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今天，物联网（IoT）技术正站在数字经济的前沿，成为其不可或缺的基础设施。根据Strategy Analytics发布的数据显示，2022年全球物联网设备的数量已突破300亿大关，预计到2027年，这一数字将增长至430亿台。
物联网设备的快速增长，给物联网企业带来了更多市场机会，同时也在Matter、人工智能（AI）和安全等要素下倒逼行业技术进行快速更迭。下面我们一起探讨一下，当前物联网行业的一些发展趋势，以及作为行业领导者的芯科科技（Silicon Labs）在技术和市场方面的应对策略，供关注物联网产业发展的人士参考。
图 | 芯科科技高级营销经理Matt Maupin接受了本次与非网的采访，图源：芯科科技
多协议无线通信正在成为一种趋势
得益于物联网和智慧城市的快速发展，为了满足日益增长的多样化连接需求，多协议无线通信正在成为一种趋势。
当前市场上已经涌现出了不少搭载具备多协议无线通信能力的芯片和模组产品，它们支持包括Wi-Fi、蓝牙、Matter、私有协议、Thread、Wi-SUN、Zigbee、Z-Wave以及蜂窝网络等多种无线通信技术，以适应不同应用场景的需求。
以芯科科技为例，当前就拥有多款支持多协议的产品，如MG系列产品和Wi-Fi产品等。其中，MG系列中的MG24和MG26 SoC支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗蓝牙（BLE）、蓝牙网状网络和私有协议等多种协议，是使用Matter、OpenThread和Zigbee协议实现网状物联网无线连接的理想选择，适用于智能家居、照明和楼宇自动化产品。MG27 SoC则可支持Zigbee、低功耗蓝牙、蓝牙网状网络和私有协议等多种协议，专为低功耗、小封装终端设备而开发。在Wi-Fi产品方面，芯科科技最近推出了Wi-Fi 6+低功耗蓝牙组合SoC SiWx917和SiWx915，它们是使用Wi-Fi、蓝牙、Matter和IP网络实现安全云连接的物联网无线设备的理想选择。
对此，芯科科技高级营销经理Matt Maupin表示：“以上产品代表了市场上主流的多协议模式，无论是开发Matter over Thread和Matter over Wi-Fi设备，还是应对蓝牙和Zigbee或者蓝牙和OpenThread的动态多协议应用，芯科科技的多协议系列产品都能够提供支持，帮助开发人员快速、高效地构建出功能强大、性能稳定可靠的物联网设备。”
多协议无线通信是市场所需，但也带来了不少挑战，比如常见的多协议通信的射频干扰管理、能耗优化和硬件设计的复杂性问题，以及多协议冗余下的成见效益问题等。
通常，解决这些问题被认为是相互矛盾的，尤其是从成本的角度来看。那么，芯科科技是如何协调好这些问题的呢？
Matt Maupin表示：“芯科科技一直在利用其第二代无线开发平台来解决这些‘相互矛盾的问题’，特别是通过MG24和MG26这样的产品。”
“MG24和MG26提供了合适的功能和集成特性，包括802.15.4和低功耗蓝牙动态多协议这种关键性功能，该功能可支持单个设备同时连接两种网络。此外，这些产品还具有改善非托管共存和托管共存的功能。非托管功能包括我们的射频抗阻塞性能，它可以使无线电从所有2.4 GHz噪声中提取所需的信号。数据包通信仲裁（Packet Traffic Arbitration）等托管功能则更适用于同时集成蓝牙、802.15.4和Wi-Fi等多种2.4 GHz无线协议的设备。这些功能不仅可以提供更好的射频性能，还可以通过减少无线电通信过程中的重试次数延长电池续航时间。它们与低睡眠和低活动电流相结合，可以实现更长的电池续航时间，并降低设计复杂性。” Matt Maupin解释道。
Matter发展进入正轨，企业该如何跟进？
Matter当前保持着一年两次更新的步调，今年5月，CSA联盟发布了最新的Matter 1.3版本，标志着Matter标准发展又向前迈出了重要一步。
Matter 1.3支持Matter设备报告能源使用情况，增加了新的娱乐功能，并新增对用水管理、电动汽车充电桩和多种常用家用电器设备（包括微波炉、烤箱、炉灶、抽油烟机、干衣机）的支持。此外，Matter 1.3还实现了一些新特性和核心改进，诸如用户体验的提升以及改进调试和开发体验。
据悉，为了跟进Matter的发展速度，芯科科技一直在积极推动Matter产品的研发，为Matter提供涵盖多种无线连接协议的完整硬件和软件解决方案，从而支持Matter over Thread、Matter over Wi-Fi，以及Matter到Zigbee和Z-Wave的桥接。
下面，Matt Maupin从硬件、软件、工具三个层面，对芯科科技在Matter方面的贡献进行了具体介绍。
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硬件层面
