وبلاگ شرکت در مورد سونی ALT1350 SoC بسیار یکپارچه LTE-M/NB-IoT برای 5G/IoT

شركت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. توليد كننده Sony است.ALT1350، یک SoC LTE-M/NB-IoT بسیار یکپارچه طراحی شده برای بازار 5G IoT.

در میان موج انکشاف بزرگ 5G IoT، فناوری شبکه های گسترده با قدرت کم (LPWAN) تبدیل به سنگ بنای اتصال تعداد زیادی از دستگاه ها شده است.پوشش گسترده و مصرف انرژی کم، LTE-M و NB-IoT به عنوان راه حل های ارتباطی اصلی برای سناریوهای مانند شهرهای هوشمند، سنجش صنعتی، پوشیدنی های هوشمند و نظارت از راه دور ظهور کرده اند.ALT1350یک تراشه SoC 5G IoT بسیار یکپارچه است که بر نقاط درد تراشه های سنتی IoT مانند قابلیت محدود غلبه می کند.دستگاه های فرعی اضافی و مصرف انرژی بالا با یکپارچه سازی ارتباطات سلولی چند حالت، ارتباطات ماهواره ای، ارتباطات محلی نزدیک به میدان، هوش لبه ای، رمزگذاری امن و جمع آوری داده های سنسور در یک معماری یک تراشه.این یک راه حل هسته ای یکپارچه است که با استانداردهای 5G Release 15/16/17 مطابقت دارد و برای برنامه های IoT در تمام سناریوها طراحی شده است.، به طور قابل توجهی کاهش هزینه های سخت افزاری، اندازه و آستانه مصرف انرژی برای دستگاه های نهایی IoT.

I. موقعیت گذاری اصلی محصول: SoC پرچمدار 5G LPWA یکپارچه

سونیALT1350این اولین راه حل IoT تک تراشه ای جهان است که ارتباطات سلولی LTE-M/NB-IoT، ارتباطات LPWA بدون مجوز در باند زیر GHz، ارتباطات ماهواره ای غیر زمینی NTN را ادغام می کند.قدرت محاسباتی هوش مصنوعی لبه ای و قابلیت های موقعیت گذاری چند بعدی، که دقیقاً نیازهای سناریوهای ارتباطات عظیم ماشین (mMTC) 5G را هدف قرار می دهد.این SoC دور می گذارد فرعی های اضافی و طرح های ماژول مستقل، به دست آوردن یکپارچه سازی بومی پنج قابلیت اصلی: ارتباطات، قدرت محاسباتی، سنجش، امنیت و موقعیت.می تواند به طور مستقل از عملکرد کامل دستگاه های نهایی IoT بدون نیاز به میکروکنترلرهای اضافی پشتیبانی کند، ماژول های ارتباطی یا اجزای رمزگذاری امنیتی.

این تراشه با استاندارد 3GPP Release 15 سازگار است و می تواند از طریق ارتقاء نرم افزار به پروتکل های پیشرفته 5G IoT مانند Release 16 و Release 17 سازگار شود.با توانایی انطباق در طول یک چرخه عمر طولانی، نه تنها نیازهای فعلی شبکه های اصلی 4G / 5G IoT را برآورده می کند بلکه همچنین قادر به سازگاری با تکرار های آینده فناوری 5G IoT سبک است.که آن را به یک تراشه هسته ای IoT درجه صنعتی تبدیل می کند که عملی بودن را با طراحی آینده نگر متعادل می کند..

II. معماری بسیار یکپارچه: حداقل سخت افزار، قدرت کامپیوتری جامع

درALT1350از یک معماری متضاد اختصاصی و بسیار یکپارچه استفاده می کند که ترکیبی از یک MCU دو هسته ای، ذخیره سازی ظرفیت بزرگ، یک هاب سنجش هوشمند و رابط های ارتباطی RF مختلف را ترکیب می کند.دستیابی به پوشش کامل در یک تراشه واحد و ساده سازی قابل توجهی از طراحی سخت افزار ترمینالمعماری سخت افزاری اصلی آن پیشرو در صنعت است و دارای هسته پردازش اصلی Arm Cortex-M4 است که با 1MB NVRAM و 752KB RAM با سرعت بالا همراه است.این امکان اجرا مستقل از برنامه های مختلف IoT را فراهم می کند، الگوریتم های پردازش داده ها و پشتهای پروتکل ارتباطات، از بین بردن نیاز به یک MCU کنترل اصلی خارجی و پاسخگویی به الزامات محاسبات لبه سبک در ترمینال.همچنین یک هاب سنجش قدرت بسیار کم Arm Cortex-M0+ را دربر می گیرد.، که به عنوان یک هسته حسگر مقیم اختصاص داده شده به جمع آوری داده های سنسور در طول ساعت، نظارت بر وضعیت و کنترل بیدار کردن با قدرت کم عمل می کند،تعادل عملکرد در زمان واقعی با بهره وری انرژی شدید.

