Η βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών συνεχίζει να εισάγει διάφορα καινοτόμα προϊόντα έξυπνου σπιτιού, αλλά οι κατασκευαστές άργησαν να επιτύχουν απρόσκοπτη συνεργασία για αυτά τα προϊόντα εκτός συσκευασίας.
Αρκετοί γνωστοί πάροχοι πλατφορμών, κατασκευαστές εξοπλισμού και εταιρείες ημιαγωγών συνεργάζονται γύρω από το πρότυπο συνδεσιμότητας Matter, ελπίζοντας ότι αυτό το πρότυπο μπορεί τελικά να γεφυρώσει τα πολλά κενά που μαστίζουν τους σχεδιαστές προϊόντων για πολλά χρόνια.
Το πρότυπο Matter στοχεύει να ξεπεράσει τα εμπόδια στη συνδεσιμότητα έξυπνων κατοικιών που μάστιζε τα πρώτα πρότυπα, επιτρέποντας στις συσκευές να ελέγχονται από πολλαπλά έξυπνα οικοσυστήματα. Η Silicon Labs οδηγεί την ανάπτυξη, την παραγωγή, την πιστοποίηση και την ανάπτυξη προτύπων προϊόντων συμβατών με Matter στον κλάδο παρέχοντας βασικές λύσεις πυριτίου, εργαλεία ανάπτυξης και υπηρεσίες υποστήριξης.
Το πρότυπο των έξυπνων σπιτιών, δηλαδή το ευρύτερο πεδίο εφαρμογής του Διαδικτύου των Πραγμάτων, έχει διαμορφωθεί από διάφορα πρότυπα διασύνδεσης, αλλά κάθε πρότυπο έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Συγκεκριμένα, το Zigbee βασίζεται σε αποκλειστικές πύλες ή ενσωματωμένους ελεγκτές. Οι απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας του Wi Fi δεν είναι ρεαλιστικές για συσκευές με μπαταρία. Ωστόσο, η τεχνολογία χαμηλής κατανάλωσης Bluetooth (BLE) έχει περιορισμούς στην απόσταση μετάδοσης και την ταχύτητα απόκρισης σε σταθερά διαδικτυακά σενάρια μεγάλης κλίμακας. Το Thread είναι ένα πρωτόκολλο πλέγματος βασισμένο σε IP βελτιστοποιημένο για χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και αξιοπιστία, κατάλληλο για μικρές συσκευές με σταθερή διαδικτυακή συνδεσιμότητα, αλλά με χαμηλό εύρος ζώνης και που απαιτεί στοίβα στρώματος εφαρμογής για διαλειτουργικότητα μεταξύ προμηθευτών.
Τα οικοσυστήματα για συγκεκριμένες πλατφόρμες όπως το Apple HomeKit, το Google Home, το Amazon Alexa και το Samsung SmartThings έχουν οδηγήσει σε κατακερματισμένα περιβάλλοντα προγραμματιστών. Το πρωτόκολλο Matter ξεκίνησε το 2022 με στόχο την προώθηση της διαλειτουργικότητας μεταξύ συσκευών, τον τοπικό έλεγχο και τη δυνατότητα στις συσκευές να έχουν ταυτόχρονη πρόσβαση και να ελέγχονται από πολλαπλά οικοσυστήματα και πλατφόρμες.
Το Matter είναι ένα πρωτόκολλο σε επίπεδο εφαρμογής που μπορεί να εκτελεστεί σε Wi Fi, Ethernet και Thread και χρησιμοποιεί το BLE για τον εντοπισμό σφαλμάτων και τη ρύθμιση της συσκευής. Το πρωτόκολλο Matter ενσωματώνει τεχνολογικά στοιχεία από το Google Weave, το Apple HomeKit και το Zigbee, που αναπτύχθηκαν υπό τη χορηγία της Connectivity Standards Alliance (CSA) - μια ολοκαίνουργια μορφή της Zigbee Alliance που έχει υποστεί αλλαγή επωνυμίας και επέκταση.
Η CSA έχει πάνω από 700 μέλη, συμπεριλαμβανομένων των προμηθευτών πλατφορμών και συσκευών Apple, Google, Amazon και Samsung, λιανοπωλητές όπως Home Depot και IKEA, πολυάριθμους κατασκευαστές συσκευών, καθώς και προμηθευτές τσιπ και λογισμικού όπως η Silicon Labs.
