PUBLIC USE

FANG YI

REGINAL MARKETING, MICR BL

SEPT,29 2016

Thread –智能家居触手可及

PUBLIC USE1 PUBLIC USE1

内容纲要• 定义物联网时代的智能家居

• Thread介绍

• Thread技术概述

• NXP Thread 解决方案

• NXP 应用案例

PUBLIC USE2

NXP驱动技术发展

安全连接，智慧世界

互联无处不在

超过10亿的在线消费者,

超过300亿的设备被互联

智能无处不在

2020年，将有超过400亿台智能设备

安全无处不在

可以节省超过

5000亿美金

Source: Euromonitor; Gartner; ARM Holdings; UBS; Center for Strategic and International Studies;

McAfee, NXP analysis, International Telecommunications Union

处理互联 安全

PUBLIC USE3

智能家庭 可穿戴智能工业智能健康

智能互联应用的快速增长

微控制器微处理器模拟器件传感器

射频NFC

标准器件

微控制器微处理器传感器

模拟器件标准器件

微控制器微处理器模拟器件

传感器NFC

标准器件

微控制器微处理器模拟器件传感器

射频NFC

标准器件

智能设施 微处理器模拟器件射频

标准器件

PUBLIC USE4

主流无线标准的生态系统

应用层

网络层/ 传输层

物理层/ 链路层(PHY/MAC)

可穿戴 网关边界节点 Sub-1 GHz 工业无线 2.4 GHz 家庭自动化和控制网络

IEEE 802.15.4 (low power networking)IEEE 802.11n 1x1Bluetooth

Link Layer

Bluetooth

Host StackRF4CE ZigBee PRO

IEEE 802.15.4g

TCP / UDP

IPv4 / IPv6

6LoWPAN

PUBLIC USE5

Notes:

• IoT forecast (incl. connectivity) based on Gartner forecast for Internet of Things Endpoints, 2015

• BLE forecast based on TSR Wireless Connectivity, 1Q16; ZigBee on internal analysis

