Zephyrを広げるRaytacの力 ― 小さなモジュールが生む大きな未来

*本記事はRaytac社のファームウェア開発副マネージャー Stanley Huang 氏(MSc)執筆分の翻訳となります。

【Stanley Huang, 新北市】

オープンソースのプラットフォームである Zephyr RTOS の話になると、多くの人がすぐにST Micro、NXP、Nordicといった大手チップメーカーを思い浮かべます。
しかし私にとって、Zephyr が開発者コミュニティの間で本当に有名になった理由は、実際に手に取れるモジュール ― すぐに接続して使えるハードウェア ― にあると思います。そうした観点では、Raytacは過小評価されているものの、このエコシステムにおける非常に重要な貢献者の一つです。


RaytacモジュールがZephyrをより身近にする

私たちはチップベンダーではなく、Nordicチップセットをベースとした高品質で世界的に認証を取得したモジュール、特にBluetoothやWi-Fiモジュールの製造を専門としています。
代表的な製品には AN7002Q、AN54LQ、AN54LV、MDBT53、MDBT50Q、MDBT42Q などがあります。

これらのモジュールはすでに地域ごとの無線規制認証(FCC、IC、CE、KCなど)および最新のBluetooth規格に準拠しており、開発者に「プラグアンドプレイ」かつ「量産対応可能」という安心感を提供します。
そのため、RaytacのモジュールはZephyr開発者にとってBLE機能をテストする最も手軽なプラットフォームのひとつになっています。

私が初めてBLEペリフェラルプロジェクトでZephyrを使った際には、Raytacの MDBT50Q-DB-40 開発ボード を組み合わせました。
west build -b nrf52840dk_nrf52840 というシンプルなビルドを実行し、J-Link または nRF Connect for Desktop でファームウェアを書き込むだけで、スマートフォンにBLEビーコンがすぐに表示されました。
クリーンでシンプル、無駄がなく、開発者に優しい ― これがRaytacのスタイルです。


モジュールは製品開発で欠かせない役割を果たす

「Raytacは単にモジュールを作っているだけで、真のコアはNordicのSoCだ」という人もいるでしょう。
しかし私の考えでは、オープンソースシステムのZephyrにおいて最も貢献するのは、まずプロジェクトを動かすためのハードウェアです。

RaytacのZephyr対応開発キットは、手半田付けや規制認証、アンテナ設計といった面倒な作業を不要にし、エンジニアがZephyrを用いたアプリケーション開発に集中できるようにします。
開発者はRaytacのキット上で、ZephyrのBLEペリフェラル、セントラル、GATT、HCIといったサンプルを直接実行可能であり、ワンストップのハードウェアソリューションとして利用できます。
このように、RaytacはZephyrの使いやすさを大きく前進させてきました。


RaytacはZephyrの応用範囲も広げる

Raytacの多くのモジュールは超小型で、ウェアラブル、スマートセンサー、低消費電力ビーコンなどに理想的です。これらはまさにZephyrが得意とする分野であり、Raytacのモジュールが企業に「夢のデバイス」を実現するための物理的なプラットフォームを提供します。

例えば AN54LV-15 のような小さなモジュールでZephyrを動かすと、トウモロコシの粒より小さいサイズでありながら、フルRTOSを実行し、BLEスタックを管理し、タイマーをトリガーし、I2Cセンサーを駆動し、さらにはクラウド接続まで自律的にこなせることに開発者は驚かされるでしょう。
この組み合わせは、単に開発を容易にするだけではなく、「Raytacのハードウェアで自分のプロジェクトを作れる」という開発者のインスピレーションを引き出します。


Raytacは主役ではないが、常に準備ができている

Zephyrの舞台で主役のスポットライトを浴びるのはNordic、STM、Intelといった企業かもしれません。
しかしRaytacは舞台裏で演技を支える重要な役割を果たしています。

