1マイル以上の無線伝送距離でサブGHzシステムオンチップの謎を解き明かす
サブGHzとは、1GHz未満、通常は27MHz〜960MHzの周波数を指し、長距離および低電力通信に理想的な選択肢と見なされています。 2.4 GHzワイヤレス通信と比較して、サブGHzには、より長い伝送範囲、低干渉と低消費電力のためのより静かなスペクトル、より優れた壁貫通機能などの明らかな利点があります。これらの利点により、Sub-GHzは、家庭用電化製品、自動車、産業、および医療分野で幅広いアプリケーションシナリオを持っています。

最近、Silicon Labsは、新しいサブGHzシステムオンチップ（SoC）の発売を発表しました。これは、長距離無線周波数と省エネ機能を備え、ArmPSAレベル3安全認証に合格した世界初のサブGHzワイヤレスソリューションです。 、高性能のバッテリー駆動のモノのインターネット（IoT）製品に対する世界的な需要を満たすことができます。

2.4 GHz無線通信はオープンソースであり、世界中でオープンでユニバーサルな無線周波数帯であることは誰もが知っています。さまざまな無線製品がこの周波数帯を使用できます。アプリケーションの数が徐々に増えるにつれて、干渉の問題が始まります。オフィスや家庭でのWiFiなど、あらゆる種類のワイヤレスBluetoothデバイス、さらにはキッチンの電子レンジ...

サブGHzの導入により、この問題は最初に解決されました。その中で、433MHzは日本を除く世界市場で2.4GHzの代替となり、868MHzと915MHzは米国とヨーロッパの市場により適しています。一般に、サブGHzには、認証を必要としない、または必要としない多くの利用可能な周波数帯域があり、メーカーは市場のニーズに応じてそれらを最適化できます。

Silicon LabsのサブGHzワイヤレスソリューションには、EFR32FG23（FG23）とEFR32ZG23（ZG23）が含まれます。これらは、Silicon Labsの受賞歴のある第2世代ワイヤレスソリューションプラットフォームを拡張して、複数の変調方式と、Amazon Sidewalk、mioty、ワイヤレスなどの高度なワイヤレステクノロジーをサポートします。 M-Bus、Z-Wave、および独自のIoTネットワークは、開発者に柔軟なマルチプロトコルのサブGHz接続オプションを提供します。

FG23を例にとると、433 MHz、868 MHz、915 MHz、および920MHzで低消費電力と高性能レシーバー性能を備えています。

FG23の低消費電力特性：
-920MHzで4.2mAのRX電流（400 kbps 4-FSK）;
-915MHzで3.8mAのRX電流（4.8 kbps O-QPSK）;
-915MHzで5.1mAのRX電流（2 Mbps GFSK）;
-868 MHz（2.4 kbps GFSK）で3.7 mARX電流。
-868 MHz（38.4 kbps FSK）で3.7 mARX電流。
-433MHzで4.0mAのRX電流（100 kbps 2GFSK）。

FG23レシーバーの高性能：
-98.6dBm感度@ 400 kbps 920 MHz 4-GFSK;
-125.8dBm感度@ 4.8 kbps 915 MHz O-QPSK;
-96.9dBm感度@ 2 Mbps 915 MHz GFSK;
-125.3dBm感度@ 2.4 kbps 868 MHz GFSK;
-111.8dBm感度@ 38.4 kbps 868 MHz FSK;
-110.7dBm感度@ 100 kbps 433 MHz2GFSK。

Silicon Labsによると、FG23ワイヤレスSoCソリューションの優れた受信機性能は、一流のワイヤレスリンクバジェットを達成できる柔軟なアンテナダイバーシティ機能の恩恵を受けています。同時に、FG23の低アクティブモード電流（26µA / MHz）およびスリープモード電流（1.2µA）と組み合わされた高度なワイヤレス機能により、屋外のバッテリー駆動ネットワークノード、ワイヤレスセンサーノード、および到達が困難なデバイスに適しています。 。接続およびその他の分野に理想的なソリューション。

SiliconLabsの社長であるMattJohnsonは、次のように述べています。よりアクセスしやすく、継続的な運用。SiliconLabsの新しい安全な超低電力サブGHzソリューションは、ワイヤレス通信距離を1マイル以上に延長し、スケーラブルで高性能なワイヤレステクノロジーを必要とする開発者に広いスペースを提供します。サポートインターネットオブシングスの変化を促進するためです。」
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シリコンラボの社長、マット・ジョンソン