• Current SAM includes Bluetooth Low Energy, ZigBee

分类 标准 特点 应用

.ac 最高的传输速度，成熟的标准 网关

.b/.g/.n 高吞吐量，功耗高，成熟的标准 终端节点

.ah 处于设计阶段的低功耗物联网标准 待定

Classic 高吞吐量的数据流，成熟的标准 音频流

Low Energy

/ Smart

低功耗复合网络 智能手机通信

Mesh 处于设计阶段 设备互联

802.15.4 ZigBee Pro 低吞吐量的局域网络，支持Mesh 商业楼宇

Thread 全新的802.15.4 标准, 支持mesh, 基于IP

家庭，楼宇自动化

Cellular LTE-m 低功耗LTE 移动物联网

Connectivity is ~60% of NXP IoT SAM; a range of

solutions cover different use cases

低功耗无线网络引领行业发展

PUBLIC USE6

THREAD介绍

PUBLIC USE7

新一代无线网络的需求

• 家庭内的设备需要更多的互联

− Internet的直接接入

−简单的节点加入和删除机制

−足够的安全性

−可靠性

−电池供电可以工作数年

• 既有标准不能满足上述要求

• 由7家创始成员组成的Thread工作组旨在解决上述问题

PUBLIC USE8

对新的Mesh网络的要求

• 开放的协议，全球统一的标准

• 从节点到云端，可以IP寻址

• 低功耗终端节点

• 便于消费者添加新节点和删除既有节点

• 安全

• 可靠性

• 非单节点失效

• Internet离线依然可用

• 产品快速投入市场

PUBLIC USE9

目标应用

• Thread 针对家庭内的场景和应用而设计

家电

门禁

温度控制

能源管理

照明

安全与安防

• 所有的设备均在mesh网络中工作

PUBLIC USE10

可以支持多种常见的应用层协议

经过软件升级，可以让现有的IEEE 802.15.4的设备支持Thread协议

Thread技术规范现已对Thread组织会员开放

Thread

• Thread是一个安全的无线mesh网络，将家庭内的设备互联

• 基于充分验证过的现有技术实现

• 运行在所有支持IEEE 802.15.4标准的芯片上

• 使用基于IPv6寻址的6LoWPAN技术

• 采用UDP传输

• 包含有强制性的安全机制

• 简单而安全的添加/删除联网设备

• 每个网络可以互联250个以上的设备

• 针对超低功耗操作的设计

• 确保关键设备的可靠性

PUBLIC USE11

关于Thread组织

由7家公司发起成立，目前有12个核心成员公司，超过230家会员公司

NXP是发起成员之一

Thread提供产品认证机制，确保安全性和兼容性

Thread旨在促进智能家居的发展

通过以下网址填写申请 threadgroup.org/Join.aspx

PUBLIC USE12

THREAD技术概述

PUBLIC USE13

IEEE 802.15.4

• IEEE 802.15.4 是一个低速率无线无线网络标准

• 主要特点:

−低成本

−低复杂度

−低功耗

−低数据传输率

−通常用于无线传感器网络

Application Layer

UDP + DTLS

Distance Vector Routing

6LowPAN (IPv6)

IEEE 802.15.4 MAC

(including MAC security)

IEEE 802.15.4 PHY

PUBLIC USE14

6LoWPAN – IPv6 over Low power Wireless PANs

6LoWPAN 是一个介于PHY-MAC层和IP层之间的适配层，并承担以下功能：

• 将较大的IPv6包分解成为较小的IEEE 802.15.4包

• 将IPv6 40字节长度的包头压缩至2-3字节

• 在链路层负责mesh网络不同节点间的数据传输

Application Layer

UDP + DTLS

Distance Vector Routing

6LowPAN (IPv6)

IEEE 802.15.4 MAC

(including MAC security)

IEEE 802.15.4 PHY

PUBLIC USE15

网络路由

• 其算法和下一代路由信息协议(RipNG)相似

• 距离矢量路由协议

• 在Thread网络中，路由器在和其他路由器交互开销信息时，使用一种压缩格式的MLE (Mesh Link

Establishment)

• 设备使用IP路由来计算路由表。这个路由表使用一个压缩格式的Mesh网络唯一地址，并包含节点下一跳的地址信息

• 路由器周期性的和相邻路由器交互网络拓扑结构信息

• 在链路层，通过6LoWPAN确保数据包的传输

Application Layer

UDP + DTLS

Distance Vector Routing

6LowPAN (IPv6)

IEEE 802.15.4 MAC

(including MAC security)

IEEE 802.15.4 PHY

PUBLIC USE16

UDP: 用户数据报协议DTLS:安全的数据报协议层

• UDP是一种无连接协议 –一个程序向另一个发送数据之前无需握手。适用于需要快速高效传输，但是不保证数据送达率的应用。

• DTLS提供了通信隐私机制（完整，授权，可信）以及其他安全特性，如避免数据报协议中的重播

• 除了Thread中的DTLS-jpake，还可以使用附加的加密算法库例如WolfSSL和PolarSSL

Application Layer

UDP + DTLS

Distance Vector Routing

6LowPAN (IPv6)

IEEE 802.15.4 MAC

(including MAC security)

IEEE 802.15.4 PHY

PUBLIC USE17

应用层

• Thread针对基于UDP的单播/多播应用层框架提供了基础服务

• Thread技术规范没有规定具体的应用层协议，多种应用层协议都可以被使用如: ZCAL, Weave,

IOTivity, AllJoyn, etc.