私たちは安定した高品質・低消費電力のプラットフォームを提供し、Zephyrのあらゆるコードが実行できる場所と、あらゆる機能の土台を用意します。
私たちの最大の価値は、開発者がアンテナ設計やRF干渉の懸念を回避できるようにし、Zephyrエコシステムにスムーズに参加できることです。


私たちの製品は、求められる信頼性と期待される効率性を届けます。

ぜひRaytacがZephyrエコシステムをどのように支えているかをご覧いただき、シームレスに統合できる開発キットやモジュールをご確認ください。

お問い合わせ先:

  • 日本代理店㈱フクミ 問い合わせe-mail : lbt_bt@fukumi.co.jp

記事執筆: ファームウェア開発副マネージャー Stanley Huang
編集: ビジネス開発マネージャー Tony Yin

Bluetooth® 6.0の目玉技術「チャネルサウンディング(Channel Sounding)」とは??

Bluetooth 6.0で注目されている技術に**「チャネルサウンディング(Channel Sounding)」**があります。この技術はこれまでのBluetoothの課題を解決し、より多くのアプリケーションへの採用が期待されております。

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nRF54L15 HEXファイル検証のポイント

RaytacではHEXファイルの検証や、お客様のご要望に応じたモジュールへのファームウェア書き込みといったサポートサービスをご提供しています。


nRF52シリーズやnRF53シリーズの2 in 1/3 in 1の統合HEXファイルと比べ、nRF54L15では少し異なる手順が必要です。以下にヒントと推奨事項をまとめました。

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ユーザーマニュアル:MDBT50Q-CX-40(nRF52840 USB-C Dongle)

MDBT50Q-CX-40は、RaytacのMDBT50Q-RX (USB-A ドングル) の上位互換品です。

MDBT50Q-CX-40は、よりコンパクトなサイズで最新の Type-C USB コネクタを搭載しており、内蔵のブートローダーによりDFU プロセスが簡単に行えます。

過去に MDBT50Q-RX を使用してプロジェクトを開発してきた方は、このマニュアルで、MDBT50Q-CX-40 が如何にファームウェアのコンパイルとロードをこれまでよりもずっと簡単にするのかを確認できます。

MDBT50Q-CX-40にファームウェアをロードする場合、配線は不要になりました。 ドングルをデバイスに接続するだけで、USB DFU が利用可能になります。

MDBT50Q-CX-40 (USB-C ドングル、nRF52840 ソリューション): メーカー製品ページリンク 

サイズ:15.10 x 32.85mm 

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Update Bluetooth Qualification Process

今後のBluetooth®認証プロセスが改定される流れについて現時点(2024/04/09)での概要をまとめておきます。

認証プログラムの改定は参照ドキュメントQPRD v3が承認される予定で進んでおり、2024年7月1日に発効する予定とのこと。

*現在の認証プロセスの参照ドキュメントはPRD v2.3。申告プロセスドキュメントはDPD v1.0

また、QPRD v3で適用される新しい認証プロセスとポリシーに対応するため、新たな認証ツールQualification Workspaceも同じく2024年7月1日に提供を開始することで計画されているようです。

*現行の認証ツールはLaunch Studio。

今後、新旧の比較やRaytacのBLEモジュールを採用頂くお客様での認証プロセスへの影響などは詳しい情報が発表され次第に検証しご連絡をしていく予定ですが、今回は簡単な改定内容について下記に列挙します。

  • 複数の文書を統合し、手続きをシンプルにする
  • 製品の設計に焦点を当てた新しい手続きの導入
  • 製品の種類を新しいカテゴリーで置き換える
  • 用語の更新と以前の手続きとの区別
  • テスト要件の明確化
  • 必要なテストのみを行うことでテスト計画を簡素化
  • 以前のバージョンの使用を許可する
  • 再評価要件の廃止
  • 製品の相互運用性の向上
  • ガイダンスとして分かりやすい表の追加

より詳細を把握されたい方は最新のドラフトであるQPRD v3を直接確認ください。

 

尚、気になる点として以下は確認済みとなります。

・認証費用の変更は?

