芯耀
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今天，物聯(lián)網（IoT）技術正站在數(shù)字經濟的前沿，成為其不可或缺的基礎設施。根據Strategy Analytics發(fā)布的數(shù)據顯示，2022年全球物聯(lián)網設備的數(shù)量已突破300億大關，預計到2027年，這一數(shù)字將增長至430億臺。
物聯(lián)網設備的快速增長，給物聯(lián)網企業(yè)帶來了更多市場機會，同時也在Matter、人工智能（AI）和安全等要素下倒逼行業(yè)技術進行快速更迭。下面我們一起探討一下，當前物聯(lián)網行業(yè)的一些發(fā)展趨勢，以及作為行業(yè)領導者的芯科科技（Silicon Labs）在技術和市場方面的應對策略，供關注物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展的人士參考。
圖 | 芯科科技高級營銷經理Matt Maupin接受了本次與非網的采訪，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。
當前市場上已經涌現(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品，它們支持包括Wi-Fi、藍牙、Matter、私有協(xié)議、Thread、Wi-SUN、Zigbee、Z-Wave以及蜂窩網絡等多種無線通信技術，以適應不同應用場景的需求。
以芯科科技為例，當前就擁有多款支持多協(xié)議的產品，如MG系列產品和Wi-Fi產品等。其中，MG系列中的MG24和MG26 SoC支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗藍牙（BLE）、藍牙網狀網絡和私有協(xié)議等多種協(xié)議，是使用Matter、OpenThread和Zigbee協(xié)議實現(xiàn)網狀物聯(lián)網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品。MG27 SoC則可支持Zigbee、低功耗藍牙、藍牙網狀網絡和私有協(xié)議等多種協(xié)議，專為低功耗、小封裝終端設備而開發(fā)。在Wi-Fi產品方面，芯科科技最近推出了Wi-Fi 6+低功耗藍牙組合SoC SiWx917和SiWx915，它們是使用Wi-Fi、藍牙、Matter和IP網絡實現(xiàn)安全云連接的物聯(lián)網無線設備的理想選擇。
對此，芯科科技高級營銷經理Matt Maupin表示：“以上產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設備，還是應對藍牙和Zigbee或者藍牙和OpenThread的動態(tài)多協(xié)議應用，芯科科技的多協(xié)議系列產品都能夠提供支持，幫助開發(fā)人員快速、高效地構建出功能強大、性能穩(wěn)定可靠的物聯(lián)網設備。”
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)化和硬件設計的復雜性問題，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和低功耗藍牙動態(tài)多協(xié)議這種關鍵性功能，該功能可支持單個設備同時連接兩種網絡。此外，這些產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)據包通信仲裁（Packet Traffic Arbitration）等托管功能則更適用于同時集成藍牙、802.15.4和Wi-Fi等多種2.4 GHz無線協(xié)議的設備。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合，可以實現(xiàn)更長的電池續(xù)航時間，并降低設計復雜性?！?Matt Maupin解釋道。
Matter發(fā)展進入正軌，企業(yè)該如何跟進？
Matter當前保持著一年兩次更新的步調，今年5月，CSA聯(lián)盟發(fā)布了最新的Matter 1.3版本，標志著Matter標準發(fā)展又向前邁出了重要一步。
Matter 1.3支持Matter設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備（包括微波爐、烤箱、爐灶、抽油煙機、干衣機）的支持。此外，Matter 1.3還實現(xiàn)了一些新特性和核心改進，諸如用戶體驗的提升以及改進調試和開發(fā)體驗。
據悉，為了跟進Matter的發(fā)展速度，芯科科技一直在積極推動Matter產品的研發(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方面的貢獻進行了具體介紹。
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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，能夠在室內提供長達200米的遠距離傳輸，并支持使用同一芯片的新設備進行低功耗藍牙配網。
同時，隨著Matter逐步增加對新設備類型的支持和新功能，以及不斷優(yōu)化的用戶體驗需求，芯科科技近期又推出了MG26 SoC。與MG24產品相比，MG26產品的閃存和RAM容量、GPIO數(shù)量都增加了一倍，可配置高達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標準的發(fā)起者之一，在所有半導體廠商中貢獻了最多的軟件代碼，且代碼貢獻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
好用的工具是產品生態(tài)建設的重要基礎，為了幫助開發(fā)人員實現(xiàn)升級以應對未來需求，芯科科技在其最新版本Simplicity Studio 6中提供了相應的支持，包括對所有面向Matter的產品的全面支持。
同時，芯科科技為了幫助開發(fā)人員更好地應用Matter和應對其演進升級，還開設了Matter開發(fā)者之旅（Matter Developer Journey）培訓和支持項目，可以使用戶快速了解和應用新的Matter特性。
綜上，Matt Maupin強調：“芯科科技在Zigbee和Thread領域多年的領先地位為Matter over Thread提供了一個很好的起點。我們能夠利用這些經驗和專業(yè)知識，為Matter規(guī)范提供比其他任何芯片供應商都更多的代碼，而且我們支持這些協(xié)議的強大軟件和工具實現(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”，設備智能化加速物聯(lián)網技術迭代
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)網設備開始搭載更強大的AI功能。
因此，我們看到芯科科技等企業(yè)已經推出搭載矩陣矢量人工智能/機器學習（AI/ML）硬件加速器的SoC和MCU產品。
據悉，芯科科技最新推出的xG26系列產品，包括多協(xié)議MG26 SoC、低功耗藍牙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)的專用內核，以多核形式實現(xiàn)了性能更高的計算能力，有助于為客戶應用釋放出主內核。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)組運算而設計，可以卸載機器學習（ML）推理的計算任務。
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）用于非機器學習運算?！?/p>
與此同時，伴隨著人工智能落地邊緣側和端側，針對物聯(lián)網的惡意攻擊也愈發(fā)惡化。根據SonicWall Capture Labs發(fā)布的數(shù)據顯示，2022年全球物聯(lián)網惡意攻擊共計發(fā)生1.12億件。而隨著人工智能領域物聯(lián)網設備的不斷融合，也為物聯(lián)網惡意攻擊增加了更多的路徑和手段。
因此，物聯(lián)網市場對當前SoC、MCU等主控和通信產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，來幫助終端客戶設計出更有市場競爭力的產品。
對此，Matt Maupin表示：“物聯(lián)網安全是產業(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)網的安全性，開發(fā)了高度可靠的Secure Vault?安全技術，并且在業(yè)內率先獲得了最高等級的PSA 3級認證?！?/p>
以前面提到的xG26系列產品為例，在安全性方面，xG26采用芯科科技Secure Vault?技術和ARM TrustZone技術來保障系統(tǒng)安全性的同時，還利用芯科科技的定制化元件制造服務，可以在制造過程中使用客戶設計的安全密鑰和其他功能進行硬編碼，從而進一步增強其抵御漏洞的能力，包括抵御遠程和本地的網絡攻擊。
寫在最后
隨著物聯(lián)網技術的不斷進步和應用領域的擴展，物聯(lián)網行業(yè)已經進入了一個關鍵的成熟期。
在這一背景下，芯科科技作為全球領先的無線通信和物聯(lián)網解決方案提供商，早在2023年的第四屆Works With開發(fā)者大會上已經預告，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、安全防護和機器學習方面實現(xiàn)面向前沿的更大飛躍。
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