AN54LM Series, Bluetooth 6.0, LGA module; nRF54LM20A based

En plus du Bluetooth 5.4/6.0 Low Energy, les modules AN54LM prennent en charge plusieurs protocoles IoT 2,4 GHz. Cela inclut les protocoles IEEE 802.15.4 tels que Zigbee et Thread (Matter), ainsi que des modes 2,4 GHz propriétaires. Les modules prennent également en charge des standards émergents comme Amazon Sidewalk, et la documentation de la variante U20 mentionne la prise en charge d’Aliro (un écosystème 2,4 GHz à venir). Toutes ces capacités protocolaires sont rendues possibles par le SoC nRF54LM20A de Nordic, ce qui vous donne la flexibilité d’utiliser le même matériel pour plusieurs piles sans fil (une à la fois ou en exécution concurrente par tranches de temps, selon le cas).

Oui. Le Bluetooth 6.0 Low Energy (tel qu’implémenté dans le nRF54LM20A) reste rétrocompatible avec les appareils Bluetooth Low Energy 5.x et 4.x. Cela signifie qu’un module AN54LM peut communiquer avec des appareils BLE plus anciens (par exemple des smartphones, capteurs ou passerelles utilisant BLE 4.2/5.0) au moyen des protocoles BLE standard. La spécification Bluetooth 6.0 ajoute principalement de nouvelles fonctions (comme Channel Sounding et des améliorations de LE Audio), mais elle repose toujours sur le même cadre radio et protocolaire fondamental, garantissant l’interopérabilité avec les générations précédentes de Bluetooth Low Energy.

Channel Sounding est une fonctionnalité introduite dans la dernière spécification Bluetooth (souvent appelée de manière informelle Bluetooth 5.4 ou 6.0). Elle permet à un récepteur d’évaluer les caractéristiques du canal radio à l’aide de signaux de référence spécifiques émis par l’émetteur. Concrètement, Channel Sounding permet d’obtenir des mesures de distance et de positionnement plus précises, par exemple en analysant la phase et l’amplitude du signal reçu. Pour votre application, cela signifie qu’un module AN54LM peut potentiellement être utilisé pour le positionnement intérieur de haute précision, la localisation par direction (Angle of Arrival/Departure), ou encore pour un réglage RF adaptatif afin d’améliorer la fiabilité de la liaison. Si vous développez des objets IoT sensibles à la localisation ou avez besoin de connexions stables dans des environnements RF complexes, la prise en charge de Channel Sounding vous apporte un nouvel outil pour renforcer ces capacités.

Le choix dépend des contraintes d’encombrement de votre appareil et de vos exigences en portée :

• L’antenne chip (AN54LM-20) est une petite antenne céramique intégrée au module. Elle est idéale pour gagner de la place et simplifier la conception, et convient bien aux applications à portée modérée (en intérieur ou sur quelques dizaines de mètres). Choisissez cette option pour les appareils très compacts, où chaque millimètre compte et où vous recherchez une solution tout-en-un.
• L’antenne PCB (AN54LM-P20) est une antenne imprimée sur le circuit imprimé du module. Elle offre généralement un gain similaire, voire légèrement supérieur, à celui de l’antenne chip, tout en constituant une solution interne économique. C’est un bon compromis si vous disposez d’un peu plus d’espace : elle peut offrir une portée fiable (potentiellement quelques centaines de mètres en visibilité directe dans des conditions idéales) tout en restant entièrement intégrée.
• L’option avec connecteur u.FL (AN54LM-U20) vous permet de raccorder une antenne externe de votre choix (par exemple monopôle filaire, dipôle, patch, etc.). C’est la solution idéale lorsque votre application exige une portée maximale ou un type d’antenne spécifique. Par exemple, dans des scénarios longue portée ou en extérieur, vous pouvez connecter une antenne externe à gain plus élevé pour augmenter sensiblement la distance de communication. En contrepartie, le module est légèrement plus grand pour intégrer le connecteur et nécessite l’ajout d’une antenne externe à votre produit.

En résumé, choisissez la variante u.FL pour obtenir la plus grande portée ou davantage de flexibilité d’antenne, la variante chip pour les conceptions ultra-compactes, et la variante PCB pour une solution interne équilibrée entre les deux.