1マイル以上の伝送距離を達成できるのは、主にサブGHz無線通信の優れた伝搬特性によるものです。関連するテストでは、同じ伝送距離を達成するために、2.4GHz無線通信はサブGHzよりも8.5dB以上多く消費します。 -GHz無線通信。追加の電力。

もう1つのソリューションであるZG23は、SecureVault™機能を追加することで、より強力なZ-Waveワイヤレス特性を実現します。同時に、FG23と同じ業界をリードするRFおよび電力パフォーマンスを提供できます。 ZG23は、Z-Waveリモートプロトコル（長距離）とメッシュネットワークをサポートします。これは、端末デバイスとゲートウェイ用に最適化された最初のSoCです。また、FG23でサポートされるすべてのプロトコルをサポートできます。 ZG23ワイヤレスソリューションは、主にスマートホーム、ホテル、集合住宅（MDU）などの市場を対象としています。 ZG23ベースの超小型システムインパッケージ（SiP）モジュールZGM230Sも発売されます。これは、開発を簡素化し、製品の発売を加速できるZ-Waveのみをサポートします。
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同時に、Silicon Labsは統合ソフトウェア開発キット（Unify SDK）もリリースしました。 Unify SDKは、Z-WaveおよびZigbee（現在から利用可能）の既製のプロトコル固有の変換機能を提供でき、Bluetooth、Thread、OpenSync、およびMatterのサポートを実装することで、IoTワイヤレスネットワークとサポート企業の相互運用性を大幅に簡素化する予定です。スマートホーム、都市、建物、および産業用エコシステムを拡張します。
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「SiliconLabsのUnifySDKは、すべてのIoTワイヤレスデバイスが複数の業界や家庭で簡単に連携できる世界に近づくために、業界にとって重要な一歩を踏み出しました」と、SiliconLabsの社長であるMattJohnson氏は述べています。 「「一度設計すれば、すべてサポート」という強力な機能により、Unify SDKは更新プロセスを簡素化し、製品の発売をスピードアップし、メンテナンスを簡素化し、投資が陳腐化しないようにします。IoTベンダーが必要とするのはこれが初めてです。単一のソフトウェアコードを開発および保守するライブラリは、ゲートウェイを含む複数のIoTデバイスをサポートでき、必要に応じてワイヤレスプロトコルサポートを簡単に追加できます。」

Unify SDKはどのようにしてこれらの優れたパフォーマンスを実現しますか？ Silicon Labsは、公式Webサイトの紹介で答えを出しました。明確に定義された統合ポイントを通じて、製品の発売、継続的なメンテナンス、カスタム開発の時間を短縮します。フレームワークのユビキタスMQTTオプションを通じて、マルチクラウドをサポートし、ローカルルールを削減しながら、エコシステムとクラウドサービスの統合の自然な互換性のあるパスを実現します。エンジンの複雑さ;モジュール式でスケーラブルなオープンアーキテクチャにより、移植性とスケーラビリティが実現され、マルチプロトコル製品がサポートされ、顧客はさまざまなプロトコルの新しい端末デバイスを統合できます。完全に機能するワイヤレスプロトコルロードマップを通じて、顧客は非戦略的要素を減らすことができます。非コア投資であり、単一のプロトコルから複数のプロトコルへの進化を可能にし、それによってターゲット市場のアプリケーションを増やします。明確に定義されたデータモデルを通じて、データモデルの複雑さが開発サイクルから排除されます。

現在、5mm x 5mmQFN40および6mmx 6mmQFN48パッケージのEFR32FG23SoCは、SiliconLabsが開催した2021Works With Internet of Things Developer Conferenceで正式にリリースされ、2021年9月14日から利用可能になります。 FG23開発キットも現在入手可能で、小売価格は39.99ドルからです。 EFR32ZG23 SoC、ZGM230Sモジュール、およびサポートキットは、2021年の第4四半期に利用可能になります。

付属のFG23に興味のある方は、以下の解決策にもご注目ください。 SiliconLabsとグローバルIoT開発プラットフォームTuyaSmartは最近、低消費電力、高セキュリティ、長距離伝送を実現するための完全なサブGHzソリューションを提供するために協力したことを発表しました。このソリューションは、Silicon LabsのEFR32FG（Flex Gecko）サブGHzシステムオンチップをTuya SmartのSS3Lモジュールに統合します。これは、スマートホーム、スマートビルディング、産業用ワイヤレス制御、スマートホテルなどのシナリオで屋内および屋外のアプリケーションに使用できます。 、およびスマートコミュニティ。IoTアプリケーションは強力な機能を提供します。