 →現時点で予定なし。

・今までの認定製品に何かしらの対応が必要か?

 →今回の改定ですでに認定されている製品への影響はない。

・認証済みモジュールを採用する顧客への影響は?

 →参照していたQDIDは新たにDN(Design Number)に変更されるようですが、

 お客様側のプロセスは大きく変更がない可能性が有ります。(追って詳細確認必要)

 

以上、以前よりBluetoothの認定プロセスが複雑すぎるという声をきいての今回の改定のようですが、シンプルにユーザー様側で具体的な変更点が分からないと安心できないですね。今後の情報をお待ちください。

nRF52機能最適化-アクセスポートプロテクション(APProtection)搭載 Raytac Bluetoothモジュール

■APprotection(アクセスポートプロテクション)

Nordic Semiconductor製品では、nRF52 シリーズマイクロコントローラに強化された APprotection 機能が統合されています。APprotection (アクセスポートプロテクション) は、不正アクセスや改ざんからデバイスのアプリケーション (コンパイル済みコード) を守るための重要なセキュリティ機能です。

現在エンジニアにとって、nRF52 シリーズマイクロコントローラ搭載の改良された APprotection 機能を効果的に活用し、デバイスアプリケーションのセキュリティと信頼性を向上させることが重要課題となっています。

その為、Raytac Corporation は、nRF52840 SoC Rev.3及びnRF52832 SoC Rev.3を搭載したAPprotect ソリューションに対応するBluetooth Low Energy®モジュールを用意しております。

*Rev.2製品も並行して供給しております。

これらのモジュールは、従来(Rev.2以前)の nRF52840 および nRF52832 低消費電力 Bluetooth モジュールの機能を維持しつつ、APprotect 機能を追加することで、ハッカーによる不正なプログラムへのアクセスや書き換えを防ぎ、セキュリティを全体的に向上させています。

以下、Raytac Corporation による nRF52 Rev.3 Bluetooth Low Energyモジュールの詳細説明です。

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各国無線認証と規制について:モジュールポリシー or エンドプロダクトポリシー

各国には電波利用に関する規制があり、Bluetooth®も当然無線に該当するため、電波の利用者・該当製品の製造業者・販売業者・輸出入業者等々は取り扱いの際に十分注意し、各国の規制内容について理解しておく必要があります。それは電波を有効利用しあう社会において必要な理解であると同時に、認証を得るということは必要な技術的信頼性を備えているということを証明することにもなります。

ベースとなる要件等は各国共通している点もあれば様々なため、また修正や更新も行われるため都度必要な時に管轄省庁や認証機関等に最新情報を確認する必要があります。

ただ各国認証は様々な条件があるとはいえ、認証を得るためのプロセスは大きく分けて2つのタイプに分けられるといえます。それは①モジュールポリシー②エンドプロダクトポリシーと呼ばれ、該当する認証がどのポリシーを採用しているか理解することが始まりとなります。

 

①モジュールポリシー(Modular approval)

RaytacのようなBluetoothモジュールなどの複合コンポーネントを1つの無線デバイスとして認証される形態です。(シンプルにモジュールを1つの完成された製品として認証を得ること)

このポリシーは認証済みモジュールを各ホストデバイスに採用する場合、基本的な追加のテストが必要ない場合がほとんどとなります。(もともとの認証済みモジュールですでに電波の技術的要件はクリアされ散るという考え方)

 

②エンドプロダクトポリシー

このポリシーは認証済みモジュールを各ホストデバイスに採用する場合でも、デバイス全体(完成品)にてテストを受け、技術基準をクリアする必要があります。ただし、一部要件においてはもともとの認証済みモジュールのテストデータを転用できるケースもあるようです。

 

モジュールポリシーを採用している国からRaytacのモジュールのケースを例にもう少し詳しく見てみましょう。

 

【モジュールポリシー】

(1)FCC(アメリカ)

