Bluetooth LE

開発者に最適な選択肢

NordicのBluetooth® Low Energyソリューションは、何千人もの開発者から信頼されて市場シェアの40%を占めており、世界中に毎日200万個以上の無線SoC (System-on-Chip)が出荷され、革新的なIoT製品に組み込まれています。

NordicのBluetooth Low Energyソリューションを選ぶべき理由

強力な無線SoCポートフォリオ: 超低消費電力無線SoC製品を幅広く揃えており、スケーラブルな各種メモリ構成と機能セットで幅広い要件をカバーします。これはまた、開発中にメモリや機能に対する要件が変更されても柔軟に対応できることを意味します。

超低消費電力MCU機能と2.4 GHz無線モジュール: Nordicの小型超低消費電力無線SoCは、高効率MCU(マイコン)機能と高性能マルチプロトコル2.4 GHz無線モジュール、その他の強力な周辺モジュールを統合しており、非常に小型で電力効率の高いIoT製品の構築が可能です。

フル機能の認証済みBluetooth LEプロトコルスタック: Bluetooth規格の開発に貢献した主要企業の1社として、NordicのBluetooth Low Energyスタックは必須機能とオプション機能全てに対応しています。完全に再利用可能な認証により、Nordicのスタックは業界をリードする相互運用性と堅牢なBluetooth LE通信を提供します。

実証済みの品質、信頼性、相互運用性: 数千の開発者と出荷済みの数十億の無線SoCに支えられたNordicのソリューションは、比類のない品質と信頼性を提供します。NordicのBluetooth LEプロトコル スタックは、スマートフォンからタブレット、スマートウォッチまで、各種製品との相互運用性が確認されており、コストのかかる返品を最小限に抑え、お客様のIoT製品の評判を保護します。

開発者のために: Nordicのソリューションは開発者が使いやすいようにできており、強力なソフトウェアとツール、誰でも利用できる技術サポート、総合的なドキュメント、実践オンラインコースを提供しています。これらにより、お客様はIoT製品を際立たせる機能を作ることに集中できます。

チャネル サウンディング

新しい測距機能

信頼性の高い近接センシングと、近距離から長距離まで有効な測距機能により、新たな応用分野を開拓し、既存製品の可能性を広げます。

チャネル サウンディングは、Bluetooth Low EnergyのBluetooth 6.0仕様における重要な機能です。内蔵されたセキュリティ機能とシームレスな相互運用性により、正確でセキュアな測距が可能です。nRF54シリーズはチャネル サウンディングに対応しています。

Nordic Distance Toolbox (NDT) は、実証済みの計測方法に基づくNordic独自の測距ソリューションです。nRF52およびnRF53シリーズはNDTに対応しています。

チャネル サウンディングの概要

この新しいBluetooth機能は、各種測距技術とセキュリティ対策を活用し、製品の複雑さや大きさを増大させることなく、2つのデバイス間でセキュアで正確な距離計測を可能にします。チャネル サウンディングの精度は、スマート ドアロック、家電製品、身の回り品の紛失防止タグ、産業および業務環境における高価値資産の存在検出等のアプリケーション要件を満たしています。

• Bluetooth仕様は、無線(PHY)の新機能、コントローラの機能、セキュリティ対策、生データの収集に必要な計測手順を定義しています
• 専用アルゴリズムによる生データの距離変換はアプリケーションレベルで行うものであり、Bluetooth仕様の範囲外です
• 代表的なチャネル サウンディングはイニシエータとリフレクタで構成されます。イニシエータは計算を行う側であり、リフレクタはロケーション タグのような非常にシンプルな超低消費電力デバイスでも可能です
• 計測とアルゴリズムの構成は、必要な精度、レイテンシ、セキュリティ、電力消費のバランスを取るために調整できます
• 計測前に、デバイスをペアリングし、暗号化されたLE-ACL接続を確立しておく必要があります
• ランダム化、シンボル操作に対する防御、攻撃の検出など、測距用のいくつかのメカニズムが、計測自体のセキュリティを提供します
• 位相ベース測距(PBR)と往復時間(RTT)という2つの計測方法があり、それぞれ単独で使用することも、組み合わせてより細かい測距や長距離でのおおまかな測距を行うことも可能です
• PBRとRTTの計測値をクロスチェックすることで、計測の信頼度を高めることができます
• 基本的なハードウェア構成ではアンテナ1本を使用し、標準的なBluetooth Low Energyデバイスと同じデザインとすることで、シンプルでコンパクトな製品を実現できます
• より高い精度と堅牢性が必要な製品の場合、複数のアンテナを使用した高度なハードウェア構成も可能です
• 他の測距ソリューションと比べると、チャネル サウンディングは規格化されており、Bluetooth認定プログラムに含まれています。
• 携帯電話などの様々なBluetoothデバイスにチャネル サウンディングが採用されることで、様々なベンダーのBluetooth製品を使った新しい使用方法の可能性が広がります。
• チャネル サウンディングの手順は、通常のデータ転送と同じ電力しか消費しないため、Bluetooth Low Energy無線モジュールを使用することで、消費電力を抑えることができます。