• 对于不支持IP的应用层协议，需要做一些调整来适配

Application Layer

UDP + DTLS

Distance Vector Routing

6LowPAN (IPv6)

IEEE 802.15.4 MAC

(including MAC security)

IEEE 802.15.4 PHY

PUBLIC USE18

网络结构

THREAD 终端节点

THREAD 标准路由器

THREAD 核心路由器

THREAD 边界路由器

THREAD 链路

PUBLIC USE19

Thread 边界路由器

Thread 边界路由器

• 至少具有一个IEEE 802.15.4之外的协议接口(如Wi-Fi, Ethernet, USB)

• 将数据包在Thread网络和LAN/WAN网络之间交换

• 一个Thread网络中可以有多个边界路由

Thread 边界路由器

• 可以作为一个专用的网络设备

• 无线接入点(WAP)

• 家庭网关

• 也可以和其他消费电子产品做整合

• 自动温控器

• 家用电器THREAD 终端节点

THREAD 标准路由器

THREAD 核心路由器

THREAD 边界路由器

THREAD 链路

PUBLIC USE20

Thread 可变路由器 (REED, Router Eligible End Device)

核心路由在网络初始化时确定。当现有核心路由不可用时，系统会重新推举出一个新的核心路由。

THREAD 核心路由器

一个Thread可变路由器，可以在运行时承担不同的功能

终端节点的来源有两种，其一是设备以终端节点身份加入网络，其二是当网络中链路数目足够多时，路由器会变为Thread终端节点，由路由器变成的节点称之为REED终端节点

THREAD 终端节点

当网络中可用链路不足时（例如当总路由器数目小于16时），REED终端节点会向核心路由器发起请求，之后变更为标准路由器

THREAD 标准路由器

可变路由器须保持常待机状态

THREAD 终端节点

THREAD 标准路由器

THREAD 核心路由器

THREAD 边界路由器

THREAD 链路

PUBLIC USE21

Thread 标准终端节点

• 无路由能力• 通过上级标准路由器传输数据• 不能变为标准路由器 (相对于可变路由器而言)

标准终端节点

• 无路由能力• 是一种睡眠节点(SED)，在睡眠时，绝大多数会关闭射频电路

• 通过上级标准路由器传输数据• 不能变为标准路由器 (相对于可变路由器而言)

