1마일 이상의 무선 전송 거리로 Sub-GHz System-on-Chip에 대한 이해
Sub-GHz는 1GHz 미만의 주파수, 일반적으로 27MHz ~ 960MHz를 말하며 장거리 및 저전력 통신에 이상적인 선택으로 간주됩니다. 2.4GHz 무선 통신과 비교할 때 Sub-GHz는 더 긴 전송 범위, 낮은 간섭 및 낮은 전력 소비를 위한 더 조용한 스펙트럼, 더 나은 벽 침투 기능을 포함하여 분명한 이점이 있습니다. 이러한 장점으로 인해 Sub-GHz는 소비자 전자 제품, 자동차, 산업 및 의료 분야에서 광범위한 응용 시나리오를 사용할 수 있습니다.
최근 Silicon Labs는 장거리 무선 주파수 및 에너지 절약 기능을 갖춘 세계 최초의 Sub-GHz 무선 솔루션인 새로운 Sub-GHz SoC(System-on-Chip)를 출시하고 ArmPSA 레벨 3 안전 인증을 통과했다고 발표했습니다. , 고성능 배터리 구동 사물 인터넷(IoT) 제품에 대한 글로벌 수요를 충족할 수 있습니다.
우리 모두는 2.4GHz 무선 통신이 사용 가능한 오픈 소스이며 전 세계적으로 개방되고 보편적인 무선 주파수 대역이라는 것을 알고 있습니다. 다양한 무선 제품이 이 주파수 대역을 사용할 수 있습니다. 응용 프로그램 수가 점차 증가함에 따라 간섭 문제가 시작됩니다 사무실이나 가정의 WiFi처럼 모든 종류의 무선 블루투스 기기, 주방의 전자레인지까지...
이 문제를 먼저 Sub-GHz 도입으로 해결했는데, 이 중 433MHz는 일본을 제외한 세계 시장에서 2.4GHz를 대체할 수 있고, 미국과 유럽 시장에서는 868MHz와 915MHz가 더 잘 적용될 수 있다. 일반적으로 Sub-GHz에는 인증이 필요하지 않거나 필요하지 않은 사용 가능한 주파수 대역이 많으며 제조업체는 시장 요구에 따라 이를 최적화할 수 있습니다.
Silicon Labs의 Sub-GHz 무선 솔루션에는 EFR32FG23(FG23) 및 EFR32ZG23(ZG23)이 포함되며, 이는 수상 경력에 빛나는 Silicon Labs의 2세대 무선 솔루션 플랫폼을 확장하여 Amazon Sidewalk, mioty, 무선 등의 고급 무선 기술과 다중 변조 방식을 지원합니다. M-Bus, Z-Wave 및 독점 IoT 네트워크는 개발자에게 유연한 다중 프로토콜 Sub-GHz 연결 옵션을 제공합니다.
FG23을 예로 들면 433MHz, 868MHz, 915MHz 및 920MHz에서 낮은 전력 소비와 고성능 수신기 성능을 제공합니다.
FG23의 저전력 소비 특성:
920MHz(400kbps 4-FSK)에서 -4.2mA RX 전류;
915MHz(4.8kbps O-QPSK)에서 -3.8mA RX 전류;
915MHz(2Mbps GFSK)에서 -5.1mA RX 전류;
868MHz(2.4kbps GFSK)에서 -3.7mA RX 전류;
868MHz(38.4kbps FSK)에서 -3.7mA RX 전류;
433MHz(100kbps 2GFSK)에서 -4.0mA RX 전류.
FG23 수신기의 고성능:
-98.6dBm 감도 @ 400kbps 920MHz 4-GFSK;
-125.8dBm 감도 @ 4.8kbps 915MHz O-QPSK;
-96.9dBm 감도 @ 2Mbps 915MHz GFSK;
-125.3dBm 감도 @ 2.4kbps 868MHz GFSK;
-111.8dBm 감도 @ 38.4kbps 868MHz FSK;
-110.7dBm 감도 @ 100kbps 433MHz 2GFSK.
Silicon Labs에 따르면 FG23 무선 SoC 솔루션의 뛰어난 수신기 성능은 최고의 무선 링크 예산을 달성할 수 있는 유연한 안테나 다이버시티 기능의 이점을 제공합니다. 동시에 FG23의 낮은 활성 모드 전류(26µA/MHz) 및 절전 모드 전류(1.2µA)와 결합된 고급 무선 기능으로 인해 실외 배터리 구동 네트워킹 노드, 무선 센서 노드 및 도달하기 어려운 장치에 적합합니다. 연결 및 기타 분야에 이상적인 솔루션입니다.
Silicon Labs의 사장인 Matt Johnson은 "2세대 무선 SoC 플랫폼이 달성한 새로운 개발은 고도로 통합된 장거리 무선 연결에 대한 증가하는 수요를 충족시켜 도시, 산업 및 가정이 보다 효율적이고 효율적으로 실리콘랩스의 새로운 안전, 초저전력 Sub-GHz 솔루션은 무선 통신 거리를 1마일 이상으로 확장하여 확장 가능한 고성능 무선 기술이 필요한 개발자에게 더 넓은 공간을 제공합니다. 사물 인터넷의 변화를 촉진하기 위해."
