Wi-Fi - 株式会社アルティマ

株式会社アルティマ
＜ワイヤレスジャパン2011 ＞アルティマ・ブース ご紹介
1
株式会社アルティマについて
X
設 立:
1991年
‹ 半導体商社マクニカグループ（東証一部上場）の一社
X
本 社:
X
事業形態:
横浜市港北区新横浜
半導体商社
宇都宮営業所
- 営業/FAE
営業/FAE
名古屋営業所
新横浜本社
- 営業/FAE
営業/FAE
- 営業
- FAE
- マーケティング
- 管理部門
Tokyo
大阪営業所
- 営業/FAE
営業/FAE
ロジスティックセンター
- 倉庫・出荷
プログラミングセンター
- CPLD/ROM書き込み
CPLD/ROM書き込み
2
マクニカ グローバルネットワーク
Illinois
◎XtremeDate
◎Motorola
France
◎Inside Contactless
Denmark
UK
◎CriticalBlue
Ontario
◎Bridgewater
◎Open Text
◎Sandvine
◎IPtronics
Sweden
◎Ocean
◎TAT
● Cytech 13 Offices
Germany
● MACNICA GmbH
◎Cinterion
◎Infineon
Oregon
◎Lattice
◎Mentor Graphics
Shanghai
Massachusetts
◎ADI
New York
◎SynQor
◎SMSC
◎SanBlaze
◎IBM
● MACNICA SHANGHAI
Israel
◎Radware
● Cytech Global
6 Offices
● Galaxy
12 Offices
Arizona
◎Everspin
New Mexico
◎Emcore
California
Malaysia
◎Dominant
●MACNICA USA
●MACNICA NETWORKS USA
Thai
● MACNICA THAILAND
Singapore
● MACNICA ASIA PACIFIC PTE LTD
● Cytech Global PTE LTD
Hong Kong
●
●
●
●
◎
Utah
◎Omuniture
Korea
●MACNICA KOREA
Maine
◎Fairchild Semiconductor
：マクニカ・グループ企業● MACNICA HONG KONG
● Cytech Technology Ltd.
：Cytech拠点
◎Datatronic
：Cytech Global拠点 ◎E&E Magnetic
Taiwan
：Galaxy拠点
● MACNICA TAIWAN
● Galaxy Far East Corporation
：パートナー企業（本社所在地）
◎Transcend
◎Airgain
◎ALTERA
◎Ambarella
◎AMCC
◎Amulet Tech.
◎Aruba
◎Avago
◎Barracuda
◎Bay Micro.
◎Beceem
◎BlueCoat
◎Broadcom
◎Cavium
◎CoAdna
◎Code Green
◎ConSentry
◎Cortina
◎CSR
◎Cypress
◎Echelon
◎Finisar
◎FireEye
◎GainSpan
◎Hifn
◎IDT
◎Intersil
◎Intransa
◎ISSI
◎Juniper
◎LedEngin
◎Logic Devices
◎LSI
◎Marvell
◎McAfee
◎Mellanox
◎Microsemi
◎Mimosa
◎Symantec
◎MPS
◎Synopsys
◎NS
◎Teranetics
◎NetEnrich
◎TruMedia
◎Peregrine
◎Virtutech
◎PGP
◎ZNYX
◎Philips Lumileds
◎PigeonPoint
◎PMC-Sierra
◎Quantenna
◎RingCube
◎Saba
◎SanDisk
◎Sigma Designs
◎SiTime
◎SonicWALL
◎Splunk
◎SST
Meryland
