Alla conferenza virtuale Works With 2021 di questa settimana, Silicon Labs ha ampliato il proprio portafoglio IoT con un triplo lancio di hardware, software e servizi, portando a un'impresa a domicilio per il settore IoT che deve risolvere le sfide relative a portata, consumo energetico, sicurezza e supporto a lungo termine. Queste nuove soluzioni includono due SoC sub-GHz che consentono una portata wireless di oltre 1 miglio e più di 10 anni di durata della batteria, un kit di sviluppo software (SDK) che fornisce elementi costitutivi comuni per l'interoperabilità del protocollo e nuovi servizi di sicurezza che estendono il supporto SDK a dieci anni e consente agli sviluppatori di personalizzare i propri chip, ad esempio con funzionalità di sicurezza avanzate, prima di lasciare la fabbrica.
(Fonte: Silicon Labs)
Rivendicando le prime soluzioni wireless sub-GHz che combinano RF a lungo raggio ed efficienza energetica con prodotti IoT alimentati a batteria di sicurezza Arm PSA Livello 3 certificati, Silicon Labs ha ampliato la piattaforma Serie 2 con due nuovi dispositivi: EFR32FG23 (FG23) e EFR32ZG23 (ZG23) SoC. Questi dispositivi supportano una gamma di schemi di modulazione e tecnologie wireless avanzate, tra cui Amazon Sidewalk, mioty, Wireless M-Bus, Z-Wave e reti IoT proprietarie. Ciò significa anche che possono essere utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui infrastrutture intelligenti, misurazione, monitoraggio ambientale, illuminazione connessa, controlli industriali, etichette elettroniche per scaffali (ESL), edilizia e domotica.
Le nuove soluzioni SoC wireless FG23 e ZG23 offrono una combinazione di potenza radio di trasmissione e ricezione ultrabassa (13.2 mA TX a 10 dBm, 4.2 mA RX a 920 MHz) e RF "best-in-class" (+ 20 dBm di potenza in uscita e -125.3 dBm RX a 868 MHz, 2.4 kbps GFSK), che consentono ai nodi finali IoT di raggiungere una portata wireless di oltre 1 miglio mentre funzionano con una batteria a bottone per oltre 10 anni. Questi SoC sfruttano anche Secure Vault, certificato PSA Level 3, per salvaguardare i prodotti IoT da attacchi software e hardware.
L'FG23 si rivolge ad Amazon Sidewalk, IoT industriale (IIoT), smart city, nonché i mercati dell'edilizia e dell'automazione domestica che spesso richiedono nodi finali alimentati a batteria con capacità di comunicazione wireless estesa. Fornisce una funzione di diversità dell'antenna flessibile per consentire un budget di collegamento wireless "best-in-class" di -111.2 dBm RX a 920 MHz, 50 kbps GFSK. Inoltre, il wireless avanzato, combinato con la bassa corrente attiva (23 µA/MHz) e la modalità di sospensione (26 µA) del SoC FG1.2 lo rendono adatto per soluzioni per nodi di rete di campo alimentati a batteria, sensori wireless e dispositivi connessi in condizioni difficili per raggiungere le località.
Diagramma a blocchi Silicon Labs FG23 (Fonte: Silicon Labs)
Si dice che lo ZG23 migliori Z-Wave Wireless aggiungendo Secure Vault e offre le stesse prestazioni RF e di potenza del chip FG23. Supportando Z-Wave Long Range e Mesh, Silicon Labs ha affermato che questi sono i primi SoC ad essere ottimizzati sia per i dispositivi finali che per i gateway e possono anche supportare tutti i protocolli FG23. Le applicazioni target includono i mercati delle case intelligenti, degli hotel e delle unità abitative multiple (MDU). Saranno inoltre disponibili moduli SiP ultracompatti basati su ZG23 (ZGM230S), che supportano solo Z-Wave.
Schema a blocchi Z-Wave ZG23 di Silicon Labs (Fonte: Silicon Labs)
Le soluzioni SoC wireless offrono la sicurezza più avanzata del settore per l'IoT con una durata della batteria pari o superiore a 10 anni e un raggio di un miglio o superiore, ha affermato Matt Johnson, presidente di Silicon Labs, durante una presentazione virtuale. “Questo non è fino a un miglio o fino a dieci anni. È un miglio o più e dieci anni o più e con la nostra ultima sicurezza che è leader del settore e pluripremiata nello spazio wireless IoT.