از نظر رابط ها و گسترش ذخیره سازی، تراشه به طور بومی دارای یک حافظه فلش 4 سیم SPI و رابط های گسترش PSRAM است که از سازگاری انعطاف پذیر با دستگاه های محیطی ذخیره سازی اصلی پشتیبانی می کند.همچنین از تکنولوژی سیم کارت های جاسازی شده iSIM استفاده می کند.از بین بردن نیاز به یک اسلات کارت سیم و کارت خارجی، در نتیجه کاهش بیشتر اثر دستگاه و افزایش مقاومت در برابر ضربه و رطوبت،که آن را برای محیط های خشن مانند محیط های صنعتی و بیرونی مناسب می کند.علاوه بر اين تراشه شامل يک عنصر امنيتي سخت افزاري اختصاصي، يک موتور مکان گيري چند حالت و يک واحد پردازش هوش مصنوعيواقعاً تحقق بخشیدن به مفهوم یکپارچه ی یک تراشه = کنترل کننده + ارتباطات + سنجش + امنیت + موقعیت گذاری + محاسبات هوشمنداین به طور کامل مشکلات پیچیدگی سخت افزار، نرخ شکست بالا و هزینه های بالا مرتبط با دستگاه های سنتی IoT را حل می کند.

III. قابلیت های ارتباطی جامع: شبکه های جهانی زمینی + ماهواره ای

قدرت اصلیALT1350در توانایی ادغام پروتکل های ارتباطی متعدد است که شامل سه سیستم اصلی شبکه می شود: شبکه های گسترده سلولی، شبکه های محلی کم مصرف،و ارتباطات ماهواره ایاین امر امکان اتصال بی نقص و بدون شکاف را در تمام مناطق فراهم می کند و نیازهای ارتباطی سناریوهای مختلف را برآورده می کند.از عملکرد دو حالت با LTE-M (Cat-M1) و NB-IoT پشتیبانی می کنددر LTE-M، سرعت لینک پایین می تواند به 588 Kbps برسد، در حالی که سرعت لینک بالا برای انتقال داده های پایدار و متوسط بهینه شده است، تعادل تاخیر کم با پوشش گسترده؛حالت NB-IoT بر سرعت بسیار پایین تمرکز دارد.، انتقال بسیار طولانی مدت و بسیار کم مصرف، که آن را برای سناریوهای فرکانس بالا و حجم داده های کوچک مانند خواندن متر، نظارت و هشدار مناسب می کند.

علاوه بر ارتباطات سلولی اساسی، تراشه به طور نوآورانه یک گیرنده LPWA / FAN Sub-GHz قابل سفارشی سازی را ادغام می کند، که از شبکه های محلی در باند های فرکانسی معاف از مجوز پشتیبانی می کند.این امکان هماهنگی بین دستگاه های کم مصرف را در فاصله نزدیک و جمع آوری داده های LAN منطقه ای فراهم می کند، به این ترتیب با رفع کمبودهای پوشش شبکه سلولی محلی. همچنین قابلیت های ارتباطات ماهواره ای NTN غیر زمینی را دارد.پشتیبانی از تغییر خودکار به لینک های ماهواره ای در مناطقی که ایستگاه های پایه زمینی در دسترس نیستنداین به طور کامل چالش های اتصال را در سناریوهای بدون پوشش سلولی مانند مناطق دورافتاده کوهستانی، اقیانوس، مناطق معدن باز و تجهیزات در ارتفاع بالا حل می کند.امکان ایجاد شبکه های جامع اینترنت اشیا در سراسر زمینارتباطات مختلف به صورت مستقل بدون دخالت در یکدیگر کار می کنند و می توانند به صورت هوشمندانه بر اساس شرایط شبکه تغییر کنند.تضمین ثبات و تداوم ارتباطات ترمینال.

IV. طراحی انرژی بسیار کم: بهینه سازی شده برای ترمینال های با عمر باتری طولانی

پاسخگویی به الزامات اصلی ترمینال های اینترنت اشیا با باتری و دوره های طولانی آمادگیALT1350از معماری مدیریت انرژی بسیار کم اختصاصی سونی استفاده می کند. از مکانیسم های مختلف انرژی پایین خاص اینترنت اشیا مانند PSM ( حالت صرفه جویی در انرژی) و eDRX (Extended Deep Rest) پشتیبانی می کند.ارائه بهره وری انرژی پیشرو در صنعتمصرف برق در حالت آماده سازی سلولی می تواند تا 3μA کم باشد، در حالی که مصرف برق در حالت خواب معمولی ناچیز است. مصرف برق در حالت فعال به صورت پویا بر اساس تقاضا تنظیم می شود،این کار باعث می شود که آن را برای ترمینال های باتری یا خورشیدی باتری یا باتری باتری مناسب کند..

