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今天，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)正站在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的前沿，成為其不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)Strategy Analytics發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量已突破300億大關(guān)，預(yù)計到2027年，這一數(shù)字將增長至430億臺。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速增長，給物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)帶來了更多市場機(jī)會，同時也在Matter、人工智能（AI）和安全等要素下倒逼行業(yè)技術(shù)進(jìn)行快速更迭。下面我們一起探討一下，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的一些發(fā)展趨勢，以及作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的芯科科技（Silicon Labs）在技術(shù)和市場方面的應(yīng)對策略，供關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人士參考。
圖 | 芯科科技高級營銷經(jīng)理Matt Maupin接受了本次與非網(wǎng)的采訪，圖源：芯科科技
多協(xié)議無線通信正在成為一種趨勢
得益于物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的快速發(fā)展，為了滿足日益增長的多樣化連接需求，多協(xié)議無線通信正在成為一種趨勢。
當(dāng)前市場上已經(jīng)涌現(xiàn)出了不少搭載具備多協(xié)議無線通信能力的芯片和模組產(chǎn)品，它們支持包括Wi-Fi、藍(lán)牙、Matter、私有協(xié)議、Thread、Wi-SUN、Zigbee、Z-Wave以及蜂窩網(wǎng)絡(luò)等多種無線通信技術(shù)，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。
以芯科科技為例，當(dāng)前就擁有多款支持多協(xié)議的產(chǎn)品，如MG系列產(chǎn)品和Wi-Fi產(chǎn)品等。其中，MG系列中的MG24和MG26 SoC支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗藍(lán)牙（BLE）、藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和私有協(xié)議等多種協(xié)議，是使用Matter、OpenThread和Zigbee協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀物聯(lián)網(wǎng)無線連接的理想選擇，適用于智能家居、照明和樓宇自動化產(chǎn)品。MG27 SoC則可支持Zigbee、低功耗藍(lán)牙、藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和私有協(xié)議等多種協(xié)議，專為低功耗、小封裝終端設(shè)備而開發(fā)。在Wi-Fi產(chǎn)品方面，芯科科技最近推出了Wi-Fi 6+低功耗藍(lán)牙組合SoC SiWx917和SiWx915，它們是使用Wi-Fi、藍(lán)牙、Matter和IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全云連接的物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備的理想選擇。
對此，芯科科技高級營銷經(jīng)理Matt Maupin表示：“以上產(chǎn)品代表了市場上主流的多協(xié)議模式，無論是開發(fā)Matter over Thread和Matter over Wi-Fi設(shè)備，還是應(yīng)對藍(lán)牙和Zigbee或者藍(lán)牙和OpenThread的動態(tài)多協(xié)議應(yīng)用，芯科科技的多協(xié)議系列產(chǎn)品都能夠提供支持，幫助開發(fā)人員快速、高效地構(gòu)建出功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定可靠的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。”
多協(xié)議無線通信是市場所需，但也帶來了不少挑戰(zhàn)，比如常見的多協(xié)議通信的射頻干擾管理、能耗優(yōu)化和硬件設(shè)計的復(fù)雜性問題，以及多協(xié)議冗余下的成見效益問題等。
