不仅提供芯片，Silicon Labs还能为你的Matter设备做这些事
近期物联网领域最大的事，莫过于10月初?CSA连接标准联盟宣布Matter?1.0技术规范和认证流程正式发布。智能家居品牌可以对其产品进行相关测试和认证，一旦获得认证，公司就可以开始销售带有Matter?标志的设备。这是智能家居发展史上的里程碑事件，意味着来自物联网生态从芯片到零售，各个环节的联盟成员公司自此拥有了一套完整解决方案，能够为市场提供跨品牌和跨生态互联互通的新一代产品，让消费者体验更好的隐私保护、安全和便捷。
在这之前，安全性和互操作性是智能互联设备的最大挑战，在将新设备带入家庭时，消费者需要新老设备之间互联互通的便捷性和灵活性，也需要相信这些联网设备的安全性，这对于大规模市场采用至关重要。以往的物联网行业，各巨头的互联产品均基于自家生态的封闭平台，直到2019年12月，智能家居开源标准Matter首次由亚马逊、苹果、谷歌、三星?SmartThings?和ZigBee联盟联合发起提出，当时还被称为IP互联家庭项目（Project?Connected?Home?over?IP，简称CHIP）。该项目旨在开发、推广一项免除专利费的新连接协议，将?Zigbee、Thread、蓝牙和?Wi-Fi?等不同组件整合到一个总体标准中，以简化智能家居设备商开发成本，提高产品之间兼容性。
2021年5月，Matter取代了原先的CHIP成为该标准的正式名称，ZigBee联盟也更名为连接标准联盟（Connectivity?Standards?Alliance，简称CSA）。Matter概念的出现，让不同品牌设备之间实现了内置的互操作性，制造商能够扩大生产规模，也使消费者能够在亚马逊、苹果和谷歌等生态系统中进行组合和匹配，让无数智能互联设备在一起无缝协作，体验大大提升。
根据全球技术市场研究公司ABI?Research的最新报告，从2022年到2030年，将有超过55亿台符合Matter标准的智能家居设备出货，Matter的重要性不言而喻。
Matter落地带来的实际价值
“在第一批Matter认证设备中，如涂鸦、绿米等智能家居大厂都有用到芯科科技（Silicon?Labs）的SoC方案。Silicon?Labs是Matter初始会员，也是半导体领域Matter源代码最大贡献者。”日前，Silicon?Labs中国区总经理周巍（Anthony?Zhou）在接受《电子工程专辑》采访时说到，Matter的出现是物联网行业的一个里程碑，其落地后的实际价值可以从三个角度去看。
Silicon?Labs中国区总经理周巍（Anthony?Zhou）
首先从最终消费者的角度，有了Matter后对产品的选择面和兼容性会变宽。简化了设置和控制后，不再局限于某一个品牌，或是只能在一个生态中实现互操作；
其次对于开发人员，开发成本会大大降低。因为Matter是基于IP层运行的，所以对于SKU较大的公司，能够大大缩短开发时间，降低开发难度以及运营成本；
最后从商业应用角度，运营成本得到大幅度降低。Matter为终端销售人员提供了识别可协同工作产品的能力，这可以降低购买门槛、实现销售量最大化、降低库存和培训任务量，并使退货率降到最低。
周巍用一张图回顾了Silicon?Labs在Matter上的发展路线，蓝色部分是CSA连接标准联盟的milestone，红色部分则是Silicon?Labs的milestone。
其中第三个红点，也就是今年下半年Silicon?Labs针对Matter做的最新工作——发布Matter?Release?4.2?GSDK在GitHub上与行业分享。此外还包括公司最新基于Wi-Fi?6的Matter?over?Wi-Fi解决方案。“尽管Silicon?Labs已经在Mesh网络方面做得不错，但是并不只局限于Matter?over?Thread，我们的Matter解决方案是一个非常完备的端到端方案，”周巍说到。
从路线图上我们还能看到Matter?1.1认证标准预计将在2023年春季发布，同时Silicon?Labs的Release?4.3?GSDK也会与CSA联盟同步在明年上半年发布。据悉除了Zigbee和Z-Wave桥连，Silicon?Labs接下来也会考虑到sub-GHz无线连接、Wi-SUN等产品的桥连。
消费者最关心的问题：旧设备怎么办？
作为普通消费者，最关心的可能不是技术发展到了哪一步，而是家中已有的智能家居产品能否借助Matter实现互联互通。
