Nordic Semiconductor 的 nRF960 SiP 在蜂窝物联网应用中的优势
蜂窝 IoT 简称蜂窝物联网,正在彻底颠覆我们与大量设备已有的的连接和通信方式,使物联网比以往任何时候都更易于访问,用途更广泛。
这项技术利用 2G、3G、4G 和 5G 等蜂窝网络为各种物联网设备提供连接,从而能在这些设备之间实现数据和信息的无缝交换。
本博客将介绍 Nordic Semiconductor 的 nRF9160 SiP(系统级封装)器件如何帮助设计人员克服蜂窝物联网应用在尺寸、功耗和成本方面的压力。
SiP 技术的优势
SiP 是将两个或多个集成电路与无源元件集成在一个封装中。该技术具有系统尺寸小、产品上市间短和设计机会多等优点。
SiP 的高集成度意味着可以选择数字和模拟模块,并可在小型封装中集成天线和 MEMS 传感器等无源元件。这可以大大节省印刷电路板空间,有助于减少从智能手机到可穿戴设备、智能设备和其他物联网节点等各种终端产品的总体尺寸。
蜂窝物联网的紧凑型解决方案
Nordic 的 nRF9160 SiP(图 1)为各种应用和开发人员带来了触手可及的低功耗蜂窝技术。该器件克服了复杂的无线设计障碍,并凭借其高度集成和预认证优势,具备了在全球部署蜂窝技术所需的全套资质。
图 1:nRF9160 是一款结构紧凑、高度集成的系统级封装 (SiP) 器件。(图片来源: Nordic Semiconductor)
nRF9160 将一个应用处理器、一个完整的 LTE-M/NB-IoT 调制解调器、一个射频前端和集成电源管理整合到一个 10 mm x 16 mm x 1 mm 的紧凑封装中,为蜂窝物联网提供了一种精简的解决方案。该器件还包括一个具有内置 GNSS 支持功能特定版本,专为资产跟踪应用量身定制。除传统的 GNSS 卫星三边测量外,该器件还支持基站和 GPS 定位服务,以提供节能型定位采集性能。
nRF9160 SiP 配备了全球兼容的 LTE 调制解调器,可支持以下频段:
- 美国 - B2、B4、B5、B12、B13、B14、B25、B26 和 B66
- 欧盟/亚太 - B1、B3、B4、B5、B8、B13、B18、B19、B20、B25、B26 和 B28
此外,SiP 中嵌入的 Arm Cortex-M33 支持 Arm TrustZone 和 Arm CryptoCell 310 等安全功能。
该器件提供了多种数字和模拟接口及外设,能提供多样化的单器件设计选择。此外,该器件必要时还可用作独立的 LTE 调制解调器。为了促进全面的蜂窝物联网设计,该器件包括调制解调器固件、实时操作系统 (RTOS)、应用软件示例和硬件参考设计等基本组件。
该器件还包括一个 nRF52840 板控制器,可用于构建低功耗蓝牙网关等功能。
Nordic 还推出了 nRF9160-DK(图 2),这是一款经济实惠、功能齐全的单板开发套件,用于使用 LTE-M、NB-IoT、GPS 和 nRF9160 SiP 进行开发。
图 2:nRF9160 开发套件。(图片来源: Nordic Semiconductor)
该套件具有 LTE-M 和 NB-IoT 专用天线,支持广泛的频段,确保全球可用。该开发板配备了用于 GNSS 的专用贴片天线和用于蓝牙 LE 连接的 2.4 GHz 天线。该开发板采用 SWF 射频连接器,提高了 LTE-M/NB-IoT 和 2.4 GHz 天线的灵活性。此外,还有一个用于外部 GNSS 天线连接器。
该套件配备了用户可编程 LED 灯(共 4 个)以及 2 个按钮和 2 个开关,可直接进行输入和输出交互。该套件还提供多种 SIM 卡选项,既可使用 4FF SIM 卡,也可使用 MFF2 SIM 卡,因此,可插入 SIM 卡,也可焊接 (e)SIM 卡。为方便起见,该套件还捆绑了 iBasis 的 eSIM 卡,预装了 10 MB 数据。
设计人员还可以利用 nRF Connect SDK 为未来的开发做好准备。这是一个功能全面的软件包,涵盖了无缝启动的所有基本要素,包括应用层协议、实用示例、外设驱动程序等。
该套件与 Nordic 的云解决方案 nRF Cloud 无缝集成,简化了连接。为了进一步帮助测试和进行网络评估,nRF Connect for Desktop 中的 nRF Link Monitor 工具提供了 AT 命令界面,让您能够检查链路并检索网络相关信息。
结束语
总之,Nordic nRF9160 SiP 凭借自身优势成为一种极具吸引力的解决方案,适用于需要紧凑、节能和可靠的无线解决方案(如蜂窝通信)的物联网设备。其他优势包括信号完整性、易于设计、散热良好以及潜在的成本节约优势。
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