Perché questo è un grosso problema? “Prima di tutto avere quelle combinazioni è davvero potente. Immagina un dispositivo che è cinque × cinque millimetri e può durare così a lungo e operare su quell'intervallo con quel livello di sicurezza. Se pensi al nostro settore, lo spazio a 2.4 GHz, 5 e 6 GHz attira tutta l'attenzione e non si sente parlare molto spesso di sub-GHz come regola generale e ci sono molti vantaggi in termini di portata e affidabilità e robustezza che possono venire con sub-GHz.”
Johnson ha assistito a una ripresa delle applicazioni e dei casi d'uso sub-GHz, guidati da applicazioni domestiche come rilevatori di fumo, apriporta di garage e sensori per sicurezza o allarmi. Allo stesso tempo, nei mercati industriale, commerciale e al dettaglio, il sub-GHz sta guadagnando molto slancio, che si basa meno sul sentimento dei consumatori e più su "solo un solido ROI", ha affermato.
"Significa che puoi prendere l'ultimo Amazon Sidewalk, Z-Wave, mioty, Wireless M-Bus e tutti i protocolli wireless proprietari che i nostri clienti hanno e utilizzarli su questa soluzione", ha affermato Johnson. "È passato molto tempo da quando l'industria ha avuto una soluzione aggiornata intorno al sub-GHz, in particolare che riunisce tutte le prestazioni, le caratteristiche e le capacità di una piattaforma come la Serie 2".
I SoC FR32FG23 in package QFN5 da 5 × 40 mm e QFN6 da 6 × 48 mm e kit di sviluppo FG23 sono ora disponibili, con prezzi a partire da $ 39.99. I SoC EFR32ZG23, i moduli ZGM230S e i kit di accompagnamento saranno disponibili per l'industria generale nel quarto trimestre del 4.
Unifica SDK
Il secondo lancio del prodotto è una progettazione di un prodotto software per aiutare a risolvere alcune delle sfide relative alla connettività wireless IoT con elementi costitutivi comuni per gateway, punti di accesso wireless (Aps) e prodotti finali IoT. L'Unify Software Development Kit (SDK) consente ai dispositivi e ai gateway IoT di interagire tra i protocolli wireless attuali ed emergenti, fornendo traduzioni specifiche del protocollo per Z-Wave e Zigbee oggi e in seguito per Bluetooth, Thread, OpenSync e Matter. (I download sono disponibili tramite GitHub.)
Johnson ha affermato che Unify SDK semplificherà notevolmente l'interoperabilità della rete wireless IoT con la sua funzionalità "progetta una volta, supporta tutti".
Diagramma dell'SDK di Silicon Labs Unify (fonte: Silicon Labs)
Con il settore IoT pronto ad approvare Matter, uno standard di connettività unificante del settore, gli sviluppatori IoT possono utilizzare Unify SDK per continuare a sviluppare prodotti e piattaforme su protocolli wireless esistenti come ZigBee e Z-Wave, e in seguito abilitare la comunicazione wireless multipiattaforma con Matter dispositivi. I dispositivi IoT potranno scaricare Unify SDK per abilitare Matter ed eseguire due protocolli contemporaneamente. I sostenitori di Matter includono Apple, Amazon, Comcast, Google e Schneider Electric.
La materia continua a prendere slancio, ha affermato Johnson. “È davvero unico nel nostro settore avere aziende che storicamente non hanno sempre lavorato bene insieme, e potrebbero anche essere concorrenti, che si uniscono per uno scopo e una causa comuni e collaborano. Ci vuole più tempo di quanto le persone desiderino idealmente, ma è perché lo stiamo facendo bene e perché stiamo facendo e prendendo il tempo per assicurarci che sia durevole e offra quell'esperienza in termini di facilità di connettività e robustezza che tutti vogliono e sta cercando."
Le soluzioni wireless Serie 1 e Serie 2 di Silicon Labs saranno compatibili con Matter una volta approvate per la disponibilità sul mercato. Silicon Labs è il più grande contributore di codice sorgente di qualsiasi Semiconduttore società e il terzo maggior contributore di codice con oltre il 20% del codice sorgente di Matter [su GitHub], ha affermato Johnson.
Unify SDK consentirà la traduzione tra i protocolli. Un buon esempio è se un cliente o uno sviluppatore desidera supportare Matter ma dispone di dispositivi Zigbee o Z-Wave che il gateway deve supportare, ha affermato Johnson. La soluzione consentirà a tale traduzione per una rete Matter di comunicare attraverso il gateway a una rete ZigBee o Z-Wave e mantenere la comunicazione tra questi dispositivi e le reti vitali e utili, ha aggiunto.
Il software risiede sui gateway e sugli AP. “Nello spazio IoT tutto ha bisogno di parlare con qualcosa e molto spesso si tratta di gateway o punti di accesso con cui parlano i dispositivi. Il problema è che con così tanti diversi ecosistemi, tecnologie e protocolli, quei gateway e punti di accesso stanno diventando gli hub per così tanti protocolli diversi e così tanta complessità", ha affermato Johnson.
