從芯片到云端：Nordic打造低功耗無線技術(shù)全生命周期賦能平臺
這家來自挪威的Fabless自1983年成立以來，就一直專注提供低功耗無線連接解決方案。多年來，Nordic不斷擴展無線產(chǎn)品組合，包括蜂窩、Wi-Fi、電源管理、云服務和強大的軟件開發(fā)工具。到現(xiàn)在，已經(jīng)建立了Nordic生態(tài)系統(tǒng)，并覆蓋了市場上的各種物聯(lián)網(wǎng)應用。
在近日的藍牙亞洲大會現(xiàn)場，Damien WongNordic在低功耗無線連接領域的布局及解決方案，從各類無線連接芯片，到全套的開發(fā)工具和軟件，完善的技術(shù)支持能力，以及全生命周期服務。這些多元化的產(chǎn)品矩陣和完善的服務，為消費電子、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療和工業(yè)等領域的客戶，打造一個全方位的低功耗技術(shù)賦能平臺。
硬件+軟件組合，提供全生命周期服務
此前，Nordic公司以低功耗無線連接芯片/模組聞名。的確，在經(jīng)過40多年的行業(yè)深耕之后，該公司在硬件方面具備了強大實力。實際上，除了硬件產(chǎn)品之外，該公司提供配套的軟件產(chǎn)品，形成硬件+軟件產(chǎn)品組合，為客戶提供全生命周期服務。
Damien介紹說：“Nordic產(chǎn)品之所以能夠受到客戶的青睞，不僅歸功于產(chǎn)品本身在研發(fā)設計上遠勝一籌，提供了業(yè)界領先的低功耗、高性能、安全穩(wěn)定、易于使用的芯片和模組，也在于我們搭建的完善的Nordic技術(shù)支持體系和生態(tài)。”
·硬件產(chǎn)品沿著四大方向縱深拓展
在硬件產(chǎn)品方面，Nordic的產(chǎn)品的技術(shù)版圖沿四大方向縱深拓展，其最新產(chǎn)品包括：短距離的nRF54系列，支持藍牙6.0/Thread/Matter協(xié)議，是智能戒指、醫(yī)療血糖儀的底層支柱；長距離蜂窩領域的nRF91系列，以Cat.1/NB-IoT技術(shù)突破物理極限，可用于定位器及總重<5克的候鳥追蹤器；低功耗Wi-Fi領域的nRF70系列基于2020年收購英國Imagination的Ensigma技術(shù)，根據(jù)客戶實測，該系列搭載該芯片的Wi-Fi門鎖僅需4節(jié)AA電池即可持續(xù)工作4-6個月，攻克傳統(tǒng)Wi-Fi能耗瓶頸；電源管理nPM家族系列，集成電源管理模塊減少電壓轉(zhuǎn)換損耗，將“低功耗DNA”延伸至系統(tǒng)級設計中。
根據(jù)Damien介紹，短距離產(chǎn)品序列升級的邏輯清晰，從nRF51（2012年）、nRF52（2014年）、過渡型nRF53（2019年）至nRF54（2024年），印證了十多年來技術(shù)迭代的厚積薄發(fā)。“相較于nRF52系列，nRF54系列的CPU性能提升100%，功耗降低至1/2甚至1/3，并通過PSA Level 2安全認證。”他透露說，目前nRF54系列已經(jīng)支持從藍牙2.4G私有協(xié)議到全面支持藍牙6.0、Thread及Matter智能家居標準，其毫瓦級功耗特性已賦能醫(yī)療血糖監(jiān)測儀、智能戒指等微型設備。
長距離系列的最新產(chǎn)品是nRF91系列，這是低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)解決方案，旨在簡化蜂窩技術(shù)的應用，使其適用于各種設備和場景。nRF91系列主要包括nRF9151、nRF9160和nRF9131等不同型號，各自具有不同的特性和應用場景。
比如，nRF9151支持支持LTE-M、NB-IoT、DECT NR+和GNSS連接功能，適用于需要可靠、安全的長距離連接的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署，如工業(yè)自動化、智能農(nóng)業(yè)、資產(chǎn)跟蹤和智能計量等；nRF9160集成LTE-M和NB-IoT調(diào)制解調(diào)器，支持全球運營，適用于需要全球覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)設備；nRF9131用于DECT NR+和大批量蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，具有低功耗和小型系統(tǒng)級封裝的特點。
Nordic的低功耗Wi-Fi解決方案，允許Wi-Fi連接添加到藍牙LE或蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應用中。利用基于Bluetooth LE的安全Wi-Fi設備調(diào)試，或使用nRF Cloud與nRF9160蜂窩SiP和nRF7002Wi-Fi協(xié)同IC的強大組合進行資產(chǎn)跟蹤。新一代nRF71系列SoC將支持Wi-Fi6E，結(jié)合Nordic無線低功耗技術(shù)實現(xiàn)超低功耗Wi-Fi SoC。
除了短距離、長距離、Wi-Fi之外，Nordic還基于將電源管理集成到SoC的豐富經(jīng)驗推出了PMIC，這是一個從電池到天線的低功耗無線解決方案。客戶可通過該系列產(chǎn)品實現(xiàn)對整個能源路徑的控制，并構(gòu)建具有長電池壽命和高可靠性的產(chǎn)品。
