Tijdens de virtuele conferentie Works With 2021 deze week breidde Silicon Labs zijn IoT-portfolio uit met een drievoudige lancering van hardware, software en services, wat leidde tot een thuiswedstrijd voor de IoT-industrie die uitdagingen moet oplossen op het gebied van bereik, stroomverbruik en beveiliging en langdurige ondersteuning. Deze nieuwe oplossingen omvatten twee sub-GHz SoC's die een draadloos bereik van meer dan 1 mijl en een batterijlevensduur van meer dan 10 jaar mogelijk maken, een softwareontwikkelingskit (SDK) die gemeenschappelijke bouwstenen biedt voor protocolinteroperabiliteit, en nieuwe beveiligingsservices die SDK-ondersteuning uitbreidt tot tien jaar en stelt ontwikkelaars in staat hun chips aan te passen, bijvoorbeeld met geavanceerde beveiligingsfuncties, voordat ze de fabrieksvloer verlaten.
(Bron: Silicon Labs)
Silicon Labs claimt de eerste draadloze sub-GHz-oplossingen die langeafstands-RF en energie-efficiëntie combineren met gecertificeerde Arm PSA Level 3 beveiligingsbatterijgevoede IoT-producten, en heeft het Series 2-platform uitgebreid met twee nieuwe apparaten: de EFR32FG23 (FG23) en EFR32ZG23 (ZG23) SoC's. Deze apparaten ondersteunen een reeks modulatieschema's en geavanceerde draadloze technologieën, waaronder Amazon Sidewalk, mioty, Wireless M-Bus, Z-Wave en eigen IoT-netwerken. Dit betekent ook dat ze kunnen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder slimme infrastructuur, meting, omgevingsbewaking, geconnecteerde verlichting, industriële besturingen, elektronische schaplabels (ESL), gebouw- en domotica.
De nieuwe FG23 en ZG23 draadloze SoC-oplossingen bieden een combinatie van ultralaag zend- en ontvangstvermogen (13.2 mA TX bij 10 dBm, 4.2 mA RX bij 920 MHz) en "best-in-class" RF (+20 dBm uitgangsvermogen) en -125.3 dBm RX bij 868 MHz, 2.4 kbps GFSK), waardoor IoT-eindknooppunten een draadloos bereik van meer dan 1 mijl kunnen bereiken terwijl ze meer dan 10 jaar op een knoopcelbatterij werken. Deze SoC's maken ook gebruik van Secure Vault, gecertificeerd volgens PSA Level 3, om IoT-producten te beschermen tegen software- en hardwareaanvallen.
De FG23 richt zich op Amazon Sidewalk, industrial IoT (IIoT), smart city, maar ook op markten voor gebouwen en domotica die vaak batterijgevoede eindknooppunten nodig hebben met uitgebreide mogelijkheden voor draadloze communicatie. Het biedt een flexibele antennediversiteitsfunctie om een "best-in-class" draadloos verbindingsbudget van -111.2 dBm RX @ 920 MHz, 50 kbps GFSK mogelijk te maken. Bovendien maakt de geavanceerde draadloze verbinding, in combinatie met de lage actieve stroomsterkte (23 µA/MHz) en de slaapmodus (26 µA) van de FG1.2 SoC hem geschikt als oplossing voor veldnetwerkknooppunten op batterijen, draadloze sensoren en aangesloten apparaten in moeilijk bereikbare situaties. locaties te bereiken.
Silicon Labs FG23 blokschema (Bron: Silicon Labs)
De ZG23 zou Z-Wave Wireless verbeteren door Secure Vault toe te voegen en dezelfde RF- en stroomprestaties te bieden als de FG23-chip. Silicon Labs, dat Z-Wave Long Range en Mesh ondersteunt, zei dat dit de eerste SoC's zijn die zijn geoptimaliseerd voor zowel eindapparaten als gateways en die ook alle FG23-protocollen kunnen ondersteunen. Doeltoepassingen zijn onder meer smart home, hotel en multi-dwelling unit (MDU) markten. Ultracompacte op ZG23 gebaseerde SiP-modules (ZGM230S), die alleen Z-Wave ondersteunen, zullen ook beschikbaar zijn.
Silicon Labs Z-Wave ZG23 blokschema (Bron: Silicon Labs)
De draadloze SoC-oplossingen bieden de meest geavanceerde beveiliging voor het IoT met een batterijduur van 10 jaar of langer en een bereik van anderhalve kilometer of meer, zei Matt Johnson, president van Silicon Labs, tijdens een virtuele presentatie. “Dit is niet tot een mijl of tot tien jaar. Het is anderhalve kilometer of meer en tien jaar of meer en met onze nieuwste beveiliging die toonaangevend en bekroond is in de draadloze IoT-ruimte.”
