Le blog de l'entreprise SoC Sony ALT1350 LTE-M/NB-IoT hautement intégré pour 5G/IoT

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. fournit le SonyALT1350, un SoC LTE-M/NB-IoT hautement intégré conçu pour le marché de l'IoT de masse 5G.

Au milieu de la vague de déploiement à grande échelle de l’IoT 5G, la technologie de réseau étendu à faible consommation (LPWAN) est devenue la pierre angulaire de la connexion d’un grand nombre d’appareils. Grâce à leur faible latence, leur large couverture et leur faible consommation d'énergie, le LTE-M et le NB-IoT sont devenus les solutions de communication principales pour des scénarios tels que les villes intelligentes, la détection industrielle, les appareils portables intelligents et la surveillance à distance. SonyALT1350est une puce SoC IoT 5G révolutionnaire et hautement intégrée qui surmonte les problèmes des puces IoT traditionnelles, telles que les fonctionnalités limitées, les périphériques redondants et la consommation d'énergie élevée, en intégrant la communication cellulaire multimode, la communication par satellite, la communication locale en champ proche, l'intelligence de pointe, le cryptage sécurisé et l'acquisition de données de capteur au sein d'une architecture monopuce. Il s'agit d'une solution de base intégrée conforme aux normes 5G version 15/16/17 et conçue pour les applications IoT tous scénarios, réduisant considérablement les seuils de coût matériel, de taille et de consommation d'énergie des appareils finaux IoT.

I. Positionnement du produit principal : SoC phare 5G LPWA intégré

Le SonyALT1350est la première solution IoT monopuce au monde à intégrer la communication cellulaire LTE-M/NB-IoT, la communication LPWA en bande sub-GHz sans licence, la communication par satellite non terrestre NTN, la puissance de calcul de l'IA de pointe et les capacités de positionnement multidimensionnelles, ciblant précisément les exigences des scénarios de communication massive de type machine (mMTC) 5G. Contrairement aux solutions de puces discrètes traditionnelles, ce SoC élimine les périphériques redondants et les conceptions de modules autonomes, permettant ainsi l'intégration native de cinq fonctionnalités principales : communication, puissance de calcul, détection, sécurité et positionnement. Il peut prendre en charge de manière indépendante le fonctionnement complet des appareils finaux IoT sans avoir besoin de microcontrôleurs, de modules de communication ou de composants de cryptage de sécurité supplémentaires.

La puce est compatible avec la norme 3GPP Release 15 et peut être adaptée aux protocoles IoT 5G avancés tels que la Release 16 et la Release 17 via des mises à niveau logicielles. Grâce à sa capacité d'adaptation sur un cycle de vie prolongé, il répond non seulement aux exigences actuelles des réseaux IoT 4G/5G, mais est également capable de s'adapter aux futures itérations de la technologie IoT 5G légère, ce qui en fait une puce principale IoT de qualité industrielle qui équilibre l'aspect pratique avec une conception avant-gardiste.

II. Architecture hautement intégrée : matériel minimal, puissance de calcul complète

LeALT1350utilise une architecture hétérogène propriétaire hautement intégrée qui combine un MCU double cœur, un stockage de grande capacité, un hub de détection intelligent et diverses interfaces de communication RF, obtenant une couverture complète sur une seule puce et simplifiant considérablement la conception matérielle du terminal. Son architecture matérielle de base est à la pointe du secteur, avec un cœur de traitement principal Arm Cortex-M4, associé à 1 Mo de NVRAM et 752 Ko de RAM haute vitesse. Cela permet l'exécution indépendante de diverses applications IoT, d'algorithmes de traitement de données et de piles de protocoles de communication, éliminant ainsi le besoin d'un MCU de contrôle principal externe et répondant aux exigences d'une informatique de pointe légère au niveau du terminal. Il intègre également un hub de détection Arm Cortex-M0+ à très faible consommation, qui agit comme un noyau de détection résident dédié à la collecte de données de capteur 24 heures sur 24, à la surveillance de l'état et au contrôle de réveil à faible consommation, équilibrant les performances en temps réel avec une efficacité énergétique extrême.

En termes d'interfaces et d'extension de stockage, la puce dispose nativement d'une mémoire flash SPI à 4 fils et d'interfaces d'extension PSRAM, prenant en charge une adaptation flexible aux périphériques de stockage grand public. Il intègre également la technologie de carte SIM intégrée iSIM, éliminant ainsi le besoin d'un emplacement pour carte SIM externe et d'une carte, réduisant ainsi davantage l'encombrement de l'appareil et améliorant sa résistance aux chocs et à l'humidité, le rendant ainsi adapté aux environnements difficiles tels que les environnements industriels et extérieurs. De plus, la puce intègre un élément de sécurité matériel dédié, un moteur de positionnement multimode et une unité de traitement IA, réalisant véritablement le concept intégré « une puce = contrôleur + communication + détection + sécurité + positionnement + informatique intelligente ». Cela résout complètement les problèmes d’empilement matériel complexe, de taux de défaillance élevés et de coûts élevés associés aux appareils IoT traditionnels.

