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nRF51-‐Based
“System-‐on-‐Module”
…..to
drive
“Innova?on”
in
RF
World
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Mitsuo
Yamazaki,
Japan
Regional
Sales
Manager
Nordic
Semiconductor
ASA
2. 2
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
マーケットの近況
n WWのコンシューマー市場では、スマートフォン・タブレットと、それに関連した市場が
ヒートアップ
n Bluetooth
low
energyが本格展開
n スマートフォン・タブレット本体
è
WWでBT
Smartマーケットが大きく飛躍
n スマートフォン・タブレットを利用したアプリやサービス
n iOS
(iPhone4S以降)でのBT4.0のサポートに加え、Googleも次期Androidでサポート
n スマートフォン・タブレットの周辺のワイヤレス機器市場が本格化
3. 3
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
“Appcessories” マーケット
n ヒートアップするスマホ・タブレット周辺マーケット
→ http://www.nickhunn.com/2ubiquity
4. 4
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
スマホ・タブレットを取り巻く
ポテンシャル・マーケット ~
“Appcessories”
スマートフォン・タブレットとのもっとも手軽なコネクティビティ
⇒ Bluetooth Smart (Bluetooth low energy)
5. 5
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
“Appcessories”の特徴
専用アプリ
専用アプリ
専用アプリ
専用アプリ
専用アプリ
BT SIGの規格プロファイルに頼らず、独自プロファイルを
アプリに組み込んで、様々な“Appcessories”に対応可能
6. 6
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Bluetooth
low
energyの
ポテンシャル・マーケット ~
“Appcessories”
BT Smart
>
1
billion
to
ship
in
2015
Ø 300M
to
ship
in
2015
(Source
Gartner
2011)
スマートフォン
タブレット
7. 7
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
世界でのコンシューマー・マーケットの近況
n コンシューマーを取り巻く環境の変化
n “ものづくり”を取り巻く環境の変化
アプリ・ダウンロードで個人の趣向にあった利用
ができるスマホが浸透し、多様化された個人の
趣向に併せたユースケースやエクスペリエンス
を実感
誰でもメーカーになれる・・・
Makers
Movement
個性の具現化
ものづくりの
ハードル低下
フリーのEDAソフトや3Dプリンター、低価格な
PCBファブ、部材手配〜生産〜発送のサービス、
クラウド・ファンディング
Ø “少品種・大量生産”から、“多品種・少量”へ
Ø “KickStarter” では、多くの小規模企業や個人企業が躍進
Ø 1人家電メーカー
Ø ジェネリック家電
日本でも・・・
Ø 各地に“ものづくり・カフェ”が出現
Ø “Makers・フェア”なども開催
日本でも、従来のメーカーだけでなく、
新たな“Makers”が出現しつつある
è ”App-cessory”マーケットの担い手
8. 8
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
“Appcessories”と“Makers”のチャレンジ
n ヒートアップするスマホ・タブレット周辺マーケット
Makers
Movement
n 世界に広がる “Makers
Movement”
Appcessories
“誰でもメーカー(Maker)になれる”・・・
Ø 無線機器の“Maker”になる為には・・・・
“Makers
Movement”が簡単には波及しない(できない)セグメントがある!
“Makers”のチャレンジ・・・
各種の“認証”が不可避
Ø 市場各国の無線認証(FCC、TELECなど)
Ø Bluetooth
SmartにはBT認証が必要
無線(RF)機器
対応策は・・・
(従来の発想)
1) 認証付モジュールをアドオン
2) より安価なチップでの実装
アドオン・モジュールのコストが高い
RF設計に加え、認証取得は新興
の“Makers”には大きな負担
BLE(RF)マーケットでの“Makers”の出現には、大きなハードルがある
(特に躍進が期待される“Appcessories”市場参入のプレーヤーにはハードルが高い)
9. 9
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
nRF51
“System-‐on-‐Module”
with
RF
&
BT
Approvals
nRF51
Series
will
change
the
world….
