Bluetooth 저에너지 모듈은 안전하고 사전 인증된 연결을 제공합니다.

Silicon Labs는 6×6mm 크기의 새로운 BGM220x 모듈을 공식화했습니다. BGM220은 전 세계적으로 사전 인증된 완전히 업그레이드 가능한 소프트웨어 스택과 출시 시간을 단축하기 위한 펌웨어 지원이 포함된 임베디드 솔루션입니다.

이 모듈은 BLE(Bluetooth Low Energy) 5.1, 5.2 및 Mesh를 지원하며 배터리 수명을 최적화하기 위해 매우 낮은 전력 소비로 소형입니다. 새로운 모듈을 통해 장치 제조업체는 신뢰 루트를 포함한 내장 보안 기능을 통해 사전 인증된 Bluetooth 기능을 통해 마이크로컨트롤러 장치(MCU)에 보안을 추가할 수 있습니다.

수년 동안 Silicon Labs는 Mesh, Thread, Zigbee 및 Z-Wave, Bluetooth 등을 포함한 광범위한 IoT 무선 영역에서 다양한 모듈을 제공했습니다. EE Times와의 인터뷰에서 Silicon Labs의 마케팅 및 애플리케이션 부사장인 Matt Saunders는 1월에 출시된 BG22가 현재 광범위한 애플리케이션으로 좋은 시장을 경험하고 있다고 말했습니다. Bluetooth SIG Bluetooth 2020 시장 업데이트에 따르면 Bluetooth Low Energy는 CAGR 26%로 계속 가장 빠르게 성장하는 Bluetooth 무선 장치입니다.

BGM220은 PCB(BGM220P) 또는 SiP(BGM220S)와 같은 여러 패키지로 제공되며 자산 태그, 비콘, 휴대용 의료, 피트니스 및 저전력 블루투스 메시 노드를 포함한 광범위한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. BGM220P는 더 넓은 범위를 위한 더 나은 링크 예산과 함께 무선 성능에 최적화된 약간 더 큰 PCB 변형입니다.

IoT용 저전력 블루투스

Bluetooth, ZigBee 및 Wi-Fi와 같은 표준 프로토콜은 초저전력으로 설계되지 않았기 때문에 많은 OEM이 에너지 효율성에 중점을 둔 독점 프로토콜을 사용하기로 선택했습니다. 독점 프로토콜의 사용은 웨어러블 제품의 유연성에 많은 제한을 부과하여 독점 프로토콜 자체의 상호 운용성을 제한합니다. 이러한 제한 사항을 해결하기 위해 SIG(Special Interest Group Bluetooth)는 단거리 통신을 위해 가능한 한 가장 낮은 전력을 달성하도록 특별히 설계된 BLE(Bluetooth Low Energy)를 도입했습니다. BLE는 1Mbps 대역폭의 2.4GHz ISM 대역에서 작동합니다.

프로토콜은 정기적인 간격으로 작은 데이터 블록을 전송하도록 최적화되어 있어 호스트 프로세서가 정보가 전송되지 않을 때 저전력 모드에서 시간 간격을 최대화할 수 있습니다. 프로토콜은 데이터 교환 중에 몇 초의 연결을 제공하도록 최적화되어 있습니다. 컨트롤러는 연결 설정 및 중복 패킷 무시와 같은 몇 가지 핵심 작업을 구현하여 호스트 프로세서가 저전력 모드를 계속 유지할 수 있도록 합니다.

초저전력 무선 통신, 소형 및 낮은 듀티 사이클 감지 애플리케이션의 조합을 통해 유지 관리가 필요 없는 IoT 센서 노드의 개발 및 설치가 가능합니다. Bluetooth LE에 포함된 변경 사항은 전원 공급 장치 전류를 기존 Bluetooth 밀리암페어에서 BLE의 몇 마이크로암페어로 크게 줄입니다. Bluetooth Smart IoT 노드는 교체하거나 재충전할 필요 없이 작은 버튼 셀로 몇 달, 심지어 몇 년 동안 작동할 수 있습니다.

“가장 중요한 매개변수는 애플리케이션에 따라 다릅니다. 그러나 대부분의 응용 프로그램과 관련이 있다고 생각하는 몇 가지 공통 영역이 있습니다. 예를 들어 전력 소비 또는 배터리 수명. Bluetooth 메시의 도입과 조명에서의 사용으로 인해 더 많은 라인 전원 장치가 있지만 Bluetooth에는 더 긴 수명이 사용자에게 실질적인 가치를 더하는 배터리 구동 애플리케이션이 여전히 많습니다. 따라서 전력 소비에 대한 고려 사항은 장치가 계산 및 통신 스택을 관리하는 데 사용하는 에너지의 양뿐만 아니라 RF 설계가 저전력 작동을 염두에 두고 개발된 경우에도 고려됩니다.

