Silicon Labs(亦稱(chēng)“芯科科技”)軟件開(kāi)發(fā)高級(jí)副總裁Manish Kothari博士近期獲邀行業(yè)媒體專(zhuān)訪，探討物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能無(wú)線連接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。在這次獨(dú)家采訪中，Manish先生談到無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新、挑戰(zhàn)和應(yīng)用等各個(gè)層面的新進(jìn)展，并以Silicon Labs廣泛的無(wú)線多協(xié)議解決方案，以及Wi-Fi產(chǎn)品應(yīng)用為例，說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)連接性能、節(jié)能和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化以構(gòu)建更智能、更互聯(lián)世界。憑借創(chuàng)新技術(shù)，Silicon Labs正在塑造物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化、智能家居等領(lǐng)域的未來(lái)。
Silicon Labs軟件開(kāi)發(fā)高級(jí)副總裁Manish Kothari博士
1. 當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)面臨的主要挑戰(zhàn)是什么?
與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相關(guān)的挑戰(zhàn)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)通常采用墻壁供電，并擁有大量計(jì)算資源。
大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)都是有限的計(jì)算和內(nèi)存資源，需要考慮連接和應(yīng)用程序。電池壽命非常重要，因?yàn)橛脩舨粦?yīng)該經(jīng)常更換電池。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常是空間受限且成本敏感的設(shè)備(如無(wú)線傳感器)。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量每天都在增加，射頻頻譜中出現(xiàn)了明顯的擁擠現(xiàn)象。預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將繼續(xù)在功耗和計(jì)算資源有限的擁擠環(huán)境中提供強(qiáng)健的連接!
為了簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)過(guò)程，無(wú)線和網(wǎng)絡(luò)堆棧預(yù)計(jì)將與無(wú)線解決方案集成。不僅如此，與主要云提供商的完整云連接也是必不可少的。隨著黑客試圖侵入這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，安全變得越來(lái)越重要。
隨著越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備得到部署，它們之間的協(xié)同工作變得至關(guān)重要。例如，智能門(mén)鎖應(yīng)該能夠連接到Wi-Fi路由器和智能手機(jī)。其他一些設(shè)備，如智能手表，也需要連接到音頻耳機(jī)和傳感器。
因此，整體物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要不同于筆記本電腦和手機(jī)等傳統(tǒng)設(shè)備的硬件和軟件解決方案。一刀切的方法并不是真正有效。
2. 哪些無(wú)線技術(shù)適合物聯(lián)網(wǎng)?
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中使用了許多無(wú)線協(xié)議，包括Wi-Fi、藍(lán)牙(Bluetooth)、藍(lán)牙低功耗(Bluetooth Low Energy)、Zigbee、Thread和蜂窩網(wǎng)絡(luò)(Cellular)。對(duì)于特定設(shè)備的無(wú)線通信協(xié)議的選擇取決于應(yīng)用、尺寸、成本、功率和其他幾個(gè)因素。例如，藍(lán)牙低功耗對(duì)于家用溫度傳感器是一種很好的協(xié)議，因?yàn)樗碾娚伲杀颈绕渌恍﹨f(xié)議更低，并在典型的家庭環(huán)境中提供了必要的范圍。
上面的圖表是各種無(wú)線協(xié)議及其應(yīng)用的簡(jiǎn)化視圖。X軸是協(xié)議的有效范圍，Y軸上是協(xié)議提供的應(yīng)用程序吞吐量。兩者都是對(duì)數(shù)尺度的——X軸上的射程將超過(guò)1000m, Y軸上的吞吐量將超過(guò)每秒1千兆。
NFC位于矩陣的左下角，因?yàn)樗峁┝俗畹偷耐掏铝亢妥疃痰姆秶?，使其成為非接觸式支付等應(yīng)用的理想選擇。在右上角，距離最遠(yuǎn)、吞吐量最高的是5G。中間還有很多協(xié)議。
例如經(jīng)典藍(lán)牙(Bluetooth Classic)主要用于短距離音頻應(yīng)用。藍(lán)牙低功耗和Zigbee主要用于傳感器和控制應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兊臄?shù)據(jù)吞吐量較低，并且具有中等覆蓋范圍。圖表右側(cè)是蜂窩網(wǎng)絡(luò)，它提供了廣泛的區(qū)域連接，并擁有一系列技術(shù)包括低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWA)的低吞吐量到提供非常高吞吐量的5G。它通常被用作多個(gè)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)連接主干。
Wi-Fi處于頻譜范圍的中間，根據(jù)應(yīng)用需求提供中到高吞吐量。吞吐量頻譜的低端有單流802.11 b/g/n，高端有單流802.11ax MIMO。
正如業(yè)界所見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有許多協(xié)議，每一種協(xié)議都發(fā)揮著特定的作用。隨著時(shí)間的推移，這些技術(shù)肯定會(huì)得到一些整合。
3. 與其他無(wú)線技術(shù)相比，Wi-Fi的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是什么?