低功耗终端节点

THREAD 终端节点

THREAD 标准路由器

THREAD 核心路由器

THREAD 边界路由器

THREAD 链路

低功耗终端节点使用一个容量有限的电池，通常是一次性电池（如纽扣电池）

PUBLIC USE22

系统通信模型

Thread Home Area Network

在Thread网络中，设备之间相互通信

边界路由器将数据传送至Wi-Fi /

以太网 /云端

用户在家时可以使用手机接入Wi-Fi进行控制云连接使用户不在家时也可以远程控制

PUBLIC USE23

可以对设备进行直接寻址

• 所有的设备都有IPv6地址以及一个16-bit的HAN短地址

• 家庭网络可以通过边界路由器直接对设备进行寻址

• 云服务可以通过Internet对设备进行寻址

• 设备可以通过HAN地址，或IP地址对本地设备寻址

End Device Router Eligible

THREAD Router

Leader

Border Router

THREAD Link

PUBLIC USE24

灵活的网络

• 设备以可变路由或终端节点身份加入网络

• 当核心路由判断网络连接需要改善的时候，可变路由即作为标准路由器使用

• 路由器通过Trickle机制和MLE维护和其他路由器的状态

• 路由器通过Trickle机制和MLE维护和边界路由器的状态

• 路由器可以使终端节点变为睡眠状态

• 可变路由器也可以维护上述状态

• 核心路由器在网络内部起到决策作用

End Device Router Eligible

THREAD Router

Leader

Border Router

THREAD Link

PUBLIC USE25

非单节点失效

• 在网络中不需要预先指定特殊的节点

• 核心路由器起决策作用，如果核心路由器发生错误，其他路由器通过推举算法产生一个新的核心路由器

• 整个网络会根据工作状况决定是否需要添加一个新的路由器

End Device Router Eligible

THREAD Router

Leader

Border Router

THREAD Link

✖

PUBLIC USE26

低功耗终端节点

• 睡眠的终端节点(SED)轮询上级路由器来获得消息（如果在应用程序指定下，也可轮询远端设备）

• 睡眠的节点间歇性的和上级路由器通信，确保最低的功耗

• 上级路由器会为睡眠的节点进行消息暂存

• 如果上级路由器丢失连接，睡眠的节点会自动切换路由器

• 睡眠的节点不可以变为路由器

PUBLIC USE27

接入许可和安全机制

• 简单的接入许可

−用户使用手机/平板电脑APP或者计算机来认证网络中的设备

−具有图形用户界面（GUI）的设备可以用来对设备进行认证

• 在具有接入许可授权设备，和待入网设备之间，有安全回话机制来确保安全。

• 当接入许可授权完成之后，待入网设备会正式加入网络

• 所有的消息都采用IEEE 802.15.4 MAC 安全性机制

• 应用层的安全性根据终端产品需求而定

THREAD 终端节点

THREAD 标准路由器

THREAD 核心路由器

THREAD 边界路由器

THREAD 链路

PUBLIC USE28

使用手机APP进行设备接入许可

• 提供一个简单，友好的方式将设备加入Thread网络

• APP使用QR二维码或简单友好的用户按键来识别加入的设备

• 手机连接上边界路由器之后，使设备加入Thread

网络

• Thread组织开发了一个示例APP，并对Thread

Sponsor级别会员和Contributor级别会员开放。

• 支持iOS和Android

PUBLIC USE29

i.MX6UL

KW24

KW24KW24

Router

End-node End-node

Ethernet

QR NFC QR NFC

使用手机APP进行设备接入许可

PUBLIC USE30

使用网关直接进行设备接入许可

PUBLIC USE31

Thread 认证

• 商业用途的Thread设备，在使用Thread标志之前，都需要通过相应的认证

• 设备行为验证

−接入许可管理

−网络功能和互操作性

−网络中的设备操作

• 认证程序需要对组件和终端产品进行双重认证

• Sponsor成员和Contributor会员可以访问相关的测试程序和示例commissioning

• 认证过程由相应的第三方实验室进行

PUBLIC USE32

NXP THREAD

解决方案

PUBLIC USE33

NXP针对Thread的硬件解决方案

NXP Kinetis KW2xD, KW41Z (Q3 2016)

• 用于Thread路由/ REED / 终端节点

• 提供Tower开发套件以及Freedom开发套件

• 提供Kinetis SDK以及FreeRTOS

NXP Kinetis KL46 + MCR20A收发器

• 用于Thread终端节点

• 提供Freedom 开发板

• 提供Kinetis SDK以及FreeRTOS

NXP i.MX6 UltraLite EVK NXP Kinetis KW2xD USB

• 用于Thread边界路由 / 云网关

• 提供IP数据路由实例和系统集成实例

• 提供i.MX6UL EVK和USB Dongle

• 可以运行Linux操作系统

NXP Kinetis K64F + MCR20A收发器

• 用于边界路由

• 支持以太网和Wi-Fi(QCA400x)

• 提供Freedom开发板

• 提供Kinetis SDK以及FreeRTOS

+End Device

Thread Router

Leader

Border Router

Thread Link

The most complete Thread end to end platform available!

PUBLIC USE34

Kinetis 2.4GHz 无线MCU产品

1H 2H

KW21DCM4 50MHz256kB/32kB

KW21DCM4 50MHz512kB/64kB

KW22DCM4 50MHz512kB/64kB

KW22DCM4 50MHz512kB/64kB

量产

概念

计划

实施

2016

既有产品

KW21ZCM0+ 48MHz

Up to 512kB/128kB

性能

KW20ZCM0+ 48MHz160kB/20kB

KW30ZCM0+ 48MHz160kB/20kB

KW40ZCM0+ 48MHz160kB/20kB

KW41ZCM0+ 48MHz

Up to 512kB/128kB

KW31ZCM0+ 48MHz

Up to 512kB/128kB

MCR20A802.15.4

Transceiver

BLE & 802.15.4

BLE

802.15.4

无线射频

开发进度

BLE 4.1

Thread

软件协议栈

BLE 4.2

2016

Q3/Q4

PUBLIC USE35

基于MCU (RTOS)的边界路由器设计方案

• K64 MCU具有最大1MB Flash,

最大256KB RAM，支持以太网。

• 存储容量可以支持Thread协议栈，以太网协议栈和应用层程序

• MCR20A是2.4GHz 802.15.4

收发器

• Wi-Fi (高通Atheros

QCA400x)

