作者： Pete Bartolik

電子行業(yè)源源不斷地推出各種創(chuàng)新的智能家居產(chǎn)品，然而在讓這些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)開箱即用的無縫協(xié)作方面，各廠商的步伐卻始終遲緩。

多家著名平臺(tái)提供商、設(shè)備制造商及半導(dǎo)體公司正在圍繞 Matter 連接標(biāo)準(zhǔn)展開協(xié)作，寄望這一標(biāo)準(zhǔn)能最終彌合困擾產(chǎn)品設(shè)計(jì)師多年的諸多斷層。

Matter 標(biāo)準(zhǔn)旨在通過允許設(shè)備受控于多個(gè)智慧生態(tài)，以突破困擾早期標(biāo)準(zhǔn)的智慧家居互聯(lián)壁壘。[Silicon Labs] 正通過提供核心硅解決方案、開發(fā)工具及配套服務(wù)，推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)兼容 Matter 的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、認(rèn)證及部署。

智慧家居的格局——即更廣義的物聯(lián)網(wǎng)范疇，已由多種互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)所塑造，但每種標(biāo)準(zhǔn)皆有其優(yōu)勢與缺陷。具體表現(xiàn)為：Zigbee 需依賴專屬網(wǎng)關(guān)或嵌入式控制器；Wi-Fi 的功耗要求對(duì)電池驅(qū)動(dòng)型設(shè)備來說不切實(shí)際；而低功耗藍(lán)牙 (BLE) 技術(shù)在大型恒在線場景中則存在傳輸距離與響應(yīng)速度方面的不足。Thread 是一種基于 IP 的網(wǎng)狀協(xié)議，針對(duì)低功耗和可靠性進(jìn)行了優(yōu)化，適用于恒在線的小型設(shè)備，但帶寬較低，并且需要應(yīng)用層堆棧才能實(shí)現(xiàn)跨供應(yīng)商的互操作性。

諸如 Apple HomeKit、Google Home、Amazon Alexa 和 Samsung SmartThings 等針對(duì)特定平臺(tái)的生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致了開發(fā)者環(huán)境呈現(xiàn)碎片化。Matter 協(xié)議于 2022 年推出，旨在促進(jìn)設(shè)備之間的互操作性、本地控制，并使設(shè)備能同時(shí)接入多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)和平臺(tái)并接受其控制。

Matter 是應(yīng)用級(jí)協(xié)議，可在 Wi-Fi、以太網(wǎng)和 Thread 上運(yùn)行，并使用 BLE 進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和設(shè)置。Matter 協(xié)議融合了 Google Weave、Apple HomeKit 和 Zigbee 的技術(shù)元素，在連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟 (CSA) 的贊助下完成開發(fā)——該聯(lián)盟正是 Zigbee 聯(lián)盟經(jīng)過品牌重塑與擴(kuò)展后的全新形態(tài)。

CSA 擁有超過 700 名會(huì)員，其中包括平臺(tái)和設(shè)備供應(yīng)商 Apple、Google、Amazon 和 Samsung、Home Depot 和 IKEA 等零售商、眾多設(shè)備制造商，以及 Silicon Labs 等芯片和軟件供應(yīng)商。

CSA 可為開發(fā)人員提供開箱即用的核心連接能力：包括 Matter 統(tǒng)一開源軟件開發(fā)套件、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備模型，以及集加密通信與安全入網(wǎng)功能于一體的內(nèi)置安全保障系統(tǒng)。這使得開發(fā)者能夠打造可跨越多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的單一產(chǎn)品版本，這樣既能節(jié)省與原型設(shè)計(jì)相關(guān)的時(shí)間和成本，又兼具開箱即用和即插即用性。

通過 Matter 協(xié)議，邊界路由器可將低功耗 Thread 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)接入 Wi-Fi 或以太網(wǎng)等 IP 網(wǎng)絡(luò)，省去了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中互不兼容協(xié)議間的報(bào)文轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)。

Silicon Labs 將繼續(xù)前行

Silicon Labs 是 CSA 的核心成員，也是該聯(lián)盟 GitHub 開源庫的主要開發(fā)力量之一。該公司在無線通信協(xié)議領(lǐng)域的芯片開發(fā)及配套開發(fā)工具領(lǐng)域積淀深厚，涵蓋了 Thread、Wi-Fi 和藍(lán)牙等無線技術(shù)。

為了將這些功能引入 Matter，Silicon Labs 推出了 [xG26 系列] 器件（圖 1），這是一種基于通用平臺(tái)的無線片上系統(tǒng) (SoC) 和微控制器 (MCU)。

圖 1：xG26 系列產(chǎn)品包括三組器件，以并發(fā)多協(xié)議 MG26 為首。（圖片來源：Silicon Labs）

基于 [ARM] Cortex-M33 內(nèi)核打造并支持高達(dá) 3 MB 的閃存和 512 kB 的 RAM，xG26 芯片可處理復(fù)雜的應(yīng)用，并集成了 AI/ML 硬件加速功能，可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)迅速、高效的邊緣計(jì)算。

通過 Matter、OpenThread 和 Zigbee 協(xié)議，[EFR32MG26] (MG26) SoC 可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀物聯(lián)網(wǎng)無線連接。這款器件具有高達(dá) 2,300 KB 的閃存和 512 KB 的 RAM，是上一代產(chǎn)品的兩倍。這款器件為智慧家居、照明和樓宇自動(dòng)化產(chǎn)品提供了可靠的性能和硬件級(jí)安全，并且可以在 Google Home 或 Apple HomeKit 等生態(tài)系統(tǒng)中運(yùn)行，適應(yīng)各種新興的用例。

xG26 系列還包括針對(duì)低功耗藍(lán)牙和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過優(yōu)化的 [EFR32BG26] (BG26) SoC 以及通用型 [EFM32PG26] (PG26) MCU 系列，前者適用于智能照明和便攜式醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用，后者則專為需要強(qiáng)大處理能力而無需無線連接的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。此外，還有幾個(gè)評(píng)估板，其中包括 [XG26-EK2709A] Explorer 套件（圖 2）。這是一個(gè)小型開發(fā)和評(píng)估平臺(tái)，用于快速開發(fā) 2.4 GHz 無線協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用原型，包括低功耗藍(lán)牙、藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、Thread 和 Matter。

圖 2：XG26-EK2709A 配備 USB 接口、板載 SEGGER J-Link 調(diào)試器、兩個(gè)用戶 LED 和兩個(gè)按鈕，并通過 mikroBUS 插座和 Qwiic 連接器支持硬件擴(kuò)展板。（圖片來源：Silicon Labs）

結(jié)語

Silicon Labs xG26 系列處理能力強(qiáng)勁，存儲(chǔ)器充裕且具有如機(jī)器學(xué)習(xí)加速、高級(jí)安全等豐富的內(nèi)置功能，可廣泛地支持恒在線低功耗應(yīng)用，確保其安全、響應(yīng)迅速且兼容新興標(biāo)準(zhǔn)。無論是設(shè)計(jì)并發(fā)多協(xié)議設(shè)備、僅支持藍(lán)牙的產(chǎn)品，還是非無線嵌入式系統(tǒng)，xG26 系列都可以通過涵蓋處理能力、內(nèi)存配置、安全功能和開發(fā)工具的共享架構(gòu)滿足各種設(shè)計(jì)需求。