Les modules AN54LM sont conçus dans une optique de conformité réglementaire. D’après les informations du fabricant, ils sont destinés à obtenir les certifications FCC (États-Unis), IC (Canada), CE (Europe), Telec MIC (Japon), KC (Corée), SRRC (Chine), NCC (Taïwan), RCM (Australie/Nouvelle-Zélande) et WPC (Inde). Cela signifie que le matériel a été conçu et implanté pour respecter les limites d’émission RF et de sensibilité applicables dans ces régions. En pratique, l’utilisation d’un module pré-certifié vous permet souvent, en tant que développeur produit, de simplifier la certification de votre propre appareil (puisque la partie radio a déjà été testée). Il reste toutefois important de vérifier le statut le plus récent : si ces modules viennent d’être lancés, certaines certifications peuvent encore être en cours. Demandez toujours les rapports ou identifiants de certification du module et veillez à l’intégrer conformément aux recommandations d’implantation fournies (dégagement autour de l’antenne, plan de masse, etc.) afin de préserver la conformité. En cas de doute, contactez le fournisseur du module pour connaître l’état actuel des certifications et les éventuelles exigences propres à chaque région.

Oui, avec quelques points à prendre en compte. Le SoC nRF54LM20A sous-jacent prend en charge la concurrence multiprotocole grâce au partage temporel. Cela signifie que vous pouvez exécuter, par exemple, une pile Bluetooth Low Energy et une pile Thread (802.15.4) sur un même module, en entrelacant les événements radio afin que chaque protocole dispose de créneaux de fonctionnement. Le SoftDevice de Nordic et le SDK Thread (ou le nRF Connect SDK unifié basé sur Zephyr RTOS) prennent en charge ce type de fonctionnement simultané. En pratique, votre firmware peut donc être conçu pour gérer, par exemple, des communications BLE et un réseau Zigbee ou Matter en parallèle. L’architecture double cœur de l’AN54LM (avec un Arm M33 et un coprocesseur RISC-V) apporte une aide supplémentaire en déchargeant certaines tâches et en facilitant la gestion des contraintes temps réel. Gardez à l’esprit que l’exécution simultanée de plusieurs protocoles peut légèrement affecter le débit ou la latence, puisque la radio partage son temps, mais il s’agit d’une fonctionnalité éprouvée. C’est particulièrement utile pour les passerelles ou les ponts : par exemple, un appareil qui communique en BLE avec un smartphone tout en participant simultanément à un réseau maillé Thread/Matter peut être réalisé avec un seul module AN54LM.

La portée de communication dépend de l’option d’antenne et de l’environnement :

• Avec les antennes chip ou PCB intégrées, vous pouvez généralement atteindre une portée de l’ordre de 50 à 200 mètres en extérieur, en visibilité directe et dans des conditions idéales. En intérieur, à travers les murs, la portée pratique peut être de quelques dizaines de mètres, ce qui suffit généralement pour couvrir une pièce ou des pièces adjacentes. Dans certains cas, la variante à antenne PCB peut offrir des performances légèrement supérieures à celle à antenne chip grâce à sa taille et à sa conception, mais elles restent globalement dans la même catégorie.
• Avec une antenne externe (connecteur u.FL), la portée peut être nettement augmentée. Par exemple, avec un dipôle de qualité ou une antenne quart d’onde, la portée en extérieur en visibilité directe peut atteindre plusieurs centaines de mètres, voire jusqu’à 1 km (dans un environnement dégagé et avec une puissance d’émission de +8 dBm). En intérieur encombré, vous bénéficierez également d’une meilleure couverture par rapport aux antennes intégrées au module.

Il est également important de noter que ces modules offrent une puissance d’émission maximale d’environ +8 dBm et une très bonne sensibilité en réception (environ –96 à –98 dBm pour le BLE à 1 Mbps). Ces performances radio, combinées à une antenne externe de qualité, permettent d’établir des liaisons longue portée comparables à certains scénarios Bluetooth Long Range. Les résultats réels varieront selon les obstacles, les interférences et le gain de l’antenne, mais la série AN54LM couvre clairement les distances typiques d’une maison connectée ou d’un site industriel, et la variante U20 vous permet d’aller nettement plus loin si nécessaire.

La série AN54LM repose sur une conception à très faible consommation. En mode actif, la radio nRF54LM20A est particulièrement efficace au vu de ses performances : par exemple, la réception de paquets Bluetooth LE consomme de l’ordre de 3–4 mA, et l’émission à 0 dBm environ 4–5 mA (sous 3 V). Ces valeurs sont comparables, voire supérieures, à celles des puces Nordic de génération précédente, malgré une vitesse CPU plus élevée, grâce à des améliorations architecturales. En pratique, lors de l’utilisation du broadcasting Bluetooth LE ou d’un réseau maillé Zigbee, la radio fonctionne par cycles d’activité : elle ne consomme donc ces courants de quelques milliampères que par brèves impulsions. Lorsque le module est au repos ou en veille, la consommation chute fortement, jusqu’à quelques microampères, selon l’état de veille et les périphériques désactivés. Par exemple, avec le RTC actif et la conservation de la RAM, la consommation peut se situer à quelques dizaines de microampères ; dans le mode de veille le plus profond (System OFF), elle peut être nettement inférieure à 1 µA. Cela se traduit par un excellent potentiel d’autonomie sur batterie. Un capteur alimenté par pile bouton, par exemple, peut fonctionner pendant des années avec un module AN54LM s’il ne sort brièvement de veille que pour transmettre des données. Bien entendu, la consommation totale dépendra de votre profil d’utilisation (fréquence d’émission, consommation des capteurs, etc.), mais le module lui-même ne sera pas le facteur limitant : il est optimisé pour un fonctionnement longue durée sur batterie ou à partir de sources d’énergie récupérée.

