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46 - ELETTRONICA OGGI 494 - MAGGIO 2021 COMM NARROWBAND CELLULAR Definito nella release 13 di 3GPP, LTE Cat M1 è uno standard LTE-M che supporta velocità di 1 Mbit/s per trasferimenti sia in downlink sia in uplink con laten- za da 10 a 15 ms e larghezza di banda di 1,4 MHz. Anch’esso definito nella release 13 di 3GPP, Cat-NB1 è uno standard NB-IoT caratterizzato da velocità di 26 kbit/s in downlink e 66 kbit/s in uplink con latenza da 1,6 a 10 s e larghezza di banda di 180 kHz. Definito in- vece nella release 14 di 3GPP, Cat-NB2 è un altro stan- dard NB-IoT che si distingue per la velocità di trasmis- sione dati più elevate, pari a 127 kbit/s in downlink e 159 kbit/s in uplink. Sebbene le caratteristiche specifiche di queste due ampie classi di tecnologia LPWAN vadano ben oltre lo scopo di questo articolo, entrambe possono servi- re efficacemente per le tipiche applicazioni di traccia- bilità delle risorse. Abbinate a sensori e funzionalità GPS e offerte in package molto compatti, le soluzioni di tracciabilità delle risorse basate su LPWAN cellulari che sfruttano LTE-M o NB-IoT dispongono delle carat- teristiche necessarie per supportare la gestione delle risorse e la logistica end-to-end. Considerato che le reti LPWAN hanno tutte le poten- zialità atte a garantire una maggiore efficienza e un risparmio in termini economici, la tecnologia LPWAN cellulare è chiamata a svolgere un ruolo sempre più importante nelle applicazioni di logistica. Grazie alla di- sponibilità del SiP nRF9160 d i Nordic Semiconductor, gli sviluppatori possono soddisfare più rapidamente e facilmente la crescente domanda di dispositivi basati su LPWAN necessari per una più efficace tracciabilità delle risorse o in altre applicazioni IoT. SiP: una soluzione per tracciabilità delle risorse “pronta all’uso” Il dispositivo SiP a bassa potenza nRF9160 di Nor- dic Semiconductor abbina un SoC (System-on-Chip) nRF91 di Nordic Semiconductor con circuiti di sup- porto per fornire una soluzione di connettività LPWAN completa ospitata in un package LGA (Land Grid Ar- ray) di dimensioni pari a 10 x 16 x 1,0 4 mm. Insieme a un microcontroller basato s u Arm C ortex-M33 de- dicato all›elaborazione delle applicazioni, le diverse versioni del SoC n RF91 integrano un modem LTE-M ( NRF9160-SIAA ), un modem NB-Io T ( NRF9160-SIBA ) e sia LTE-M e NB-IoT che un GPS ( NRF9160-SICA ). Inoltre, il SiP nRF9160 è precertificato per soddisfare i requisiti cellulari globali, regionali e degli operatori, consentendo agli sviluppatori di implementare rapida- mente soluzioni di connettività cellulare senza i ritardi tipicamente associati ai test di conformità. Tutte le versioni SiP combinano il processore e il mo- dem applicativo basato su microcontroller con un’am- pia serie di periferiche, compreso un convertitore ana- logico/digitale (ADC) a 12 bit, spesso necessario nei progetti di sensori. Oltre al SoC, il dispositivo SiP pre- vede un front-end RF, un circuito integrato di gestione della potenza (PMIC) e componenti aggiuntivi che per- mettono di creare una soluzione “pronta all’uso” per la connettività LPWAN (Fig. 2). In qualità di processore host, il microcontrollore del SoC integra una serie di funzionalità di protezione pro- gettate per soddisfare la crescente domanda di sicu- rezza nei dispositivi connessi, compresi i dispositivi IoT e i sistemi di tracciabilità delle risorse. Basato sull’ar- chitettura Arm TrustZone, il microcontrollore incorpora un blocco di protezione Arm Cryptocell, che abbina un acceleratore crittografico a chiave pubblica con mec- canismi progettati per proteggere i dati sensibili. Inoltre, un’unità di gestione sicura delle chiavi (KMU) garanti- sce l’archiviazione sicura di diversi tipi di dati sensibili, tra cui coppie di chiavi, chiavi simmetriche, hash e dati privati. Un’unità di protezione del sistema (SPU) sepa- rata fornisce anche l’accesso protetto alle memorie, alle periferiche, ai pin dei dispositivi e ad altre risorse. Durante il funzionamento, il microcontrollore del SoC opera in qualità di host, eseguendo il software ap- plicativo e avviando e arrestando il modem. Oltre a rispondere ai comandi di avvio e di arresto da par- te dell’host, il modem gestisce le proprie operazioni sfruttando la dotazione di blocchi integrati che inclu- dono un processore dedicato, un transceiver RF e un modem in banda base. Eseguendo il firmware integra- to, il modem supporta completamente la release 13 di 3GPP LTE Cat-M1 e Cat-NB1. La release 14 di Cat-NB2 è supportata in hardware ma richiede un firmware ag- giuntivo per funzionare. Fig. 2 – Il SiP nRF9160 di Nordic Semiconductor combina un SoC con un processore applicativo e un modem LTE e altri componenti necessari per implementare un progetto compatto basato su celle a bassa potenza per la tracciabilità delle risorse o altre applicazioni IoT (Fonte: Nordic Semiconductor)