【摘要】北京時(shí)間1月22日晚間，老牌藍(lán)牙芯片廠(chǎng)家Nordic發(fā)布了其首款NB-IoT LTE-M雙模芯片和模組nRF91，成為繼高通、Altair和Sequans之后國(guó)外第四個(gè)發(fā)布商用版本的芯片公司。
北京時(shí)間1月22日晚間，老牌藍(lán)牙芯片廠(chǎng)家Nordic發(fā)布了其首款NB-IoT/LTE-M雙模芯片和模組nRF91，成為繼高通、Altair和Sequans之后國(guó)外第四個(gè)發(fā)布商用版本的芯片公司。Nordic的nRF91系列是一款支持3GPP R13規(guī)定的LTE-M / NB-IoT雙模的芯片，集成了Arm Cortex-M33主處理器，Arm TrustZone安全技術(shù)和GPS輔助定位等功能。
“早在2015年初，當(dāng)我們開(kāi)始nRF91系列的開(kāi)發(fā)時(shí)，就肩負(fù)起創(chuàng)建一個(gè)真正與眾不同蜂窩物聯(lián)網(wǎng)解決方案的使命”，北歐半導(dǎo)體戰(zhàn)略與投資者關(guān)系總監(jiān)Thomas Embla Bonnerud評(píng)論道，“這是一款高度集成，低功耗，超緊湊，簡(jiǎn)單易用的解決方案，可以促進(jìn)創(chuàng)新，并加速在新市場(chǎng)中使用蜂窩連接技術(shù)。我們相信，即將推出的nRF91系列代表了這種不同的解決方案的方向。”
nRF91三大特性詳解
高集成度
nRF91系列包括Nordic獨(dú)自研發(fā)的低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC），由Nordic經(jīng)驗(yàn)豐富的蜂窩設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和低功耗專(zhuān)家聯(lián)合開(kāi)發(fā)，旨在優(yōu)化新型LTE-M和NB-IoT蜂窩標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的功耗，成本和尺寸。該芯片將ARM內(nèi)核、多模蜂窩調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)器，以及應(yīng)用處理器，閃存，RAM存儲(chǔ)器和電源管理功能集成在一個(gè)芯片上，達(dá)到了非常高的集成度。
此外，Nordic還推出了nRF91模組，采用系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），將nRF91 SoC、射頻前端模塊（RF Front-End）、電源管理、GPS等集成到尺寸為10x16x1.2mm封裝中。通過(guò)這一級(jí)別的集成，nRF91 SiP將傳統(tǒng)蜂窩模塊的所有優(yōu)點(diǎn)（包括遠(yuǎn)程監(jiān)控和蜂窩認(rèn)證）通過(guò)迄今為止所見(jiàn)過(guò)的最小外形結(jié)合起來(lái)。
Nordic對(duì)于將Qorvo作為RF前端和SiP開(kāi)發(fā)和制造的戰(zhàn)略合作伙伴感到自豪和興奮。 nRF91 SiP利用Qorvo射頻前端模塊，先進(jìn)封裝和MicroShield™技術(shù)，提供超緊湊的解決方案，將高性能與低功耗相結(jié)合。Qorvo是一家全球知名的RF 解決方案商，Qorvo移動(dòng)產(chǎn)品總裁Eric Creviston表示：“我們領(lǐng)先的射頻和先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，并使部分新產(chǎn)品面向新興的低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。”
nRF91 SiP還通過(guò)集成蜂窩和GPS技術(shù)的集成式輔助GPS（A-GPS）解決方案，提供內(nèi)置定位支持，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的定位。
安全性
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全性一直是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，nRF91內(nèi)置了Arm®Cortex®-M33內(nèi)核。Cortex－M33 是ARM于2016年推出的新內(nèi)核，相當(dāng)于Cortex-M3/M4處理器的安全版，也是首款采用TrustZone安全技術(shù)和ARMv8－M數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，能夠滿(mǎn)足對(duì)安全性要求最為嚴(yán)苛的設(shè)備需求。
其中ARMv8－M數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可以在CPU和系統(tǒng)之間使用隔離的可信執(zhí)行環(huán)境，幫助保護(hù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)、固件和外設(shè)。 與使用外部主機(jī)處理器相比，此解決方案提供了高效的安全基礎(chǔ)，并減少了尺寸，物料清單（BOM）和功耗。