La sécurité a été un axe majeur de développement pour les SoC de la série nRF54. Les modules AN54LM héritent d’un ensemble de fonctions de sécurité avancées issues du nRF54LM20A :

• Ils intègrent la technologie Arm® TrustZone®, qui permet de séparer le code sécurisé du code non sécurisé sur le Cortex-M33. Les routines ou données sensibles, comme les clés cryptographiques ou les bootloaders, peuvent ainsi être isolées du reste de l’application, ce qui réduit le risque d’accès ou de modification par un code non autorisé.
• Ils disposent d’un accélérateur cryptographique intégré prenant en charge le chiffrement symétrique et asymétrique (AES, ECC, etc.) et intégrant des mécanismes de protection contre les attaques par canaux auxiliaires, comme l’analyse de consommation. Cette accélération matérielle sécurise non seulement les communications — par exemple pour exécuter rapidement l’AES-CCM sur des paquets Bluetooth LE ou des handshakes TLS pour Matter — mais le fait aussi efficacement, sans surcharger le CPU.
• Le composant prend en charge un processus de démarrage sécurisé avec une racine de confiance immuable. En pratique, cela signifie que le module peut vérifier les signatures numériques du firmware au démarrage, afin de garantir que seul un code authentique et non altéré est exécuté. Associé à des fonctions telles que la protection du port de débogage (verrouillage de l’interface SWD/JTAG sur le terrain), cela complique fortement toute tentative d’extraction ou de modification du firmware par un attaquant.
• Parmi les fonctions supplémentaires figurent la détection d’altération (la puce peut surveiller certaines broches ou conditions et détecter les tentatives d’ouverture ou de sondage du matériel), ainsi que la prise en charge du stockage sécurisé des clés.

Dans l’ensemble, la série AN54LM offre un niveau de sécurité compatible PSA Level 3, soit un haut niveau d’assurance pour les appareils IoT. En bref, vous pouvez utiliser ces modules en toute confiance dans des applications qui traitent des données sensibles ou exigent une protection robuste contre les accès non autorisés.

Oui, l’AN54LM est conçu pour coexister efficacement avec le Wi-Fi, en particulier si vous suivez l’approche recommandée par Nordic. Le nRF54LM20A (et donc le module) intègre une interface matérielle de coexistence 3 fils/4 fils. Cette interface peut être utilisée pour se coordonner avec une puce compagnon Wi-Fi 6 externe, comme le nRF7002 de Nordic. En pratique, les protocoles Bluetooth/Thread/Matter exécutés sur le module AN54LM peuvent échanger des signaux avec une radio Wi-Fi afin d’éviter d’émettre simultanément sur la bande 2,4 GHz partagée. Cela limite les interférences mutuelles et optimise le débit global. Le SDK de Nordic fournit les pilotes nécessaires pour cette interface de coexistence. Si vous intégrez, par exemple, un module AN54LM et un module Wi-Fi 2,4 GHz sur la même carte — un scénario courant pour les passerelles IoT —, vous relierez leurs signaux de coexistence (généralement les lignes PRI, GRANT, REQUEST, etc.). De cette façon, les deux radios se partagent le temps d’antenne : lorsque le Wi-Fi doit émettre ou recevoir, il peut signaler au module BLE de suspendre momentanément son activité, et inversement. Résultat : les deux peuvent fonctionner de concert avec un impact minimal sur les performances. En outre, les excellentes caractéristiques de blocage et de sélectivité de l’AN54LM lui confèrent une bonne immunité intrinsèque aux interférences en 2,4 GHz. Avec une conception adaptée, il est donc tout à fait possible de faire fonctionner Bluetooth LE et Wi-Fi simultanément dans un même appareil basé sur un AN54LM, afin de mettre en œuvre des solutions de connectivité combinée (par exemple, une passerelle de Thread vers Wi-Fi).