nordic semiconductor asa, nrf51/softdevice to offer innovative module platform solution

Nordic 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

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Nordic Semiconductor ASA (Japan) 2013. 5. 31 ~ Wireless Japan 2013



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

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“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

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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)

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“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

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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

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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

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“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 Wireless Japan 2013 Conference



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




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




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

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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

DTM

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 : 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 : 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

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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




New Module Business Model with nRF51 “Blank” Module

& Profit for Module Vendor

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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]D

evice

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




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 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

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“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




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　　　　　　　




Nordic nRF51 “System-‐on-‐Module”

Partners & Products




Partners & Products…

n nRF51822 Modules (Nordic 5/29付プレス発表より）


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