في المؤتمر الافتراضي Works With 2021 هذا الأسبوع ، قامت Silicon Labs بتوسيع محفظة إنترنت الأشياء الخاصة بها من خلال إطلاق ثلاثي للأجهزة والبرامج والخدمات ، مما أدى إلى إدارة منزلية لصناعة إنترنت الأشياء التي تحتاج إلى حل التحديات حول النطاق واستهلاك الطاقة والأمن ، والدعم طويل الأمد. تشتمل هذه الحلول الجديدة على جهازي SoCs sub-GHz اللذين يتيحان نطاقًا لاسلكيًا يزيد عن ميل واحد وعمر بطارية يزيد عن 1 سنوات ، ومجموعة تطوير البرامج (SDK) التي توفر اللبنات الأساسية للتشغيل البيني للبروتوكول ، وخدمات الأمان الجديدة التي توسع دعم SDK إلى عشر سنوات وتمكن المطورين من تخصيص شرائحهم مثل ميزات الأمان المتقدمة قبل مغادرة أرض المصنع.
(المصدر: مختبرات السيليكون)
من خلال المطالبة بأول الحلول اللاسلكية التي تعمل بتردد جيجاهرتز والتي تجمع بين التردد اللاسلكي بعيد المدى وكفاءة الطاقة مع منتجات إنترنت الأشياء التي تعمل بالبطارية المعتمدة من Arm PSA Level 3 ، قامت Silicon Labs بتوسيع منصة Series 2 بجهازين جديدين: EFR32FG23 (FG23) و EFR32ZG23 (ZG23) SoCs. تدعم هذه الأجهزة مجموعة من مخططات التعديل والتقنيات اللاسلكية المتقدمة ، بما في ذلك Amazon Sidewalk و mioty و Wireless M-Bus و Z-Wave وشبكات IoT الخاصة. وهذا يعني أيضًا أنه يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك البنية التحتية الذكية ، والقياس ، والمراقبة البيئية ، والإضاءة المتصلة ، وأدوات التحكم الصناعية ، وملصقات الرفوف الإلكترونية (ESL) ، وأتمتة المباني والمنزل.
توفر حلول SoC اللاسلكية الجديدة FG23 و ZG23 مزيجًا من طاقة الإرسال والاستقبال المنخفضة للغاية (13.2 مللي أمبير TX عند 10 ديسيبل ميلي واط ، 4.2 مللي أمبير RX عند 920 ميجا هرتز) و RF "الأفضل في فئتها" (+20 ديسيبل قوة الإخراج و -125.3 ديسيبل ميلي واط RX عند 868 ميجا هرتز ، 2.4 كيلوبت في الثانية GFSK) ، مما يتيح للعقد الطرفية لإنترنت الأشياء تحقيق نطاق لاسلكي يزيد عن ميل واحد أثناء التشغيل على بطارية خلية تعمل بالعملة المعدنية لمدة تزيد عن 1 سنوات. تستفيد SoCs هذه أيضًا من Secure Vault ، المعتمد من PSA Level 10 ، لحماية منتجات إنترنت الأشياء من هجمات البرامج والأجهزة.
يستهدف FG23 Amazon Sidewalk ، وإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) ، والمدينة الذكية ، بالإضافة إلى أسواق البناء والأتمتة المنزلية التي تتطلب غالبًا عقدًا نهائية تعمل بالبطارية مع إمكانات نطاق اتصالات لاسلكية ممتدة. يوفر ميزة تنوع الهوائي المرنة لتمكين ميزانية ارتباط لاسلكي "الأفضل في فئتها" تبلغ -111.2 ديسيبل ميلي واط RX @ 920 ميجا هرتز ، 50 كيلوبت في الثانية GFSK. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاتصال اللاسلكي المتقدم ، جنبًا إلى جنب مع التيار المنخفض النشط لـ FG23 SoC (26 µA / MHz) ووضع السكون (1.2 µA) يجعله مناسبًا لحل عقد الشبكة الميدانية التي تعمل بالبطارية ، وأجهزة الاستشعار اللاسلكية ، والأجهزة المتصلة في صعوبة للوصول إلى المواقع.
