Bluetooth 5.2 SoC verbessert die Sicherheit und die Akkulaufzeit von IoT-Geräten

Silicon Labs kündigte ein neues System-on-Chip (SoC) EFR32BG22 (BG22) an, das Hardware- und Software-Stack-Kombinationen bietet, die entwickelt wurden, um die Marktnachfrage nach batteriebetriebenen IoT-Produkten mit hohem Volumen zu erfüllen.

Das IoT ist eine Realität, die in der „Verbraucher“-Welt präsent ist und genutzt wird, wobei die Verbraucher viele Produkte/Dienstleistungen annehmen, die bereits weit verbreitet sind, von tragbaren Artikeln bis hin zu „intelligenten“ Geräten und bevorstehenden Transportmitteln, vernetzten Fahrzeugen und autonomem/unterstütztem Fahren.

Das Aufkommen des IoT lenkt die Zukunft der Elektronik in eine Welt, in der physische Objekte alle miteinander verbunden sind und die drahtlose Kommunikation ein höheres Maß an Freiheit und Flexibilität bietet. Verbraucher, die ihr drahtloses Erlebnis auf kompakte elektronische Geräte mit kleinen Batterien ausdehnen möchten, werden immer häufiger nach drahtloser Konnektivität mit extrem geringem Stromverbrauch gefragt. Die Bluetooth Low Energy (BLE)-Technologie bietet kostengünstige drahtlose Konnektivität für kleine, langlebige Geräte. Es wurde von Grund auf so konzipiert, dass es dem Bedarf an Energieeffizienz und Einfachheit des Designs gerecht wird.

Marktanalysten der Bluetooth SIG prognostizieren, dass die Auslieferungen von Bluetooth-Geräten bis 2023 um 26 % zunehmen werden und dass bis 2023 90 % aller Bluetooth-Geräte Bluetooth Low Energy enthalten werden. Die wichtigsten Anforderungen des Marktes sind sichere Konnektivität, dh dass die Geräte arbeiten nur mit echter und zuverlässiger Firmware und extrem geringem Stromverbrauch.

Der Energieverbrauch bei BLE-SoCs ist im Allgemeinen auf den Prozessor und das Funkmodul zurückzuführen. Der Prozessor kann im Betrieb mehrere Milliampere aufnehmen. Einige BLE-Funkgeräte können während der Übertragung einen Spitzenwert von 20 mA erreichen. Welches Teil mehr verbraucht, hängt in erster Linie von der Anwendung und dem Arbeitszyklus ab. Die meisten BLE-Produkte sind darauf ausgelegt, so viel wie möglich zu schlafen, um Energie zu sparen, aufzuwachen, um Daten zu verarbeiten und zu senden.

Mit einem leistungsstarken, stromsparenden Arm Cortex-M33-Kern (27 µA/MHz aktiv, 1,2 µA Schlaf) unterstützt das neue SoC den neuen Bluetooth 5.2-Standard, Bluetooth-Mesh und Peilung mit Submeter-Genauigkeit. Der SoC EFR32BG22C112 adressiert hochvolumige und kostensensible Anwendungen. Es hat eine Betriebstemperatur von bis zu 125°C und erweitert den Flash-Speicher auf bis zu 512 kB. Zu den Zielanwendungen gehören stromsparende Bluetooth-Mesh-Netzwerkknoten, Smart-Port-Sperren sowie persönliche Gesundheits- und Fitnessgeräte (Abbildung 1).

Silicon Labs BG22 Secure Bluetooth 5.2 SoC-Blockdiagramm

„Von Fitness-Trackern und Gesundheits- und Wellnesssensoren bis hin zu Smartphone-Zubehör und PC-Peripheriegeräten stellt die stromsparende Datenübertragung eine der größten und am schnellsten wachsenden Anwendungsmöglichkeiten für Bluetooth Low Energy-Konnektivität dar“, sagte Mikko Savolainen, Senior Marketing Manager bei Silicon Labs. „Die EFR32BG22 Bluetooth 5.2 SoCs von Silicon Labs, die diese Woche auf der CES 2020 angekündigt wurden, sind ideal für diese Bluetooth LE-Anwendungen, da sie einen extrem niedrigen Stromverbrauch zur Maximierung der Batterielebensdauer sowie eine kompakte Größe und die richtigen Preise für das Massenmarkt-IoT benötigen Produkte. Die neuen BG22-SoCs bieten eine optimale Kombination aus Energieeffizienz, drahtloser Leistung, Sicherheits- und Softwaretools sowie Stacks, um die Marktnachfrage nach batteriebetriebenen IoT-Produkten in großen Stückzahlen zu erfüllen.

„Neben der Unterstützung der Bluetooth LE-Datenübertragung sind die SoCs eine großartige Option für Bluetooth-Mesh-Knoten mit geringem Stromverbrauch und für Peil- und Asset-Tracking-Anwendungen, die eine Genauigkeit von unter einem Meter erfordern. Bluetooth bleibt das Protokoll der Wahl für die Erstellung von Näherungslösungen, die für Point-of-Interest-Informationen, Artikelfindung und Echtzeit-Asset-Tracking (RTLS)-Lösungen und Indoor-Positionierungssysteme (IPS) verwendet werden. BG22-SoCs unterstützen Bluetooth 5.1/5.2-Peilungsfunktionen, einschließlich Angle of Arrival [AoA] und Angle of Departure [AoD], und können verwendet werden, um einige der kleinsten Asset-Tags und Beacons mit dem geringsten Stromverbrauch sowie RTLS-Locator zu erstellen .”

IoT-Geräte erweitern zwar die Funktionalität verschiedener Maschinen und Komponenten, erhöhen aber gleichzeitig die Schwachstellen aller an das Netzwerk angeschlossenen Geräte. Neue Unternehmen müssen aufpassen und sich an zwei Fronten bewegen, der technologischen, um das Potenzial auszuschöpfen, und der Sicherheit, um kompromittierende Situationen zu vermeiden.

Die BG22-SoCs von SiLabs reagieren auf ein wesentliches Problem von IoT-Geräten:Sicherheit. Die Secure Boot-Funktionalität von Silicon Labs mit Root of Trust und Secure Loader bietet eine einfache und effiziente Lösung. SoCs unterstützen eine umfassende Fehleranalyse, die es Entwicklern ermöglicht, Probleme zu untersuchen, ohne den Flash zu löschen. Entwickler erreichen dies durch das sichere Debugging von Silicon Labs mit Verschlüsselungsfunktionen zum Sperren/Entsperren.