더 효율적인 RF 기술과 디자인은 더 많은 배터리 수명을 제공할 것입니다. 내가 중요하다고 생각하는 또 다른 영역은 솔루션의 물리적 크기입니다. 많은 Bluetooth 응용 프로그램은 매우 컴팩트합니다. 칩에 물리적으로 작게 구현하면 공간이 제한된 설계에 분명히 도움이 됩니다. 그러나 RF 매개변수와 관련하여 BGM220S에서와 같이 보다 컴팩트한 솔루션을 구축할 수 있어 몇 가지 실질적인 이점을 제공합니다. 개발자도. 그리고 나서 보안에 대해서도 생각합니다. 이것은 블루투스뿐만 아니라 다른 많은 IoT 기술에서 매우 중요한 매개변수가 되고 있습니다.”라고 Saunders가 말했습니다.

Bluetooth 표준은 최근 BLE(Bluetooth Low Energy)로 진화하고 있음에도 불구하고 많은 장치에서 계속 그 자리를 찾고 있습니다. 두 장치를 연결하는 데 사용되는 많은 통신 표준 중에서 실제로 Bluetooth는 사용이 간편하고 거의 모든 것을 모든 것과 연결할 수 있는 가능성으로 인해 중요성을 얻었습니다. 간헐적 통신을 제공하는 감소된 듀티 사이클을 특징으로 하는 IoT 센서를 사용하는 애플리케이션이 증가하고 있습니다. 이러한 방식으로 재생 가능한 소스에서 저장한 에너지를 사용하여 작동 프로세스를 보장할 수 있습니다.

그림 1:BGM220P 블록 다이어그램. 이것은 PCB 모듈에 에너지 친화적인 MCU와 고집적 무선 트랜시버를 결합합니다.

상업 및 산업의 다양한 수직 부문에서 IoT 장치 및 애플리케이션의 수가 지속적으로 증가함에 따라 보안 및 개인 정보를 보호하기 위한 새롭고 강력한 사이버 보안 조치의 필요성이 높아졌습니다. 기업과 소비자에게 영향을 미치는 사물 인터넷(IoT) 생태계의 사이버 보안 조치 및 규정에 대한 수요 증가는 멀웨어 및 외부 위협에 대한 보호 수준을 높이는 것을 목표로 합니다.

원래 Microsoft에서 개발한 "Stride" 분류 모델에는 스푸핑, 변조, 부인, 정보 공개, 서비스 거부(DoS) 공격 및 감염된 시스템 내에서 가능한 맬웨어.

블루투스 모듈

SoC(Systems on Chip)는 고도로 맞춤화 가능한 소프트웨어 및 RF 설계 옵션을 통해 IoT 장치를 개발할 때 최대한의 유연성을 필요로 하는 IoT 장치 제조업체에 이상적입니다. 반면에 SiP 모듈은 RF 설계 또는 설계가 거의 또는 전혀 없이 사전 인증된 가장 작은 Bluetooth 저에너지 폼 팩터가 필요한 장치 제조업체에 이상적이며 PCB 모듈은 SiP 모듈의 많은 이점을 제공하지만 더 낮은 가격에 비용.

제품 개발자는 사물 인터넷 제품의 강력한 보안 표준에 보조를 맞춰야 하는 과제를 안고 있습니다. 이러한 IoT 제품의 보안은 전 세계 여러 국가에서 빠르게 의무화되고 있습니다.

사물 인터넷 보안은 기업 브랜드, 최종 사용자 개인 정보 및 제품의 상업적 실행 가능성을 보호하기 위해 고려해야 할 중요한 측면입니다. 취약점은 인터넷에 대한 원격 공격과 실제적인 물리적 공격을 통해 악용될 수 있습니다.

"BGM220 모듈 포트폴리오를 포함하여 Silicon Labs의 무선 제품 포트폴리오를 사용하는 개발자는 보안 디버그, 루트 오브 트러스트가 있는 보안 부팅 및 보안 부트 로더를 포함하여 제품을 보호하도록 설계된 여러 기술에 액세스할 수 있습니다."라고 Saunders가 말했습니다. .