チャネル サウンディングの応用例

• タグの改善 身の回り品の紛失防止タグは非常に便利なもので、私たちの生活を向上させてくれました。しかし、鍵やリモコンがソファのクッションの奥深くに埋もれてしまった場合等、役に立たない場面もありました。ユーザーがタグの近くにいるのにタグを見つけられない状況に対する一般的な方法は、バイブレーションやサウンドを使用することです。チャネル サウンディングでは、測距に基づいて「遠い ‐ 近い」を表示することで、こうした状況を管理することができる。
• スマートロック 中間者攻撃やリレー攻撃に対する堅牢な防御を備えた、信頼性の高い存在検出は、スマートロックにとって重要な要件です。しかし、これらの特長は他のアプリケーションを強化・実現することも可能です。
• 家電製品 Pr存在または距離のコンテキスト化は、ユーザー体験分野で大幅な改善を可能にします。チャネル サウンディングで提供される物理的コンテキスト情報は、複数のデバイスを含むシナリオや、ユーザーがデバイス近傍にいるときにのみ制御機能を起動するような安全機能において特に有用です。
• 資産追跡 チャネル サウンディングは、価値の高い資産の追跡や、業務環境でのアイテム検索に最適で、設計を複雑にすることなく、高い信頼性でこれらの応用に役立ちします。
• まだ見つかっていない応用 チャンル サウンディングのような、Bluetoothの主要な機能は全て、全く新しい応用や製品の可能性を広げるものです。

チャネル サウンディングの採用

Bluetooth 6.0仕様は、イニシエータが生データを収集する時点までのチャネル サウンディングを定義しています。業界の進歩に伴い、この生データを最終的な結果に変換するアルゴリズムの開発に大きな注目が集まっています。この技術は全てのBluetooth 6.0デバイスに実装可能ですが、主に携帯電話がチャネル サウンディングの採用を促進すると考えられています。携帯電話がアルゴリズム タスクを管理するように設定することで、リフレクタのロールでシームレスに動作するシンプルで相互運用可能な製品の開発が可能になります。AndroidとiOSによるチャネル サウンディングへの対応が大いに期待されています。

nRF54シリーズは、チャネル サウンディングに対応しています。nRF54HシリーズのnRF54H20とnRF54LシリーズのnRF54L15をご検討ください。

Nordic Distance Toolbox

Nordic Distance Toolboxは、チャネル サウンディングの代わりに使えるNordic独自のソリューションです。位相ベース測距(PBR)と往復時間(RTT)手法を利用した高度な測距と近接センシング機能を提供します。付属のソフトウェア ライブラリは、2つのNDT対応デバイス間の距離を正確に求めるアルゴリズムを収めており、RSSI(受信信号強度)のみを使うソリューションと比べて、精度が大幅に向上しています。この精度の向上により、これまでRSSIだけでは不可能だったアプリケーションの実装が可能となり、様々な分野で新たな可能性が広がっています。NDTは、nRF52およびnRF53シリーズの一部のSoCで対応しており、開発者にとって用途の広いツールとなっています。

nRF Connect SDKのサンプルはNordic Distance Toolbox機能のデモです:
Bluetooth: Bluetooth LEディスカバリを使用したnRF測距

紹介動画

詳しいウェビナー

nRF54Lシリーズ

次世代無線SoC

nRF54Lシリーズは、人気のあるnRF52シリーズの次のレベルを実現しており、次世代のBluetooth LE製品向けに設計されています。新しい超低消費電力2.4 GHz無線モジュールと多目的MCU機能を統合し、128 MHzのArm Cortex-M33プロセッサを採用することで、処理能力を2倍に、処理効率を3倍に高めています。

nRF54Lシリーズの3種の無線SoCは、最大1.5 MBのNVMと最大256 KBのRAMというメモリサイズの選択肢を提供し、幅広いBluetooth LEアプリケーションに適しています。

Bluetooth LE製品シリーズ

	nRF54Hシリーズ	nRF54Lシリーズ	nRF53シリーズ	nRF52シリーズ
無線SoC	nRF54H20	nRF54L15, nRF54L10, nRF54L05	nRF5340	nRF52840, nRF52833, nRF52832, nRF52820, nRF52811, nRF52810, nRF52805
CPU	2x Arm Cortex-M33, up to 320 MHz	128 MHz Arm Cortex-M33	2x Arm Cortex-M33, up to 128 MHz	64 MHz Arm Cortex-M4
NVM	2 MB	Up to 1.5 MB	1 MB + 256 KB	Up to 1 MB
RAM	1 MB	Up to 256 KB	512 KB + 64 KB	Up to 256 KB

