会社ブログについて Sony ALT1350 5G/IoT 向け高度に統合された LTE-M/NB-IoT SoC

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.はソニーの製品を供給しています。ALT1350、5GマスIoT市場向けに設計された高度に統合されたLTE-M/NB-IoT SoCです。

大規模な 5G IoT 導入の波の中で、低電力ワイドエリア ネットワーク (LPWAN) テクノロジーは、膨大な数のデバイスを接続するための基礎となっています。 LTE-M と NB-IoT は、低遅延、広いカバレッジ、低消費電力のおかげで、スマート シティ、産業用センシング、スマート ウェアラブル、リモート監視などのシナリオにおける主流の通信ソリューションとして浮上しています。ソニーのALT1350は、シングルチップ アーキテクチャ内にマルチモードのセルラー通信、衛星通信、ローカル近距離無線通信、エッジ インテリジェンス、安全な暗号化、センサー データ取得を統合することで、機能の制限、冗長な周辺機器、高消費電力など、従来の IoT チップの問題点を克服する、画期的な高度に統合された 5G IoT SoC チップです。これは、5G リリース 15/16/17 標準に準拠した統合コア ソリューションであり、あらゆるシナリオの IoT アプリケーション向けに設計されており、IoT エンド デバイスのハードウェア コスト、サイズ、消費電力のしきい値を大幅に削減します。

I. コア製品の位置付け: 統合型 5G LPWA フラッグシップ SoC

ソニーALT1350は、LTE-M/NB-IoTセルラー通信、サブGHzアンライセンスバンドLPWA通信、NTN非地上衛星通信、エッジAIコンピューティングパワーおよび多次元測位機能を統合する世界初のシングルチップIoTソリューションであり、5G大規模マシンタイプコミュニケーション（mMTC）シナリオの要件を正確にターゲットにしています。従来のディスクリート チップ ソリューションとは異なり、この SoC は冗長な周辺機器やスタンドアロン モジュール設計を排除し、通信、コンピューティング能力、センシング、セキュリティ、測位という 5 つのコア機能のネイティブ統合を実現します。追加のマイクロコントローラー、通信モジュール、セキュリティ暗号化コンポーネントを必要とせずに、IoT エンドデバイスの完全な動作を独立してサポートできます。

このチップは 3GPP リリース 15 標準と互換性があり、ソフトウェア アップグレードを通じてリリース 16 やリリース 17 などの高度な 5G IoT プロトコルに適合させることができます。延長されたライフサイクルにわたって適応する能力により、現在の主流の 4G/5G IoT ネットワーキング要件を満たすだけでなく、将来の軽量 5G IoT テクノロジーの反復にも適応することができ、実用性と先進的な設計のバランスをとった産業グレードの IoT コア チップとなります。

II.高度に統合されたアーキテクチャ: 最小限のハードウェア、包括的なコンピューティング能力

のALT1350は、デュアルコア MCU、大容量ストレージ、インテリジェント センシング ハブ、さまざまな通信 RF インターフェイスを組み合わせた独自の高度に統合されたヘテロジニアス アーキテクチャを採用し、シングル チップでフル機能のカバレッジを実現し、端末のハードウェア設計を大幅に簡素化します。そのコア ハードウェア アーキテクチャは業界をリードしており、Arm Cortex-M4 メイン処理コアと 1MB の NVRAM および 752KB の高速 RAM を備えています。これにより、さまざまなIoTアプリケーション、データ処理アルゴリズム、通信プロトコルスタックの独立した実行が可能となり、外部メイン制御MCUが不要となり、端末における軽量エッジコンピューティングの要件を満たします。また、Arm Cortex-M0+ 超低電力センシング ハブも統合されており、24 時間センサー データ収集、ステータス監視、低電力ウェイクアップ制御専用の常駐センシング コアとして機能し、リアルタイム パフォーマンスと極めて高い電力効率のバランスを実現します。

インターフェイスとストレージ拡張の点で、このチップは 4 線式 SPI フラッシュ メモリと PSRAM 拡張インターフェイスをネイティブに備えており、主流のストレージ周辺機器への柔軟な適応をサポートします。また、iSIM 組み込み SIM カード テクノロジーを統合しているため、外部 SIM カード スロットとカードが不要となり、デバイスの設置面積がさらに削減され、耐衝撃性と耐湿性が向上し、産業環境や屋外環境などの過酷な環境に適しています。さらに、このチップには専用のハードウェアセキュリティ要素、マルチモード測位エンジン、AI処理ユニットが組み込まれており、「1チップ = コントローラー + 通信 + センシング + セキュリティ + 測位 + インテリジェントコンピューティング」という統合コンセプトを真に実現しています。これにより、従来の IoT デバイスに伴う複雑なハードウェアのスタック、高い故障率、高コストの問題が完全に解決されます。