Immagina un consumatore che ha una rete ZigBee o Z-Wave nella propria casa ed ecco il prodotto o i prodotti Matter che stavano aspettando e non funzionerà con i dispositivi esistenti in casa, ha detto. "Questo non aiuterà il nostro settore".
L'SDK aiuterà gli sviluppatori a sviluppare in modo più semplice ed efficiente il loro software per i loro gateway e fornirà una migliore esperienza utente nel settore, ha affermato Johnson. "Abbiamo sviluppato i modelli di dati API e le traduzioni dei protocolli tra i dispositivi e li stiamo rendendo disponibili all'industria perché pensiamo che questo aiuterà effettivamente il settore ad andare avanti".
Johnson ha detto “questo è un grosso problema. Attualmente supporta ZigBee e Z-Wave e presto aggiungeremo il supporto Bluetooth, Thread, Matter e OpenSync perché pensiamo che sia davvero la giusta combinazione di traduzioni che sarà necessaria inizialmente per fornire quell'esperienza ideale per sviluppatori e consumatori.
Servizi di sicurezza
Silicon Labs ha anche annunciato nuovi servizi di sicurezza per supportare l'implementazione di architetture di sicurezza Zero Trust, che includono certificati di iniezione dell'identità dei dispositivi IoT e supporto SDK di 10 anni. Le nuove offerte di sicurezza integrano le tecnologie Secure Vault dell'azienda con un servizio di produzione di parti personalizzate (CPMS) "primo nel suo genere" per SoC e moduli wireless.
I nuovi servizi – CPMS e Long-Term Software Development Kit (SDK) Support Service (LTSSS) – forniscono servizi di sicurezza per i prodotti IoT durante tutto il loro ciclo di vita.
Il CPMS è un servizio di provisioning sicuro che aiuta gli sviluppatori IoT a personalizzare i propri prodotti IoT con funzionalità di sicurezza avanzate. Si accede al CPMS tramite un portale Web sicuro che consente agli sviluppatori di fornire in modo sicuro i SoC e i moduli wireless di Silicon Labs con Secure Vault la tecnologia funzionalità come Secure Boot e Secure Debug, nonché un bootloader Secure OTA, chiavi specifiche per il cliente, programmazione flash standard e identità personalizzate per architetture Zero Trust. Secure Vault ha ottenuto quest'anno lo status di certificazione PSA di livello 3.
I servizi di produzione personalizzati consentono per la prima volta ai clienti di IoT e IoT wireless di accedere alla fine del ciclo di produzione per programmare i dispositivi, ha affermato Johnson. “Un cliente può entrare attraverso un sito sicuro e influenzare i dispositivi prima che escano dalla nostra produzione. In particolare, possono modificare cose come i numeri di parte, inserire chiavi - chiavi pubbliche o chiavi private - nonché eseguire l'iniezione di certificati nei prodotti. Possono anche eseguire la programmazione flash, nonché abilitare/disabilitare e configurare diverse funzionalità di sicurezza come protezione antimanomissione, avvio sicuro e debug sicuro: tutte queste funzionalità sono ora disponibili per i clienti per il loro silicio specifico.
Ciò significa che il cliente è l'unico che sta programmando la sicurezza nei propri dispositivi e sono al sicuro una volta che lasciano la linea di produzione da lì in poi, ha affermato Johnson. “Questo è un cambiamento nel nostro settore che è necessario ed è inevitabile. Non è disponibile oggi [nel settore] e l'abbiamo portato nel settore perché è qualcosa che sarà necessario per andare avanti".
LTSSS, come parte dei servizi di sicurezza, riduce al minimo la necessità di ripetere il test e la ricertificazione a causa di modifiche al codice, supportando le versioni GSDK fino a 10 anni con patch di sicurezza e correzioni di bug.
"Abbiamo un ciclo SDK in cui rilasciamo i nostri aggiornamenti software un paio di volte all'anno e, come molte aziende, molte patch lungo il percorso, ma queste sono supportate in generale solo per circa un anno", ha affermato Johnson. "Stiamo vedendo la necessità di longevità e durata di quegli SDK perché se vengono aggiornati, i nostri clienti devono ricertificare e riqualificare e ciò richiede tempo, impegno, investimenti e costi per la nostra base di clienti".
I nuovi servizi supportano standard globali di sicurezza informatica e comunicazione, come l'ordine esecutivo statunitense che impone l'implementazione di architetture di sicurezza Zero Trust, nonché i requisiti Matter e Wi-SUN per le identità sicure.
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