BLE(RF)/
Appcessories
マーケットに
“Makers
Movement”の環境を提供
10. 10
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Compe??veな
Appcessories向けソリューション・モデル
~
“System-‐on-‐nRF51-‐Module”
モジュール アドオン
チップ アドオン
“認証付システム・オン・モジュール”
RF認証・BT認証付のモジュールに、
自由に独自のアプリケーションを、
“後載せ搭載”
RF(BLE)モジュールでシステム
のすべての機能を実現
11. 11
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
BT
Smart
(RF)
マーケットに
“Makers
Movement”を可能にする
nRF51-‐シリーズの特徴
〜
So]Device
アーキテクチャー
12. 12
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
12
Nordic
“So]Device”アーキテクチャーの特徴
¡ nRF51 は連続した物理的フラッシュ・
メモリー・スペースを持つ
¡ メモリー・エリアは2つのリージョンに
分離可能
¡ Region 0: SoftDevice (利用時)
¡ Region 1: アプリケーション層/ 2nd
スタック(Option)
¡ それぞれ、個別にコード生成し、
個別にプログラミング
¡ アプリケーション層/ 2nd スタック
は“SoftDevice”のフラッシュ領域へ
の直接アクセスは不可能
¡ “SoftDevice”のフラッシュ領域への
直接アクセスした場合、ハード・フォル
トの割り込みでMCUに通知
BLE
又は
ANT
スタック
インターラプト・ベクター・テーブル
フラッシュ・メモリー
アプリケーション
So]Device マネージャー
SoC
ライブラリー
API
独自プロトコル・スタック(2nd
ス
タック)
デバイス・プロファイル
S110
So8device
nRF518xx
SoC
SVC
APIs
Link
Layer
L2CAP
ATT
GATT
SMP
GAP
nRF518
SDK
Services
and
Profiles
DT
M
S110
So8ware
Stack
(例):
“S110” So]Device
(BLE
スレーブ・ソフトウェア・スタック)
ユーザーアプリケーション
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Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Top
8
問題点:アプリケーション・コードとスタック・コー
ドが相互に依存
§ アプリケーション・コードを再リンクすると、プロトコル・スタ
ックに影響を与えてしまう。
§ 開発に長時間を要し、より慎重なテストが必要
アプリケーション
セグメント
スタック・セグメント
メモリー・マップ
アプリケーションの再リンク
リンカブル・ライブラリー
一般的な
BLEソリューションでの問題点
BLE・スタックの内部の
知識なくして開発は困難
(BLE互換性破壊の危険
~ 開発に大きな負担)
メモリー・マップ
メモリー・マップ
デバッグ
デバッグ
アプリケーションの再リンク
デバッグや仕様変更などで
アプリケーションの再リンク
の度にスタックのタイミングも
変化する
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Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Top
8
nRF51
ソリューション:
SoFDeviceアーキテクチャ
§ アプリケーション・プログラムがプロトコル・スタックから
アイソレートされている
§ アプリケーション開発の際、プロトコル・スタックと再リン
クする必要がない
アプリケーション
セグメント
スタック・セグメント
メモリー・マップ
Nordic
So]Device
アーキテクチャー
Nordic
nRF51シリーズ
の特徴 ~ “So]Device”
BLE・スタックの内部の
知識なくしても安全、かつ、
スピーディにアプリ開発可
メモリー・マップ
メモリー・マップ
デバッグ
デバッグ
アプリとスタックはアイソレートさ
れており、アプリの修正・変更で
スタックが影響を受けない
アプリ再生成
アプリ再生成
15. 15
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
15
Nordic
“So]Device”アーキテクチャーの特徴
BLE
又は
ANT
スタック
インターラプト・ベクター・テーブル
フラッシュ・メモリー
アプリケーション
So]Device マネージャー
SoC
ライブラリー
API
独自プロトコル・スタック(2nd
ス
タック)
デバイス・プロファイル
アプリケーション・エリアは、それだけで後から
コード生成し、単特でプログラニングが可能
この2つのレイヤーのコードをリンク不要
→ BLEの認証に影響なくアプリ開発可能
認証を全く損なうことなく、
自由にアプリを後実装可能
RF・BT認証に関わるスタック・エリアだけ単独
でプログラミングしモジュールとしての認証取
得が可能
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Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
New
Module
Business
Model
with
nRF51
“Blank”
Module
&
Profit
for
Module
Vendor