مخطط كتلة معامل السيليكون FG23 (المصدر: مختبرات السيليكون)
يقال إن ZG23 يعزز Z-Wave Wireless عن طريق إضافة Secure Vault ويوفر نفس أداء التردد اللاسلكي والطاقة مثل شريحة FG23. دعمًا لـ Z-Wave Long Range and Mesh ، قالت Silicon Labs إن هذه هي أول SoCs التي يتم تحسينها لكل من الأجهزة الطرفية والبوابات ويمكنها أيضًا دعم جميع بروتوكولات FG23. تشمل التطبيقات المستهدفة أسواق المنازل الذكية والفنادق والوحدات السكنية المتعددة (MDU). ستتوفر أيضًا وحدات SiP فائقة الصغر المستندة إلى ZG23 (ZGM230S) ، والتي تدعم Z-Wave فقط.
مخطط كتلة Z-Wave ZG23 لمختبرات السيليكون (المصدر: مختبرات السيليكون)
قال مات جونسون ، رئيس شركة Silicon Labs ، خلال عرض افتراضي ، إن حلول SoC اللاسلكية توفر الأمان الأكثر تقدمًا في الصناعة لـ IoT مع عمر بطارية يصل إلى 10 سنوات أو أكبر ونطاق ميل واحد أو أكبر. "هذا لا يصل إلى ميل واحد أو ما يصل إلى عشر سنوات. إنها ميل واحد أو أكثر وعشر سنوات أو أكثر ومع أحدث تقنيات الأمان لدينا الرائدة في الصناعة والحائزة على جوائز في مجال إنترنت الأشياء اللاسلكي ".
لماذا هذه الصفقة الكبيرة؟ "بادئ ذي بدء ، وجود هذه المجموعات أمر قوي حقًا. تخيل جهازًا يبلغ حجمه خمسة × خمسة ملليمترات ويمكنه أن يستمر لفترة طويلة ويعمل على هذا النطاق مع هذا المستوى من الأمان. إذا كنت تفكر في صناعتنا ، فإن مساحة 2.4 جيجاهرتز و 5 و 6 جيجاهرتز تحظى بكل الاهتمام ولا تسمع كثيرًا عن النطاق الفرعي جيجاهرتز كقاعدة عامة وهناك الكثير من الفوائد من حيث النطاق و الموثوقية والمتانة التي يمكن أن تأتي مع جيجاهرتز فرعي ".
لقد شهد جونسون انتعاشًا في تطبيقات وتطبيقات الترددات الفرعية ، مدفوعة بالتطبيقات المنزلية مثل أجهزة الكشف عن الدخان ، وفتحات أبواب المرآب ، وأجهزة الاستشعار للأمان أو أجهزة الإنذار. في الوقت نفسه ، في الأسواق الصناعية والتجارية وأسواق التجزئة ، تكتسب الوحدات الفرعية جيجاهرتز الكثير من الزخم ، والذي يعتمد بدرجة أقل على معنويات المستهلك وأكثر على "عائد استثمار قوي فقط" ، كما قال.
قال جونسون: "هذا يعني أنه يمكنك استخدام أحدث إصدارات Amazon Sidewalk و Z-Wave و mioty و Wireless M-Bus وجميع البروتوكولات اللاسلكية الخاصة التي يمتلكها عملاؤنا وتشغيلها على هذا الحل". "لقد مر وقت طويل منذ أن كان لدى الصناعة حلاً محدثًا حول النطاق الفرعي جيجاهرتز خاصةً الذي يجمع كل الأداء والميزات والقدرات لمنصة مثل Series 2 معًا."
تتوفر الآن FR32FG23 SoCs بحزم QFN5 مقاس 5 × 40 مم و 6 × 6 مم QFN48 ومجموعات تطوير FG23 ، مع أسعار مجموعة تبدأ من 39.99 دولارًا. ستتوفر وحدات EFR32ZG23 SoCs و ZGM230S والأطقم المصاحبة للصناعة العامة في الربع الرابع من عام 4.
توحيد SDK
إطلاق المنتج الثاني هو تصميم منتج برمجي للمساعدة في حل بعض التحديات المتعلقة بالاتصال اللاسلكي لإنترنت الأشياء باستخدام اللبنات الأساسية المشتركة للبوابات ونقاط الوصول اللاسلكية (Aps) والمنتجات النهائية لإنترنت الأشياء. تمكّن Unify Software Development Kit (SDK) أجهزة وبوابات إنترنت الأشياء من العمل المتداخل عبر البروتوكولات اللاسلكية الحالية والناشئة ، من خلال توفير ترجمات خاصة بالبروتوكول لـ Z-Wave و Zigbee اليوم وما بعده للبلوتوث و Thread و OpenSync و Matter. (التنزيلات متاحة عبر GitHub.)
