從芯片到云端:Nordic打造低功耗無線技術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不斷擴展無線產品組合,包括蜂窩、Wi-Fi、電源管理、云服務和強大的軟件開發工具。到現在,已經建立了Nordic生態系統,并覆蓋了市場上的各種物聯網應用。
在近日的藍牙亞洲大會現場,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,到全套的開發工具和軟件,完善的技術支持能力,以及全生命周期服務。這些多元化的產品矩陣和完善的服務,為消費電子、物聯網、醫療和工業等領域的客戶,打造一個全方位的低功耗技術賦能平臺。
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,在經過40多年的行業深耕之后,該公司在硬件方面具備了強大實力。實際上,除了硬件產品之外,該公司提供配套的軟件產品,形成硬件+軟件產品組合,為客戶提供全生命周期服務。
Damien介紹說:“Nordic產品之所以能夠受到客戶的青睞,不僅歸功于產品本身在研發設計上遠勝一籌,提供了業界領先的低功耗、高性能、安全穩定、易于使用的芯片和模組,也在于我們搭建的完善的Nordic技術支持體系和生態。”
·硬件產品沿著四大方向縱深拓展
在硬件產品方面,Nordic的產品的技術版圖沿四大方向縱深拓展,其最新產品包括:短距離的nRF54系列,支持藍牙6.0/Thread/Matter協議,是智能戒指、醫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,根據客戶實測,該系列搭載該芯片的Wi-Fi門鎖僅需4節AA電池即可持續工作4-6個月,攻克傳統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換損耗,將“低功耗DNA”延伸至系統級設計中。
根據Damien介紹,短距離產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迭代的厚積薄發。“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系列已經支持從藍牙2.4G私有協議到全面支持藍牙6.0、Thread及Matter智能家居標準,其毫瓦級功耗特性已賦能醫療血糖監測儀、智能戒指等微型設備。
長距離系列的最新產品是nRF91系列,這是低功耗蜂窩物聯網解決方案,旨在簡化蜂窩技術的應用,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模物聯網部署,如工業自動化、智能農業、資產跟蹤和智能計量等;nRF9160集成LTE-M和NB-IoT調制解調器,支持全球運營,適用于需要全球覆蓋的物聯網設備;nRF9131用于DECT NR+和大批量蜂窩物聯網產品,具有低功耗和小型系統級封裝的特點。
Nordic的低功耗Wi-Fi解決方案,允許Wi-Fi連接添加到藍牙LE或蜂窩物聯網應用中。利用基于Bluetooth LE的安全Wi-Fi設備調試,或使用nRF Cloud與nRF9160蜂窩SiP和nRF7002Wi-Fi協同IC的強大組合進行資產跟蹤。新一代nRF71系列SoC將支持Wi-Fi6E,結合Nordic無線低功耗技術實現超低功耗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??蛻艨赏ㄟ^該系列產品實現對整個能源路徑的控制,并構建具有長電池壽命和高可靠性的產品。
nPM2100是其中的最新產品,它針對原電池、帶超高效升壓穩壓器的PMIC。nPM2100 PMIC通過使用超高效升壓穩壓器和各種節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、消費資產跟蹤、遙控器和隨身醫療設備。據悉,nPM2100可管理低功耗SoC或MCU的電源,例如Nordic的nRF52、nRF53和nRF54系列高級無線多協議產品。
·開發工具+SDK軟件強勢賦能
在軟件方面,Nordic的統一開發框架nRF Connect SDK可為開發者提供全棧式支持,其核心能力經官方文檔多重驗證:該SDK原生集成藍牙5.3/6.0、Thread、Matter、Wi-Fi及蜂窩協議棧,全面適配nRF54/70/91系列芯片的硬件加速特性。開發環境兼容Windows/Linux/macOS系統,無縫對接Keil、IAR等主流工具鏈,并內置20余個量產級參考設計(如智能門鎖功耗優化模型),顯著降低醫療設備、工業傳感器等場景的開發門檻。移動端支持通過nRF Cloud Mobile SDK實現設備-APP-云端數據通道構建,典型案例如前面提及的呼吸機遠程監護系統,使無法操作智能手機的老年用戶生理數據可被子女實時監測。
·支持全生命周期低功耗布局
面向產品全生命周期管理的nRF Cloud云端服務實現設備從部署到退役的閉環運營。其設備管理模塊支持10萬+終端并發OTA更新,實時監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、衛星輔助定位及Wi-Fi嗅探技術,路徑壓縮算法在候鳥追蹤器等場景實測降低90%數據傳輸量;安全體系達到工業級標準:基于PSA Level 2認證的SEU-R硬件隔離區存儲密鑰,設備身份證書鏈防止醫療設備仿冒接入,數據傳輸采用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的場景,則通過REST API實現“云到云”對接。深度整合的開發體驗是另一優勢——nRF Connect SDK內置nRF Cloud服務庫,開發者調用標準化API即可嵌入設備管理、定位等云端功能,該設計經DevAcademy課程中的智能家居開發實驗模塊驗證,顯著縮短產品上市周期。
全方位開發者生態系統的構建者
除此之外,Nordic的生態還包括DevZone社區平臺與DevAcademy培訓系統。其自主搭建的全球化的開發社區Devzone和開發者學院DevAcademy,讓初學者、產品經理、開發工程師、企業管理層都能在Nordic平臺學習無線技術的開發,全面了解Nordic產品,找尋開發資源及文檔,進行技術溝通交流,亦可發帖求助從而解決開發過程中的疑難問題。
據資料顯示,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需求,方案庫積累數千個已驗證案例,并集成BLE功耗計算等實用工具;DevAcademy則構建系統化能力成長路徑,其實驗模塊基于nRF9160 DK等官方開發板設計,從外設驅動開發到云端連接實現全鏈路實戰教學,企業級認證證書為開發者能力提供標準化背書。
基于以上的硬件+軟件產品的全面布局,Nordic的技術方案已經能在消費電子領域、醫療健康場景、工業物聯網領域等多個垂直領域實現規?;涞?。在這些技術的支持下,Nordic正在打造一個全方位支持開發者的技術生態系統,使開發者能夠輕松學習、開發和應用無線技術,加速產品上市時間,提升創新能力。
Damien總結說,這些產品創新均根植于全鏈路服務生態,開發者可借助硬件開發板、SDK及社區論壇加速產品落地,中國FAE團隊與代理商網絡提供本地化支持,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。