معماری دو-MCU امکان مدیریت دقیق قدرت را فراهم می کند: هسته Cortex-M4 با عملکرد بالا فقط در هنگام پردازش داده ها، انتقال شبکه و محاسبات هوشمند فعال می شود،و به سرعت به خواب برمی گردد وقتی کار ها به پایان می رسدمرکز حسگر Cortex-M0+ در حالت کم مصرف و همیشه روشن کار می کند و فقط جمع آوری داده های اساسی و نظارت بر وضعیت دستگاه را انجام می دهد.بنابراین جلوگیری از مصرف انرژی ناشی از بیدار شدن مکرر پردازنده هسته ایاز طریق بهینه سازی هماهنگ قدرت سخت افزاری و نرم افزاری، ترمینال های IoT مجهز به این تراشه می توانند عمر باتری را چندین سال یا حتی بیش از یک دهه بدون شارژ مجدد به دست آورند.کاهش قابل توجهی در هزینه های نگهداری دستگاه ها و مناسب کردن آنها برای استفاده در مقیاس بزرگ، سناریوهای IoT بدون نظارت.

V. امنیت هوشمند و موقعیت دقیق: توانمندسازی برنامه های IoT پیشرفته

درALT1350بر محدودیت های تراشه های سنتی IoT کم مصرف غلبه می کند، یعنی کمبود هوش و امنیت ضعیف، با استفاده از یک موتور هوش مصنوعی سبک.از نتیجه گیری AI / ML با قدرت کم در لبه پشتیبانی می کند، که امکان انجام عملیات هایی مانند تشخیص داده ها، تشخیص ناهنجاری ها، پیش بینی وضعیت و طبقه بندی هوشمند را به صورت محلی در دستگاه فراهم می کند.این نیاز به آپلود داده های خام به ابر را از بین می برد.، در نتیجه کاهش بار انتقال شبکه در حالی که عملکرد در زمان واقعی پردازش داده ها را افزایش می دهد.پیش بینی خطای و نظارت بر رفتار.

در جبهه امنیتی، از یک معماری امنیتی سخت افزاری و نرم افزاری چند لایه استفاده می کند که عناصر امنیتی سخت افزاری اختصاصی را با یک سیستم رمزگذاری نرم افزار ادغام می کند.از ذخیره اطلاعات رمزگذاری شده پشتیبانی می کند، انتقال رمزگذاری شده، احراز هویت دستگاه و حفاظت ضد دستکاری، دفاع موثر در برابر حملات سایبری مانند سرقت داده ها، جعل دستگاه و دستکاری دستورات.این کار با استانداردهای سختگیرانه برای امنیت داده ها و قابلیت اطمینان دستگاه ها که در سناریوهای مانند IoT صنعتی مورد نیاز است، مطابقت دارد، نظارت بر رفاه عمومی و امور مالی هوشمند

از نظر قابلیت های موقعیت، تراشه فناوری های چند بعدی از جمله موقعیت سنجی ماهواره ای GNSS، موقعیت سنجی فیوژن داخلی و خارجی و موقعیت سنجی با کمک Wi-Fi را ادغام می کند.از جمع آوری داده های موقعیت مکانی با دقت بالا پشتیبانی می کند و برای سناریوهای مانند ردیابی لجستیک مناسب است، مکان گذاری دارایی ها، نظارت بر تجهیزات بیرونی و ردیابی پرسنل پوشیدنی.ماژول موقعیت مکانی در هماهنگی نزدیک با سیستم های ارتباطی و مدیریت قدرت کار می کند تا موقعیت مکانی مداوم با قدرت کم را به دست آورد.، با توجه به نقاط درد مصرف انرژی بالا و اندازه بزرگ مرتبط با ماژول های موقعیت گیری سنتی.