ARM嵌入式高級(jí)總監(jiān)Thomas Ensergueix表示：“將高能效，TrustZone安全技術(shù)和蜂窩連接功能與廣泛的Cortex-M開(kāi)發(fā)者相結(jié)合，將為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)多種新型創(chuàng)新應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，“我們很高興看到Nordic的nRF91 SiP采用Cortex-M33和CryptoCell-310，可以大規(guī)模部署安全的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。”
ARM Cortex-M33處理器與ARM CryptoCell-310安全I(xiàn)P的集成使nRF91 SiP在低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中能夠達(dá)到高安全性的良好運(yùn)行。
低功耗
NB-IoT具有廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本等特點(diǎn)，其中極低的功耗（最低可達(dá)到納米級(jí)）是NB-IoT備受青睞的重要原因。nRF91系列從系統(tǒng)架構(gòu)和物理實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面，對(duì)功耗進(jìn)行了有效優(yōu)化，使得芯片具備更低的工作電流、電壓，其中在擴(kuò)展不連續(xù)接收模式（eDRX，下行業(yè)務(wù)時(shí)延有較高要求，可根據(jù)設(shè)備是否處于休眠狀態(tài)緩存消息或者立即下發(fā)消息）下，連續(xù)工作十分鐘的功耗為15uA,讓設(shè)備超過(guò)15年的電池壽命。
nRF91系列還包括一套完整的完整軟件協(xié)議棧和易于使用的開(kāi)發(fā)工具，以加速創(chuàng)新和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，讓開(kāi)發(fā)人員專(zhuān)注于他們想做的事情：使用蜂窩技術(shù)開(kāi)發(fā)出色的產(chǎn)品和服務(wù)。
在奧斯陸的一個(gè)活動(dòng)中，Nordic還展示了在美國(guó)Verizon無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和挪威Telia無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的nRF91產(chǎn)品的案例。據(jù)Nordic官方消息稱(chēng)，目前正在挑選nRF91的主要客戶(hù)。一般抽樣工作計(jì)劃在2018年年中開(kāi)始，到2018年底將提供第一批量產(chǎn)產(chǎn)品。nRF91 SIP將提供帶或不帶GPS的產(chǎn)品類(lèi)型。
NB-IoT芯片和模組廠(chǎng)商最新匯總
芯片廠(chǎng)商
1、華為
Boudica 120/Boudica 150芯片是華為物聯(lián)網(wǎng)芯片的旗艦產(chǎn)品。Boudica 120芯片由臺(tái)積電代工，超低功耗SoC芯片，基于ARM Cortex-M0內(nèi)核，搭載了Huawei LiteOS嵌入式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。2017年6月底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),2017年9月推出全球首款正式商用的NB-IoT芯片Boudica120。Boudica150是華為的第二款NB-IoT芯片。
華為Boudica已與中移物聯(lián)、移遠(yuǎn)、ublox、利爾達(dá)、Telit、金雅拓等模組廠(chǎng)家簽訂了供貨協(xié)議。12月13日中國(guó)NB-IoT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟年度盛會(huì)上，華為刁志峰博士透露，華為NB-IoT芯片已訂貨500萬(wàn)片，2017年將有2百萬(wàn)的連接上線(xiàn)，已商用21張運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，涵蓋40多個(gè)行業(yè)，600多個(gè)合作伙伴。
2、高通
MDM9206是一款面向LTE物聯(lián)網(wǎng)的多模芯片，集成了eMTC/NB-IoT/E-GPRS三種技術(shù)，是首款支持多模的芯片。該芯片支持Cat-M1和Cat-NB1 LTE的全球所有頻段，集成了GPS、GNOSS、北斗及伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位服務(wù)?？蓪?shí)現(xiàn)低成本、低功耗、低帶寬、廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與服務(wù)。
3、聯(lián)發(fā)科（MTK）