◎Safenet
Florida
◎Citrix
◎Numaral
New Jersy
◎Enpirion
◎Ulticom
◎Raritan
Texas
◎BMC
◎Interphase
◎Javelin
◎Microtune
◎Nuventix
◎Silicon Laboratories
◎Texas Instruments
3
多彩な取扱い製品一覧
高輝度
LEDエミッタ
Power over Ethernet
IC & システム
熱電変換素子
モジュール
高性能アナログIC
IEEE802.11n 4x4
高集積チップ
全固体薄膜二次電池
CLK, インターフェイ
ス, シリアルスイッチ,
タッチ、メモリー
アクティブ
ヒートシンク
DC-DC
変換モジュール
有機薄膜太陽光発電
フィルム
InfiniBand
I/O & スイッチ
通信・ストレージ機
器向けASSP
写真立体視生成
ソフトウェア
M2M向け
広域無線通信製品
FPGA/CPLD
光部品
光モジュール
DAB/DAB+/DMB
ラジオ受信SoC
WiFi / WiMax
内蔵型アンテナ
超低消費電力
Cortex-M3 MCU
超低消費電力
WiFiチップ
LCD & タッチパネル
GUI コントローラ
DC-DC
変換 SoC
光波長選択スイッチ
(WSS)
磁気抵抗型RAM
(MRAM)
｣
4
会社概要 / 製品概要
Apr 2011
株式会社 アルティマ
“Zigbee is dead”
「Zigbeeは死んだ」
2010/07/20 13:11中道 理＝日経エレクトロニクス
「ZigBeeは、死んだ」
2010/07/20 13:11中道 理＝日経エレクトロニクス
問 競合は ZigBee になるのか。
X Taborek氏 その通り。しかし、無線 LAN には ZigBee にはない利点がある。
TCP/IP での通信可能で、インフラが既に整っている点にある。例えば、自宅に通信
機能を持ったセンサを設置しようと考えた場合、既設の無線 LAN アクセス・ポイン
トにつなげる。iPhone やスマートフォン、パソコンに搭載された無線 LAN 機能を
使って直接、接続して情報を取得したり、設定したりできる。ZigBee の場合に、同
じことを実現しようとすると、TCP/IP のネットワークを仲立ちするゲートウエイ装
置を別途用意しなければならない。
問 ZigBee も TCP/IP で直接やり取りできるように ZigBee IPという規格を策定中だ。
X Taborek氏 例え、ZigBee が TCP/IP で通信できるようになったとしても、ZigBee
と Ethernet や無線 LAN を仲立ちするゲートウエイが必要になるのは変わらない。
TCP/IP 対応の規格をつくり ZigBee をスマートメーターに搭載しようとしているが、
ルーティング・プロトコルがきっちりと決まる気配がない。私は数年間に渡って、
ルーティングの仕様が決まらないと見ている。完成していないものを電力会社や
サービス事業者は採用できないだろう。我々のチップを使えば、既に実績のある無
線 LAN で同じことができる。「ZigBee は死んだ」と言えるだろう。
問 コストはどうか。
X Taborek氏 ボリュームにもよるが、現時点では1万個の受注で1個当たり15ドル程
度を想定している。これは RFフロントエンドも含んだモジュールとしての価格だ。
ZigBee は10ドル程度なので、確かに単価は高い。しかし、先に述べた ZigBee の
ゲートウエイのコストなどを考えれば、システム全体としては安くなる。
7
Low-Power Wi-Fi vs ZigBee
課題
Other (ZigBee like)
消費電力が低い?
YES !
バッテリで数年間稼働
5μA (Stand By)
YES but…他機器との同期確保な
どで頻繁なトラフィック発生し消
費電力増大
セキュリティに強い?
YES。標準規格でカバー
Advanced Security WPA2
?
独自にセキュリティ構築が必要
既存環境が活用できる?