III. Capacités de communication complètes : réseau mondial au sol + par satellite

La principale force duALT1350réside dans sa capacité à intégrer plusieurs protocoles de communication, couvrant trois systèmes de réseau majeurs : les réseaux cellulaires étendus, les réseaux locaux locaux de faible puissance et les communications par satellite. Cela permet une connectivité transparente et sans interruption dans toutes les régions, répondant aux exigences de communication de divers scénarios. En termes de communication cellulaire, il prend entièrement en charge le fonctionnement bimode avec LTE-M (Cat-M1) et NB-IoT. Sous LTE-M, la vitesse de liaison descendante peut atteindre jusqu'à 588 Kbps, tandis que la vitesse de liaison montante est optimisée pour une transmission de données stable, faible à moyenne, équilibrant une faible latence avec une large couverture ; le mode NB-IoT se concentre sur la transmission à ultra-basse vitesse, à ultra-longue portée et à ultra-faible consommation, ce qui le rend parfaitement adapté aux scénarios à haute fréquence et à faible volume de données tels que la lecture des compteurs, la surveillance et les alertes.

En plus de la communication cellulaire de base, la puce intègre de manière innovante un émetteur-récepteur LPWA/FAN sub-GHz personnalisable, prenant en charge la mise en réseau locale dans les bandes de fréquences sans licence. Cela permet une coordination inter-appareils à faible consommation à courte distance et une agrégation de données LAN régionales, comblant ainsi les lacunes de la couverture du réseau cellulaire local. Il dispose également de capacités de communication par satellite non terrestre NTN, prenant en charge la commutation automatique vers des liaisons satellite dans les zones où les stations de base au sol ne sont pas disponibles. Cela résout complètement les problèmes de connectivité dans les scénarios sans couverture cellulaire, tels que les régions montagneuses isolées, l'océan, les zones minières à ciel ouvert et les équipements à haute altitude, permettant ainsi une mise en réseau IoT complète sur terre, mer et air. Les différents liens de communication fonctionnent indépendamment sans interférer les uns avec les autres et peuvent commuter intelligemment en fonction des conditions du réseau, garantissant ainsi la stabilité et la continuité des communications des terminaux.

IV. Conception à très faible consommation : optimisée pour les terminaux avec une durée de vie prolongée de la batterie

Répondant aux exigences fondamentales des terminaux IoT alimentés par batterie et aux périodes de veille prolongées, leALT1350intègre l'architecture de gestion d'énergie ultra-faible exclusive de Sony. Il prend en charge divers mécanismes de faible consommation spécifiques à l'IoT, tels que PSM (Power Saving Mode) et eDRX (Extended Deep Rest), offrant une efficacité énergétique de pointe. La consommation d'énergie en mode veille cellulaire peut être aussi faible que 3 μA, tandis que la consommation d'énergie en mode veille normal est négligeable. La consommation électrique en mode actif est ajustée dynamiquement à la demande, ce qui la rend parfaitement adaptée aux terminaux IoT passifs/faible consommation alimentés par batterie ou à énergie solaire.

L'architecture à double MCU permet une gestion précise de l'énergie : le cœur Cortex-M4 hautes performances n'est activé que pendant le traitement des données, la transmission réseau et l'informatique intelligente, et se rend rapidement en veille une fois les tâches terminées ; Le hub de capteurs Cortex-M0+ fonctionne dans un état de faible consommation et toujours actif, gérant uniquement la collecte de données de base et la surveillance de l'état des appareils, évitant ainsi la consommation d'énergie causée par les réveils fréquents du processeur central. Grâce à une optimisation coordonnée de l'alimentation matérielle et logicielle, les terminaux IoT équipés de cette puce peuvent atteindre une durée de vie de batterie de plusieurs années, voire plus d'une décennie, sans recharge, ce qui réduit considérablement les coûts de maintenance des appareils et les rend adaptés aux scénarios IoT à grande échelle et sans surveillance.

V. Sécurité intelligente et positionnement précis : renforcer les applications IoT haut de gamme

LeALT1350surmonte les limites des puces IoT traditionnelles à faible consommation, à savoir un manque d'intelligence et une sécurité faible, en intégrant un moteur d'IA léger. Il prend en charge l'inférence AI/ML de faible consommation en périphérie, permettant d'effectuer localement sur l'appareil des opérations telles que le débruitage des données, la détection d'anomalies, la prédiction d'état et la classification intelligente. Cela élimine le besoin de télécharger des données brutes vers le cloud, réduisant ainsi la charge de transmission du réseau tout en améliorant les performances en temps réel du traitement des données. Il est bien adapté aux scénarios intelligents tels que la détection intelligente, la prédiction des pannes et la surveillance du comportement.

Sur le plan de la sécurité, il utilise une architecture de sécurité matérielle et logicielle multicouche, intégrant des éléments de sécurité matériels dédiés à un système de cryptage logiciel. Il prend en charge le stockage de données cryptées, la transmission cryptée, l'authentification des appareils et la protection inviolable, protégeant ainsi efficacement contre les cyberattaques telles que le vol de données, la falsification d'appareils et la falsification de commandes. Cela répond aux normes strictes en matière de sécurité des données et de fiabilité des appareils requises dans des scénarios tels que l'IoT industriel, la surveillance du bien-être public et la finance intelligente.