Η CSA μπορεί να παρέχει στους προγραμματιστές εκτός του κουτιού βασικές δυνατότητες συνδεσιμότητας, συμπεριλαμβανομένης της ενοποιημένης σουίτας ανάπτυξης λογισμικού ανοιχτού κώδικα της Matter, τυποποιημένων μοντέλων συσκευών και ενός ενσωματωμένου συστήματος προστασίας ασφαλείας που ενσωματώνει κρυπτογραφημένες λειτουργίες επικοινωνίας και ασφαλούς πρόσβασης στο δίκτυο. Αυτό δίνει τη δυνατότητα στους προγραμματιστές να δημιουργήσουν μια ενιαία έκδοση προϊόντος που μπορεί να εκτείνεται σε πολλά οικοσυστήματα, εξοικονομώντας χρόνο και κόστος που σχετίζεται με τη δημιουργία πρωτοτύπων, ενώ ταυτόχρονα είναι εκτός συσκευασίας και plug and play.
Μέσω του πρωτοκόλλου Matter, οι δρομολογητές συνόρων μπορούν να συνδέσουν δίκτυα Thread mesh χαμηλής κατανάλωσης σε δίκτυα IP όπως το Wi Fi ή το Ethernet, εξαλείφοντας τη διαδικασία μετατροπής μηνυμάτων μεταξύ μη συμβατών πρωτοκόλλων σε παραδοσιακές πύλες IoT.
Η Silicon Labs θα συνεχίσει να προχωρά
Η Silicon Labs είναι βασικό μέλος της CSA και ένας από τους κύριους προγραμματιστές του αποθετηρίου ανοιχτού κώδικα GitHub της συμμαχίας. Η εταιρεία έχει βαθιά θεμέλια στην ανάπτυξη chip και στην υποστήριξη εργαλείων ανάπτυξης στον τομέα των πρωτοκόλλων ασύρματης επικοινωνίας, καλύπτοντας ασύρματες τεχνολογίες όπως Thread, Wi Fi και Bluetooth.
Προκειμένου να εισαγάγει αυτά τα χαρακτηριστικά στο Matter, η Silicon Labs κυκλοφόρησε τις συσκευές της σειράς xG26 (Εικόνα 1), οι οποίες είναι ασύρματο σύστημα σε τσιπ (SoC) και μικροελεγκτής (MCU) που βασίζονται σε μια καθολική πλατφόρμα.
Εικόνα 1: Τα προϊόντα της σειράς xG26 περιλαμβάνουν τρία σετ συσκευών, με επικεφαλής το ταυτόχρονο πολλαπλό πρωτόκολλο MG26. (Πηγή εικόνας: Silicon Labs)
Βασισμένο στον πυρήνα ARM Cortex-M33, δημιουργεί και υποστηρίζει έως και 3 MB μνήμης flash και 512 kB μνήμης RAM. Το τσιπ xG26 μπορεί να χειριστεί πολύπλοκες εφαρμογές και ενσωματώνει λειτουργίες επιτάχυνσης υλικού AI/ML, οι οποίες μπορούν να επιτύχουν γρήγορο και αποτελεσματικό υπολογισμό αιχμής.
Μέσω των πρωτοκόλλων Matter, OpenThread και Zigbee, το EFR32MG26 (MG26) SoC μπορεί να επιτύχει ασύρματη συνδεσιμότητα για mesh IoT. Αυτή η συσκευή διαθέτει έως και 2300 KB μνήμης flash και 512 KB μνήμης RAM, η οποία είναι διπλάσια από το προϊόν προηγούμενης γενιάς. Αυτή η συσκευή παρέχει αξιόπιστη απόδοση και ασφάλεια επιπέδου υλικού για προϊόντα έξυπνου σπιτιού, φωτισμού και αυτοματισμού κτιρίων και μπορεί να λειτουργήσει σε οικοσυστήματα όπως το Google Home ή το Apple HomeKit, προσαρμόζοντας σε διάφορες αναδυόμενες περιπτώσεις χρήσης.
Η σειρά xG26 περιλαμβάνει επίσης το EFR32BG26 (BG26) SoC βελτιστοποιημένο για χαμηλής κατανάλωσης Bluetooth και δίκτυα mesh, καθώς και τη σειρά MCU γενικής χρήσης EFM32PG26 (PG26). Το πρώτο είναι κατάλληλο για εφαρμογές όπως ο έξυπνος φωτισμός και οι φορητές ιατρικές συσκευές, ενώ το δεύτερο είναι σχεδιασμένο για εφαρμογές που απαιτούν ισχυρή επεξεργαστική ισχύ χωρίς ασύρματη σύνδεση. Επιπλέον, υπάρχουν αρκετοί πίνακες αξιολόγησης, συμπεριλαμβανομένου του κιτ Explorer XG26-EK2709A (Εικόνα 2). Αυτή είναι μια μικρή πλατφόρμα ανάπτυξης και αξιολόγησης για την ταχεία ανάπτυξη πρωτοτύπων εφαρμογών IoT για ασύρματα πρωτόκολλα 2,4 GHz, συμπεριλαμβανομένων Bluetooth χαμηλής κατανάλωσης, δικτύων Bluetooth mesh, Zigbee, Thread και Matter.