2017年6月底發(fā)布MT2625，是一款支持NB-IoT R14的系統(tǒng)單芯片，支持450MHz-2.1GHz全頻段運(yùn)作。其基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），很容易針對(duì)各種不同的應(yīng)用進(jìn)行客制化，比如家庭自動(dòng)化、cloud beacon、智能抄表及諸多其他靜態(tài)或移動(dòng)型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。MT2625高度集成NB-IoT調(diào)制解調(diào)數(shù)字信號(hào)處理器、射頻天線(xiàn)及前端模擬基帶，ARM Cortex-M微控制器、偽靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、閃存與電源管理單元，此外MT2625還整合一系列豐富的外圍輸入輸出接口。
2017年11月的中國(guó)移動(dòng)合作伙伴大會(huì)上 ，聯(lián)發(fā)科發(fā)布NB-IoT雙模芯片MT2621，采用 32位ARMv7 MCU架構(gòu)，僅有單個(gè)CPU核心，頻率區(qū)區(qū)260MHz，集成4MB SIPRAM嵌入式閃存和160KB PSRAM，用于無(wú)需持續(xù)計(jì)算資源或內(nèi)存的微控制器應(yīng)用，并有自己的電源控制單元。同時(shí)MT2621集成了基帶DSP、寬頻模塊(支持3GPP Re.14的中低和超低頻段)、射頻能力、GSM/GPRS天線(xiàn)、藍(lán)牙4.2，并支持即將到來(lái)的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，可連接液晶屏、攝像頭、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)等。
4、中興微電子
2017年9月，中興微電子就發(fā)布了NB-IoT芯片RoseFinch（朱雀）7100，開(kāi)始商用。RoseFinch7100主要具有極低的功耗設(shè)計(jì)、高能效協(xié)議處理器、開(kāi)放應(yīng)用處理器和全局安全四個(gè)方面的特點(diǎn)。在功耗方面，RoseFinch7100已經(jīng)做到了睡眠功耗2μA，是全球功耗最低的一款芯片。
5、Altair
Altair是一家生產(chǎn)4G技術(shù)終端基帶處理器的芯片設(shè)計(jì)(IC)公司，同時(shí)設(shè)計(jì)用于FDD和TDD頻段的4G終端芯片射頻收發(fā)器。Altair推出LTE Release 13 CAT-M1和NB1 IoT芯片組ALT1250，于2017年7月量產(chǎn)， 具有超低功耗的特性。并高度集成LTE基帶處理器，RFIC，PMU，存儲(chǔ)器，功率放大器，濾波器和天線(xiàn)開(kāi)關(guān)，以及面向客戶(hù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的GNSS和基于蜂窩的定位引擎和MCU子系統(tǒng)。
6、思寬(Sequans)
Sequans是一家4G LTE芯片制造商，主要為全球無(wú)線(xiàn)設(shè)備制造商提供單模LTE芯片組解決方案。 Monarch SX高度集成的單芯片LTE-M（Cat M1）和NB-IoT（Cat NB1）片上系統(tǒng)（SoC），2017年7月量產(chǎn)，帶有嵌入式處理器，并高度優(yōu)化的LTE-M和NB-IoT平臺(tái)Sequans的Monarch，并首先通過(guò)一級(jí)運(yùn)營(yíng)商認(rèn)證，配備ARM®Cortex®-M4處理器，語(yǔ)音和音頻引擎支持LTE-M上的VoLTE。
7、Nordic
Nordic的nRF91系列是一款支持3GPP R13規(guī)定的LTE-M / NB-IoT雙模的芯片，集成了Arm Cortex-M33主處理器，Arm TrustZone安全技術(shù)和GPS輔助定位等功能。一般抽樣工作計(jì)劃在2018年年中開(kāi)始，到2018年底將提供第一批量產(chǎn)產(chǎn)品。nRF91 SIP將提供帶或不帶GPS的產(chǎn)品類(lèi)型。
8、銳迪科（RDA）
RDA8909 芯片內(nèi)部集成了射頻收發(fā)器、電源管理器、調(diào)制解調(diào)器、模擬基帶、Flash 存儲(chǔ)器、pSRAM 存儲(chǔ)器等，同時(shí)還具備內(nèi)置 ESIM 的版本，極大降低了客戶(hù)的終端設(shè)計(jì)難度與成本。網(wǎng)絡(luò)制式方面，RDA8909 ，支持 3GPP-R14 標(biāo)準(zhǔn)，支持 NB-IoT 和 GSM/GPRS 兩種模式，包括雙待單通和單待單通。RDA8909 還集成了 802.11b RX 和 BT4.2/BLE 功能，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位和短距離連接。
此外，銳迪科第二款芯片將于RDA8910 （eMTC/Nb-IoT/GPRS）2018年Q2發(fā)布。
模組廠(chǎng)商
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已經(jīng)有幾十家模組廠(chǎng)商發(fā)布NB-IoT模組。
