基於NXP QorIQ® LS1021A-IoT工業級物聯網網關方案

IoT飛速發展,尤其作為核心設備的閘道產品種類繁多,有的閘道應用智慧家庭等消費類場合,有的閘道則應用于智慧電力等工業場合。本方案則是側重於工業級的物聯網閘道 ... 此物聯網閘道具備對上(IT系統)的協定對接能力,以及對上的通訊能力 (乙太網,WIFI,3G,4G,NB-IOT等)。可以實現感知網路與通信網路,以及不同類型感知網路之間的協定轉換.既可以實現廣域互聯.也可以實現局域互聯。

NXP特別是對於解決這一固有的通信的接入能力, 可管理性, 與協議轉換能力三者的複雜性來說至為關鍵。通過提供預集成、預驗證的硬體模組和軟體模組,NXP QorlQ LS1021A-IoT物聯網閘道參考設計, 加快了傳統和新系統的連接部署,實現邊緣設備和雲之間無縫且安全的資料流程動。使用者不需要去修改當前使用的協定,包括感測器通訊與執行器通訊等協定;其次,僅需要將當前物聯網的介面與LS1021A-IoT物聯網閘道的介面進行對接,並且接入到雲端,剩下的事情就交給NXP去辦了。

LS1021A-IO- TA)的物聯網(IoT)閘道參考設計: 是基於QorIQ LS1021A處理器的一個小規格的專用硬體平臺,配備了多種高速連接和低速序列介面,旨在支持為在家庭、企業或其他商業地點的終端使用者安全, 交付物聯網服務。這款經濟實惠的參考設 計結合了基於標準的開源軟體和功能豐富的物聯網閘道設計,以便建立一個通用的開放框架,保護物聯網服務的交付和管理。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1, 多功能設計 1-1, 將LS1021A-IoT閘道分開可以使高速和串列連接種類更廣泛,從而提供高度安全的緊湊設計和多樣性。 1-2, 該參考設計的創新支持Arduino Shield™模 塊,從而進一步支援Arduino模組系列提供的各種通信解決方案。 1-3, 高效率通過使用基於ARM A7雙核的QorIQ LS1021A嵌入式處理器來實現,該處理器以不到3W的典型功率提供5000 coremarks以上的性能。 1-4, MC34VR500穩壓器為全部的 LS1021A-IoT閘道設計供電。該器件擁有獨特的、多個用戶可程式設計的DC/DC和 LDO輸出,非常適用於電源系統解決方案。 1-5, 除了性能卓越、集成度高以外,LS1021A-IoT閘道設計還提供HDMI、 SATA3和USB3連接器以及完整的Linux軟體發展包。 1-6, LS1021A-IoT參考設計支持全面的安全級別,其中包括安全啟動、信任架構和篡改檢測,均可用於待機模式和活躍模式。這些特性集合起來,可從製造開始到部署全程持續保護客戶設計,免受惡意攻擊,確保最終產品具有最高級別的安全性和可靠性。 2, 生產就緒的設計 2-1, LS1021A-IoT閘道參考設計讓那些希望滿足新的物聯網市場需求和部署新物聯網服務的OEM或ODM製造商能顯著降低投資成本。由於新標準的出現,物聯網閘道設計使他們能夠迅速通過標準設計方法獲得支援,無需巨大的投資成本。 2-2, 廣泛的介面和協定,再配上一個優化支持各種平臺的綜合軟體發展套件,可以確保最大的可用性。 NXP為購買物聯網閘道平臺的客戶提供全部設計檔,以及詳細的物料清單(BOM),無需額外費用。 2-3, 可訂購的部件編號LS1021A-IOTA, 價格$429 (美元,建議零售價)

►方案規格

方案規格則是主要是體現在遠端與近程通信協議方面 * 遠端方面, 支持4G-LTE:HUAWEI E3372 Module: (1)資料傳輸速度: LTE FDD: Cat4 DL: 150 Mbps / UL: 50 Mbps @20 M BW UMTS: DCHSPA+: 42 / 5.76 Mbps; 21 M / 5.76 Mbps; 14 M / 5.76 M HSUPA: 7.2 M / 5.76 M 2G: EDGE packet data service of up to 236.8 kbps (2)通訊系統制式: FDD: DD800 / 900 / 1800 / 2100 / 2600 UMTS: 900 / 2100 GSM: 850 / 900 / 1800 / 1900 (3)E3372 Module通過USB介面連接到LS1021A。 近程傳輸協議方面 * 支持BLE&Thread---KW41Z:Cortex-M0+內核,支援Thread和BLE4.2,可以支援 Thread+BLE堆疊並行運行。 * 支持ZigBee---JN5169 Module:晶片內部有Flash支援512KB,SRAM支持32KB, EEPROM支持4KB。最大發射功率可以做到+10dBm。支援ZigBee3.0,支援HA協定, ZLL協定,ZigBee Green Power等。 * 支持WiFi---WNC DNXA-H1:支援802.11 a/b/g/n協定,支援2.4GHz和5GHz雙波段, 介面支援mini-PICe,傳輸速率450Mbps,支援uFL天線介面。 * 支持Sigfox---OL2385:支持160MHz - 960 MHz頻段;14dBm輸出power@29mA; RX功耗在11mA以下;靈敏度-126dBm@4KHz。 * 支援NFC---PN7150,Cortex-M0內核,支援NFC三種模式:Reader,卡模擬以及P2P。 * 支援OTA---採用Ethernet方式升級本地u-Boot,Kernel,File System等等。 LS1021A SoC特性: 內核: (1) 兩個ARM v7 Cortex-A7 32位內核, 每個內核都支援雙精度浮點運算和運行頻率高達1.0 GHz的NEON SIMD模組 (2) 32 KB指令和資料L1緩存,帶一個錯誤檢測與校正位元,針對指令和資料緩存提供ECC保護 (3) 高達512 KB的一致性L2緩存,帶一個錯誤檢測與校正位元,提供ECC保護 介面: (1)4個高達6 GHz的SerDes通道 * 支持SGMII、PCIe®和SATA * 乙太網 (2)3個虛擬化增強型三速乙太網控制器(VeTSEC),支持SGMII (最多兩個)、RGMII、RMII 、MII , 支持IEEE® 1588 (3)一對PCIe Gen2控制器 * 通過單通道、雙通道或4通道支援高達5G/tps (採用單個控制器) * MSI支援 (4) 4個FlexCAN控制器 存儲: (1) DDR存儲控制器,支援頻率高達1600 MHz的DDR3L和DDR4 * 支援8位、16位、32位記憶體,同時支援ECC (2) 安全引擎(SEC5.4)具有5個加密硬體加速模組、真亂數產生器、散列和CRC單元 外設: (1) ARM快取一致性互連(CCI400) (2) ARM AMBA4 MPCore虛擬化 (3) 支援16位元介面的集成式快閃記憶體控制器 (4) QuadSPI快閃記憶體控制器 (5) 帶集成式PHY的USB3.0超高速控制器,支援OTG、主機和設備模式 (6) 支援OTG、主機和設備模式的USB2.0 (7) SD/MMC控制器 (8) 支援6G/tps的SATA3控制器 (9) 3x I²C (10) 2x SPI (11) LCD顯示控制器 ( 12 ) 認證 FCC B class , CE (13) 套件包含: Linux 與 OpenWRT 軟體, 參考設計(圖表, 佈局和可用的BOM, 硬體快速入門指南和使用者指南

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