Waarom is dit erg? “Allereerst is het hebben van die combinaties heel krachtig. Stel je een apparaat voor dat vijf × vijf millimeter groot is en zo lang mee kan gaan en over dat bereik kan werken met dat beveiligingsniveau. Als je aan onze branche denkt, krijgen de 2.4 GHz-ruimte, 5- en 6-GHz alle aandacht en hoor je over het algemeen niet vaak over sub-GHz en zijn er veel voordelen op het gebied van bereik en betrouwbaarheid en robuustheid die kunnen worden geleverd met sub-GHz.”
Johnson heeft een opleving gezien in sub-GHz-toepassingen en toepassingen, aangedreven door thuistoepassingen zoals rookmelders, garagedeuropeners en sensoren voor beveiliging of alarmen. Tegelijkertijd wint sub-GHz in industriële, commerciële en retailmarkten veel momentum, wat minder gebaseerd is op het consumentenvertrouwen en meer op "gewoon een solide ROI", zei hij.
"Het betekent dat je de nieuwste Amazon Sidewalk, Z-Wave, mioty, Wireless M-Bus en alle eigen draadloze protocollen die onze klanten hebben, kunt gebruiken en op deze oplossing kunt gebruiken", zei Johnson. "Het is lang geleden dat de industrie een bijgewerkte oplossing had rond sub-GHz, vooral die alle prestaties, functies en mogelijkheden van een platform als de Series 2 samenbrengt."
De FR32FG23 SoC's in 5 × 5 mm QFN40- en 6 × 6 mm QFN48-pakketten en FG23-ontwikkelingskits zijn nu beschikbaar, met kitprijzen vanaf $ 39.99. De EFR32ZG23 SoC's, ZGM230S-modules en bijbehorende kits zullen in het vierde kwartaal van 4 beschikbaar zijn voor de algemene industrie.
SDK verenigen
De tweede productlancering is een softwareproductontwerp om enkele van de uitdagingen rond draadloze IoT-connectiviteit op te lossen met gemeenschappelijke bouwstenen voor gateways, draadloze toegangspunten (Aps) en IoT-eindproducten. De Unify Software Development Kit (SDK) stelt IoT-apparaten en gateways in staat om samen te werken tussen huidige en opkomende draadloze protocollen, door protocolspecifieke vertalingen te bieden voor Z-Wave en Zigbee vandaag en later voor Bluetooth, Thread, OpenSync en Matter. (De downloads zijn beschikbaar via GitHub.)
Johnson zei dat de Unify SDK de interoperabiliteit van het draadloze IoT-netwerk drastisch zal vereenvoudigen met zijn "design once, support all"-mogelijkheid.
Silicon Labs Unify SDK-diagram (Bron: Silicon Labs)
Nu de IoT-industrie klaar is om Matter, een branche-verenigende connectiviteitsstandaard, goed te keuren, kunnen IoT-ontwikkelaars de Unify SDK gebruiken om door te gaan met het ontwikkelen van producten en platforms op bestaande draadloze protocollen zoals ZigBee en Z-Wave, en later platformonafhankelijke draadloze communicatie met Matter mogelijk te maken apparaten. De IoT-apparaten kunnen Unify SDK downloaden om Matter in te schakelen en tegelijkertijd twee protocollen uit te voeren. Supporters van Matter zijn onder meer Apple, Amazon, Comcast, Google en Schneider Electric.
De materie blijft in een stroomversnelling komen, zei Johnson. “Het is echt uniek in onze branche om bedrijven te hebben die in het verleden niet altijd goed hebben samengewerkt, en misschien zelfs concurrentie zijn, die samenkomen voor een gemeenschappelijk doel en een gemeenschappelijk doel en samenwerken. Het duurt langer dan mensen idealiter willen, maar dat is omdat we het goed doen en dat komt omdat we de tijd nemen en maken om ervoor te zorgen dat dit duurzaam is en die ervaring levert in termen van gemak van connectiviteit en robuustheid die iedereen wil en zoekt naar."
De draadloze Series 1- en Series 2-oplossingen van Silicon Labs zullen Matter-compatibel zijn zodra deze is goedgekeurd voor marktbeschikbaarheid. Silicon Labs is de grootste broncodebijdrager van wie dan ook Halfgeleider bedrijf, en de op twee na grootste codebijdrager met meer dan 20 procent van de broncode voor Matter [op GitHub], zei Johnson.
Unify SDK maakt vertaling tussen protocollen mogelijk. Een goed voorbeeld is als een klant of ontwikkelaar Matter wil ondersteunen, maar Zigbee- of Z-Wave-apparaten heeft die de gateway moet ondersteunen, zei Johnson. De oplossing zal die vertaling voor een Matter-netwerk mogelijk maken om via de gateway naar een ZigBee-netwerk of Z-Wave-netwerk te praten en die apparaten te laten communiceren en de netwerken levensvatbaar en nuttig te houden, voegde hij eraan toe.