通常，解決這些問題被認(rèn)為是相互矛盾的，尤其是從成本的角度來看。那么，芯科科技是如何協(xié)調(diào)好這些問題的呢？
Matt Maupin表示：“芯科科技一直在利用其第二代無線開發(fā)平臺來解決這些‘相互矛盾的問題’，特別是通過MG24和MG26這樣的產(chǎn)品?！?/p>
“MG24和MG26提供了合適的功能和集成特性，包括802.15.4和低功耗藍(lán)牙動態(tài)多協(xié)議這種關(guān)鍵性功能，該功能可支持單個設(shè)備同時連接兩種網(wǎng)絡(luò)。此外，這些產(chǎn)品還具有改善非托管共存和托管共存的功能。非托管功能包括我們的射頻抗阻塞性能，它可以使無線電從所有2.4 GHz噪聲中提取所需的信號。數(shù)據(jù)包通信仲裁（Packet Traffic Arbitration）等托管功能則更適用于同時集成藍(lán)牙、802.15.4和Wi-Fi等多種2.4 GHz無線協(xié)議的設(shè)備。這些功能不僅可以提供更好的射頻性能，還可以通過減少無線電通信過程中的重試次數(shù)延長電池續(xù)航時間。它們與低睡眠和低活動電流相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更長的電池續(xù)航時間，并降低設(shè)計復(fù)雜性。” Matt Maupin解釋道。
Matter發(fā)展進(jìn)入正軌，企業(yè)該如何跟進(jìn)？
Matter當(dāng)前保持著一年兩次更新的步調(diào)，今年5月，CSA聯(lián)盟發(fā)布了最新的Matter 1.3版本，標(biāo)志著Matter標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展又向前邁出了重要一步。
Matter 1.3支持Matter設(shè)備報告能源使用情況，增加了新的娛樂功能，并新增對用水管理、電動汽車充電樁和多種常用家用電器設(shè)備（包括微波爐、烤箱、爐灶、抽油煙機(jī)、干衣機(jī)）的支持。此外，Matter 1.3還實(shí)現(xiàn)了一些新特性和核心改進(jìn)，諸如用戶體驗(yàn)的提升以及改進(jìn)調(diào)試和開發(fā)體驗(yàn)。
據(jù)悉，為了跟進(jìn)Matter的發(fā)展速度，芯科科技一直在積極推動Matter產(chǎn)品的研發(fā)，為Matter提供涵蓋多種無線連接協(xié)議的完整硬件和軟件解決方案，從而支持Matter over Thread、Matter over Wi-Fi，以及Matter到Zigbee和Z-Wave的橋接。
下面，Matt Maupin從硬件、軟件、工具三個層面，對芯科科技在Matter方面的貢獻(xiàn)進(jìn)行了具體介紹。
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硬件層面
在硬件方面，芯科科技率先推出的2.4GHz無線MG24 SoC可作為單芯片解決方案支持Matter over Thread，能夠在室內(nèi)提供長達(dá)200米的遠(yuǎn)距離傳輸，并支持使用同一芯片的新設(shè)備進(jìn)行低功耗藍(lán)牙配網(wǎng)。
同時，隨著Matter逐步增加對新設(shè)備類型的支持和新功能，以及不斷優(yōu)化的用戶體驗(yàn)需求，芯科科技近期又推出了MG26 SoC。與MG24產(chǎn)品相比，MG26產(chǎn)品的閃存和RAM容量、GPIO數(shù)量都增加了一倍，可配置高達(dá)3200 KB的閃存和512 KB的RAM，因此有足夠多的硬件資源和足夠好的器件性能支持物聯(lián)網(wǎng)廠商通過OTA等方式升級其Matter版本。
此外，芯科科技還推出了SiWx917和SiWx915兩款Wi-Fi 6和藍(lán)牙組合SoC，在低功耗單芯片SoC上提供了對Matter over Wi-Fi的支持。
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軟件層面
芯科科技作為Matter標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)起者之一，在所有半導(dǎo)體廠商中貢獻(xiàn)了最多的軟件代碼，且代碼貢獻(xiàn)量在全部廠商中位居第三。
對于最新發(fā)布的Matter 1.3，芯科科技已經(jīng)在自己的Silicon Labs Matter Github中支持Matter 1.3規(guī)范，并在6月在我們新的SDK中以擴(kuò)展方式加入對Matter 1.3規(guī)范的支持。
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工具層面
好用的工具是產(chǎn)品生態(tài)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，為了幫助開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)升級以應(yīng)對未來需求，芯科科技在其最新版本Simplicity Studio 6中提供了相應(yīng)的支持，包括對所有面向Matter的產(chǎn)品的全面支持。