그는 "우리는 고객 보안 커뮤니티, 제3자 보안 전문가와 협력하여 오늘날 연결된 IoT 장치를 보호하는 데 도움이 되는 최첨단 보안 솔루션을 제품에 제공할 뿐만 아니라 지속적으로 보호할 수 있도록 일정 수준의 업그레이드 가능성을 제공합니다. 내일, 제품 진화를 유지하기 위해. 우리는 고성능 Bluetooth 제품에 Secure Vault라고 하는 최첨단 보안 기능을 도입하고 있습니다.”라고 Saunders가 말했습니다.

Silicon Labs가 제공하는 보안 기능은 Secure Vault입니다. IoT 기기의 브랜드, 제품 디자인 및 소비자 데이터를 보호하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 보안 보호 제품군입니다.

EFR32BG22 SoC를 기반으로 하는 BGM220P/S는 기능 및 OTA 펌웨어 업데이트, 향상된 보안 기능 및 낮은 에너지 소비를 위한 미래 경쟁력을 위한 Bluetooth 저에너지 연결을 지원합니다. EFR32BG22 SoC는 32비트 ARM Cortex M33 코어, 2.4GHz 고성능 라디오, 512kB 플래시 메모리, 다양한 MCU 주변기기, 다양한 클록 관리 및 직렬 인터페이스 옵션을 갖추고 있습니다.

BGM220P 모듈은 전 세계 규제 인증, 고급 개발 및 디버깅 도구와 함께 제공되는 전체 솔루션이며, 최종 제품의 엔지니어링 및 개발 프로세스를 최소화하고 단순화하여 출시 시간을 단축하는 데 도움이 되는 지원을 제공합니다.

BGM220에는 AES128/256, SHA-1, SHA-2(최대 256비트), ECC(최대 256비트), ECDSA 및 ECDH용 하드웨어 암호화 가속이 있습니다. NIST SP800-90 및 AIS-31과 보안 디버그(잠금/잠금 해제 포함)를 준수하는 TRNG(True Random Number Generator)

보드에 소프트웨어 스택이 있기 때문에 장치는 프로세서에서 적당한 리소스를 사용해야 하므로 모든 마이크로컨트롤러(MCU)에 무선 연결을 추가할 수 있습니다.

BGM220S 및 BGM220P는 Bluetooth 방향 찾기를 지원하는 동시에 단일 코인 셀에서 최대 10년의 배터리 수명을 제공합니다. 방향을 찾는 기능은 아직 비교적 새롭습니다. "Silicon Labs는 실내 자산을 추적하고 이동하기 위한 매우 정확한 방향 찾기를 제공하기 위해 일부 회사와 직접 협력하고 있습니다."라고 Saunders가 말했습니다.

Bluetooth와 무선의 결합은 또한 시스템 또는 Wi-Fi 구성의 무선 방출이 지배적인 환경에서 IoT 장치의 RF 성능 측면에서 문제를 생성합니다. 관리되는 공존 솔루션은 매우 유용합니다.

그림 2:BGM220S 블록 다이어그램. 이 제품은 강력한 통합 안테나가 있는 SiP 모듈에 에너지 친화적인 MCU와 고집적 무선 트랜시버를 결합합니다.

공존에서 얻는 문제는 시스템의 위치에 따라 다르게 나타납니다. 종단 노드에서 제대로 관리되지 않는 시스템은 패킷 손실을 유발하여 무선 장치가 계속해서 재전송을 시도하기 때문에 배터리 수명을 단축시킬 수 있습니다. 게이트웨이에서는 가장 강력한 라디오인 라디오가 관리 솔루션이 필요한 저전력 라디오 전송 채널을 취소하도록 스스로를 나타냅니다. "이러한 공존을 관리하면 시스템의 모든 라디오에서 최상의 프로필과 성능을 얻을 수 있습니다."라고 Saunders가 말했습니다.

연결성은 모든 IoT 시스템의 기본 기둥입니다. 관리하기 쉬운 솔루션은 프로젝트 구현을 위해 IoT 장치를 보호하는 데 필요한 에너지 절약 기능과 보안 리소스를 제공합니다. Bluetooth Low Energy는 프로파일 유연성과 얕은 전력 기능 덕분에 연결의 핵심 요소로 발전했습니다. BLE는 초저전력 IoT 장치에서 사실상의 연결 표준이 되기 위해 독점 프로토콜을 대체하고 있습니다.

>> 이 기사는 원래 다음 날짜에 게시되었습니다. 자매 사이트인 EE Times.