De software bevindt zich op de gateways en AP's. “In de IoT-ruimte moet alles met iets praten en meestal zijn dat gateways of toegangspunten waar de apparaten mee praten. Het probleem is met zoveel verschillende ecosystemen, technologieën en protocollen, die gateways en toegangspunten worden gewoon de hubs voor zoveel verschillende protocollen en zo veel complexiteit”, aldus Johnson.
Stel je een consument voor die een ZigBee- of Z-Wave-netwerk in huis heeft en hier is dat Matter-product of de producten waar ze op hebben gewacht, en het zal niet werken met de bestaande apparaten in huis, zei hij. "Dat gaat onze sector niet helpen."
De SDK zal ontwikkelaars helpen om hun software voor hun gateways gemakkelijker en efficiënter te ontwikkelen en het zorgt voor een betere gebruikerservaring in de industrie, zei Johnson. "We hebben de API-gegevensmodellen ontwikkeld en de protocolvertalingen tussen de apparaten en we stellen deze beschikbaar aan de industrie omdat we denken dat dit de industrie echt vooruit zal helpen."
Johnson zei: "Dit is een groot probleem. Het ondersteunt momenteel ZigBee en Z-Wave en we voegen binnenkort Bluetooth-, Thread-, Matter- en OpenSync-ondersteuning toe omdat we denken dat dit echt de juiste combinatie van vertalingen is die in eerste instantie nodig zal zijn om die ideale ontwikkelaars- en consumentenervaring te bieden."
Beveiligingsdiensten
Silicon Labs kondigde ook nieuwe Security Services aan ter ondersteuning van de implementatie van Zero Trust-beveiligingsarchitecturen, waaronder certificaten voor identiteitsinjectie van IoT-apparaten en SDK-ondersteuning voor 10 jaar. Het nieuwe beveiligingsaanbod vormt een aanvulling op de Secure Vault-technologieën van het bedrijf met een "eerste in zijn soort" Custom Part Manufacturing Service (CPMS) voor draadloze SoC's en modules.
De nieuwe services - CPMS en Long-Term Software Development Kit (SDK) Support Service (LTSSS) - bieden beveiligingsservices voor IoT-producten gedurende hun hele levenscyclus.
Het CPMS is een veilige provisioningservice waarmee IoT-ontwikkelaars hun IoT-producten kunnen aanpassen met geavanceerde beveiligingsfuncties. Het CPMS is toegankelijk via een beveiligd webportaal waarmee ontwikkelaars de draadloze SoC's en modules van Silicon Labs veilig kunnen inrichten met Secure Vault technologie functies zoals Secure Boot en Secure Debug, evenals een Secure OTA-bootloader, klantspecifieke sleutels, standaard flash-programmering en aangepaste identiteiten voor Zero Trust-architecturen. Secure Vault heeft dit jaar de PSA Certified Level 3-status behaald.
Met de aangepaste productieservices kunnen klanten voor het eerst in IoT en IoT draadloos toegang krijgen tot het einde van de productiecyclus om apparaten te programmeren, zei Johnson. “Een klant kan via een beveiligde site naar binnen gaan en de apparaten beïnvloeden voordat ze onze productie verlaten. Ze kunnen met name dingen wijzigen zoals de onderdeelnummers, sleutels invoegen - openbare sleutels of privésleutels - en certificaatinjectie in de producten uitvoeren. Ze kunnen ook flash-programmeren en verschillende beveiligingsfuncties in-/uitschakelen en configureren, zoals sabotagebeveiliging, veilig opstarten en veilig debuggen – al deze functies zijn nu beschikbaar voor klanten voor hun specifieke silicium.”
Dit betekent dat de klant de enige is die de beveiliging in hun apparaten programmeert en dat ze veilig zijn zodra ze de productielijn verlaten, aldus Johnson. “Dit is een verschuiving in onze branche die nodig en onvermijdelijk is. Het is vandaag niet beschikbaar [in de industrie] en we hebben het naar de industrie gebracht omdat het iets is dat nodig zal zijn in de toekomst.”
De LTSSS, als onderdeel van de beveiligingsservices, minimaliseert de noodzaak voor hertesten en hercertificering als gevolg van codewijzigingen, terwijl GSDK-releases tot 10 jaar lang worden ondersteund met beveiligingspatches en bugfixes.
"We hebben een SDK-cyclus waarin we onze software-updates een paar keer per jaar uitbrengen en zoals veel bedrijven veel patches onderweg, maar die worden in het algemeen slechts ongeveer een jaar ondersteund", zegt Johnson. "We zien de noodzaak van een lange levensduur en duurzaamheid van die SDK's, want als ze worden bijgewerkt, moeten onze klanten zich opnieuw certificeren en opnieuw kwalificeren en dat kost tijd, moeite, investeringen en kosten voor ons klantenbestand."
De nieuwe services ondersteunen wereldwijde cyberbeveiligings- en communicatiestandaarden, zoals de Amerikaanse executive order die de implementatie van Zero Trust-beveiligingsarchitecturen verplicht stelt, evenals Matter- en Wi-SUN-vereisten voor veilige identiteiten.
over Silicon Labs