Ⅲ．総合的な通信能力：地上＋衛星によるグローバルネットワーク

コアの強さは、ALT1350セルラーワイドエリアネットワーク、ローカル低電力ローカルエリアネットワーク、衛星通信という 3 つの主要なネットワークシステムをカバーする、複数の通信プロトコルを統合できる機能にあります。これにより、すべての地域にわたってシームレスでギャップのない接続が可能になり、さまざまなシナリオの通信要件に対応できます。セルラー通信に関しては、LTE-M (Cat-M1) と NB-IoT によるデュアルモード動作を完全にサポートします。 LTE-M では、ダウンリンク速度は最大 588 Kbps に達することができますが、アップリンク速度は安定した低から中程度のデータ伝送向けに最適化されており、低遅延と広いカバレッジのバランスが取れています。 NB-IoT モードは、超低速、超長距離、超低電力伝送に重点を置いており、検針、監視、アラートなどの高頻度でデータ量の少ないシナリオに最適です。

このチップは、基本的なセルラー通信に加えて、カスタマイズ可能な Sub-GHz LPWA/FAN トランシーバーを革新的に統合し、免許免除周波数帯域でのローカル ネットワーキングをサポートします。これにより、近距離での低電力のデバイス間調整と地域 LAN データ集約が可能になり、ローカルのセルラー ネットワーク カバレッジの欠点に対処できます。また、NTN非地上衛星通信機能を搭載しており、地上基地局が利用できない地域では衛星回線への自動切り替えをサポートします。これにより、遠隔の山岳地帯、海洋、露天掘り鉱山エリア、高所の設備など、携帯電話の通信範囲のないシナリオにおける接続の課題が完全に解決され、陸、海、空にわたる包括的な IoT ネットワーキングが可能になります。さまざまな通信リンクは互いに干渉することなく独立して動作し、ネットワーク状況に基づいてインテリジェントに切り替えることができるため、端末通信の安定性と継続性が確保されます。

IV.超低電力設計: バッテリー寿命を延長した端末用に最適化

バッテリー駆動の IoT 端末と待機時間の延長という主要な要件に対処するため、ALT1350ソニー独自の超低電力管理アーキテクチャが組み込まれています。 PSM (省電力モード) や eDRX (拡張ディープレスト) など、IoT 固有のさまざまな低電力メカニズムをサポートし、業界をリードする電力効率を実現します。セルラースタンバイモードでの消費電力はわずか3μAですが、通常のスリープモードでの消費電力は無視できます。アクティブ モードの消費電力はオンデマンドで動的に調整されるため、バッテリ駆動または太陽光発電のパッシブ/低電力 IoT 端末に最適です。

デュアル MCU アーキテクチャにより、正確な電源管理が可能になります。高性能 Cortex-M4 コアは、データ処理、ネットワーク送信、インテリジェント コンピューティング中にのみアクティブになり、タスクが完了するとすぐにスリープに戻ります。 Cortex-M0+ センサー ハブは低電力の常時オン状態で動作し、基本的なデータ収集とデバイス ステータスの監視のみを処理するため、コア プロセッサの頻繁なウェイクアップによって引き起こされる電力の消耗を回避します。このチップを搭載した IoT 端末は、ハードウェアとソフトウェアの電力最適化の調整により、再充電せずに数年、さらには 10 年以上のバッテリ寿命を達成することができ、デバイスのメンテナンス コストを大幅に削減し、大規模な無人 IoT シナリオに適したものになります。

V. インテリジェントなセキュリティと正確な測位: ハイエンド IoT アプリケーションを強化

のALT1350軽量 AI エンジンを組み込むことで、従来の低電力 IoT チップの限界、つまりインテリジェンスの欠如と脆弱なセキュリティを克服します。エッジでの低電力 AI/ML 推論をサポートし、データのノイズ除去、異常検出、状態予測、インテリジェントな分類などの操作をデバイス上でローカルに実行できるようにします。これにより、生データをクラウドにアップロードする必要がなくなり、ネットワーク送信の負荷が軽減され、データ処理のリアルタイム パフォーマンスが向上します。スマートセンシング、障害予測、動作監視などのインテリジェントなシナリオに最適です。