对此周巍表示，Silicon?Labs不仅仅支持桥接新的Matter产品，同时我们也支持桥连现有的、已经部署的Zigbee和Z-Wave产品。家中的旧设备即使不原生支持Matter，只要其硬件能力支持，就可以通过桥接和Matter网络转化为互联互通。例如智能音箱可以用Silicon?Labs的Unify?SDK升级来启用Matter，之后变成可同时运行两种协议和桥接，既保留现有设备和连接，又可以新无线设备的身份加入Matter网络。因为Unify?SDK可为Z-Wave、Zigbee提供现有协议转换的功能。
“比如一台OpenThread边界路由器，Silicon?Labs的产品从MG12/13系列到MG21/24都可以为Matter协议栈提供主处理器支持。如果设备是采用Linux操作系统的Arm?A系列处理器，就可以用作边界路由器，通过它和Matter实现Zigbee等其他协议的桥接，使用相同的802.15.4连接进行转换，同时用Zigbee和Thread接入Matter网络。”周巍说到。
所以总体来说，旧设备接入到Matter网络中有两种方式：一是桥连接，用一颗小小的桥接器来提供转换；第二，如果采用的是Silicon?Labs的MG12/13无线SoC或最新的MG21/24，芯片有足够资源去支持Matter，可以用Unify?SDK做OTA升级后加入Matter网络。
Silicon?Labs为Matter做了哪些事？
Matter?1.0虽然已经落地，但仍在初始阶段中，所以当前主要目标应用还是集中在智能家居领域。从CSA联盟公布的目前已通过Mater?1.0认证或者测试的产品可以看出，大部分还是集中在照明和电器产品类别。但是预计接下来全球范围的Matter产品组合中会有越来越多的新应用，包括电视、接入点和桥连接口等。
Matter的网络拓扑结构
从Matter的网络拓扑结构可以看出，Matter的桥接（Bridge）应用是很重要的方向。现在Matter原生支持Matter?over?Wi-Fi和Matter?over?Thread，但利用桥接就可以把原先已部署的Zigbee、Z-Wave设备完全地桥连到整个Matter生态系统中。设备可以使用蓝牙进行调试，Thread设备也可以通过边界路由器连接。
未来，随着Matter?1.0的发布和系统化的推动，Matter的更多应用将不仅仅局限于智能家居，更多的Matter设备会应用到工业领域，尤其是传感器部分。周巍表示，Matter也将结合人工智能和边缘计算等功能，籍由Silicon?Labs?MG24/BG24等集成人工智能和边缘计算功能SoC推动的新应用。
对于Matter来说，Silicon?Labs不只是芯片提供商。据悉，公司已针对Matter设备、边界路由器和桥接应用等需求提供了一站式的资源，包括：
- 硬件：经过验证的SoC?和模块、支持Thread?、蓝牙和Wi-Fi，?并已为Matter?设备提供了强大而可靠的无线基础；
- 软件：为所有Matter?软件提供一站式服务，包括设备、边界路由器和桥接器；
- 工具：先进的开发硬件、参考设计和工具，简化开发并加快上市时间；
- 认证：已部署了50,000?多台Wi-Fi和?802.15.4?终端产品，支持终端产品认证。2022?年中Matter?经过认证。
开发人员可以地利用Silicon?Labs的硬件和软件工具，包括一体化软件开发工具包（Unify?SDK）、Gecko?SDK和Simplicity?Studio物联网开发环境，将Matter桥接到其他的IoT开发平台，比如Wi-Fi、Zigbee、Thread和Z-Wave等。
“Unify?SDK就像我们的SDK图书馆一样，包含了Zigbee、Z-Wave等协议。要把所有的SDK打包在一起，首先芯片产品必须支持这些底层协议栈，其次要有操作系统才能把他们融合到一起。”周巍说到。
此外，Silicon?Labs从去年开始还增加了器件定制制造服务(CPMS)，可以为客户量身定制芯片和模组并提供生产服务。据介绍，Silicon?Labs推出该服务是因为很多客户对更高安全性的要求，CPMS服务将为客户定制的每颗芯片在出厂时带一个ID，即便Silicon?Labs也不知道该ID，只有最终客户才有掌握这个ID的权利。
“哪怕客户在把他的产品交给代工厂生产之后，在觉得有风险时也可以随时随地监测到这颗芯片。其内置的安全措施可以随时随地升级，在面临风险或被攻击时，可随时启用远程升级（OTA）来关断这颗芯片。”周巍说到。
