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
8.4.5.2 SAM connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.4.6 Boundary scan interface. . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.4.6.1 Interface signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4.6.2 Test Clock (TCK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4.6.3 Test Mode Select (TMS) . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4.6.4 Test Data Input (TDI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4.6.5 Test Data Output (TDO). . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4.6.6 Data register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.4.6.7 Boundary scan cell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.4.6.8 Boundary scan path. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.4.6.9 Boundary Scan Description Language
(BSDL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.4.6.10 Non-IEEE1149.1 commands . . . . . . . . . . . . . 29
8.5 Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.5.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.5.2 Accessing the FIFO buffer . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.5.3 Controlling the FIFO buffer . . . . . . . . . . . . . . 30
8.5.4 Status Information about the FIFO buffer. . . . 30
8.6 Analog interface and contactless UART . . . . 32
8.6.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.6.2 TX transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.6.2.1 Overshoot protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8.6.2.2 Bit generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.6.3 Receiver circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.6.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.6.3.2 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.6.4 Active antenna concept . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.6.5 Symbol generator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
8.7 Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
8.7.1 Memory overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
8.7.2 EEPROM memory organization. . . . . . . . . . . 41
8.7.2.1 Product information and configuration -
Page 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
8.7.3 EEPROM initialization content LoadProtocol. 44
8.8 Clock generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8.8.1 Crystal oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8.8.2 IntegerN PLL clock line . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8.8.3 Low Frequency Oscillator (LFO) . . . . . . . . . . 47
8.9 Power management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.1 Supply concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.2 Power reduction mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.2.1 Power-down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.2.2 Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.2.3 Modem off mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.9.3 Low-Power Card Detection (LPCD). . . . . . . . 49
8.9.4 Reset and start-up time . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8.10 Command set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8.10.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8.10.2 Command set overview . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
8.10.3 Command functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.10.3.1 Idle command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8.10.3.2 LPCD command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51