输入输出

通信

控制

传感器 K64F

SPI

MCR20A

ENET

PHYWi-Fi

PUBLIC USE36

基于MCU (RTOS)的边界路由器硬件开发套件

FRDM-CR20A

Thread MCU RTOS

以太网边界路由器

FRDM-K64F

ETH15.4

PUBLIC USE37

Kinetis K64F/63 120MHz MCUs

Debug

InterfacesDSP

Interrupt

ControllerFloating Point Unit

(sFPU)

Arm Cortex-M4

Up to 120 MHz

Internal and

External

Watchdogs

Memory

Protection Unit

(MPU)

16-ch DMA

Low-Leakage

Wake-Up Unit

Program Flash

(Up to 1MB)

SRAM

(256kB)

External Bus

Interface

(FlexBus)

Serial

Programming

Interface

(EzPort)

Phase-Locked

Loop

Frequency-

Locked Loop

Low/High

Frequency

Oscillators

Internal

Reference

Clocks

Cyclic

Redundancy

Check (CRC)

Up to 2 x16-bit

ADC

3 x ACMP

Up to 2 x 12-bit

DAC

FlexTimer

Programmable

Delay Block

Periodic

Interrupt

Timers

Low-Power

Timer

Independent

Real-Time

Clock (RTC)

3xI2C 1xI2S

3xSPI

1 x USB OTG

(LS/FS) + PHY

6xUARTs

Secure

Digital Host

Controller

(SDHC)

GPIO

Core System Memories Clocks

Security

and Integrity

Analog Timers Communication Interfaces HMI

USB

Voltage Regulator

Standard Feature

Kinetis K Series

Optional Feature

IEEE 1588

Ethernet MACDRY ICE

(K63 only)

Cryptographic

Acceleration

Unit (CAU)

Random

Number

Generator

Up to 4kB

EEPROM

(Flexmemory)

CAN

Vref

内核

• Cortex-M4 up to 120MHz with FPU

存储

• up to 1MB Flash

• up to 256kB SRAM

• up to 4kB EEPROM (FlexMemory)

通讯

• USB OTG FS/LS w/ PHY and USB Vreg

• Ethernet w/ IEEE1588

• CAN

• Multiple serial ports

模拟

• 2x 16-bit ADC

• 2 x 12-bit DAC; 3 x ACMP

定时器

• 2x8ch FTM (PWM)

• 2x2ch FTM (PWM/Quad Dec.)

• Low Power Timer

• RTC with independent Vbat supply

其他• 1.71V-3.6V; -40 to 105oC

• Tamper and Crypto acceleration

• DRY ICE (K63F only)

PUBLIC USE38

MCR20A 高性能 802.15.4 收发器

2.4 GHz 无线射频收发器特性

High performance 2.4 GHz IEEE 802.15.4 RF transceiver

• Support for MBAN frequencies (2.36-2.4 GHz)

• Packet processor for hardware acceleration

• Supports single ended and diversity antenna options

• Dual-PAN support

• -30 to + 8 dBm power output

• Support for external PA/LNA (FEM)

• -102 dBm sensitivity

• Tx 17mA @ 0dBm

• Rx 15mA LPPS mode, 19mA full Rx

• AES Hardware encryption/decryption

• True Random Number Generator

• SPI Interface (memory mapped)

• 6 GPIO

系统特性

• -40°C to 105°C

• Operating range: 1.8 V to 3.6 V, -40C to +105C

• 5x5 32-pin QFN

Ordering Part Number: MCR20AVHM

PUBLIC USE39

基于MPU (OS)的边界路由器设计方案

KW2xDi.MX6

USB

云端连接

Linux 系统

数据管理

时间处理

KW2xD 上运行Thread边界路由器的功能，i.MX6上的Linux 系统完成数据管理和分析、事件处理以及云端连接

PUBLIC USE40

基于MPU (OS)的边界路由器的硬件开发套件

THREAD MPU

Linux 边界路由器(ETH, Wi-Fi)