セキュリティの面では、多層ハードウェアおよびソフトウェア セキュリティ アーキテクチャを採用し、専用のハードウェア セキュリティ要素とソフトウェア暗号化システムを統合します。暗号化されたデータ保存、暗号化された送信、デバイス認証、改ざん防止保護をサポートし、データ盗難、デバイス偽造、コマンド改ざんなどのサイバー攻撃を効果的に防ぎます。これは、産業用 IoT、公共福祉の監視、スマート ファイナンスなどのシナリオで必要とされるデータ セキュリティとデバイスの信頼性に関する厳しい基準を満たしています。

測位機能の面では、このチップは GNSS 衛星測位、屋内/屋外融合測位、Wi-Fi 支援測位などの多次元テクノロジーを統合しています。高精度の位置データ収集をサポートしており、物流追跡、資産の位置特定、屋外機器の監視、ウェアラブル人員追跡などのシナリオに適しています。さらに、測位モジュールは通信および電力管理システムと緊密に連携して動作し、継続的な低電力測位を実現し、従来の測位モジュールに伴う高消費電力と大型サイズの問題点に対処します。

VI.主要なアプリケーション シナリオ: 5G IoT 端末のすべてのカテゴリを包括的にカバー

高統合、低消費電力、グローバル接続、高セキュリティ、インテリジェンスなどの総合的な利点を活用して、Sony ALT1350さまざまな 5G IoT 端末デバイスに幅広く適応し、包括的なシナリオをカバーします。インダストリアルIoT分野では、産業機器の状態監視、生産ラインのセンサーデータ収集、屋外産業用制御端末、鉱山や油田の遠隔監視装置などに利用でき、過酷な産業環境や長期安定稼働の要求に応えます。スマートシティ分野では、スマート水道、電気、ガスメーター、インテリジェントな街路照明制御、環境の温度/湿度と空気質の監視、スマート廃棄物分別端末などの大規模な低電力デバイスをサポートしています。

屋外および特殊な IoT 分野では、その衛星通信機能により、海洋監視、野外地質探査、森林火災監視、遠隔地での気象データ収集など、携帯電話の通信範囲のないシナリオでのアプリケーションが可能になります。消費者向け IoT 分野では、低電力スマート ウェアラブル デバイス、屋外測位端末、スマート ホーム センサー ノードをサポートします。また、スマート物流資産追跡、スマート農業土壌モニタリング、家畜トレーサビリティ、水文学モニタリングなどの垂直産業アプリケーションもサポートし、あらゆるシナリオにわたる 5G IoT に適した多用途コアチップとなっています。

VII.業界の価値: 5G IoT 端末業界の展望を再構築する

従来の 5G IoT 端末は一般に、複雑なソリューション、高消費電力、大型の設計、高コストの継続、適応性の不足などの問題を抱えており、これらが大量の IoT 端末の大規模導入を妨げてきました。単一チップ上に高度に統合されたイノベーションを通じて、SonyALT13505G IoT 端末のハードウェア設計プロセスを大幅に簡素化し、周辺コンポーネントの数を 80% 近く削減することで、研究開発、生産、メンテナンスのコストを効果的に削減し、同時に市場投入までの時間を短縮します。

さらに、このチップは、低消費電力、グローバル接続、エッジインテリジェンス、高セキュリティ、高精度測位などの包括的な機能を組み合わせており、単一の機能では優れているものの全体的なパフォーマンスが不足している従来のチップの欠点を克服しています。軽量、インテリジェント、耐久性、信頼性の高い 5G IoT 端末の中核的なサポートを提供します。また、反復的な 5G プロトコル適応機能により、将来の技術アップグレードやネットワークの反復との互換性が保証され、端末デバイスのライフサイクルと再利用価値が大幅に延長され、大規模な導入から洗練されたインテリジェントで包括的なカバレッジへの 5G IoT の進化が促進されます。

まとめ

新世代の高度に統合された 5G LTE-M/NB-IoT SoC として、SonyALT1350シングルチップのフル機能統合、包括的なマルチモード通信、超低消費電力、エッジ インテリジェンス、堅牢なセキュリティという 5 つの中核的な強みを通じて、5G 低消費電力 IoT チップの業界標準を再定義します。 5G mMTC の大規模な接続シナリオに完全に適しており、汎用性と専門性、実用性と先進的な設計のバランスが取れています。産業、公共サービス、農業、物流、スマートシティなど、複数のセクターにわたる IoT 端末の要件を包括的に満たすことができ、5G IoT の大規模実装と軽量アップグレードを推進するためのベンチマーク ソリューションとして機能します。