STは最近発売されました ST4SIM、産業用および民生用 IoT および自動車用の初の GSMA 認定 eSIM。 私たちは、エンジニアが携帯電話ネットワークをより柔軟に使用できる方法を提供するために、このデバイスをリリースすることにしました。 eSIM 革命は、開発者を解放することでセルラー アプリケーションの成長を促進し続けています。 実際、eSIM は 4 つの通信事業者に束縛されるのではなく、別のネットワーク プロバイダーに簡単に切り替えることができます。 新しい ST4SIM ファミリの発売には、いくつかのモデルが含まれます。 基本構成 (ST100SIM-4x) を備えた製品もあれば、GSMA 認定 (ST200SIM-4x)、暗号化機能 (ST10SIM-x4)、さらには車載認定 (ST5SIM-xxxA) を備えた製品もあります。 XNUMXG バージョンも準備中です。 そこで、ST の最新の eSIM、その最初の eSIM について調べてみましょう。 モジュール、その最初のボードを見て、IoT エンジニアがセルラー ネットワークをより利用しやすくするために課題をどのように解決しているかを見てみましょう。
ST4SIMと設計上の課題
デバイスまたは効率ソリューション
ST4SIMは、GSMA M2MおよびSIMalliance仕様に準拠しており、4G（LTE）、CAT-M、NB-IoTなどをサポートしています。。 その結果、エンジニアは、新しいST4SIMが世界中のほぼすべてのネットワークおよびオペレーターと互換性があることを知っています。 さらに、新しいeSIMはで利用可能です WLCSPおよびMFF2、他のパッケージの中でも。 大量のウェーハレベルチップスケールパッケージの小さな設置面積と費用効果により、産業用アプリケーションで人気があります。 一方、MFF2は非常に標準的なパッケージであり、すでにセルラーアプリケーションに取り組んでいるエンジニアを引き付けます。
STをeSIMの分野に参入させた理由のひとつは、エンジニアがより効率的なアプリケーションを作成できるようにするためでした。 設計チームは、セルラー接続のパフォーマンスと消費電力を最適化するのに苦労することがあります。 さらに、IoT製品は小さなバッテリーに依存することが多いため、最適化が不十分だと雪だるま式になります。特に、一部の製品がXNUMXつのバッテリーでフィールドでXNUMX年間持続する必要がある場合はなおさらです。 ST4SIMがこの問題を解決する7816つの方法は、eSIMとモデムの間にISO / IECXNUMXプロトコルを提供することです。。 その結果、後者がスリープ状態になると（省電力モード（PSM）またはアイドルモードでの拡張不連続受信（i-eDRX））、eSIMをオフにしてエネルギー効率を高めることができます。 同様に、ST4SIMには、マイクロコントローラーが安全な要素とより効率的に通信できるようにするSPIインターフェースもあります。.
モジュールまたは統合ソリューション
新しいeSIMをさらに利用しやすくするために、村田製作所はST0SIM-1M、STM4L200、LTE Cat M32 / NB-IoTセルラーモデムを含むLBAD462ZZ1SEモジュールを発売します。。 このコンポーネントは、多くの設計上の課題を解決し、ほとんどのIoTアプリケーションに取り組むのに十分な強力なマイクロコントローラーを提供します。 その結果、追加のMCUを必要としないソリューションを作成することが可能です。 このモジュールには、STM1L32の4KBのフラッシュと512KBのRAMに加えて160MBのフラッシュが追加されています。これは、センサーからのデータを処理してクラウドに送信するのに十分ですが、MCUの消費電力はわずか2 µAです。 STOPモードでは、バッテリーの寿命が長くなります。
モジュールはGCF / PTCRB認定を取得しました。これは、アンテナコネクタや電源レギュレータ（LDO）など、必要なすべてのコンポーネントが統合されていることを意味します。 したがって、チームはアンテナをµFlコネクタと3.3 Vを供給できるバッテリーに接続するだけで済みます。したがって、構成は簡単で、eSIMに関連する多くの固有の複雑さを回避できます。 開発者は、STM32のバスインターフェイス（SPI、UART、またはI2C）を使用するだけで、モジュールを迅速に利用できます。
ST4SIMと実装の課題
B-L462E-CELL1またはハードウェアソリューション
462年に発売されたP-L1G-CELL496の代替品となるB-L02E-CELL2018は、村田製作所のモジュールを実験する最速の方法であり、新製品を迅速に作成するためのリファレンスデザインとして機能します。。 実際、エンジニアはPCBで作業し、ボードを使用してアプリケーションを開始するときに、STの回路図を調べることができます。 たとえば、それは STM32L4 モジュール内で、設計者がこの種のユースケースで最も人気のあるMCUの462つに対してニーズのサイズを決定できるようにします。 チームがオペレーターのプラスチックSIMカードを使用するためのスロットもあります。 B-L1E-CELLXNUMXは自動的に検出して使用するため、利便性が向上します。 同様に、 0.96インチOLEDディスプレイ アプリケーションが、オペレーターの名前、信号強度（RSSI）、インターネットから受信した日時などの特定の情報を表示できるようにするため。