市販AP、ルーターを利用
（最も普及したインフラ）
案件ごとに新規敷設が必要
（専業業者の仕事）
ネットワーク構成は
簡単？
APとノードだけで構成。
オープンベンダー。
ZC / ZR / ZED 構成ノードが多く
複雑。特定ベンダー。
インターネット・クラ
ウドとの親和性は？
直接 TCP/IP 網に接続可能
IT技術がそのまま使える
TCP/IP 接続には Gateway が必要
Routing Protocolの仕様は決まる？
コストは？
Chip 単体は少し高い
システムコストが低い
Chip 単体は安い。システムコスト、
導入費、維持費が高い。
Data Rateは？
11Mbps∼
IEEE802.11n = 72Mbps
IEEE802.15.4 = up to 250Kbps
搭載機器数は？
圧倒的多数：Smart Phone
が今後 HAN の中心に。
リモコン、
クローズド用途の機器など
8
内容
と Wi-Fi の有用性比較
XGainSpan社の低消費電力 Wi-Fi 技術
‹会社概要
‹低消費電力 Wi-Fi の特徴および有効性
XZigbee
‹ターゲット市場および採用事例
‹評価・開発環境
Xデモ
‹Serial-To-Wi-Fi
X株式会社アルティマについて
‹関連取扱製品
GainSpan社概要
X会社概要
Xターゲット市場
Xアライアンス
GainSpan 会社概要
11
GainSpan ターゲット市場
12
GainSpan社の加盟アライアンス
X Wi-Fi Alliance
‹ http://www.wi-fi.org/index.php
X IPSO
‹ http://ipso-alliance.org/
X ISA
‹ http://www.isa.org/
X U-SNAP
‹ http://www.usnap.org/Default.aspx
X CABA
‹ http://www.caba.org/
X OPEN HAN
‹ http://osgug.ucaiug.org/default.aspx
13
IPSO Alliance
X
IP for Smart Object
‹ センサーネットワークにおける IP 網の活用を推進する。
‹ 他に、Cisco、 Sun Microsystems などが参画。
„Smart Object =
センサー、アクチュエータ、
通信機能を搭載した小さな
コンピュータ
14
U-SNAP Alliance
X
X
X
複数の通信規格を相互活用するための規格（形状＆通信機能）
スナップモジュール形式
2009年、100万台以上のU-SNAPモジュール出荷
15
U-SNAP Alliance
16
U-SNAP Alliance
17
GainSpan社 低消費電力 Wi-Fi
特徴および有効性
XGS1011
の特徴
Xシステムアーキテクチャ
Xローパワーの仕組み
製品特徴
X
超低消費電力 Wi-Fi = バッテリ寿命が長い !
12年以上、1分毎で5年以上
‹ 1時間毎の通信で
19
製品特徴
GS1011 低消費電力Wi-Fi SoC
X
無線LAN
‹
‹
‹
‹
‹
X
対応規格
伝送レート
無線出力
受信感度
伝送距離
IEEE802.11b 準拠
11/ 5.5/ 2/ 1Mbps <CCK/QPSK/BPSK>
9dBm typical
-90dBm to -81dBm @ 1Mbps to 11Mbps.