i.MX6UL FRDM-KW24D512

PUBLIC USE41

i.MX 6 系列：高度灵活性和可扩展性Leverage One Design Into Diverse Product Portfolio

Scalable series of NINE ARM-based SoC Families

i.MX

6Solo

Family

i.MX

6Dual

Family

i.MX

6Quad

Family

i.MX

6DualLite

Family

i.MX

6SoloLite

Family

硬件管脚兼容

软件兼容

i.MX

6SoloX

Family

i.MX

6QuadPlus

Family

i.MX

6DualPlus

Family

i.MX

6UltraLite

Family

i.MX 6UltraLite i.MX 6Solo i.MX 6Dual i.MX 6Quadi.MX 6DualLitei.MX 6SoloX i.MX 6DualPlus i.MX 6QuadPlusi.MX 6SoloLite

PUBLIC USE42

i.MX 6UltraLite 优势

i.MX 6 系列里最低成本的处理器

• ARM Cortex- A7 @ 528 MHz

- The 14x14 289 MAPBGA

with 0.8mm pitch for simple

and low cost PCB design.

- The 9x9 289 MAPBGA

with 0.5mm pitch for space

constrained applications.

针对工业用用和物联网应用优化了接口

• 2x high-speed USB on-the-go with PHY

• Multiple expansion card ports (high-speed)

• 2x 12-bit ADC modules (up to 10 input channels)

• 2x smart card interfaces compatible with EMV Standard

v4.3 and a variety of other popular interfaces

• 2x CAN ports

高级别安全特性

• Hardware-enabled security

features that enable secure e-

commerce, digital rights

management (DRM), information

encryption, On-The-Fly DRAM

encryption, secure boot and

secure software downloads

最高能效比的处理器

• Integrated power management module that reduces

the complexity of external power supply and simplifies

power sequencing.

“It provides up to 20% more single thread

performance than the Cortex-A5 and provides

similar performance to mainstream Cortex-A9

based smartphones in 2012 while consuming

less power.” www.arm.com/products/processors/cortex-a/cortex-a7.php

i.MX 6UltraLite

PUBLIC USE43

Thread路由器和低功耗终端节点

KW

输入输出

通信

控制

传感器

在KW系列MCU上，使用512KB Flash和64KB RAM，就可以运行边边界路由器，可变路由器以及对应的应用程序。

在KW系列MCU上，使用32KB RAM，就可以运行终端节点以及对应的应用程序。

PUBLIC USE44

Thread路由器和终端节点硬件开发平台

USB-KW24D512

FRDM-KW24D512

Thread边界路由器，路由器以及终端节点

Thread边界路由器，终端节点以及数据包嗅探器

USB-KW41D512

FRDM-KW41D512

2016年Q4量产THREAD + BLE

已经量产

PUBLIC USE45

Kinetis KW2xD 无线MCU

Device Flash RAM Feature Package

MKW21D256VHA5 256 kB 32 kB No USB 8x8 63-pin LGA

MKW21D512VHA5 512 kB 64 kB No USB 8x8 63-pin LGA

MKW22D512VHA5 512 kB 64 kB USB 8x8 63-pin LGA

Memories RF TransceiverSystemCore

Analog

Clocks

Security

Communications

Timers

Cyclic Redundancy

Check (CRC)

Tamper Detect

Cryptography

Authentication Unit

Random Number

Generator

USB Charger Detect

SPI

I2C

32 MHz Osc

SPI Interface

Internal and External

Watchdogs

DMA

Phase-Locked Loop

Internal Reference

Clocks

Low / High Frequency

Osc.

