現在、高度なモノのインターネット (IoT) 設計には、異種オペレーティング環境でネットワークの効率、最適性、相互運用性を確保できる信頼性の高いワイヤレス接続ソリューションが必要です。その中には、異種オペレーティング環境には、Wi Fi、Bluetooth Low Energy (BLE)、Thread、および Matter プロトコルが含まれます。適用可能なソリューション プラットフォームは、世界的に認定されたデバイスを展開するために、センサーや周辺機器とシームレスに統合でき、評価から展開までの迅速な開発をサポートするエコシステムも備えている必要があります。
ゼロから設計されたカスタマイズされたソリューションでこれらの要件を満たすことは、主に無線周波数 (RF) と混合信号設計、およびデバイス認証の複雑さのため、依然として困難です。デザイナーには、より統合されたアプローチが必要です。
この記事では、IoT ワイヤレス デバイスの設計者が直面している接続の課題の概要を説明します。次に、u-blox が提供する既製のワイヤレス プラットフォームを導入します。このプラットフォームは、無線デバッグ、プロトコル統合、セキュリティ実装、標準および規制への準拠に関連する遅延を削減することで、高度な IoT の設計を加速できます。
継続的に変化する接続要件が統合モジュールの開発をどのように推進するか
産業用制御システム、商業用ビルオートメーション、インテリジェント デバイス エコシステムなどの新興アプリケーションはすべて、柔軟な IoT デバイス ソリューションを必要とします。これらのソリューションは、セキュリティや電力バジェットに影響を与えることなく、ハードウェア、ソフトウェア、通信における特別な要件をサポートできます。 IoT デバイスは、ますます多くのアプリケーションで複数の接続ソリューションをサポートすることが期待されています。すべてのデバイスは、さまざまな無線周波数干渉 (RFI) や電磁干渉 (EMI) の発生源が存在する、ますます混雑する無線周波数環境において、信頼性の高い通信機能を維持できなければなりません。
これらのアプリケーションでは、特定のアプリケーション要件を満たすために、さまざまな無線プロトコルが重要です。デュアルバンド Wi Fi 6 は、高密度ネットワークでのスループットを維持するためにサービス品質のスケジューリング機能を向上させました。 BLE は短距離通信における低電力動作要件をサポートします。 Thread は、デバイス認証と AES-128 暗号化機能を備えた大規模な自己修復 IPv6 メッシュ ネットワークをサポートします。これらのマルチ接続スキームは、Matter プロトコルの基礎を築きました。このプロトコルは、デバイスの配布と安全なネットワーク アクセスを BLE に依存しながら、Wi Fi または Thread ネットワーク上で実行できる IP ベースのアプリケーション層です。
これらすべての要件を同時に満たすことは、エンジニアリング上の困難な課題となっています。従来のディスクリート無線設計には複数のチップセット、RF フロントエンド、ホスト インターフェイスが必要ですが、これによりレイアウトの複雑さ、消費電力、認証作業が増加します。コンプライアンス テストを実施したり、複数のプロトコルにわたって実行したりする場合、新しく追加された各インターフェイスが潜在的な障害点になります。開発の進捗が継続的に短縮され、規制要件が増加しているため、独立したワイヤレス マイクロコントローラー ユニット (MCU) モジュールを採用する研究開発チームが増えています。このタイプのモジュールは、無線電子システム、処理リソース、統合セキュリティ機能を単一の事前認定コンポーネントに統合します。
u-blox IRIS-W10 シリーズ MCU モジュールは、高度な IoT 設計の新たな課題に対処するために特別に設計された統合ソリューションです。 IRIS-W10 シリーズは、複数のプロトコルの共存とネットワーク効率の問題をモジュール レベルで解決し、コードとデータの保護を実現することで、エンジニアにとって信頼できる研究開発基盤を築き、さまざまなネットワーク デバイスの開発を支援します。このような種類のネットワーク デバイスには、プロトタイプの開発から認証の導入までのプロセス全体を通じて、未知の要素がいくつか存在するだけです。