ST הושק לאחרונה ST4SIM, ה-eSIM הראשון שלנו עם אישור GSMA עבור IoT תעשייתי וצרכני וכן עבור רכב. החלטנו לשחרר את המכשיר כדי להציע דרך גמישה יותר למהנדסים להשתמש ברשתות סלולריות. מהפכת ה-eSIM ממשיכה לטפח את הצמיחה של יישומים סלולריים על ידי שחרור מפתחים. ואכן, במקום להיות קשור למפעיל אחד, eSIM יכול לעבור בקלות לספק רשת אחר. השקת משפחת ST4SIM החדשה מגיעה עם מספר דגמים. לחלקם יש תצורה בסיסית (ST4SIM-100x), בעוד שלאחרים יש אישור GSMA (ST4SIM-200x), יש להם יכולות הצפנה (ST4SIM-x10), או אפילו הסמכת רכב (ST4SIM-xxxA). גרסת 5G אפילו בדרך. תן לנו, לפיכך, לחקור את ה-eSIM האחרון של ST, הראשון שלו מודול, הלוח הראשון שלה, וראה כיצד הם פותרים אתגרים כדי להפוך רשתות סלולריות לנגישות יותר למהנדסי IoT.
אתגרי ST4SIM ועיצוב
המכשיר או פתרונות היעילות
ST4SIM תואם GSMA M2M כמו גם מפרטי SIMalliance, והוא תומך בין היתר ב- 4G (LTE), CAT-M ו- NB-IoT.. כתוצאה מכך, מהנדסים יודעים שה- ST4SIM החדש תואם כמעט לכל הרשתות והמפעילות ברחבי העולם. בנוסף, ה- eSIM החדש זמין ב WLCSP ו- MFF2, בין יתר החבילות. טביעת הרגל הזעירה וחסכוניות בנפח גבוה של החבילה בקנה מידה שבב רקיק הופכים אותה למועדפת על יישומים תעשייתיים. מצד שני, ה- MFF2 הוא חבילה מאוד סטנדרטית שתמשוך מהנדסים שכבר עובדים על יישומים סלולריים.
אחת הסיבות שדחפו את ST להיכנס לזירת eSIM הייתה לעזור למהנדסים ליצור יישומים יעילים יותר. צוותי עיצוב לפעמים מתקשים לייעל את הביצועים ואת צריכת החשמל של החיבור הסלולרי שלהם. יתר על כן, מכיוון שמוצרי IoT נשענים לרוב על סוללות קטנות, לאופטימיזציות לקויות יש השפעה של כדור שלג, במיוחד כאשר מוצרים מסוימים חייבים להחזיק עשר שנים בשטח על סוללה אחת. אחת הדרכים ש- ST4SIM פותר בעיה זו היא על ידי הצעת פרוטוקול ISO / IEC 7816 בין ה- eSIM למודם.. כתוצאה מכך, כאשר האחרון הולך לישון (מצב חיסכון בחשמל (PSM) או קליטה לא רציפה מורחבת במצב סרק (i-eDRX), הוא יכול לכבות את ה- eSIM ליעילות אנרגטית גבוהה יותר. באופן דומה, ל- ST4SIM יש גם ממשק SPI המאפשר למיקרו-בקר לתקשר בצורה יעילה יותר עם האלמנט המאובטח שלו.
המודול או פתרונות האינטגרציה
כדי להפוך את ה- eSIM החדש לנגיש עוד יותר, מוראטה משיקה את מודול LBAD0ZZ1SE הכולל ST4SIM-200M, STM32L462 ומודם סלולרי LTE Cat M1 / NB-IoT. הרכיב פותר אתגרי תכנון רבים ומציע מיקרו-בקר חזק מספיק כדי להתמודד עם מרבית יישומי ה- IoT. כתוצאה מכך, ניתן ליצור פתרון שאינו דורש MCU נוסף. המודול אפילו כולל 1 מגהבייט נוסף של פלאש על גבי 32 קילו פלאש של STM4L512 ו- 160 קילו זיכרון RAM, שיספיקו לעבד נתונים מחיישנים ולשלוח אותם לענן, בעוד שצריכת החשמל של MCU עומדת על 2 µA בלבד. במצב STOP יבטיח חיי סוללה ארוכים.