Low Leakage Wake-

Up Unit

Flex Timer

Programmable

Delay Block

Independent Real

Time Clock

Periodic Interrupt

Timers

Low Power Timer

ARM CortexTM-M4

50 MHz

Interrupt Controller

Debug Interfaces

DSP

Program Flash

(Up to 512 kB)

SRAM

(Up to 64 kB)16-bit ADC

High Speed

Comparator with

6-bit DAC

Dual PAN ID

UART (ISO 7816)

USB On-The-Go (H)

USB Voltage Regulator

Frequency Locked

Loop

FlexMemory Option

64 kB FlexNVM

4 kB FlexRAM

(MKW21D256 only)

IEEE 802.15.4 2006

2.4 GHz

Fast Antenna Diversity

内核、系统• Cortex-M4 running up to 50 MHz

• Up to 512kB Flash & 64kB SRAM

• Optional (MKW21D256): 64 kB FlexNVM & 4 kB FlexRAM

2.4 GHz 射频收发器

• IEEE-802.15.4 compliant

• -102 dBm Rx sensitivity

• Up to +8dBm Tx output power

• Peak typical current: 17mA Tx and 19mA Rx

• Dual Personal Area Network (PAN) support in hardware

• Run two RF networks simultaneously

• Antenna diversity with automatic antenna selection

安全

• Active and passive tamper detection with RTC timestamp

• Crypto engine: DES, 3DES, AES 128-256, SHA-1, SHA-256, MD5, RNG

系统

• UART, SPI, I2C

• Optional USB 2.0 FS/LS H/D/OTG

• 16-bit ADC, 6-bit DAC

• Operating range: 1.8 V to 3.6 V, -40C to +105C

PUBLIC USE46

Device Memory Protocol Package

MKW21Z512VHT4/R

MKW21Z256VHT4/R

512K Flash, 128K RAM

256K Flash, 64K SRAM802.15.4 7x7 48-pin Laminate QFN

MKW41Z512VHT4/R

MKW41Z256VHT4/R

512K Flash, 128K RAM

256K Flash, 64K SRAM

BLE &

802.15.4

7x7 48-pin Laminate QFN

WLCSP (PYW)

Features Description

Software and Protocol Stacks

Bluetooth Smart Host Stack & Profiles

SMAC, IEEE 802.15.4 MAC, Thread Stack

KSDK, KDS, IAR, RTOS

Availability (subject to change)

General Availability/Production – Sep/Oct’16

Kinetis KW41Z/21Z可以提供工程样片

内核、存储、系统• Cortex-M0+ running up to 48 MHz

• Up to 512 kB Flash, Up to 128 kB SRAM

• Four independently programmable DMA controller channels

2.4 GHz 无线射频

• Support for BLE v4.2, 802.15.4

• -96 dBm in BLE mode, -100 dBm in 802.15.4 mode

• -30 to +4 dBm programmable output power

• Increased coexistence performance

• 6.5 mA Rx & 6.5 Tx (0dBm) current target (DC-DC enabled)

• <2uA low power current

• Integrated balun (~9% board area savings)

通讯、人机接口、定时器• 2xSPI, LP-UART, 2xI2C, CMT, GPIO with IRQ capability (KBI)

• Hardware Touch Sensing Inputs (TSI)

• 3xFlexTimer (TPM) with PWM & quadrature decode support

• Low Power (LPTMR), Programmable Interrupt (PIT) and RTC timers

模拟• 16-bit ADC with integrated temperature sensor and battery monitor

• 12-bit DAC and 6-bit High-speed Comparator

安全• AES Accelerator and True Random Number Generator

内置DC/DC转换器• Normal: 1.71V to 3.6V

• Buck : 2.1V to 4.2V for coin cell operation

• Boost : 0.9V to 1.795V for single alkaline battery operation

唯一识别标志• 80-bit device ID programmed at factory

• 40-bit unique number can be used for Bluetooth Low Energy or IEEE 802.15.4 MAC

Address

PUBLIC USE47

Thread超低功耗终端节点解决方案

Kinetis L devices with 32kB RAM can run 802.15.4 MAC/PHY,

Thread Network and Application as an End Device when

paired with the MCR20A 2.4GHz Transceiver

KL46

应用程序

Thread协议栈

802.15.4

MAC/PHY

SPI

MCR20A

150KB Flash

25KB RAM

PUBLIC USE48

Thread超低功耗终端节点硬件开发平台

FRDM-CR20A

THREAD超低功耗节点设备

FRDM-KL46Z

PUBLIC USE49

NXP Thread demo Dual-mode

iPhone

Thread network

Router

End Device 1

End Device 2

BLE Connection

PUBLIC USE50

NXP 应用案例

PUBLIC USE51

Febreze Home™ by Procter & Gamble智能空气清新器

• Smart air fresher with mobile app for personalization of scent experience

• Setup different experiences for each room

• Integrated into “Works with Nest” ecosystem

• Uses Nest Thermostat to more evenly disperse scent in your room.

