Na conferência virtual Works With 2021 esta semana, a Silicon Labs expandiu seu portfólio de IoT com um lançamento triplo de hardware, software e serviços, levando a um home run para a indústria de IoT que precisa resolver desafios em torno de alcance, consumo de energia, segurança e suporte de longo prazo. Essas novas soluções incluem dois SoCs sub-GHz que permitem um alcance sem fio de mais de 1 milha e mais de 10 anos de vida útil da bateria, um kit de desenvolvimento de software (SDK) que fornece blocos de construção comuns para interoperabilidade de protocolo e novos serviços de segurança que estendem o suporte do SDK para dez anos e permite que os desenvolvedores personalizem seus chips com recursos de segurança avançados antes de deixar o chão de fábrica.
(Fonte: Silicon Labs)
Reivindicando as primeiras soluções sem fio sub-GHz que combinam RF de longo alcance e eficiência energética com produtos IoT alimentados por bateria de segurança Arm PSA Nível 3 certificados, a Silicon Labs expandiu a plataforma da Série 2 com dois novos dispositivos: EFR32FG23 (FG23) e EFR32ZG23 (ZG23) SoCs. Esses dispositivos suportam uma variedade de esquemas de modulação e tecnologias sem fio avançadas, incluindo Amazon Sidewalk, mioty, Wireless M-Bus, Z-Wave e redes IoT proprietárias. Isso também significa que eles podem ser usados em uma ampla gama de aplicações, incluindo infraestrutura inteligente, medição, monitoramento ambiental, iluminação conectada, controles industriais, etiquetas eletrônicas de prateleira (ESL), automação predial e residencial.
As novas soluções de SoC sem fio FG23 e ZG23 oferecem uma combinação de potência de rádio de transmissão e recepção ultrabaixa (13.2 mA TX a 10 dBm, 4.2 mA RX a 920 MHz) e RF "melhor da classe" (potência de saída de +20 dBm e -125.3 dBm RX a 868 MHz, 2.4 kbps GFSK), o que possibilita que os nós finais de IoT alcancem um alcance sem fio de mais de 1 milha operando em uma bateria de célula tipo moeda por mais de 10 anos. Esses SoCs também utilizam o Secure Vault, certificado para PSA Nível 3, para proteger os produtos IoT contra ataques de software e hardware.
O FG23 é voltado para Amazon Sidewalk, IoT industrial (IIoT), cidade inteligente, bem como mercados de automação residencial e de prédios que geralmente exigem nós finais alimentados por bateria com recursos de alcance de comunicação sem fio estendido. Ele fornece um recurso de diversidade de antena flexível para permitir um orçamento de link sem fio “melhor da classe” de -111.2 dBm RX a 920 MHz, 50 kbps GFSK. Além disso, o wireless avançado, combinado com a baixa corrente ativa do SoC FG23 (26 µA / MHz) e modo de espera (1.2 µA), o torna adequado para solução para nós de rede de área de campo alimentados por bateria, sensores sem fio e dispositivos conectados em difícil para alcançar locais.
Diagrama de blocos FG23 do Silicon labs (Fonte: Silicon Labs)
Diz-se que o ZG23 aprimora o Z-Wave Wireless adicionando o Secure Vault e oferece o mesmo desempenho de RF e energia que o chip FG23. Suportando Z-Wave Long Range e Mesh, a Silicon Labs disse que esses são os primeiros SoCs a serem otimizados para dispositivos finais e gateways e também podem oferecer suporte a todos os protocolos FG23. As aplicações alvo incluem os mercados de residências inteligentes, hotéis e unidades de residências múltiplas (MDU). Módulos SIP ultracompactos baseados em ZG23 (ZGM230S), com suporte apenas para Z-Wave, também estarão disponíveis.
Diagrama de blocos do Silicon Labs Z-Wave ZG23 (Fonte: Silicon Labs)
As soluções de SoC sem fio trazem a segurança mais avançada do setor para IoT com bateria de 10 anos ou mais e alcance de XNUMX km ou mais, disse Matt Johnson, presidente da Silicon Labs, durante uma apresentação virtual. “Isso não é até uma milha ou até dez anos. É uma milha ou mais e dez anos ou mais e com nossa segurança mais recente que é líder do setor e premiada no espaço sem fio de IoT. ”
Por que este é um bom acordo? “Em primeiro lugar, ter essas combinações é realmente poderoso. Imagine um dispositivo com cinco × cinco milímetros e pode durar tanto tempo e operar nessa faixa com esse nível de segurança. Se você pensar em nossa indústria, o espaço de 2.4 GHz, 5 e 6 GHz recebe toda a atenção e você não ouve falar de sub-GHz como regra geral e há muitos benefícios em termos de alcance e confiabilidade e robustez que podem vir com sub-GHz. ”
Johnson viu um ressurgimento em aplicações e casos de uso sub-GHz, impulsionadas por aplicações domésticas como detectores de fumaça, abridores de portas de garagem e sensores de segurança ou alarmes. Ao mesmo tempo, nos mercados industrial, comercial e de varejo, o sub-GHz está ganhando muito impulso, que se baseia menos no sentimento do consumidor e mais em "apenas um sólido ROI", disse ele.