屋内：50-70m、屋外：200-300m
パッケージ
‹ 10 x 10 x 0.85 mm、102pin QFN、RoHS 準拠
X
温度範囲
‹ -40∼+85 ºC
20
製品特徴
X
内蔵CPU
‹ ARM7 x 2（32bit、 44MHz、 アプリケーション用とWLAN用）
X
オンチップメモリ
‹ RAM 128KByte、 FLASH 384KByte
X
周辺I/O
‹ UART (2)、 I2C、 SPI (2)、 ADC(3)、 PWM(3)、 GPIO(32)
X
電源
‹ Vcc = 1.8V
‹ VRTC = 1.2~3.6V
21
GS1011M モジュール
X
GS1011M （低消費 Wi-Fi モジュール製品）
‹ すぐに評価・組み込み可能
‹ ソルダーダウン形状（価格重視）
‹ PA付きタイプ、外部アンテナタイプを選択可能。
GS1011MIP Range obtained >140ft
(similar to Wi-Fi Laptops)
22
GS1011M モジュール
X
製品仕様、バリエーション
23
モジュール製品 マトリックス
24
Wi-Fi 消費電力削減技術
ポイント
X 待機電力が低い（スタンバイ時∼5μA）
X 搭載回路の電力ステートを動的に制御
X 間欠動作
Æ センサーノード等では、殆どの時間が Standby / Deep Sleep
システムステート
電圧
消費電流
消費電力
ウェイクアップ時間
1.2~3.6V
~5μA
~18μW
6ms
Deep Sleep
1.8V
110μA
0.19mW
5ms
Processor Sleep
1.8V
7.2mA
13mW
~1us
App CPU @ 22MHz
1.8V
17.2mA
31mW
~5us
WLAN CPU @ 22MHz
1.8V
21.5mA
39mW
~5us
Receive
1.8V
144mA
260mW
N/A
Transmit
1.8V
192mA
345mW
N/A
Standby
25
Wi-Fiセンサーノードの動作例
エネルギー消費を最小化！
Energy = Power * Time
2.5min
BOOT
1min
1min
Wake-up
Standby
See next page
26
パワープロファイル
（実測）
27
スタンバイ状態のデータ通信
X
IEEE 802.11 PS
‹ STA、パワーセーブに入ることを宣言
„ 送信データパケットの”Power Management”フラグ
„ 以降、PSモードの通信を行う
‹ AP、対象 STA 宛のパケットを保留（キューイング）
‹ AP、ビーコンに「保留パケットあり」のフラグを立てる
‹ STA、このフラグを見てパケット受け取る（PS Poll）
Æスタンバイを含む動作でも、正しくデータ通信できる（IEEE 規格）
Z
Z
Z
28
GS1011によるWi-Fi機器の構成
8/16bit CPU 搭載機器でも Wi-Fi 化が可能（オフロード）
X ワンチップでセンサーノード等を構成可能
X
一般的な構成
Serial-To-Wi-Fi
HOST CPU
HOST CPU
Application
Application
Network Stack
Wi-Fi Service
IF Driver
AT Command
No need CPU
Wi-Fi Chip
Wi-Fi Chip
Wi-Fi Chip
API
Wi-Fi Primitives
MAC
IO
AT Command
Network Stack
Wi-Fi Service
MAC
IO
SoC Wi-Fi
Application
Network Stack
Wi-Fi Service
MAC
IO
29
ターゲット市場および採用事例
Xメディカル、ヘルスケア
XSmart
Energy for HAN,AMI
Xビルディング・オートメーション
Xセンサーネットワーク
メディカル、ヘルスケア
X
応用事例：
‹ 心拍計 / 血圧計
‹ 体重 / 体脂肪計
‹ 血糖値メーター
‹ 患者位置測定 / 医療機器位置測定
‹ 万歩計 / エクササイズ機器
Continua Health Alliance
2010年の検討テーマ＝Wi-Fi
各社 GainSpan を使用して
WLAN を評価中。
31
Smart Energy for HAN、 AMI
X
検討事例:
‹ Smart-Meter:自動検針(マルチホップ無線通信)
‹ ワイヤレス白物家電機器、ワイヤレスコントロールパネル.
