Nordic Semiconductor 的 nRF960 SiP 在蜂巢物聯網應用中的優勢

蜂巢物聯網 (簡稱蜂巢 IoT) 正在徹底改變我們與各種裝置連線和通訊的方式，也讓物聯網 (IoT) 比以往任更容易取用且更多功能。

此技術利用 2G、3G、4G 和 5G 等蜂巢網路，能為各種 IoT 裝置提供連線，即可順利交換數據和資訊。

本篇部落格文章將探討 Nordic Semiconductor 的 nRF9160 SiP (系統級封裝) 如何協助設計人員因應蜂巢 IoT 應用在尺寸、功耗和成本上所面臨的壓力。

SiP 技術的優勢

SiP 是將兩個或多個 IC 與被動元件整合在單一封裝中。如此即可提供像是縮小系統尺寸、加快上市時間和擴大設計機會等優勢。

SiP 具有此整合度，代表可以選擇數位和類比模塊，再搭配被動元件，如天線和 MEMS 感測器等，然後裝入單一小型封裝內。如此就可節省印刷電路板上的大量空間，有助於減少多種最終產品的整體覆蓋區，包括智慧手機、穿戴式裝置、智慧裝置和其他 IoT 節點等。

緊湊型的蜂巢 IoT 解決方案

Nordic 的 nRF9160 SiP (圖 1)為眾多應用和開發人員提供低功耗蜂巢技術。由於有高整合度且預先通過認證，因此可克服複雜的無線設計障礙，並具有在全球部署蜂巢技術所需的一整套資格認證。

圖 1：nRF9160 是一款緊湊、高整合度的系統級封裝 (SiP)。(資料來源： Nordic Semiconductor)

nRF9160 將應用處理器、完整的 LTE-M/NB-IoT 數據機、RF 前端和整合式電源管理整合在緊湊的 10 mm x 16 mm x 1 mm 封裝中，為蜂巢 IoT 提供簡化的解決方案。提供一個內建 GNSS 支援的特定版本，專為資產追蹤應用量身打造。除了傳統的 GNSS 衛星三邊測量之外，還支援手機訊號塔和 GPS 定位服務，可增進節能的位置採集效果。

nRF9160 SiP 具有全球相容的 LTE 數據機，可支援以下頻段：

• 美國 - B2、B4、B5、B12、B13、B14、B25、B26 和 B66
• 歐盟／亞太地區 - B1、B3、B4、B5、B8、B13、B18、B19、B20、B25、B26 和 B28

此外，SiP 更嵌入 Arm Cortex-M33，可支援 Arm TrustZone 和 Arm CryptoCell 310 等安全功能。

可提供多種數位和類比介面及周邊，可促成多種單一裝置設計選項。此外，還可在需要時當作獨立的 LTE 數據機。為了促進完善的蜂巢 IoT 設計，還含有數據機韌體、即時作業系統 (RTOS)、應用程式軟體範例和硬體參考設計等基本元件。

更含有一個 nRF52840 板控制器，可用於構建低功耗藍牙閘道器等裝置。

Nordic 也推出 nRF9160-DK (圖 2)；這是一款經濟實惠、功能齊全的單板開發套件，可搭配 nRF9160 進行開發並利用 LTE-M、NB-IoT 和 GPS。

圖 2：nRF9160 開發套件(資料來源：Nordic Semiconductor)

具有 LTE-M 和 NB-IoT 用的專用天線，可針對廣泛的頻段提供支援，確保全球操作性。此板配備 GNSS 的專用塊狀天線和，以及專為 BLE 連線而設計的 2.4 GHz 天線。採用 SWF RF 連接器，可針對 LTE-M/NB-IoT 和 2.4 GHz 天線提供靈活性。此外，還有一個外部 GNSS 天線用的連接器。

此套件具有使用者可編程的 LED (共 4 個)，以及 2 個按鈕和 2 個開關，可達到直覺的輸入和輸出互動。還提供多種 SIM 卡選項，可容納 4FF SIM 卡和 MFF2 SIM 封裝，因此可使用插入式和焊接式 (e)SIM。為了增加便利性，此套件提供 iBasis 的 eSIM 卡捆綁包，預載 10 MB 的數據量。

設計人員還可以使用 nRF Connect SDK 來因應未來的開發需求。這是一個全方位的套裝，含有順利開始使用所需的各項必備要素，包括應用層協定、實際範例、周邊驅動程式等。

此套件與 Nordic 的雲端解決方案nRF Cloud 無縫整合，有利於連線進行。為了進一步協助測試和網路評估，nRF Connect for Desktop 中的 nRF Link Monitor 工具提供了一個 AT 命令介面，可讓您檢查鏈路並取得與網路相關的資訊。

結論

簡單來說，Nordic 的 nRF9160 SiP 具有優勢，是物聯網裝置的理想解決方案，可滿足其必須在蜂巢通訊等無線解決方案中達到緊湊、節能與可靠的要求。這些裝置的其他優勢包括訊號完整性、設計簡便、散熱優勢和潛在的成本節省。