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실리콘랩스 사장 매트 존슨
1마일 이상의 전송거리를 달성할 수 있는 능력은 주로 sub-GHz 무선 통신의 우수한 전파 특성 때문이며, 관련 테스트에서 동일한 전송 거리를 달성하기 위해 2.4GHz 무선 통신이 sub-GHz보다 8.5dB 이상 더 소비합니다. -GHz 무선 통신 추가 전원.
또 다른 솔루션인 ZG23은 Secure Vault™ 기능을 추가하여 더욱 강력한 Z-Wave 무선 특성을 구현함과 동시에 FG23과 동일한 업계 최고의 RF 및 전력 성능을 제공할 수 있습니다. ZG23은 Z-Wave 원격 프로토콜(Long Range) 및 메시 네트워크를 지원하며, 단말 장치 및 게이트웨이에 최적화된 최초의 SoC이며, FG23에서 지원하는 모든 프로토콜도 지원합니다. ZG23 무선 솔루션은 주로 스마트 홈, 호텔 및 다세대 주택(MDU)과 같은 시장을 지향합니다. ZG23 기반 초소형 시스템 인 패키지(SiP) 모듈 ZGM230S도 출시될 예정이다. ZGM230S는 개발을 간소화하고 제품 출시를 가속화할 수 있는 Z-Wave만 지원한다.
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동시에 Silicon Labs는 통합 소프트웨어 개발 키트(Unify SDK)도 출시했습니다. Unify SDK는 Z-Wave 및 Zigbee에 대한 기성품 프로토콜별 변환 기능(현재부터 사용 가능)을 제공할 수 있으며 Bluetooth, Thread, OpenSync 및 Matter에 대한 지원을 구현하여 IoT 무선 네트워크 및 지원 기업의 상호 운용성을 크게 단순화할 계획입니다. 스마트 홈, 도시, 건물 및 산업 생태계를 확장합니다.
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매트 존슨(Matt Johnson) 실리콘랩스 사장은 “실리콘랩스의 유니파이 SDK는 모든 IoT 무선 장치가 가정에서 여러 산업 분야에 걸쳐 쉽게 함께 작동할 수 있는 세계에 더 가까이 다가갈 수 있도록 업계가 중요한 진전을 이루었다”고 말했다. "Unify SDK는 '한 번만 디자인하면 모두 지원'이라는 강력한 기능을 통해 업데이트 프로세스를 단순화하여 제품 출시 속도를 높이고 유지 관리를 단순화하며 투자가 더 이상 사용되지 않도록 할 수 있습니다. IoT 공급업체가 필요한 것은 이번이 처음입니다. 단일 소프트웨어 코드를 개발 및 유지 관리하는 라이브러리는 게이트웨이를 포함한 여러 IoT 장치를 지원할 수 있으며 필요할 때 무선 프로토콜 지원을 쉽게 추가할 수 있습니다."
Unify SDK는 어떻게 이러한 우수한 성능을 달성합니까? 실리콘랩스는 공식 홈페이지의 소개글에서 답을 내놨다. 명확하게 정의된 통합 지점을 통해 제품 출시, 지속적인 유지 관리 및 맞춤형 개발 시간을 단축하고 프레임워크의 유비쿼터스 MQTT 옵션을 통해 에코시스템 및 클라우드 서비스 통합의 자연스러운 호환 경로를 실현하는 동시에 멀티 클라우드를 지원하고 로컬 규칙을 줄입니다. 엔진 복잡성, 모듈식 및 확장 가능한 개방형 아키텍처를 통해 이식성 및 확장성이 달성되고 다중 프로토콜 제품이 지원되며 고객은 다른 프로토콜의 새로운 터미널 장치를 통합할 수 있습니다. 완전한 기능의 무선 프로토콜 로드맵을 통해 고객은 비전략적 비핵심 투자 및 단일 프로토콜에서 다중 프로토콜로의 진화를 허용하여 대상 시장 응용 프로그램을 증가시킵니다. 잘 정의된 데이터 모델을 통해 데이터 모델의 복잡성이 개발 주기에서 제거됩니다.
현재 5mm x 5mm QFN40 및 6mm x 6mm QFN48 패키지의 EFR32FG23 SoC는 Silicon Labs에서 개최한 2021 Works With Internet of Things 개발자 컨퍼런스에서 공식적으로 출시되었으며 2021년 9월 14일부터 제공될 예정입니다. FG23 개발 키트도 현재 판매 중이며 소매 가격은 $39.99부터 시작합니다. EFR32ZG23 SoC, ZGM230S 모듈 및 지원 키트는 2021년 4분기에 제공될 예정입니다.
공급된 FG23에 관심이 있다면 다음 솔루션도 눈여겨볼 만하다. Silicon Labs와 글로벌 IoT 개발 플랫폼 Tuya Smart는 최근 저전력 소비, 높은 보안 및 장거리 전송을 달성하기 위해 완전한 Sub-GHz 솔루션을 제공하기 위해 협력했다고 발표했습니다. 이 솔루션은 Silicon Labs의 EFR32FG(Flex Gecko) Sub-GHz 시스템 온 칩을 Tuya Smart의 SS3L 모듈에 통합하여 스마트 홈, 스마트 빌딩, 산업용 무선 제어, 스마트 호텔과 같은 시나리오에서 실내 및 실외 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. , 스마트 커뮤니티 IoT 애플리케이션은 강력한 기능을 제공합니다.