nPM2100是其中的最新產(chǎn)品，它針對原電池、帶超高效升壓穩(wěn)壓器的PMIC。nPM2100 PMIC通過使用超高效升壓穩(wěn)壓器和各種節(jié)能功能管理能源資源，延長了一次性原電池應用中每塊電池的工作時間。其應用示例包括無線鼠標和鍵盤、消費資產(chǎn)跟蹤、遙控器和隨身醫(yī)療設備。據(jù)悉，nPM2100可管理低功耗SoC或MCU的電源，例如Nordic的nRF52、nRF53和nRF54系列高級無線多協(xié)議產(chǎn)品。
·開發(fā)工具+SDK軟件強勢賦能
在軟件方面，Nordic的統(tǒng)一開發(fā)框架nRF Connect SDK可為開發(fā)者提供全棧式支持，其核心能力經(jīng)官方文檔多重驗證：該SDK原生集成藍牙5.3/6.0、Thread、Matter、Wi-Fi及蜂窩協(xié)議棧，全面適配nRF54/70/91系列芯片的硬件加速特性。開發(fā)環(huán)境兼容Windows/Linux/macOS系統(tǒng)，無縫對接Keil、IAR等主流工具鏈，并內(nèi)置20余個量產(chǎn)級參考設計（如智能門鎖功耗優(yōu)化模型），顯著降低醫(yī)療設備、工業(yè)傳感器等場景的開發(fā)門檻。移動端支持通過nRF Cloud Mobile SDK實現(xiàn)設備-APP-云端數(shù)據(jù)通道構(gòu)建，典型案例如前面提及的呼吸機遠程監(jiān)護系統(tǒng)，使無法操作智能手機的老年用戶生理數(shù)據(jù)可被子女實時監(jiān)測。
·支持全生命周期低功耗布局
面向產(chǎn)品全生命周期管理的nRF Cloud云端服務實現(xiàn)設備從部署到退役的閉環(huán)運營。其設備管理模塊支持10萬+終端并發(fā)OTA更新，實時監(jiān)控儀表盤可追蹤在線率與信號強度異常；定位服務融合蜂窩三角測量、衛(wèi)星輔助定位及Wi-Fi嗅探技術(shù)，路徑壓縮算法在候鳥追蹤器等場景實測降低90%數(shù)據(jù)傳輸量；安全體系達到工業(yè)級標準：基于PSA Level 2認證的SEU-R硬件隔離區(qū)存儲密鑰，設備身份證書鏈防止醫(yī)療設備仿冒接入，數(shù)據(jù)傳輸采用AES-256+DTLS 1.3端到端加密。
值得注意的是，對于無自有云平臺的客戶（如低功耗門鎖廠商），設備經(jīng)MQTT/CoAP直連nRF Cloud的“設備到云”模式可快速部署；而共享單車等需保留工作流控制權(quán)的場景，則通過REST API實現(xiàn)“云到云”對接。深度整合的開發(fā)體驗是另一優(yōu)勢——nRF Connect SDK內(nèi)置nRF Cloud服務庫，開發(fā)者調(diào)用標準化API即可嵌入設備管理、定位等云端功能，該設計經(jīng)DevAcademy課程中的智能家居開發(fā)實驗模塊驗證，顯著縮短產(chǎn)品上市周期。
全方位開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建者
除此之外，Nordic的生態(tài)還包括DevZone社區(qū)平臺與DevAcademy培訓系統(tǒng)。其自主搭建的全球化的開發(fā)社區(qū)Devzone和開發(fā)者學院DevAcademy，讓初學者、產(chǎn)品經(jīng)理、開發(fā)工程師、企業(yè)管理層都能在Nordic平臺學習無線技術(shù)的開發(fā)，全面了解Nordic產(chǎn)品，找尋開發(fā)資源及文檔，進行技術(shù)溝通交流，亦可發(fā)帖求助從而解決開發(fā)過程中的疑難問題。
據(jù)資料顯示，DevZone的公開論壇問題平均響應時效低于24小時，私有通道服務保密項目開發(fā)需求，方案庫積累數(shù)千個已驗證案例，并集成BLE功耗計算等實用工具；DevAcademy則構(gòu)建系統(tǒng)化能力成長路徑，其實驗模塊基于nRF9160 DK等官方開發(fā)板設計，從外設驅(qū)動開發(fā)到云端連接實現(xiàn)全鏈路實戰(zhàn)教學，企業(yè)級認證證書為開發(fā)者能力提供標準化背書。
基于以上的硬件+軟件產(chǎn)品的全面布局，Nordic的技術(shù)方案已經(jīng)能在消費電子領域、醫(yī)療健康場景、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域等多個垂直領域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；涞?。在這些技術(shù)的支持下，Nordic正在打造一個全方位支持開發(fā)者的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)，使開發(fā)者能夠輕松學習、開發(fā)和應用無線技術(shù)，加速產(chǎn)品上市時間，提升創(chuàng)新能力。
Damien總結(jié)說，這些產(chǎn)品創(chuàng)新均根植于全鏈路服務生態(tài)，開發(fā)者可借助硬件開發(fā)板、SDK及社區(qū)論壇加速產(chǎn)品落地，中國FAE團隊與代理商網(wǎng)絡提供本地化支持，而疫情期開始實施的雙晶圓廠策略更成為供應鏈韌性的關鍵保障。