同時，芯科科技為了幫助開發(fā)人員更好地應(yīng)用Matter和應(yīng)對其演進(jìn)升級，還開設(shè)了Matter開發(fā)者之旅（Matter Developer Journey）培訓(xùn)和支持項(xiàng)目，可以使用戶快速了解和應(yīng)用新的Matter特性。
綜上，Matt Maupin強(qiáng)調(diào)：“芯科科技在Zigbee和Thread領(lǐng)域多年的領(lǐng)先地位為Matter over Thread提供了一個很好的起點(diǎn)。我們能夠利用這些經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，為Matter規(guī)范提供比其他任何芯片供應(yīng)商都更多的代碼，而且我們支持這些協(xié)議的強(qiáng)大軟件和工具實(shí)現(xiàn)了向Matter over Thread的輕松過渡，并簡化了我們客戶的開發(fā)流程?！?/p>
AI落地“邊端”，設(shè)備智能化加速物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迭代
2024年，人工智能從云端走入邊緣和嵌入式終端的趨勢明顯，越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開始搭載更強(qiáng)大的AI功能。
因此，我們看到芯科科技等企業(yè)已經(jīng)推出搭載矩陣矢量人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）硬件加速器的SoC和MCU產(chǎn)品。
據(jù)悉，芯科科技最新推出的xG26系列產(chǎn)品，包括多協(xié)議MG26 SoC、低功耗藍(lán)牙BG26 SoC和PG26 MCU，均采用了ARM? Cortex?-M33 CPU和用于射頻與安全子系統(tǒng)的專用內(nèi)核，以多核形式實(shí)現(xiàn)了性能更高的計算能力，有助于為客戶應(yīng)用釋放出主內(nèi)核。同時xG26系列還搭載了矩陣矢量AI/ML硬件加速器，這種定制的硬件加速器專為多維數(shù)組運(yùn)算而設(shè)計，可以卸載機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）推理的計算任務(wù)。
Matt Maupin透露：“采用專用的矩陣矢量AI/ML硬件加速器，使得處理ML運(yùn)算的速度提高了8倍，而功耗僅為Cortex M33處理時的1/6。此外，我們還提供了應(yīng)用程序接口（API），允許開發(fā)人員將這一矩陣矢量處理器（MVP）用于非機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算。”
與此同時，伴隨著人工智能落地邊緣側(cè)和端側(cè)，針對物聯(lián)網(wǎng)的惡意攻擊也愈發(fā)惡化。根據(jù)SonicWall Capture Labs發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球物聯(lián)網(wǎng)惡意攻擊共計發(fā)生1.12億件。而隨著人工智能領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷融合，也為物聯(lián)網(wǎng)惡意攻擊增加了更多的路徑和手段。
因此，物聯(lián)網(wǎng)市場對當(dāng)前SoC、MCU等主控和通信產(chǎn)品的要求也越來越高，不僅需要有較高的處理性能、較低的功耗、靈活可靠的通信能力，更需要其擁有足夠的安全防御能力，來幫助終端客戶設(shè)計出更有市場競爭力的產(chǎn)品。
對此，Matt Maupin表示：“物聯(lián)網(wǎng)安全是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基石，芯科科技一直以來就高度重視物聯(lián)網(wǎng)的安全性，開發(fā)了高度可靠的Secure Vault?安全技術(shù)，并且在業(yè)內(nèi)率先獲得了最高等級的PSA 3級認(rèn)證。”
以前面提到的xG26系列產(chǎn)品為例，在安全性方面，xG26采用芯科科技Secure Vault?技術(shù)和ARM TrustZone技術(shù)來保障系統(tǒng)安全性的同時，還利用芯科科技的定制化元件制造服務(wù)，可以在制造過程中使用客戶設(shè)計的安全密鑰和其他功能進(jìn)行硬編碼，從而進(jìn)一步增強(qiáng)其抵御漏洞的能力，包括抵御遠(yuǎn)程和本地的網(wǎng)絡(luò)攻擊。
寫在最后
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個關(guān)鍵的成熟期。
在這一背景下，芯科科技作為全球領(lǐng)先的無線通信和物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商，早在2023年的第四屆Works With開發(fā)者大會上已經(jīng)預(yù)告，其下一代暨第三代無線開發(fā)平臺將在無線性能、計算能力、安全防護(hù)和機(jī)器學(xué)習(xí)方面實(shí)現(xiàn)面向前沿的更大飛躍。
下載ECAD模型