Wi-Fi是世界上使用最廣泛的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，這使其成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基本需要考量的標(biāo)準(zhǔn)之一。它具有必要的安全性和IP層集成，簡(jiǎn)化了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的創(chuàng)建和部署。與大多數(shù)無(wú)線技術(shù)相比，它還提供了更高的應(yīng)用程序吞吐量。然而，由于更高的成本和功率，幾年前它并不是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的主要協(xié)議。隨著這些協(xié)議的減少，802.11n，也被稱(chēng)為Wi-Fi 4，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的主導(dǎo)協(xié)議。在每年總的30-40億個(gè)Wi-Fi節(jié)點(diǎn)部署中，8億是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，電池供電設(shè)備有2億個(gè)。預(yù)計(jì)Wi-Fi 6的部署有望進(jìn)一步增加!
4. Wi-Fi 6在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的發(fā)展情況如何?
如今，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都使用Wi-Fi 4。Wi-Fi 6于2019年推出，基礎(chǔ)設(shè)施部署正在進(jìn)行中——大多數(shù)新型路由器都具有Wi-Fi 6功能。我們預(yù)計(jì)，配備Wi-Fi 6的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的部署將在2023年開(kāi)始加快，因?yàn)樗哂酗@著的優(yōu)勢(shì)。
與前幾代Wi-Fi相比，Wi-Fi 6提供了更高的吞吐量。然而，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并不需要Wi-Fi 6提供的更高吞吐量。Wi-Fi 6還有許多其他好處，將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增長(zhǎng)。
Wi-Fi 6對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的最大好處是，由于OFDMA和MU-MIMO技術(shù)，即使是在2.4 GHz頻段，它也可以支持密集環(huán)境中許多共存的設(shè)備。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量每年都在成倍增加，Wi-Fi 6將使它們能夠良好地運(yùn)行并共存，而無(wú)需移動(dòng)到5 GHz或6GHz頻段，這將增加成本和功耗。
Wi-Fi 6有一項(xiàng)名為目標(biāo)喚醒時(shí)間(Target Wake Time, TWT)的新功能，它可以讓終端設(shè)備在目標(biāo)時(shí)間喚醒并查找數(shù)據(jù)，而不是周期性喚醒。這大大降低了功耗，這對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備至關(guān)重要。
在室內(nèi)部署時(shí)，距離非常關(guān)鍵，由于波束形成和MU-MIMO，這將在Wi-Fi 6中得到改善。此外，與前幾代相比，Wi-Fi 6還提供了更可靠的連接。
總的來(lái)說(shuō)，Wi-Fi 6是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的重要一步。Wi-Fi 4已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，我們預(yù)計(jì)Wi-Fi 6的增長(zhǎng)將會(huì)繼續(xù)。
Silicon Labs目前正在生產(chǎn)Wi-Fi 4設(shè)備，Wi-Fi 6也即將發(fā)布。敬請(qǐng)期待!
5. 請(qǐng)介紹一下Silicon Labs的無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案?