“Isso significa que você pode pegar o mais recente Amazon Sidewalk, Z-Wave, mioty, Wireless M-Bus e todos os protocolos sem fio proprietários que nossos clientes possuem e operá-los nesta solução”, disse Johnson. “Já faz muito tempo que a indústria teve uma solução atualizada em torno de sub-GHz, especialmente que reúne todo o desempenho, recursos e capacidades de uma plataforma como a Série 2.”
Os SoCs FR32FG23 em pacotes QFN5 5 × 40 mm e QFN6 6 × 48 mm e kits de desenvolvimento FG23 já estão disponíveis, com preços de kit a partir de $ 39.99. Os SoCs EFR32ZG23, módulos ZGM230S e os kits que os acompanham estarão disponíveis para a indústria em geral no quarto trimestre de 4.
Unificar SDK
O segundo lançamento de produto é um design de produto de software para ajudar a resolver alguns dos desafios em torno da conectividade sem fio IoT com blocos de construção comuns para gateways, pontos de acesso sem fio (Aps) e produtos finais IoT. O Unify Software Development Kit (SDK) permite que dispositivos IoT e gateways interoperem entre protocolos sem fio atuais e emergentes, fornecendo traduções específicas de protocolo para Z-Wave e Zigbee hoje e mais tarde para Bluetooth, Thread, OpenSync e Matter. (Os downloads estão disponíveis através do GitHub.)
Johnson disse que o Unify SDK simplificará drasticamente a interoperabilidade da rede sem fio IoT com sua capacidade de "projetar uma vez, oferecer suporte a todos".
Diagrama do SDK do Unify da Silicon Labs (fonte: Silicon Labs)
Com o setor de IoT pronto para aprovar o Matter, um padrão de conectividade que unifica o setor, os desenvolvedores de IoT podem usar o Unify SDK para continuar a desenvolver produtos e plataformas em protocolos sem fio existentes, como ZigBee e Z-Wave, e posteriormente permitir a comunicação sem fio de plataforma cruzada com Matter dispositivos. Os dispositivos IoT serão capazes de baixar o Unify SDK para habilitar o Matter e executar dois protocolos simultaneamente. Apoiadores da Matter incluem Apple, Amazon, Comcast, Google e Schneider Electric.
A matéria continua ganhando impulso, disse Johnson. “É realmente único em nosso setor ter empresas que, historicamente, nem sempre trabalharam bem juntas, e podem até ser concorrentes, unindo-se por um propósito e uma causa comuns e colaborando. Está demorando mais do que as pessoas idealmente, mas isso é porque estamos fazendo certo e isso é porque estamos fazendo e reservando um tempo para garantir que isso seja durável e forneça essa experiência em termos de facilidade de conectividade e robustez que todos desejam e está procurando."
As soluções sem fio das séries 1 e 2 da Silicon Labs serão compatíveis com o Matter assim que forem aprovadas para disponibilidade no mercado. Silicon Labs é o maior contribuidor de código-fonte de qualquer Semicondutores empresa, e o terceiro maior contribuidor de código com mais de 20 por cento do código-fonte para Matter [no GitHub], disse Johnson.
O Unify SDK permitirá a tradução entre protocolos. Um bom exemplo é se um cliente ou desenvolvedor deseja oferecer suporte ao Matter, mas possui dispositivos Zigbee ou Z-Wave que o gateway precisa para oferecer suporte, disse Johnson. A solução permitirá que a tradução para uma rede Matter converse através do gateway para uma rede ZigBee ou rede Z-Wave e mantenha esses dispositivos se comunicando e as redes viáveis e úteis, acrescentou.