‹ 空調機器コントロール
32
ビルディング・オートメーション
X
検討事例：
‹
‹
‹
‹
‹
室温監視
セキュリティ
モーションセンサー
照明監視
窓の開閉
■現状
•LONWORKS / BACnet / 独自プロトコル
•有線(二芯ケーブル)にて、 数百- 数十キロビル内を這わせてる.状況。
■Wi-Fi 化ニーズ
•ケーブル、メンテナンス費用削減の為
•改正省エネ法の施行（2010年4月）にともなう電力レポート対応
33
センサーネットワーク（工業用）
X
検討事例
‹ 対象： 工場プラント、発電所、系統変電局
‹ 目的： 各種センサー情報の収集
„ 温度、湿度、圧力、pH、振動、漏洩、流動、予知保全
34
評価・開発環境
X評価ボード
EVK
X開発キット SDK
GS1011 評価・開発フロー
開発・製品化
アプリケーション
開発キット ADK
Serial-To-Wi-Fi
評価
省電力性
Wi-Fi接続性
通信システム検討
Serial-To-Wi-Fi
評価キット EVK
+
外部CPU
Module
Chip
開発・製品化
SoC単独搭載
（外部CPUなし）
ソフトウェア開発キット SDK
36
評価キット概要
X
キットの内容
‹ 評価ボード
„ GS1011Mxx-EVB または GS1011MEE-DB
‹ ファームウェア
„ Serial-To-Wi-Fi with Web-server (S2W+web) = default
„ S2W + WPS version
„ S2W + Enterprise Security version
„ Temperature & Light Sensor
„ RF test
‹ PC用ソフトウェア
„ シリアル通信ターミナル TeraTerm
„ TCP/UDP通信ターミナル SimpleTerm
„ パケットアナライザ Wireshark
„ TLSセンサー監視＆ファームウェア書き換えソフト GSDemo
37
SDK概要
X
RTOS、IP スタック、セキュリティを含む
ソフトウェアスタックは GainSpan が提供
‹
‹
‹
‹
‹
ライセンス費：開発ライセンス提供（ロイヤリティフリー）
RTOS：Greens Hills uVelosity
ネットワークスタック :ARP/. DHCP/. DNS/SNMP/TCP/UPD/IP
セキュリティ： WPA/2 personal、 enterprise security 、 128Kbit AES Encryption
センサアプリケーション等のリファレンスデザイン:
„
„
Open API: Serial to WiWi-Fi interface / IP to WiWi-Fi interface/ TLS application / WiWi-Fi scan application
Web pages for WiFi
configuration
/
SSL
/
WPS
/
Embedded
web
server
.
HTTP/S
POST/GET
Wi
POST/GET
ソフトウェア開発キット
開発ボード
802.11b/g/n アクセスポイント
センサー付ドーターボード（温度、湿度、光、圧力、二軸加速度）
I/OドライバやAPIを含むソフトウェアのソースコード
OS（Green Hills社RTOS）
アプリケーションソフトウェアのリファレンス
組み込みソフトウェア開発ツール（MULTI）
ハードウェアデバッガーインターフェイス
38
GainSpany用 Smart Phoneアプリの実例
X
開発キットを提供（ADK）
39
ADK Application
Application Development
Development Kit
Kit
X
Smart Phone や PC などのアプリ開発用
40
株式会社アルティマの
環境発電（エナジーハーベスト）
ワン・ストップ ソリューション
多彩な取扱い製品一覧
FPGA/CPLD
Embedded Wi-Fi
Antenna
Optical Components
and Modules
DC-DC
Converter SoC
LCD & Touch Panel
GUI Controller
Magnetoresistive
RAM (MRAM)
Optical Wavelength
Select Switch (WSS)
DAB/DAB+/DMB
Radio SoC
Ultra Low Power
Wi-Fi Chip
High Performance
Analog ICs
Power over Ethernet
ICs and Systems
SRAM、 FIFO、
CLK、 Serial
Switch
Ultra-Low power
Microcontroller
Ultra-thin Heat
Conversion solution
InfiniBand Interface
ICs & Subsystems
Ultra-Thin Secondary
solid battery
IEEE802.11n 4x4
Integrated Single Chip
High Brightness
LED Emitter
Communication &
Storage ASSP
FPGA & PCB
Development Tools
Photovoltaic
charging Film
DC-DC Converter
Module
42
環境発電（エネルギーハーベスティング）とは？
43
アルティマのワンストップ・ソリューション
44
より詳細な資料やご説明をお求めの方は
以下のページをご覧下さい。
またページよりお気軽にお問合せ下さい。
http://www.altima.co.jp/products/gainspan/index.html
アルティマ ゲインスパン
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