如今，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在成本、性能、功耗、安全性和集成度方面都取得了突破。各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中使用多種無(wú)線協(xié)議(如上所述)，它們需要相互共存和協(xié)同工作，這增加了復(fù)雜性。Silicon Labs的使命是為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)創(chuàng)造無(wú)線解決方案，以構(gòu)建一個(gè)更互聯(lián)的世界。我們擁有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的所有領(lǐng)先無(wú)線技術(shù)產(chǎn)品，包括藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee、Thread、Z-Wave、專(zhuān)有無(wú)線、Wi-SUN、Sidewalk和Matter。
我們也有支持多個(gè)協(xié)議同時(shí)運(yùn)行的產(chǎn)品，這是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵需求。高安全性和低功耗是我們所有產(chǎn)品的兩個(gè)重要支柱，每一代產(chǎn)品我們都在不斷創(chuàng)新。我們積極參與所有的無(wú)線聯(lián)盟，并保持在無(wú)線技術(shù)的領(lǐng)先地位。Matter是我們最近加入的重要項(xiàng)目組合之一，我們積極參與CSA連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟并推動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)。Silicon Labs是Matter標(biāo)準(zhǔn)的前三大代碼貢獻(xiàn)者之一。同時(shí)，我們也是行業(yè)領(lǐng)先擁有如此廣泛的無(wú)線產(chǎn)品陣容的芯片公司，這些產(chǎn)品通過(guò)統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者提供了易于集成的解決方案?？傮w來(lái)說(shuō)，Silicon Labs提供的解決方案綜合考量了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的成本、性能、功耗、安全、集成、無(wú)線共存和互操作性!
6. 這些無(wú)線產(chǎn)品的主要用途是什么?
我們的無(wú)線產(chǎn)品部署在各種應(yīng)用中。在高層次上，我們專(zhuān)注于智能家居、生活、工業(yè)、醫(yī)療和商業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。
7. 請(qǐng)說(shuō)明您的藍(lán)牙低功耗模塊及其應(yīng)用?
Silicon Labs擁有廣泛的藍(lán)牙低功耗SoC和模塊組合，為幾乎所有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了最佳解決方案，包括智能家居、智能照明、可穿戴設(shè)備、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)系統(tǒng)、便攜式醫(yī)療設(shè)備等。迄今為止，我們的藍(lán)牙產(chǎn)品已為全球超過(guò)10億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供無(wú)線連接功能。
我們還擁有多種協(xié)議解決方案，支持Wi-Fi、經(jīng)典藍(lán)牙、藍(lán)牙低功耗、802.15.4/Zigbee/Thread、Matter和專(zhuān)有無(wú)線解決方案的組合。我們剛剛推出了我們的EFR32BG24(BG24)和EFR32MG24(MG24)系列產(chǎn)品，它們集成了藍(lán)牙低功耗和人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)(AI/ML)硬件加速器。藍(lán)牙低功耗是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的重要技術(shù)，Silicon Labs是藍(lán)牙低功耗解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者。我們將繼續(xù)創(chuàng)新，將最新的硬件和軟件解決方案集成起來(lái)。
8. 您將如何描述Silicon Labs在無(wú)線SoC領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位?
Silicon Labs專(zhuān)注于“物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能無(wú)線連接”。我們擁有業(yè)界最廣泛的無(wú)線解決方案組合，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、802.15.4/ZigBee/Thread、Z-Wave和專(zhuān)有無(wú)線。我們還支持新的領(lǐng)先協(xié)議，如Matter、Wi-SUN和Sidewalk。我們擁有市場(chǎng)上電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備所需的最低功耗和最高安全裝置。我們最近發(fā)布了業(yè)界首款內(nèi)置AI/ML硬件加速器的無(wú)線SoC，可實(shí)現(xiàn)更快的處理速度和更低的ML處理功耗。簡(jiǎn)而言之，我們擁有開(kāi)發(fā)領(lǐng)先物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的所有組件，并將繼續(xù)進(jìn)一步創(chuàng)新!
9. 貴公司在2022年的重點(diǎn)是什么?
預(yù)計(jì)很快會(huì)有新產(chǎn)品發(fā)布嗎?我們剛剛宣布了兩種新產(chǎn)品系列，BG24和MG24，它們支持包括Matter在內(nèi)的多種無(wú)線協(xié)議，并擁有一個(gè)集成的AI/ML加速器，用于在邊緣設(shè)備的處理。我們將繼續(xù)在無(wú)線SoC上創(chuàng)新，帶來(lái)領(lǐng)先的解決方案，包括像Wi-Fi 6、Matter、Sidewalk和Wi-SUN等最新的無(wú)線協(xié)議。我們還將繼續(xù)加強(qiáng)在安全和低功耗領(lǐng)域的地位。我們計(jì)劃在今年余下的時(shí)間里發(fā)布一些令人興奮的消息!
（轉(zhuǎn)載）
