高通发布9205调制解调器:针对低功耗广域物联网专门设计的芯片

2018年12月25日 作者:糖悦之果飞

物联网时代的万物互联将为未来生活带来巨大的想象空间,业内人士预计,到2020年将有500亿台设备可以实现互联。这些设备的应用场景和智能手机不同,传统的近距离无线接入技术在覆盖范围、功耗、系统容量等特性上的综合表现无法适应物联网时代的需求,要实现万物之间的连接,就需要众多异构连接技术的支持,以满足不同场景和应用的需求。

在支持物联网发展的众多连接技术之中,全球无线技术领军企业高通认为,蜂窝技术将在未来10年甚至更长的时间中发挥关键作用。近日,在高通举办的LTE IoT产品动态小型媒体沟通会上,Qualcomm产品市场总监马进武表示,当前LTE IoT已经开始连接海量物联网,超过30个国家/地区已部署超过50张商用Cat-M1和/或Cat-NB1网络,就目前全球来看实际数字还会更高。

高通在这方面投入了很多的精力,之前高通推出的支持Cat-M1、Cat-NB1和E-GPRS的LTE IoT芯片组- MDM9206,目前在美国、澳大利亚和欧洲市场都有应用,并且受到了众多国内外模组厂商的认可和青睐。在此次沟通会上,高通又推出了下一代物联网专用调制解调器9205。该调制解调器支持几个低功耗广域网标准,包括LTE-M,NB-IoT和2G/E-GPRS连接,比前代产品MDM 9206的功耗降低70%,尺寸仅为MDM 9206的50%。

马进武表示,9205调制解调器是最新一代高通针对低功耗广域物联网专门设计的芯片,针对物联网领域做了很多优化。相比上一代具有更多的领先特性,是同类产品中集成度最高的,集成了闪存、RAM及射频前端,更具成本效益。

为何采用多频多模?马进武解释称,各个区域或国家有不同的制式要求,这造成了多种制式组合的需求,比如说中国是NB-IoT,美国是eMTC,印度和欧洲是NB-IoT+GSM,澳大利亚则是eMTC+GSM。如果终端厂商使用的芯片只支持eMTC,或只支持NB-IoT,它就需要不同的硬件设计和不同的模组来应对不同的市场。而使用高通 9205可以完美解决这个问题,厂商完成硬件设计以后,产品可以适用于全球市场,只要在软件设置中选择相应制式即可。

“这将为终端厂商带来巨大的好处。”马进武讲到:“因为模组研发完成以后,后面有大量的认证工作。针对每个市场、每个运营商要做认证,包括FCC认证、CE认证、中国的CTA认证,大量时间和金钱都要花费在认证上,每一个模组的型号都要进行这样的认证流程。有时对于一个模组的型号进行认证可能就要花费上百万美元,如果有多个模组的型号需要认证的话,成本将非常惊人。”

他进一步讲到:“如果使用高通 9205 LTE调制解调器,客户可以大量节省这样的认证成本。此外,在生产物料管理方面,不同模组需要配置不同的生产物料管理以及库存管理,都是比较繁琐的。”

此外,在网络建设的初期,网络覆盖可能不是特别完善。比如说在中国,GSM网络覆盖非常好,而NB-IoT在发展初期难免会有未覆盖的区域。如果使用可支持NB-IoT 和GSM的芯片,物联网终端就可以在NB-IoT区域使用性能更佳的NB-IoT,并在NB-IoT未覆盖的区域使用GSM,也就是说,一个产品适用于不同的场景。

不仅如此,Qualcomm 9205还支持从450MHz拓展至2.1GHz的更大射频,因此一个射频前端就可覆盖全球物联网所使用的所有中低频段,这样厂商就不需要面向像美国和欧洲这样的单独市场来新增其他频段支持。我们看到市场很多竞品目前都只支持国内的物联网频段,如Band3、Band5、Band8等,如果要支持海外的物联网频段,就需要额外增加其他型号的芯片来支持,也就是刚才我说的一个模组不同型号的问题。简言之,全球多模多频就是让一款硬件支持全球多个射频频段,让产品面向全球。

谈及产品具体具备哪些亮点?马进武介绍称,高通9205有六大亮点,分别是采用商用全球多模多频解决方案;同类产品中集成度最高;集成式GNSS接收器;基于硬件的安全基础;超低功耗,支持长续航;以及强大的应用处理器和软件套件支持应用和服务。

据介绍,高通将定位功能集成到了MDM 9205芯片中,支持GPS、格洛纳斯、北斗和伽利略卫星导航系统,只需加上GPS天线就可以进行GPS定位。目前市场上,很多厂商需要在物联网芯片之外再加一个GPS芯片才能支持定位功能,而高通已经将GNSS集成于芯片之中。

与此同时,高通将MDM 9205降低50%的尺寸的同时将更多功能集中在里面,是同类产品中集成度最高的,包括硬件、模块、射频器件等,更具成本效益。此外,与前代产品相比,MDM 9205在空闲模式+可实现高达70%的功耗降低;超低系统级截止电压以支持广泛的电池类型;同时先进的电池管理可延长电池续航。

在安全方面,Qualcomm 9205从芯片的设计层面、硬件层面上增加了安全上的考虑。首先,提供了一次性可编程e-fuse。e-fuse是一种熔断器,在出厂的时候把熔断器烧断,就可以把所有的调试(debug)端口关掉,防止通过调试接口和调试工具篡改产品中的软件。其次,芯片支持安全启动(security boot)。在每一步代码执行的过程当中,高通都会去做交叉验证,去检查代码有没有被篡改,如果一旦发现被篡改,整个执行就停下来。此外,高通还提供可信的执行环境。“我们会把一些很重要的信息、数据以及运算放在可信执行环境中。可信执行环境在我们的芯片里面是一个硬件隔离区域,外面任何软件想要读取这块区域,都会被一道防火墙阻隔,从而无法进行读取。”  马进武说。

他进一步讲到:“当然,安全不可能万无一失,即使防护再严密,也难免存在漏洞。但从高通的角度来看,我们在9205芯片上配备了我们可以提供的最高安全能力,并且可以满足运营商的安全要求。如果对于安全性的要求特别高,需要安全等级更高的防护,我们还可以提供单独的加密认证芯片,但这样自然就会提高产品的成本。”

9205芯片还有强大的应用处理器和软件套件,9205集成一颗Cortex A7处理器,主频最高达800MHz。此外,高通提供的软件套件也预集成了对多个主流云平台的支持,比如阿里云Link物联网套件、中国移动OneNET以及对国外运营商像Verizon ThingSpace等云平台的支持,开发者通过高通的SDK可以轻松接入这些平台。

总体而言,9205相比9206,在速率方面,9205支持Rel-14 Cat-M1和NB2,Cat-M1的速率从之前的300kbps提升到了1Mbps,NB2也从30kbps提高到了超过100kbps。同时,9205芯片还集成了RAM和闪存,还集成了RF前端以及电阻电容等无源器件。9205芯片还支持更大的电压范围,可以更充分地利用电池中的电量。整体来说,9205芯片是Qualcomm针对低功耗广域物联网专门设计的芯片,所以针对这个领域做了很多优化。

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原文地址:https://www.eeboard.com/news/9205/

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