قال جونسون إن Unify SDK سوف يبسط بشكل كبير قابلية التشغيل البيني لشبكة إنترنت الأشياء اللاسلكية من خلال "التصميم مرة واحدة ، يدعم الجميع".
مختبرات السيليكون توحيد مخطط SDK (المصدر: مختبرات السيليكون)
مع استعداد صناعة إنترنت الأشياء للموافقة على Matter ، وهو معيار اتصال موحد للصناعة ، يمكن لمطوري إنترنت الأشياء استخدام Unify SDK لمواصلة تطوير المنتجات والأنظمة الأساسية على البروتوكولات اللاسلكية الحالية مثل ZigBee و Z-Wave ، وتمكين الاتصال اللاسلكي عبر الأنظمة الأساسية لاحقًا مع Matter الأجهزة. ستكون أجهزة إنترنت الأشياء قادرة على تنزيل Unify SDK لتمكين Matter وتشغيل بروتوكولين في وقت واحد. من بين أنصار Matter Apple و Amazon و Comcast و Google و Schneider Electric.
قال جونسون إن المسألة لا تزال تكتسب الزخم. "إنه أمر فريد حقًا في صناعتنا أن يكون لدينا شركات لم تعمل دائمًا معًا بشكل جيد عبر التاريخ ، بل وربما تكون منافسة ، وتجتمع معًا من أجل هدف وسبب مشتركين وتتعاون. يستغرق الأمر وقتًا أطول مما يريده الأشخاص بشكل مثالي ، ولكن هذا لأننا نفعل ذلك بشكل صحيح وهذا لأننا نخصص ونأخذ الوقت الكافي للتأكد من أن هذا متين ويوفر تلك التجربة من حيث سهولة الاتصال والقوة التي يريدها الجميع و يبحث عن."
ستكون الحلول اللاسلكية Series 1 و Series 2 من Silicon Labs متوافقة مع المواد بمجرد الموافقة عليها لتوافرها في السوق. تعد Silicon Labs أكبر مساهم في التعليمات البرمجية المصدر من أي برنامج أشباه الموصلات الشركة ، وثالث أكبر مساهم في الكود بأكثر من 20 بالمائة من شفرة المصدر لـ Matter [على GitHub] ، قال جونسون.
سيسمح Unify SDK بالترجمة بين البروتوكولات. قال جونسون إن أحد الأمثلة الجيدة على ذلك هو ما إذا كان العميل أو المطور يريد دعم Matter ولكن لديه أجهزة Zigbee أو Z-Wave التي تحتاج البوابة إلى دعمها. وأضاف أن الحل سيسمح لتلك الترجمة لشبكة Matter بالتحدث عبر البوابة إلى شبكة ZigBee أو شبكة Z-Wave والحفاظ على اتصال هذه الأجهزة والشبكات قابلة للحياة ومفيدة.
البرنامج موجود على البوابات ونقاط الوصول. "في فضاء إنترنت الأشياء ، يحتاج كل شيء إلى التحدث إلى شيء ما ، وغالبًا ما تكون هذه بوابات أو نقاط وصول تتحدث إليها الأجهزة. تكمن المشكلة في العديد من النظم البيئية والتقنيات والبروتوكولات المختلفة ، أصبحت هذه البوابات ونقاط الوصول مجرد محاور للعديد من البروتوكولات المختلفة والكثير من التعقيد ، "قال جونسون.
قال إن تخيل مستهلكًا لديه شبكة ZigBee أو Z-Wave في منزله ، وهنا هذا المنتج أو المنتجات التي كانوا ينتظرونها ، ولن تعمل مع الأجهزة الموجودة في المنزل. "هذا لن يساعد صناعتنا."
قال جونسون إن SDK سيساعد المطورين على تطوير برامجهم بسهولة وكفاءة أكبر لبواباتهم ويوفر تجربة مستخدم أفضل في الصناعة. "لقد طورنا نماذج بيانات واجهة برمجة التطبيقات وترجمات البروتوكول بين الأجهزة ونوفرها للصناعة لأننا نعتقد أن هذا سيساعد الصناعة في الواقع على المضي قدمًا."