VI. سناریوهای کاربردی اصلی: پوشش جامع تمامی دسته های ترمینال های اینترنت اشیا 5G

با استفاده از مزایای جامع آن از یکپارچه سازی بالا، مصرف انرژی پایین، اتصال جهانی، امنیت بالا و هوش، سونی ALT1350به طور گسترده ای قابل تطبیق با دستگاه های پایانی مختلف 5G IoT است و پوشش سناریوی جامع را ارائه می دهد. در بخش IoT صنعتی می تواند برای نظارت بر وضعیت تجهیزات صنعتی استفاده شود.جمع آوری داده های سنسور خط تولید، ترمینال های کنترل صنعتی در فضای باز و تجهیزات نظارت از راه دور برای معادن و میدان های نفتی، پاسخگویی به خواسته های محیط های صنعتی خشن و عملکرد پایدار طولانی مدت؛در بخش شهر هوشمند، از دستگاه های کم مصرف در مقیاس بزرگ مانند آب، برق و گاز هوشمند، کنترل هوشمند نورپردازی خیابانی، دمای محیط / رطوبت و نظارت بر کیفیت هوا پشتیبانی می کند.و ترمینال های تمیز کردن زباله های هوشمند.

در بخش های فضای باز و تخصصی اینترنت اشیا، قابلیت های ارتباطی ماهواره ای آن امکان استفاده در سناریوهای بدون پوشش سلولی مانند نظارت دریایی،اکتشافات زمین شناسی، نظارت بر آتش سوزی جنگل و جمع آوری داده های هواشناسی در مناطق دورافتاده؛ در بخش IoT مصرف کننده، از دستگاه های پوشیدنی هوشمند کم مصرف، ترمینال های موقعیت گذاری در فضای باز پشتیبانی می کند.و گره های حسگر خانه هوشمند· همچنین در زیر کاربردهای عمودی صنعت مانند ردیابی دارایی های لجستیکی هوشمند، نظارت هوشمند کشاورزی بر خاک، ردیابی دام و نظارت هیدرولوژیکی قرار دارد.که باعث می شود یک تراشه هسته ای متنوع مناسب برای 5G IoT در تمام سناریوها باشد..

ارزش صنعت: تغییر چشم انداز صنعت ترمینال 5G IoT

ترمینال های سنتی اینترنت اشیا 5G به طور کلی از مسائل مانند راه حل های پیچیده، مصرف انرژی بالا، طراحی های سنگین، هزینه های بالا و انعطاف پذیری ناکافی رنج می برند.که مانع از استفاده گسترده از تعداد زیادی از ترمینال های اینترنت اشیا شده انداز طریق نوآوری بسیار یکپارچه بر روی یک تراشه واحد، سونیALT1350به طور اساسی فرآیند طراحی سخت افزار برای ترمینال های اینترنت اشیا 5G را ساده می کند و تعداد قطعات محیطی را تقریباً 80٪ کاهش می دهد و در نتیجه به طور موثر تحقیق و توسعه را کاهش می دهد.هزینه های تولید و نگهداری در حالی که زمان به بازار را کوتاه می کند.

علاوه بر این، این تراشه قابلیت های جامع از جمله مصرف انرژی کم، اتصال جهانی، هوش لبه ای، امنیت بالا و موقعیت مکانی دقیق را ترکیب می کند.غلبه بر نقص های تراشه های سنتی که در یک عملکرد منحصر به فرد برجسته هستند اما عملکرد کلی ندارنداین پشتیبانی اصلی را برای ترمینال های 5G IoT سبک وزن، هوشمند، طولانی مدت و بسیار قابل اعتماد فراهم می کند.قابلیت سازگاری پروتکل 5G آن نیز قابلیت سازگاری با ارتقاءات فنی آینده و تکرار شبکه را تضمین می کند.، به طور قابل توجهی طول عمر و ارزش استفاده مجدد از دستگاه های پایانی را افزایش می دهد و تحول اینترنت اشیا 5G را از گسترش در مقیاس بزرگ به سمت اصلاح شده تسهیل می کند.پوشش هوشمند و جامع.

خلاصه

به عنوان یک نسل جدید، بسیار یکپارچه 5G LTE-M/NB-IoT SoC، سونیALT1350استاندارد صنعت برای تراشه های IoT کم مصرف 5G را از طریق پنج نقطه قوت اصلی تعریف می کند: یکپارچه سازی کامل یک تراشه، ارتباطات چند حالت جامع، مصرف انرژی بسیار کم،اطلاعات پیشرفته و امنیت قویاین به طور کامل برای سناریوهای اتصال گسترده 5G mMTC مناسب است، تعادل تنوع با تخصص و کاربرد با طراحی پیشگامانه.قادر به پاسخگویی جامع به الزامات ترمینال IoT در بخش های مختلف، از جمله صنعت، خدمات عمومی، کشاورزی، لجستیک و شهرهای هوشمند، به عنوان یک راه حل معیار برای هدایت پیاده سازی در مقیاس بزرگ و ارتقاء سبک 5G IoT است.