En termes de capacités de positionnement, la puce intègre des technologies multidimensionnelles, notamment le positionnement par satellite GNSS, le positionnement par fusion intérieur-extérieur et le positionnement assisté par Wi-Fi. Il prend en charge la collecte de données de localisation de haute précision et convient à des scénarios tels que le suivi logistique, la localisation des actifs, la surveillance des équipements extérieurs et le suivi du personnel portable. De plus, le module de positionnement fonctionne en étroite coordination avec les systèmes de communication et de gestion de l'énergie pour obtenir un positionnement continu à faible consommation, résolvant ainsi les problèmes de consommation d'énergie élevée et de grande taille associés aux modules de positionnement traditionnels.

VI. Scénarios d'application de base : couverture complète de toutes les catégories de terminaux IoT 5G

Tirant parti de ses avantages complets d'intégration élevée, de faible consommation d'énergie, de connectivité mondiale, de haute sécurité et d'intelligence, le Sony ALT1350est largement adaptable à divers terminaux IoT 5G, offrant une couverture complète de scénarios. Dans le secteur de l'IoT industriel, il peut être utilisé pour la surveillance de l'état des équipements industriels, la collecte de données de capteurs de lignes de production, les terminaux de contrôle industriels extérieurs et les équipements de surveillance à distance pour les mines et les champs pétrolifères, répondant aux exigences des environnements industriels difficiles et d'un fonctionnement stable à long terme ; Dans le secteur des villes intelligentes, il prend en charge les appareils à faible consommation à grande échelle tels que les compteurs intelligents d'eau, d'électricité et de gaz, le contrôle intelligent de l'éclairage public, la surveillance de la température/humidité et de la qualité de l'air ambiant et les terminaux intelligents de tri des déchets.

Dans les secteurs de l'extérieur et de l'IoT spécialisé, ses capacités de communication par satellite permettent des applications dans des scénarios sans couverture cellulaire, tels que la surveillance marine, l'exploration géologique sur le terrain, la surveillance des incendies de forêt et la collecte de données météorologiques dans les zones éloignées ; Dans le secteur de l'IoT grand public, il prend en charge les appareils portables intelligents à faible consommation, les terminaux de positionnement extérieur et les nœuds de capteurs pour maisons intelligentes ; il sous-tend également des applications industrielles verticales telles que le suivi intelligent des actifs logistiques, la surveillance intelligente des sols agricoles, la traçabilité du bétail et la surveillance hydrologique, ce qui en fait une puce centrale polyvalente adaptée à l'IoT 5G dans tous les scénarios.

VII. Valeur industrielle : remodeler le paysage industriel des terminaux IoT 5G

Les terminaux IoT 5G traditionnels souffrent généralement de problèmes tels que des solutions complexes, une consommation d'énergie élevée, des conceptions volumineuses, des coûts constamment élevés et une adaptabilité insuffisante, qui ont entravé l'adoption à grande échelle d'un nombre massif de terminaux IoT. Grâce à une innovation hautement intégrée sur une seule puce, le SonyALT1350simplifie radicalement le processus de conception matérielle pour les terminaux IoT 5G, en réduisant le nombre de composants périphériques de près de 80 %, réduisant ainsi efficacement les coûts de R&D, de production et de maintenance tout en raccourcissant les délais de mise sur le marché.

En outre, la puce combine des fonctionnalités complètes, notamment une faible consommation d'énergie, une connectivité mondiale, une intelligence de pointe, une haute sécurité et un positionnement de haute précision, surmontant ainsi les défauts des puces traditionnelles qui excellent dans une seule fonction mais manquent de performances globales. Il fournit un support de base pour les terminaux IoT 5G légers, intelligents, durables et hautement fiables. Sa capacité d'adaptation itérative du protocole 5G garantit également la compatibilité avec les futures mises à niveau techniques et itérations du réseau, prolongeant considérablement le cycle de vie et la valeur de réutilisation des terminaux, et facilitant l'évolution de l'IoT 5G depuis un déploiement à grande échelle vers une couverture raffinée, intelligente et complète.

Résumé

En tant que SoC 5G LTE-M/NB-IoT de nouvelle génération hautement intégré, le SonyALT1350redéfinit la norme industrielle pour les puces IoT 5G basse consommation grâce à cinq atouts principaux : intégration complète d'une seule puce, communication multimode complète, consommation d'énergie ultra-faible, intelligence de pointe et sécurité robuste. Il est parfaitement adapté aux scénarios de connectivité massive du mMTC 5G, équilibrant polyvalence et spécialisation et praticité avec une conception avant-gardiste. Capable de répondre de manière globale aux exigences des terminaux IoT dans plusieurs secteurs, notamment l'industrie, les services publics, l'agriculture, la logistique et les villes intelligentes, il constitue une solution de référence pour piloter la mise en œuvre à grande échelle et la mise à niveau légère de l'IoT 5G.