• Pre-Order (US only) available now.

• Based on NXP KW2x http://www.febrezehome.com

PUBLIC USE52

Luminion by Ubiant智能社区烛台灯

• Home energy and well-being manager. A solution designed for smart grids and smart cities.

• Hemis cloud solution based on AI designed to minimize building energy consumption which maximizing occupants well-being

• Connect smart IoT objects

• Based on NXP KW2x

http://www.ubiant.com

PUBLIC USE53

3G智能插座 iSocket

• Smart plug with 3G modem for connectivity

with or without an internet connection

• Thread Border Router

• Alert you to problems in your home: power

failure, break-in, temperature increasing or

falling down, gas leakage, flooding, etc

• Based on NXP KW2x

http://www.isockets.eu

PUBLIC USE54

Linx TechnologiesRaven™ Thread Components – Wireless Made Simple®

• Thread Modules and Border Router

• Small form factor Thread modules with multiple RF output options to speed time to market of Thread enabled products.

• Cost optimized turnkey Microcontroller based Thread Border Router with Ethernet interface to connect to home or enterprise access points.

• Based on NXP KW2x, K64F, MCR20A.

https://www.linxtechnologies.com

PUBLIC USE55

MMB NetworksThread Module, Border Router and Gateway

• Thread Module, Border Router and Gateway

• Integrates MMB’s RapidConnectconnectivity platform, a drop-in software platform that allows device vendors to rapidly add interoperable and multi-platform connectivity to their products.

• MMB offers turnkey solutions and development tools as well as hardware and software design services.

• Based on NXP i.MX6UL, KW2x K64F, MCR20A.

http://mmbnetworks.com/

PUBLIC USE56

Volansys

• 集成了NFC, Wi-Fi, 蓝牙和以太网的Thread网关

• Thread 边界路由器

• 基于NXP i.MX6UL, KW2x 和 NFC

PUBLIC USE58

ATTRIBUTION STATEMENT

NXP, the NXP logo, NXP SECURE CONNECTIONS FOR A SMARTER WORLD, CoolFlux, EMBRACE, GREENCHIP, HITAG, I2C BUS, ICODE, JCOP, LIFE VIBES, MIFARE, MIFARE Classic, MIFARE

DESFire, MIFARE Plus, MIFARE FleX, MANTIS, MIFARE ULTRALIGHT, MIFARE4MOBILE, MIGLO, NTAG, ROADLINK, SMARTLX, SMARTMX, STARPLUG, TOPFET, TrenchMOS, UCODE, Freescale,

the Freescale logo, AltiVec, C 5, CodeTEST, CodeWarrior, ColdFire, ColdFire+, C Ware, the Energy Efficient Solutions logo, Kinetis, Layerscape, MagniV, mobileGT, PEG, PowerQUICC, Processor Expert,

QorIQ, QorIQ Qonverge, Ready Play, SafeAssure, the SafeAssure logo, StarCore, Symphony, VortiQa, Vybrid, Airfast, BeeKit, BeeStack, CoreNet, Flexis, MXC, Platform in a Package, QUICC Engine,

SMARTMOS, Tower, TurboLink, and UMEMS are trademarks of NXP B.V. All other product or service names are the property of their respective owners. ARM, AMBA, ARM Powered, Artisan, Cortex,

Jazelle, Keil, SecurCore, Thumb, TrustZone, and μVision are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. ARM7, ARM9, ARM11, big.LITTLE, CoreLink,

CoreSight, DesignStart, Mali, mbed, NEON, POP, Sensinode, Socrates, ULINK and Versatile are trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved. Oracle and

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