在硬件方面，芯科科技率先推出的2.4GHz无线MG24 SoC可作为单芯片解决方案支持Matter over Thread，能够在室内提供长达200米的远距离传输，并支持使用同一芯片的新设备进行低功耗蓝牙配网。
同时，随着Matter逐步增加对新设备类型的支持和新功能，以及不断优化的用户体验需求，芯科科技近期又推出了MG26 SoC。与MG24产品相比，MG26产品的闪存和RAM容量、GPIO数量都增加了一倍，可配置高达3200 KB的闪存和512 KB的RAM，因此有足够多的硬件资源和足够好的器件性能支持物联网厂商通过OTA等方式升级其Matter版本。
此外，芯科科技还推出了SiWx917和SiWx915两款Wi-Fi 6和蓝牙组合SoC，在低功耗单芯片SoC上提供了对Matter over Wi-Fi的支持。
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软件层面
芯科科技作为Matter标准的发起者之一，在所有半导体厂商中贡献了最多的软件代码，且代码贡献量在全部厂商中位居第三。
对于最新发布的Matter 1.3，芯科科技已经在自己的Silicon Labs Matter Github中支持Matter 1.3规范，并在6月在我们新的SDK中以扩展方式加入对Matter 1.3规范的支持。
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工具层面
好用的工具是产品生态建设的重要基础，为了帮助开发人员实现升级以应对未来需求，芯科科技在其最新版本Simplicity Studio 6中提供了相应的支持，包括对所有面向Matter的产品的全面支持。
同时，芯科科技为了帮助开发人员更好地应用Matter和应对其演进升级，还开设了Matter开发者之旅（Matter Developer Journey）培训和支持项目，可以使用户快速了解和应用新的Matter特性。
综上，Matt Maupin强调：“芯科科技在Zigbee和Thread领域多年的领先地位为Matter over Thread提供了一个很好的起点。我们能够利用这些经验和专业知识，为Matter规范提供比其他任何芯片供应商都更多的代码，而且我们支持这些协议的强大软件和工具实现了向Matter over Thread的轻松过渡，并简化了我们客户的开发流程。”
AI落地“边端”，设备智能化加速物联网技术迭代
2024年，人工智能从云端走入边缘和嵌入式终端的趋势明显，越来越多的物联网设备开始搭载更强大的AI功能。
因此，我们看到芯科科技等企业已经推出搭载矩阵矢量人工智能/机器学习（AI/ML）硬件加速器的SoC和MCU产品。
据悉，芯科科技最新推出的xG26系列产品，包括多协议MG26 SoC、低功耗蓝牙BG26 SoC和PG26 MCU，均采用了ARM® Cortex®-M33 CPU和用于射频与安全子系统的专用内核，以多核形式实现了性能更高的计算能力，有助于为客户应用释放出主内核。同时xG26系列还搭载了矩阵矢量AI/ML硬件加速器，这种定制的硬件加速器专为多维数组运算而设计，可以卸载机器学习（ML）推理的计算任务。
Matt Maupin透露：“采用专用的矩阵矢量AI/ML硬件加速器，使得处理ML运算的速度提高了8倍，而功耗仅为Cortex M33处理时的1/6。此外，我们还提供了应用程序接口（API），允许开发人员将这一矩阵矢量处理器（MVP）用于非机器学习运算。”
与此同时，伴随着人工智能落地边缘侧和端侧，针对物联网的恶意攻击也愈发恶化。根据SonicWall Capture Labs发布的数据显示，2022年全球物联网恶意攻击共计发生1.12亿件。而随着人工智能领域物联网设备的不断融合，也为物联网恶意攻击增加了更多的路径和手段。
因此，物联网市场对当前SoC、MCU等主控和通信产品的要求也越来越高，不仅需要有较高的处理性能、较低的功耗、灵活可靠的通信能力，更需要其拥有足够的安全防御能力，来帮助终端客户设计出更有市场竞争力的产品。
对此，Matt Maupin表示：“物联网安全是产业持续发展的基石，芯科科技一直以来就高度重视物联网的安全性，开发了高度可靠的Secure Vault™安全技术，并且在业内率先获得了最高等级的PSA 3级认证。”
以前面提到的xG26系列产品为例，在安全性方面，xG26采用芯科科技Secure Vault™技术和ARM TrustZone技术来保障系统安全性的同时，还利用芯科科技的定制化元件制造服务，可以在制造过程中使用客户设计的安全密钥和其他功能进行硬编码，从而进一步增强其抵御漏洞的能力，包括抵御远程和本地的网络攻击。
写在最后
随着物联网技术的不断进步和应用领域的扩展，物联网行业已经进入了一个关键的成熟期。
在这一背景下，芯科科技作为全球领先的无线通信和物联网解决方案提供商，早在2023年的第四届Works With开发者大会上已经预告，其下一代暨第三代无线开发平台将在无线性能、计算能力、安全防护和机器学习方面实现面向前沿的更大飞跃。
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