המודול קיבל הסמכת GCF / PTCRB, המסמל כי הוא משלב את כל הרכיבים הדרושים, כולל מחבר האנטנה ורגולטורי הכוח (LDO). לפיכך, צוותים צריכים רק לחבר את האנטנה למחבר µFl ולסוללה המסוגלת לספק 3.3 V. התצורה היא, לפשטות, עוקפת הרבה מהמורכבויות הגלומות הקשורות ל- eSIM. מפתחים יכולים פשוט להשתמש בממשקי האוטובוסים של STM32 (SPI, UART או I2C) כדי לנצל את המודול במהירות.
ST4SIM ואתגרי יישום
B-L462E-CELL1 או פתרונות החומרה
B-L462E-CELL1, המגיע כחלופה ל- P-L496G-CELL02 שהושק בשנת 2018, משמש כדרך המהירה ביותר להתנסות במודול של מוראטה וכעיצוב הפניה ליצירת מוצר חדש במהירות.. ואכן, מהנדסים יכולים ללמוד את הסכימות של ST בזמן שהם עובדים על ה- PCB שלהם ולהשתמש בלוח כדי להתחיל ביישום שלהם. למשל, הוא משתמש רק ב- STM32L4 במודול כדי לעזור למעצבים לגדול את צרכיהם לעומת אחד ה- MCU הפופולרי ביותר למקרה כזה. יש גם חריץ לצוותים להשתמש בכרטיס ה- SIM הפלסטי של המפעיל שלהם. ה- B-L462E-CELL1 יאתר וישתמש בו אוטומטית לנוחות רבה יותר. באופן דומה, כללנו א צג OLED בגודל 0.96 אינץ ' כדי לאפשר ליישומים להציג מידע מסוים, כגון שם המפעיל, עוצמת האות (RSSI) או השעה והתאריך שהתקבלו מהאינטרנט.
נוכחותו של א CODEC אודיו בעל הספק נמוך ב- B-L462E-CELL1 עשוי להפתיע כמה. ST החליטה להוסיף אותו, יחד עם א 3.5 מ"מ תקע לאוזניות, מכיוון שהמודול כן מספק תכונות VoIP. עם זאת, על מפתחים ליצור קשר עם מוראטה כדי לבטל את נעילתם. ערכת הגילוי כוללת גם יציאת STMod + לחבר לוחות הרחבה אחרים ביתר קלות ולהקל על אבות טיפוס. כללנו גם מספר עצום של חיישנים כדי לאפשר לצוותים לפתח יישום שיכול לפקח מרחוק על תנאי הסביבה. לבסוף, משתמשים יכולים להפעיל את הלוח באמצעותו יציאת USB או שלוש סוללות AAA. כתוצאה מכך, אפשר להשתמש בלוח בשטח ביתר קלות. יתר על כן, המערכת יכולה לזהות אוטומטית מאיפה הכוח מגיע מבלי לזוז מגשרים.
Truphone או פתרון התכנית הסלולרית
ברגע שמהנדסים ישימו את ידם ל- B-L462E-CELL1, הם יוכלו ליהנות מיידית מחיבורם הסלולרי הודות ל- Truphone השותף המורשה של ST. מפעילת הרשת הווירטואלית הסלולרית מציעה 50 מגהבייט של נתונים וכמה יכולות הודעות טקסט בחינם למשך 90 יום. הקופסה המכילה את B-L462E-CELL1 תכלול הוראות כיצד להירשם ולהפעיל את תוכנית הנתונים באמצעות פורטל האינטרנט של Truphone. הוספנו את הסרטון למטה כדי להראות כיצד להשיג את ה-ICCID של ה-eSIM ממסוף טורי לפני תהליך ההפעלה. מודם LTE Cat M/NB-IoT של המודול אומר גם שניתן יהיה להשתמש במיטב טֶכנוֹלוֹגִיָה זמין.
הקוראים יכולים לבדוק את דף הכיסוי של Truphone כדי לראות אילו פרוטוקולים סלולריים זמינים בארצם. בנוסף, ST עובדת גם עם ספקים נוספים. פלטפורמות הקישוריות של Truphone מאפשרות למשתמשים להוריד ולהפעיל פרופילים ממפעילי סלולר כהגדרתם של GSMA. כתוצאה מכך, על המהנדסים לצפות לתמיכה חזקה ברחבי העולם ובמקרים רבים להכרה אוטומטית במפעיליהם. יתר על כן, לקוחות המעוניינים לאמת שירותי אספקת SIM מרחוק יכולים לפנות לצוותי התמיכה של Truphone או ST לקבלת מידע נוסף.