قال جونسون "هذه صفقة كبيرة. يدعم حاليًا ZigBee و Z-Wave ونضيف دعم Bluetooth و Thread و Matter و OpenSync قريبًا لأننا نعتقد أن هذا هو المزيج الصحيح من الترجمات التي ستكون مطلوبة في البداية لتوفير هذا المطور المثالي وتجربة المستهلك ".
خدمات الأمن
أعلنت مختبرات السيليكون أيضًا عن خدمات أمان جديدة لدعم تنفيذ بنى أمان الثقة الصفرية ، والتي تشمل شهادات حقن هوية جهاز إنترنت الأشياء ودعم SDK لمدة 10 سنوات. تُكمل عروض الأمان الجديدة تقنيات Secure Vault الخاصة بالشركة بخدمة تصنيع الأجزاء المخصصة "الأولى من نوعها" (CPMS) لشرائح SoCs والوحدات النمطية اللاسلكية.
الخدمات الجديدة - CPMS و Long-Term Software Development Kit (SDK) Support Service (LTSSS) - توفر خدمات الأمان لمنتجات إنترنت الأشياء طوال دورة حياتها.
إن CPMS عبارة عن خدمة توفير آمنة تساعد مطوري إنترنت الأشياء على تخصيص منتجات إنترنت الأشياء الخاصة بهم بميزات أمان متقدمة. يتم الوصول إلى CPMS عبر بوابة ويب آمنة تمكن المطورين من توفير SoCs والوحدات اللاسلكية الخاصة بـ Silicon Labs بشكل آمن باستخدام Secure Vault التكنلوجيا ميزات مثل Secure Boot وSecure Debug، بالإضافة إلى أداة تحميل التشغيل الآمنة عبر OTA، والمفاتيح الخاصة بالعميل، وبرمجة الفلاش القياسية، والهويات المخصصة لبنيات Zero Trust. حصلت Secure Vault على شهادة PSA من المستوى 3 هذا العام.
قال جونسون إن خدمات التصنيع المخصصة تتيح للعملاء لأول مرة في إنترنت الأشياء وإنترنت الأشياء اللاسلكي الوصول إلى نهاية دورة التصنيع لأجهزة البرامج. "يمكن للعميل الدخول عبر موقع آمن والتأثير على الأجهزة قبل الخروج من التصنيع. على وجه التحديد ، يمكنهم تغيير أشياء مثل أرقام الأجزاء ، وإدخال المفاتيح - المفاتيح العامة أو المفاتيح الخاصة - وكذلك القيام بحقن الشهادة في المنتجات. يمكنهم أيضًا القيام ببرمجة الفلاش بالإضافة إلى تمكين / تعطيل وتهيئة ميزات أمان مختلفة مثل الحماية من العبث ، والتمهيد الآمن ، والتصحيح الآمن - كل هذه الميزات متاحة الآن للعملاء للسيليكون الخاص بهم. "
قال جونسون إن هذا يعني أن العميل هو الوحيد الذي يبرمج الأمان في أجهزته ويكون آمنًا بمجرد مغادرة خط التصنيع من هناك إلى الخارج. "هذا تحول في صناعتنا مطلوب ولا مفر منه. إنه غير متوفر اليوم [في الصناعة] وقد جلبناه إلى الصناعة لأنه شيء سنحتاجه للمضي قدمًا ".
يقلل LTSSS ، كجزء من خدمات الأمان ، من الحاجة إلى إعادة الاختبار وإعادة الاعتماد بسبب تغييرات الكود ، مع دعم إصدارات GSDK لمدة تصل إلى 10 سنوات مع تصحيحات الأمان وإصلاحات الأخطاء.
قال جونسون: "لدينا دورة SDK حيث نقوم بإصدار تحديثات برامجنا عدة مرات كل عام بالإضافة إلى الكثير من التصحيحات مثل العديد من الشركات على طول الطريق ولكن يتم دعمها بشكل عام لمدة عام تقريبًا". "نحن نرى الحاجة إلى استدامة ومتانة مجموعات SDK هذه لأنه إذا تم تحديثها ، يتعين على عملائنا إعادة التصديق وإعادة التأهيل وهذا يستغرق وقتًا وجهدًا واستثمارًا وتكاليف لقاعدة عملائنا."
تدعم الخدمات الجديدة معايير الأمن السيبراني والاتصالات العالمية ، مثل الأمر التنفيذي الأمريكي الذي يفرض تنفيذ بنى أمان الثقة الصفرية ، بالإضافة إلى متطلبات Matter و Wi-SUN للهويات الآمنة.
حول مختبرات السيليكون