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Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
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モジュールのビジネスモデル
n 一般的なモジュールのビジネスモデル
n Nordicの提案するモジュールのビジネスモデル
プロトコル・スタック
(BLE
LC
&
Host)
RF物理レイヤー
シリアル
I/F
API
無線モジュール(BLE)
BLE
プロファイル
ユーザーアプリケーション
プロトコル・スタック
(BLE
LC
&
Host)
RF物理レイヤー
API
nRF51
無線”Blank”モジュール(BLE)
(Blank)
ユーザーが後から自由に
アプリケーションを書き込む
nRF51xxx
SoC
全体で認証
(RF/BT)
RF/BT
認証
モジュールは完成品のサブシステム
として出荷(その後は原則ファーム
ウェアの変更はしない)
So]Device
nRF51xxx SoCに“スタック(SoctDevice)”をプログラムし
た状態でRF認証・BT認証が可能で、その状態で“認証付
きモジュール”としてし出荷可能。
ユーザーがその後アプリ・レイヤーを別にプログラム可能
で、各認証も継承できる
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Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
一般的な“モジュール”
のビジネス・モデル
多くのHWのカスタマイズ・新規設計、SWのカスタマイズ
&サポートが、モジュールメーカーの大きな負担
小口~中堅の案件のカスタマーには、
コストが大きな負担
個別にカスタマイズし、
それぞれ認証所得する
ケースが大多数
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Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic
nRF51シリーズ
が提供可能にする新しいモジュールのビジネス・モデル
チップ
共通標準
BLEモジュール
nRF51
“Blank”モジュール
BT認証取得
RF認証取得
部材
Nordic
So8Device
RF認証済・BT認証済の
BLEモジュールとして、
アプリレイヤー無し
(So8deviceのみ)で、
通常モジュールより“
ローコスト”で販売
nRF51
SDK
&
SW
Support
API/Libraries
&
FW
Design
Support,
Smartphone
App
support
モジュー開発
Module
Supplier
Partners
API/Libraries
Supplier
Partners
20. 20
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
“Blank” モジュール with Nordic nRF51 & SoftDevice
n nRF51
“Blank”
モジュール:
Ø nRF51xxx SoCを搭載し、Nordic SoftDeviceによって構
成されるモジュール
Ø 基本的RF認証取得済、BLEモジュールはBT認証も取得
済
Ø アプリケーション・レイヤーはモジュール・ユーザーが自由
にカスタマイズ(出荷時は空、あるいは、テストプログラム
のみ実装)
Ø モジュール・メーカーは認証付モジュールとしてのハード
ウェアのみをサポート
Ø アプリケーションの開発は、モジュール・ユザーがNordic
のSDKを利用して開発(そのサポートはNordicより受け
る)
Ø モジュールの形状やピンカウントは各社各様
Ø 少量ロットより対応(数量は各モジュール・メーカーによる)
Ø 通常のモジュールより低コスト
【主要要件】
nRF51
シリーズ SoC
BT認証取得
RF認証取得
Nordic
So8Device
“Blank” モジュール
nRF51
“Blank”モジュール
21. 21
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
nRF51-‐base
“Blank”
Module
“認証付システム・オン・モジュール”
RF認証・BT認証付のモジュールに、
自由に独自のアプリケーションを、
“後載せ搭載”
RF(BLE)モジュールでシステム
のすべての機能を実現
*RF開発・RF認証・BT認証の負荷無く、誰でも
BT Smart 製品の開発が短期間で可能
誰でも BT
Smart
製品の“Maker”になれる
BT
Smartマーケットにも
Makers
Movement
を波及させられる
22. 22
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Nordic
nRF51
“System-‐on-‐Module”
Partners
&
Products
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Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”
Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Partners & Products…
n nRF51822
Modules
(Nordic
5/29付プレス発表より)
24. Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013
Thank
you
!
Wireless Japan 2013 Conference
Nordic : nRF51-Based ”System-on-Module”