X-CUBE-CELLULAR או פתרונות התוכנה
היבט קריטי נוסף במערכת האקולוגית לפיתוח של ST הוא ה- X-CUBE-CELLULAR חבילת הרחבת תוכנה. אחת החוזקות שלה נובעת מ- שלה שכבת הפשטה המאפשר למהנדסים לעבור למודמים שונים על ידי קומפילציה מחודשת עם מנהל המודם היעד המסופק על ידי ST. X-CUBE-CELLULAR תומך גם בשכבת הפשטה של תקשורת עם ST4SIM. מפתחים צריכים רק להשתמש בממשק ISO דרך המודם או באמצעות תקשורת ישירה דרך SPI. כמקובל, ה- X-CUBE-CELLULAR מציע דוגמאות ליישומים. לדוגמה, מפתחים יכולים להשתמש בתוכנת ST כדי לשלוח פקודת פינג או הודעות הד מסוג TCP ו- UDP להעריך את איכות התקשורת מקצה לקצה דרך האינטרנט על ידי בדיקת האיחור. יתר על כן, א וויקי ב- X-CUBE-CELLULAR ילווה את המפתחים דרך הדרכים, טיפים והשאלות הנפוצות ביותר. ואכן החבילה מציעה תכונות נרחבות שמטרתן להקל מאוד על פיתוח אפליקציות.
תוכנת הביניים של X-CUBE-CELLULAR מנהלת את תצורת הקישוריות הסלולרית ושומרת על זמינות השירות. לדוגמה, הוא בוחר את ה- SIM המתאים על פי מדיניות שהוגדרה על ידי משתמש הקצה ומגדיר את ה- APN בהתאם. לאחר מכן X-CUBE-CELLULAR תנחה את המודם להתחבר לרשת הסלולרית ותפקח על כל אירועי מצב הרשת. זה אפילו יידע את היישום של מוכנות השירות הסלולרי לקישור נתונים כדי להימנע מסקר מצב הרשת. לקוחות יכולים גם להשתמש בתוכנת הביניים כדי למנף את האלמנט המאובטח ST4SIM לאחסון מידע רגיש. הטיפול בתעודות ובמפתחות להגדרה מאובטחת ולתקשורת מוצפנת באינטרנט (TLS או DTLS) הפך פשוט יותר פשוט. חבילת התוכנה תומכת גם במיתוג SIM מרחוק באמצעות פלטפורמת eSIM Remote SIM Provisioning מבית Truphone. חבילת X-CUBE-CELLULAR פשוט עוקבת אחר אירועי החלפת ה- SIM כדי להגדיר מחדש את המערכת ולחבר אותה לרשת.
דרך חדשה לעבוד על יישומים סלולריים
צוותים רבים מדי לעתים קרובות ממעיטים במורכבות שמאחורי פיתוח פתרונות סלולריים. באופן מסורתי, מהנדסים צריכים ללמוד את פקודות ה- AT עבור כל ספק מודם ולכתוב יישומים סביבם. מפתחים חייבים גם לאמץ פרדיגמות תכנות הגנתיות קפדניות על מנת להבטיח את עמידות המערכת שלהם ללא קשר לנושאים שעלולים להתעורר. לדוגמא, במקרה של אובדן רשת, ייתכן שהקוד יצטרך לסקור את מצב הרשת כדי ליצור מחדש את החיבור. תוכנת הביניים X-CUBE-CELLULAR עושה את כל זה בשם היישום ומספקת למפתחים להתמודד עם קישוריות סלולרית כפי שהיו עושים עם פרוטוקול IP פשוט..
החבילה אפילו תומכת בממשק סטנדרטי המבוסס על שקע BSD הפופולרי כדי להפוך את הדברים לאינטואיטיביים עוד יותר. זה גם מקל על שילוב פתרונות צד שלישי. כתוצאה מכך, ST עובדת עם חברי תוכנית השותפים ששילבו מראש את תוכנת הענן שלהם, כגון LwM2M, על גבי X-CUBE-CELLULAR.