 *FCC ID Search / Federal Communications Commission

 Part 15C ➡ 製品ラベルにRaytacのモジュールFCC IDを記載するだけで条件クリア

 Part 15B(EMC)➡ EMCテストを実施するために試験機関に依頼し、SDoc*を提出する

 *SDoc(Supplier’s Declaration of conformity : サプライヤーによる適合宣言)

     特定の要件に対する適合を供給業者が書面で保証することにより、製品、プロセス、またはサービスが規格または技術基準に適合していることを示す宣言書類

 

(2)IC(カナダ)

 *Industry Canada Wireless ID Detabase (Industrycanada.co)

 1.FCCと同様 ➡ 製品ラベルにIC IDをそのまま記載することが可能

   2.完成品でのEMC試験必要(IC ES003)➡ FCC Part15Bと合わせて試験可能

 

(3)Telec技適(日本)

 *MIC ICT Policy (soumu.go.jp)

 1.製品ラベルにTelec IDをそのまま記載することが可能

 2.完成品でのEMC試験はオプションでユーザーに任されている(実行しなくてもOK)

 

(4)KC(韓国)

 *South Korea – Labeling / Marking requirements (Trade.gov)

 1.無線テストはモジュールの報告書を使用することで新たなテストは要求されない

 2.EMC KN301489(CE EN301489と同じ規則)

  ➡最終製品をもとにEMCテストの実行が必要。同様にFCC Part 15Bとテストを合わせること可能

 3.もし製品が追加のケーブルIOポートを取得した場合、KN3235でのテストが要求されます。

 4.それぞれの試験は韓国内にある指定の試験機関で行う必要があります。

 

(5)NCC(台湾)

 National Communications Commission (ncc.gov.tw)

 *モジュールポリシーに似た制度ですが、正確にはプラットフォームポリーというものになります。

 *該当するかどうかはお問合せください。

1.プラットフォームポリシーに適合している場合 ➡ テスト不要でモジュールのNCC IDを使用可

2.プラットフォームポリシーに適合していない場合 ➡ 最終製品でテスト必要

*プラットフォームポリシー…すでにある特性に機能を追加するだけの場合はプラットフォームポリシーに適合しているといえますが、新しいアイデア等を製品化する際は最終製品でテストが必要になります。➡該当するかどうか判断が微妙なため、都度のお問合せをお勧めいたします。

 

(6)SRRC(中国)

 *State Radio Requlation of China (srrc.org.cn)

 1.SRRC IDをそのまま使用できます。

   *但し、組み込む完成品のカテゴリーがHome electronics / office suppliesに該当しない場合は

    新たにSRRCのテストを受ける必要があります。

 

 

【エンドプロダクトポリシー】

(1)CE RED(欧州)

 *CE Marking (trade.gov)

  1.無線テスト:EN300328

   ➡導電試験はRaytacのCEレポートを転用することが可能

   ➡放射試験は無線規制に基づいて完成品でテストする必要あり

 2.EN301489 (EMC)

   ➡FCCと同じ規制が適用。FCC Part 15Bとテストを合わせることが可能

 3.安全性試験:EN60950(EN62368)

   ➡最終品でテストする必要あり。

 

(2)RCM(オーストラリア・ニュージーランド)

  *The Regulatory Compliance Mark(RCM) (General) – EESS

  1.CE認証取得済み品 ➡ CEレポートが転用出来、テストが免除されます。

 2.CE認証未取得品 ➡ CEと同じテストが必要

 

 

以上がRaytacが取得している認証モジュールを例にとった各国の認証取得プロセス(簡易)説明となります。他にもインドネシア・タイ・マレーシアなどのお問い合わせを受けることが多いですが、Raytacでは現状で認証済みのモジュールはありません。そのため各機関に直接確認されることをお勧めいたします。(すでに事例としてRaytacのモジュールを使用し認証を取得されているお客様は多くいらっしゃいます)

また先述の通り、レギュレーションが変更されるケースもあります。コンプライアンス遵守のため都度各国の管理省庁、または認証機関、試験機関にお問合せされることをお勧めいたします。