の存在 低電力オーディオコーデック B-L462E-CELL1でいくつかを驚かせるかもしれません。 STはそれを追加することを決定しました 3.5 mmジャック ヘッドセットの場合、モジュールはいくつかを提供するため VoIP機能。 ただし、開発者は村田に連絡してロックを解除する必要があります。 ディスカバリーキットには、 STMod +ポート 他の拡張ボードをより簡単に接続し、プロトタイピングを容易にします。 また、チームが環境条件をリモートで監視できるアプリケーションを開発できるように、無数のセンサーを含めました。 最後に、ユーザーはボードを介してボードに電力を供給することができます USBポートまたはXNUMXつのAAAバッテリー。 その結果、フィールドでのボードの使用がより簡単になります。 さらに、システムはジャンパーを動かすことなく、電力がどこから来ているかを自動的に検出できます。
Truphoneまたはセルラープランソリューション
エンジニアがB-L462E-CELL1を手に入れると、ST認定パートナーTruphoneのおかげで、すぐにセルラー接続を楽しむことができます。 モバイル仮想ネットワーク事業者は、50MBのデータと一部のテキストメッセージ機能を90日間無料で提供しています。 B-L462E-CELL1 が入っている箱には、Truphone の Web ポータルを使用してデータ プランを登録およびアクティブ化する方法に関する説明書が含まれています。 アクティベーションプロセスの前にシリアル端末から eSIM の ICCID を取得する方法を示すビデオを以下に追加しました。 このモジュールの LTE Cat M/NB-IoT モデムは、最高のモデムを使用できることも意味します。 テクノロジー にアクセスできるようにしています。
読者は、Truphoneのカバレッジページをチェックして、自国で利用可能なセルラープロトコルを確認できます。 さらに、STは追加のプロバイダーとも協力しています。 TruphoneのConnectivityPlatformsを使用すると、ユーザーはGSMAで定義されている携帯電話事業者からプロファイルをダウンロードして有効にできます。 その結果、エンジニアは世界中で強力なサポートを期待し、多くの場合、オペレーターの自動認識を期待する必要があります。 さらに、リモートSIMプロビジョニングサービスの確認をご希望のお客様は、TruphoneまたはSTサポートチームに詳細をお問い合わせください。
X-CUBE-CELLULARまたはソフトウェアソリューション
STの開発エコシステムのもうXNUMXつの重要な側面は、 X-CUBE-セルラー ソフトウェア拡張パッケージ。 その強みのXNUMXつは 抽象化レイヤー これにより、エンジニアは、ほとんどの場合、STが提供するターゲットモデムドライバを使用して再コンパイルすることにより、別のモデムに切り替えることができます。 X-CUBE-CELLULARは、ST4SIMとの通信の抽象化レイヤーもサポートしています。 開発者は、モデム経由でISOインターフェースを使用するか、SPIを介して直接通信する必要があります。 従来のように、X-CUBE-CELLULARはアプリケーション例を提供します。 たとえば、開発者はSTのソフトウェアを使用して pingコマンドまたはTCPおよびUDPエコーメッセージ 待ち時間をチェックすることにより、インターネットを介したエンドツーエンド通信の品質を評価します。 また、 X-CUBE-CELLULARのWiki 開発者にハウツー、ヒント、および最もよくある質問を説明します。 実際、このパッケージは、アプリケーションの開発を大幅に促進することを目的とした広範な機能を提供します。
X-CUBE-CELLULARのミドルウェアは、セルラー接続の構成を管理し、サービスの可用性を維持します。 たとえば、エンドユーザーが定義したポリシーに基づいて適切なSIMを選択し、それに応じてAPNを構成します。 X-CUBE-CELLULARは、セルラーネットワークに接続するようにモデムに指示し、すべてのネットワークステータスイベントを監視します。 また、ネットワークステータスのポーリングを回避するために、セルラーサービスがデータ接続の準備ができていることをアプリケーションに通知します。 お客様はミドルウェアを使用して、ST4SIMの安全な要素を活用して機密情報を保存することもできます。 インターネット（TLSまたはDTLS）を介した安全なセットアップと暗号化された通信のための証明書とキーの処理が簡単になりました。 ソフトウェアパッケージは、TruphoneのeSIMリモートSIMプロビジョニングプラットフォームを使用したリモートSIMスイッチングもサポートしています。。 X-CUBE-CELLULARパッケージは、SIMスイッチングイベントを監視するだけで、システムを再構成し、ネットワークに再接続します。
セルラーアプリケーションに取り組む新しい方法
あまりにも多くのチームが、セルラーソリューションの開発の背後にある複雑さを過小評価することがよくあります。 従来、エンジニアは各モデムベンダーのATコマンドを学習し、それらを中心にアプリケーションを作成する必要がありました。 開発者はまた、発生する可能性のある問題に関係なく、システムの堅牢性を確保するために、厳格な防御プログラミングパラダイムを採用する必要があります。 たとえば、ネットワークが失われた場合、コードは接続を再確立するためにネットワークステータスをポーリングする必要がある場合があります。 X-CUBE-CELLULARミドルウェアは、アプリケーションに代わってこれらすべてを実行し、開発者が単純なIPプロトコルの場合と同じようにセルラー接続を処理できるようにします。.
このパッケージは、一般的な BSD ソケットに基づく標準インターフェイスもサポートしており、操作をさらに直感的に行うことができます。 また、サードパーティ ソリューションの統合も容易になります。 その結果、ST は、LwM2M などのクラウド ミドルウェアを X-CUBE-CELLULAR 上に事前に統合したパートナー プログラムのメンバーと協力しています。