O software reside nos gateways e APs. “No espaço IoT, tudo precisa se comunicar com alguma coisa e, na maioria das vezes, esses são gateways ou pontos de acesso com os quais os dispositivos se comunicam. O problema é com tantos ecossistemas, tecnologias e protocolos diferentes, esses gateways e pontos de acesso estão apenas se tornando os hubs para tantos protocolos diferentes e tanta complexidade ”, disse Johnson.
Imagine um consumidor que tem uma rede ZigBee ou Z-Wave em sua casa e aqui está aquele produto ou produtos Matter que eles estavam esperando, e não funcionará com os dispositivos existentes em casa, disse ele. “Isso não vai ajudar nossa indústria.”
O SDK ajudará os desenvolvedores a desenvolver de forma mais fácil e eficiente seu software para seus gateways e fornecerá uma melhor experiência de usuário na indústria, disse Johnson. “Desenvolvemos os modelos de dados API e as traduções de protocolo entre os dispositivos e estamos disponibilizando para a indústria porque acreditamos que isso realmente ajudará a indústria a seguir em frente.”
Johnson disse “isso é um grande negócio. Atualmente, ele oferece suporte a ZigBee e Z-Wave e estamos adicionando suporte a Bluetooth, Thread, Matter e OpenSync em breve porque achamos que essa é realmente a combinação certa de traduções que serão necessárias inicialmente para fornecer a experiência ideal de desenvolvedor e consumidor. ”
Serviços de segurança
Os laboratórios de silício também anunciaram novos serviços de segurança para apoiar a implementação de arquiteturas de segurança Zero Trust, que inclui certificados de injeção de identidade de dispositivo IoT e suporte SDK de 10 anos. As novas ofertas de segurança complementam as tecnologias Secure Vault da empresa com um serviço de manufatura de peças personalizadas (CPMS) para SoCs e módulos sem fio.
Os novos serviços - CPMS e Serviço de Suporte (LTSSS) do Kit de Desenvolvimento de Software de Longo Prazo (SDK) - fornecem serviços de segurança para produtos IoT em todo o seu ciclo de vida.
O CPMS é um serviço de provisionamento seguro que ajuda os desenvolvedores de IoT a personalizar seus produtos de IoT com recursos avançados de segurança. O CPMS é acessado por meio de um portal da web seguro que permite aos desenvolvedores provisionar com segurança SoCs e módulos sem fio da Silicon Labs com Secure Vault tecnologia recursos como Secure Boot e Secure Debug, bem como um bootloader Secure OTA, chaves específicas do cliente, programação flash padrão e identidades personalizadas para arquiteturas Zero Trust. O Secure Vault alcançou o status de certificação PSA Nível 3 este ano.
Os serviços de manufatura personalizados permitem que os clientes, pela primeira vez em IoT e IoT wireless, acessem o fim do ciclo de manufatura para programar dispositivos, disse Johnson. “Um cliente pode entrar por um local seguro e influenciar os dispositivos antes que eles saiam de nossa fabricação. Especificamente, eles podem alterar coisas como números de peça, inserir chaves - chaves públicas ou privadas - bem como injetar certificados nos produtos. Eles também podem fazer programação flash, bem como habilitar / desabilitar e configurar diferentes recursos de segurança, como proteção contra adulteração, inicialização segura e depuração segura - todos esses recursos agora estão disponíveis para clientes para seu silício específico. ”
Isso significa que o cliente é o único que está programando a segurança em seus dispositivos e que eles estarão seguros assim que deixarem a linha de fabricação, disse Johnson. “Esta é uma mudança em nosso setor necessária e inevitável. Não está disponível hoje [na indústria] e nós o trouxemos para a indústria porque é algo que será necessário no futuro. ”
O LTSSS, como parte dos serviços de segurança, minimiza a necessidade de reteste e recertificação devido a alterações de código, ao mesmo tempo que oferece suporte a lançamentos GSDK por até 10 anos com patches de segurança e correções de bugs.
“Temos um ciclo de SDK em que lançamos nossas atualizações de software algumas vezes por ano, assim como, como muitas empresas, muitos patches ao longo do caminho, mas esses são suportados em geral por cerca de um ano”, disse Johnson. “Estamos percebendo a necessidade de longevidade e durabilidade desses SDKs porque, se eles forem atualizados, nossos clientes terão que recertificar e requalificar, e isso leva tempo, esforço, investimento e custos para nossa base de clientes.”
Os novos serviços oferecem suporte a padrões globais de cibersegurança e comunicação, como a ordem executiva dos EUA que exige a implementação de arquiteturas de segurança Zero Trust, bem como os requisitos de Matter e Wi-SUN para identidades seguras.
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