製品概要のウェビナー

全てのBluetooth LEオンデマンド ウェビナー

開発ハードウェア

シングルボード開発キット

Nordicは、NordicのSoCで開発を始めるにあたって必要な全てを含むシングルボード開発キットを提供しています。それらのキットでは、NFCを含むSoCの全機能とGPIOが利用できます。全キットはLEDとボタンを実装しており、入出力が可能です。また、全キットがSoCのプログラミングとデバッグを可能にするSEGGER J-Linkデバッガを実装しています。

Nordicは、nRF52840 Dongleも提供しています。これは、nRF Connect for Desktopと一緒に使うハードウェアです。Bluetooth Low Energy、Bluetooth Mesh、Thread、Zigbeeに対応しています。大規模なテストを行う場合やサイズが重要な場合に、これを使うことで低コストでの置き換えが可能です。ただし、SEGGER J-Linkデバッガは未実装であることにご注意ください。開発にあたっては、通常の開発キットの使用を推奨します。

nRF52832およびnRF5340 SoCについては、それぞれNordic Thingy:52およびNordic Thingy:53という使いやすい試作プラットフォームを提供しています。ハードウェアを作ったり、ファームウェアを書いたりしなくても、試作品やデモを作れるように設計されています。ただし、SEGGER J-Linkデバッガは未実装であることにご注意ください。

また、Power Profiler Kit II (PPK 2)もご検討ください。PPK 2は、Nordicの全開発キットと試作プラットフォーム、さらにお客様独自の設計の消費電流を、1 uA未満レベルから1 Aまで計測できるツールです。

開発ソフトウェア

優れたハードウェアには優れたソフトウェアを

優れたハードウェアには優れたソフトウェアをお使いください。nRF53およびnRF52シリーズ向けに、NordicはBluetooth Low Energyアプリケーションを開発するための完全なソフトウェア開発キットであるnRF Connect SDKを提供しています。スケーラブルなZephyr RTOS、機能豊富なBluetooth LEプロトコル スタック、各種サンプル、ハードウェア ドライバ等が含まれています。

NordicのSoftDevicesの低レイヤーをnRF Connect SDKに移植し、弊社のSoftDevicesが誇るクラス最高の相互運用性を実現しました。その結果がSoftDeviceコントローラです。SoftDeviceコントローラをZephyr Bluetoothホストと組み合わせると、機能豊富なBluetooth LEプロトコルスタックとなります。このスタックは全nRF52およびnRF53シリーズSoCと互換性があり、ブロードキャスタ、ペリフェラル、オブザーバ、セントラルロールに対応しています。これは、2 Mbps、アドバタイジング拡張機能、チャネル選択アルゴリズム#2、ロングレンジをサポートするBluetooth 5.2認定スタックです。また、プライバシー1.2、LEデータパケット長拡張機能、構成可能なATT MTU、L2CAP接続指向チャネル、LEセキュア接続にも対応しています。

nRF5 SDKはnRF52シリーズでも引き続き使用できますが、メンテナンスモードになっています。 新規プロジェクトにはnRF Connect SDKを推奨しています。 開発ツール

全ての開発者へ

Nordic SemiconductorがBluetooth Low Energyの世界に参入したとき、私達には明確な目標がありました。ひとつは市場のリーダーになること、もうひとつはNordicのBluetooth LE SoCを市場で最もアクセスしやすく、使いやすく、サポートされるデバイスにすることでした。今日の新興企業は、将来IoTにおける巨大企業になるかも知れません。Nordicでは、誰もが利用できる手頃な価格の開発用ハードウェアを作ります。無料のソフトウェアと開発ツールも提供します。Nordicでは、開発者の皆さんをワクワクさせたいと考えています。開発者の皆さん、ぜひNordic製品をお試しください!

以下は、Bluetooth LE製品開発に関連する全開発ツールです。最初にデスクトップ用の開発ツール、次にモバイル用のアプリを示します。ここをクリックすると、モバイルアプリの概要にジャンプします。

デスクトップ用開発ツール

• nRF Connect for Desktop
• nRF Command Line Tools
• nRF Sniffer for Bluetooth LE
• nRF Pynrfjprog
• nRF Util

モバイルアプリ

• nRF Connect for Mobile
• nRF Blinky
• nRF Toolbox
• nRF Connect Device Manager
• nRF Edge Impulse
• nRF Programmer
• nRF Mesh
• nRF Device Firmware Update
• Thingy:52

Bluetooth LE SoCの比較