在Matter标准的开发过程中，?Silicon?Labs贡献的源代码超过整个程序代码总量的17%（数据截止2022年2月16日），在所有的贡献者中排名第三，仅仅次于Apple和Google。在所有半导体厂商中，Silicon?Labs也是源代码贡献量最大的。
Silicon?Labs?是Matter?GitHub第三大贡献者，最主要的贡献是过去近20年中在支持Zigbee协议中取得的市场经验、研发经验和这些应用层的开发工具，包括：
?ZCL?解析器?(ZAP?工具)
??取代应用程序构建器
??独立的工具，不再与Studio绑定
可移植的Zigbee应用程序框架应用程序框架
??框架链接
灯光?、?门锁和窗帘控制器示例
??MG12和MG24提供支持
与业内其他芯片厂商的竞合关系
关于Silicon?Labs为Matter贡献的代码是否有排他性的问题，周巍称:“我们的代码没有排他性，因为Matter本身就是一个开放平台，我们也会去尊重开放的标准。”
他表示，现在Silicon?Labs最重要的工作是和CSA联盟内外的伙伴合作，先把Matter生态做大，因为只有以开放的态度把生态做大，大家才会做的更好。众人拾柴火焰高，现在需要包括设备厂商、芯片厂商、系统厂商和集成商一起把Matter做好做大，不仅在智能家居，而且在工业、商业等更多领域中更广泛地落地生根和开花结果，才是大家乐于见到的。
当然在这个过程中会有竞争，但周巍认为这些竞争是良性的，因为这种竞争的前提是把生态和系统做好。Silicon?Labs在这个良性竞争中，也有着独特的优势：
第一，对于大部分芯片厂商，物联网可能只是其一个部门或一条产品线，但是Silicon?Labs在去年7月将汽车和基础建设业务出售后，已经”All-in”物联网；
第二，Silicon?Labs是业界除了蜂窝式连接产品以外，支持通信协议最齐全的芯片提供商，这些协议能够覆盖所有的应用场景；?
第三，Silicon?Labs有着完善和稳定的软件系统支持，提供Silicon?Labs?Simplicity?Studio平台来简化开发，Unify?SDK来帮助用户将其开发成果应用到多种协议中，以及稳定可靠的各种协议栈；
第四，在美国、欧洲和中国等全球范围内，Silicon?Labs和各大生态系统有着良好合作。
Silicon?Labs支持Matter的产品组合
目前Silicon?Labs的Matter和Thread产品组合，最新的芯片是其第二代（Series?2）多协议无线SoC?MG24和MG21，基于40nm工艺。第一代产品MG12和MG13无线SoC此前已获不少用户采用，所以在硬件方面，目前Silicon?Labs提供的两个系列芯片均全面支持Matter?over?Thread应用。
周巍展示了一张Matter?over?Wi-Fi的产品路线图。据介绍，2022年下半年Silicon?Labs已经可提供的方案是利用MG12和MG24作为MCU?Host，加上RS9116?Wi-Fi?SoC或WF200?Wi-Fi收发器来实现Matter?over?Wi-Fi。RS9116作为一颗超低功耗Wi-Fi收发器，可支持Wi-Fi?4并与MG24无线SoC组合形成Matter?over?Wi-Fi?4解决方案。
据悉，在Matter?over?Thread领域中，目前绝大部分产品是基于MG24开发的，这款SoC也是Silicon?Labs的Matter平台核心。
在2022年Works?With开发者大会上，Silicon?Labs推出了超低功耗SiWx917?Wi-Fi?6及BLE组合SoC。SiWx917的一个优势是目前业界最长覆盖距离的连接能力，能够一直保持超低功耗Wi-Fi连接，利用单颗SoC就可支持Matter?over?Wi-Fi?6。该方案现已进入Alpha阶段，周巍预计明年年中可大批量量产。在Alpha阶段中，Silicon?Labs还会有意选择一些战略客户做合作研发。
当前中国国内厂商对于Matter?1.0的发布反应非常积极，尤其是涂鸦、绿米和利达信等产品线较为齐全厂家。周巍表示：“我们认为Matter不仅仅是一个里程碑，它还会让整个物联网或智能家居、智能工业等应用发生天翻地覆的变化。这个市场会越做越大，这也是Silicon?Labs作为一家半导体厂商乐于见到的。”
责编：Luffy
